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1、关于水溶液化学讲课第一页，讲稿共一百二十六页哦 溶液：溶液：由溶质和溶剂组成。凡两种以上的物质混和形成的均匀稳定的由溶质和溶剂组成。凡两种以上的物质混和形成的均匀稳定的分散系统，叫做分散系统，叫做溶液溶液。气体溶液、固体溶液、液体溶液气体溶液、固体溶液、液体溶液 由不同的溶质和水或其他溶剂组成的溶液有不同的性质。由不同的溶质和水或其他溶剂组成的溶液有不同的性质。溶液有两大类性质溶液有两大类性质:一类性质与溶液中溶质的本性有关，如溶液的颜色、密度、酸一类性质与溶液中溶质的本性有关，如溶液的颜色、密度、酸碱性和导电性等；碱性和导电性等；另一类与溶液中溶质的独立质点数有关，而与溶质本身性质无关，如另
2、一类与溶液中溶质的独立质点数有关，而与溶质本身性质无关，如溶液的蒸气压、凝固点、沸点和渗透压等。溶液的蒸气压、凝固点、沸点和渗透压等。溶液：电解质溶液、非电解质溶液溶液：电解质溶液、非电解质溶液 3.1 溶液的通性溶液的通性第二页，讲稿共一百二十六页哦组成的标度组成的标度 溶剂溶剂A+溶质溶质B1.质量摩尔浓度质量摩尔浓度m：1 kg溶剂中所含溶质的物质的量，溶剂中所含溶质的物质的量，SI单位单位molkg-1 mB=nB/wA nB 溶质溶质B B的物质的量，单位为的物质的量，单位为mol。wA溶剂的质量，单位为溶剂的质量，单位为kg。第三页，讲稿共一百二十六页哦2.摩尔分数摩尔分数(或物质
3、的量分数或物质的量分数)以溶液中的总物质的量除任何一物质的量，即以溶液中的总物质的量除任何一物质的量，即为该为该物质物质的摩尔的摩尔分数，是单位为一的量。分数，是单位为一的量。设有双组分溶液，溶剂设有双组分溶液，溶剂A和溶质和溶质B的物质的量分别为的物质的量分别为nA和和nB，则，则注意：无论有若干种物质，摩尔分数之和总是等于注意：无论有若干种物质，摩尔分数之和总是等于1 1。第四页，讲稿共一百二十六页哦 3.1 溶液的通性溶液的通性一、非电解质稀溶液的通性非电解质稀溶液的通性1溶液的蒸气压下降溶液的蒸气压下降2.沸点上升沸点上升3.凝固点下降凝固点下降4.渗透压渗透压5.稀溶液的依数性稀溶液
4、的依数性二、电解质稀溶液的通性电解质稀溶液的通性第五页，讲稿共一百二十六页哦一、非电解质稀溶液的通性非电解质稀溶液的通性稀溶液的依数性定律：稀溶液的依数性定律：难难挥挥发发的的非非电电解解质质稀稀溶溶液液的的性性质质只只与与溶溶液液的的浓度浓度有关，而与溶质的有关，而与溶质的本性本性无关。无关。这些性质包括：这些性质包括：溶液的蒸气压下降、沸点上升、溶液的蒸气压下降、沸点上升、凝固点下降及溶液渗透压等凝固点下降及溶液渗透压等。3.1 溶液的通性溶液的通性一、非电解质稀溶液的通性非电解质稀溶液的通性稀溶液的依数性定律：稀溶液的依数性定律：难难挥挥发发的的非非电电解解质质稀稀溶溶液液的的性性质质只
5、只与与溶溶液液的的浓度浓度有关，而与溶质的有关，而与溶质的本性本性无关。无关。这些性质包括：这些性质包括：溶液的蒸气压下降、沸点上升、溶液的蒸气压下降、沸点上升、凝固点下降及溶液渗透压等凝固点下降及溶液渗透压等。第六页，讲稿共一百二十六页哦 在液体中，靠近液面的具有高能量的分子克服了周在液体中，靠近液面的具有高能量的分子克服了周围分子对它的引力而从液面逸出，这就是围分子对它的引力而从液面逸出，这就是蒸发或气化蒸发或气化作用作用。蒸发或气化的结果是使液体的温度降低了，因为高能蒸发或气化的结果是使液体的温度降低了，因为高能量分子的逸失使液体中剩余分子的平均动能降低，周围环量分子的逸失使液体中剩余分
6、子的平均动能降低，周围环境及时向液体传递热量使该液体的温度保持恒定，使高能境及时向液体传递热量使该液体的温度保持恒定，使高能量分子的个数得以恢复，蒸发过程就可以继续进行直到液量分子的个数得以恢复，蒸发过程就可以继续进行直到液体全部蒸发完全。体全部蒸发完全。蒸发或气化作用蒸发或气化作用第七页，讲稿共一百二十六页哦1 1溶液的蒸气压下降溶液的蒸气压下降(1)蒸气压蒸气压 例如：例如：20时，时，p(H2O)2.339 kPa 100时，时，p(H2O)101.325 kPa在封闭系统中，一定温度下，当液体的蒸发速率和其蒸气凝在封闭系统中，一定温度下，当液体的蒸发速率和其蒸气凝聚的速率相等时的蒸气压
7、力叫做该温度下聚的速率相等时的蒸气压力叫做该温度下液体的饱和蒸气压液体的饱和蒸气压，简称简称蒸气压蒸气压。或：在一定温度下，液体及其蒸气达到相平衡时，蒸气所具或：在一定温度下，液体及其蒸气达到相平衡时，蒸气所具有的压力称为该温度下液体的有的压力称为该温度下液体的饱和蒸气压饱和蒸气压，简称，简称蒸气压蒸气压。思考思考：蒸气压与温度有什么关系？蒸气压与温度有什么关系？不同溶剂蒸气压不同，相同溶剂温度升高，蒸气压增大。不同溶剂蒸气压不同，相同溶剂温度升高，蒸气压增大。第八页，讲稿共一百二十六页哦(2)(2)蒸气压下降蒸气压下降蒸气压下降蒸气压下降 若往溶剂若往溶剂若往溶剂若往溶剂(如水如水如水如水)
8、中加入一种难挥发的溶质，使它溶解形成中加入一种难挥发的溶质，使它溶解形成中加入一种难挥发的溶质，使它溶解形成中加入一种难挥发的溶质，使它溶解形成溶液时，由实验可以测出溶剂的蒸气压下降。溶液时，由实验可以测出溶剂的蒸气压下降。溶液时，由实验可以测出溶剂的蒸气压下降。溶液时，由实验可以测出溶剂的蒸气压下降。同一温度下，同一温度下，同一温度下，同一温度下，纯溶剂的蒸气压与溶液的蒸气压之差叫做溶液的纯溶剂的蒸气压与溶液的蒸气压之差叫做溶液的纯溶剂的蒸气压与溶液的蒸气压之差叫做溶液的纯溶剂的蒸气压与溶液的蒸气压之差叫做溶液的蒸气压下降蒸气压下降蒸气压下降蒸气压下降。拉乌尔定律：拉乌尔定律：(1887年，
9、法国物理学家年，法国物理学家)在一定温度下，难挥发的非电解质稀溶液中溶剂的在一定温度下，难挥发的非电解质稀溶液中溶剂的蒸气压下降蒸气压下降(p)与溶质的摩尔分数成正比，即与溶质的摩尔分数成正比，即第九页，讲稿共一百二十六页哦如实验测定，如实验测定，25 C时，时，水的饱和蒸气压水的饱和蒸气压:p(H2O)=3167.7 Pa；0.5 mol kg-1 糖水的蒸气压则为糖水的蒸气压则为:p(H2O)=3135.7 Pa；1.0 mol kg-1 糖水的蒸气压为糖水的蒸气压为:p(H2O)=3107.7 Pa。结论：结论：溶液的蒸气压比纯溶剂低，溶液浓度越大，溶液的蒸气压比纯溶剂低，溶液浓度越大，
10、蒸气压下降越多。蒸气压下降越多。第十页，讲稿共一百二十六页哦 对对于于稀稀溶溶液液，溶溶剂剂物物质质的的量量nA 远远远远大大于于溶溶质质物物质质的的量量nB，即，即nA nB设溶液的浓度以设溶液的浓度以1000g溶剂溶剂(水水)中含的溶质物质的量中含的溶质物质的量nB为单为单位位,则溶液的质量摩尔浓度则溶液的质量摩尔浓度m为：为：m=nB(molkg-1)nA=1000/18=55.5molxB=nB/nA=m/55.5结论：结论：难挥发性的非电解质稀溶液，蒸气压下降难挥发性的非电解质稀溶液，蒸气压下降数值只取决于溶剂的本性数值只取决于溶剂的本性(k)及溶液的质量摩尔浓度及溶液的质量摩尔浓度
11、m。第十一页，讲稿共一百二十六页哦第十二页，讲稿共一百二十六页哦(3)蒸气压下降的应用蒸气压下降的应用 测定溶质分子的相对摩尔质量测定溶质分子的相对摩尔质量设质量为设质量为WB的溶质溶于质量为的溶质溶于质量为WA的溶剂中，则有：的溶剂中，则有：干燥剂工作原理干燥剂工作原理 CaCl2、NaOH、P2O5等易潮解的固态物质，常用作干等易潮解的固态物质，常用作干燥剂。因其易吸收空气中的水分在其表面形成溶液，该溶燥剂。因其易吸收空气中的水分在其表面形成溶液，该溶液蒸气压较空气中水蒸气的分压小，使空气中的水蒸气不液蒸气压较空气中水蒸气的分压小，使空气中的水蒸气不断凝结进入溶液而达到消除空气中水蒸气的目
12、的。断凝结进入溶液而达到消除空气中水蒸气的目的。第十三页，讲稿共一百二十六页哦例：例：已知已知20C时水的蒸气压为时水的蒸气压为2333Pa，将，将17.1g 某易溶难某易溶难挥发非电解质溶于挥发非电解质溶于100g 水中，溶液的蒸气压为水中，溶液的蒸气压为2312Pa，试，试计算该物质摩尔质量。计算该物质摩尔质量。解：解：设该物质的摩尔质量为设该物质的摩尔质量为M，则溶质的质量摩尔浓度为：，则溶质的质量摩尔浓度为：第十四页，讲稿共一百二十六页哦 液液体体的的饱饱和和蒸蒸气气压压与与外外界界压压强强相相等等时时的的温温度度称称为为该该液体的沸点。液体的沸点。在在此此温温度度下下，气气化化在在整
13、整个个液液体体中中进进行行，产产生生气气泡泡，称称之之为为液液体体的的沸沸腾腾。在在低低于于此此温温度度下下的的气气化化，仅仅限限于在液体表面上进行，不会产生气泡，这是于在液体表面上进行，不会产生气泡，这是蒸发蒸发。2.沸点上升沸点上升这就是在沸点时和在沸点以下时液体气化的区别。这就是在沸点时和在沸点以下时液体气化的区别。第十五页，讲稿共一百二十六页哦 在沸腾时液体的温度恒定不变。在沸腾时液体的温度恒定不变。液体的沸点随外界气压而变，外界气压升高，液体的液体的沸点随外界气压而变，外界气压升高，液体的沸点升高；外界气压降低，液体的沸点也随之下降。沸点升高；外界气压降低，液体的沸点也随之下降。当外
14、界气压为当外界气压为101.325 kPa(1atm)时，液体的沸点称为时，液体的沸点称为正常沸点正常沸点。注意：注意：固体表面的分子也能蒸发，具有一定的蒸气压。固固体表面的分子也能蒸发，具有一定的蒸气压。固体与其蒸气在密闭容器中可达到平衡。体与其蒸气在密闭容器中可达到平衡。第十六页，讲稿共一百二十六页哦kbp:溶溶剂剂沸沸点点上上升升常常数数，决决定定于于溶溶剂剂的的本本性性,与与溶溶剂剂的的摩摩尔尔质量、沸点、汽化热有关。其质量、沸点、汽化热有关。其单位为单位为Kkgmol-1。可可以以理理解解为为：溶溶液液的的浓浓度度m=1 mol kg-1时时的的溶溶液液沸沸点点升升高高值。值。2沸点
15、上升沸点上升 溶液的蒸气压总是低于纯溶剂的蒸气压；溶液的蒸气压总是低于纯溶剂的蒸气压；溶液的溶液的沸点升高与溶液的质量摩尔浓度成正比，即沸点升高与溶液的质量摩尔浓度成正比，即几种溶剂的沸点、凝固点几种溶剂的沸点、凝固点kbp、kfp的数值见表的数值见表第十七页，讲稿共一百二十六页哦凝凝凝凝固固固固点点点点：某某某某纯纯物物物物质质质质液液体体蒸蒸气气压压和和它它的的固固相相蒸蒸气气压压相相等等时时的的温温度度称称为为该该物物质质的的凝凝固固点点。或或液液态态纯纯物物质质与与其其固固态态纯纯物物质质平平衡衡共存的温度。共存的温度。特点：特点：kfp,kbp只与溶剂种类有关；同种溶剂只与溶剂种类有
16、关；同种溶剂 kfp kbp3.3.凝固点下降凝固点下降凝固点下降凝固点下降kfp：溶剂的摩尔凝固点下降常数；溶剂的摩尔凝固点下降常数；m：溶质的质量摩尔浓度。溶质的质量摩尔浓度。溶液蒸气压总是低于纯溶剂的蒸气压，溶液蒸气压总是低于纯溶剂的蒸气压，溶液凝固点会下降。溶液凝固点会下降。第十八页，讲稿共一百二十六页哦 测定分子的相对摩尔质量测定分子的相对摩尔质量以以凝凝固固点点下下降降应应用用较较多多 kfpkbp，TfpTbp 实实验验误误差较小，且凝固时有结晶析出，易于观察。差较小，且凝固时有结晶析出，易于观察。当溶质的相对摩尔质量当溶质的相对摩尔质量MB很大时很大时，由于，由于Tf 太小，太
17、小，准确准确性差性差,因此只适用于因此只适用于MB较大的情况。较大的情况。防冻剂工作原理防冻剂工作原理 冬天为防止汽车水箱结冰，可加入甘油、乙二醇等以降冬天为防止汽车水箱结冰，可加入甘油、乙二醇等以降低水的凝固点，避免因结冰、体积膨胀而使水箱破裂。低水的凝固点，避免因结冰、体积膨胀而使水箱破裂。沸点和凝固点测定的应用沸点和凝固点测定的应用第十九页，讲稿共一百二十六页哦 冷冻剂工作原理冷冻剂工作原理工业冷冻剂：如在冰水中加氯化钙固体工业冷冻剂：如在冰水中加氯化钙固体,由于溶液中水的蒸气压小于由于溶液中水的蒸气压小于冰的蒸气压冰的蒸气压,使冰迅速熔化而大量吸热使冰迅速熔化而大量吸热,使周围物质的温
18、度降低。使周围物质的温度降低。食盐食盐-冰冰 30g NaCl+100g H2O(s)-22CaCl2-冰冰 42.5g CaCl2+100g H2O(s)-55 低熔合金的制备低熔合金的制备 利利用用固固态态溶溶液液凝凝固固点点下下降降原原理理，可可制制备备许许多多有有很很大大的的实实用用价价值值的的合合金金。如如33%Pb(mp 327.5)与与67%Sn(mp 232)组组成成的的焊焊锡锡，熔熔点点为为180，用用于于焊焊接接时时不不会会使使焊焊件件过过热热，还还用用作作保保险险丝丝。又又如如自自动动灭灭火火设设备备和和蒸蒸汽汽锅锅炉炉装装置置的的伍伍德德合合金金，熔熔点点为为70，组组
19、成成为为Bi：50%、Pb：25%、Sn：12.5%、Cd：12.5%。第二十页，讲稿共一百二十六页哦(1)半透膜半透膜：可以允许溶剂分子自由通过而不允许溶质分子通可以允许溶剂分子自由通过而不允许溶质分子通过的膜。过的膜。若被半透膜隔开的两边溶液的浓度不等（即单位若被半透膜隔开的两边溶液的浓度不等（即单位体积内溶剂的分子数不等），则可发生渗透现象。溶体积内溶剂的分子数不等），则可发生渗透现象。溶剂透过半透膜进入溶液的趋向取决于溶液浓度的大小，剂透过半透膜进入溶液的趋向取决于溶液浓度的大小，溶液浓度大，渗透趋向大。溶液浓度大，渗透趋向大。4渗透压渗透压第二十一页，讲稿共一百二十六页哦渗渗透透现现
20、象象溶溶剂剂通通过过半半透透膜膜进进入入溶溶液液或或溶溶剂剂从从稀稀溶溶液液通通过过半半透透膜膜进进入入浓浓溶溶液液的的现现象象（单向扩散）（单向扩散）渗渗透透压压阻阻止止渗渗透透进进行行所所施施加加的的最最小小外外压压,用用表示。表示。在数值上，在数值上，图图3.3 溶液渗透压示意图溶液渗透压示意图（2 2）渗透压渗透压渗透压渗透压水溶液纯水第二十二页，讲稿共一百二十六页哦(3)溶液的渗透压溶液的渗透压：由于半透膜两边的溶液单位体积内水分子数目不由于半透膜两边的溶液单位体积内水分子数目不同而引起稀溶液溶剂分子渗透到浓溶液中的倾向。为同而引起稀溶液溶剂分子渗透到浓溶液中的倾向。为了阻止发生渗透
21、所需施加的压力，叫溶液的了阻止发生渗透所需施加的压力，叫溶液的渗透压渗透压。在一定温度下，在一定温度下，渗透压渗透压只和一定体积中所含溶质只和一定体积中所含溶质的粒子数成正比，即与溶质的浓度成正比，而与溶的粒子数成正比，即与溶质的浓度成正比，而与溶质的本性无关。质的本性无关。第二十三页，讲稿共一百二十六页哦与理想气体方程无本质联系。与理想气体方程无本质联系。渗透压；渗透压；V溶液体积；溶液体积；R气体常数；气体常数；n溶溶质质物物质质的的量量；c体体积积摩摩尔尔浓浓度度；m质质量量摩摩尔浓度；尔浓度；T温度；温度；R=8.314 J mol-1 K-1Vant Hoff(范特霍夫范特霍夫)于于
22、1886年年提出：提出：第二十四页，讲稿共一百二十六页哦 渗透压平衡与生命过程的密切关系：渗透压平衡与生命过程的密切关系：渗透压平衡与生命过程的密切关系：渗透压平衡与生命过程的密切关系：给患者输液的浓度；给患者输液的浓度；植物的生长；植物的生长；人的营养循环。人的营养循环。注意：注意：即使是稀溶液，其渗透压也是相当大的。例如，即使是稀溶液，其渗透压也是相当大的。例如，298K时，某溶液的浓度时，某溶液的浓度c=0.10moldm3，其渗透压为：，其渗透压为：=cRT =（0.101038.314298.15）Pa=248103 Pa （相当于（相当于25米高水柱的压力）米高水柱的压力）一般植物
23、细胞汁的渗透压约可达一般植物细胞汁的渗透压约可达2000 kPa,所以，水所以，水分可以从植物的根部运送到数十米高的顶端。分可以从植物的根部运送到数十米高的顶端。第二十五页，讲稿共一百二十六页哦测定分子的相对摩尔质量测定分子的相对摩尔质量渗渗透透压压有有较较大大数数值值，容容易易测测定定，因因此此可可以以准准确确测测定定化化合合物物的的相对摩尔质量。相对摩尔质量。(4)渗透压测定的应用渗透压测定的应用第二十六页，讲稿共一百二十六页哦等渗溶液等渗溶液 人人体体血血液液的的渗渗透透压压约约为为780kPa，病病人人注注射射或或输输液液时时，使使用用0.9%的的NaCl溶溶液液（0.16 moldm
24、-3）或或5%的的葡葡萄萄糖糖溶溶液液(0.28moldm-3)，这这两两种种溶溶液液与与红红细细胞胞和和血血浆浆都都是是等等渗渗溶溶液液（即渗透压相等）。（即渗透压相等）。反渗透反渗透 若外加在溶液上的压力大于渗透压，则会使溶液中的溶剂向若外加在溶液上的压力大于渗透压，则会使溶液中的溶剂向纯溶剂方向流动，使纯溶剂体积增加，该过程叫纯溶剂方向流动，使纯溶剂体积增加，该过程叫反渗透反渗透。广。广泛用于海水淡化、工业废水或污水的处理及溶液的浓缩泛用于海水淡化、工业废水或污水的处理及溶液的浓缩等，关键在于耐高压半透膜的制备。等，关键在于耐高压半透膜的制备。(5)等渗溶液与反渗透等渗溶液与反渗透第二十
25、七页，讲稿共一百二十六页哦结论：结论：蒸气压下降，沸点上升，凝固点下降，渗蒸气压下降，沸点上升，凝固点下降，渗透压都是难挥发的非电解质稀溶液的通性；它们透压都是难挥发的非电解质稀溶液的通性；它们只与溶剂的本性和溶液的浓度有关（或与一定量只与溶剂的本性和溶液的浓度有关（或与一定量溶剂中溶质分子的数目成正比），而与溶质的本溶剂中溶质分子的数目成正比），而与溶质的本性无关。性无关。这种性质称为这种性质称为稀溶液的依数性稀溶液的依数性或或依数定律依数定律。凡符合依数定律的溶液叫做凡符合依数定律的溶液叫做理想溶液理想溶液。5.稀溶液的依数性稀溶液的依数性第二十八页，讲稿共一百二十六页哦 浓浓溶溶液液中中
26、溶溶质质的的微微粒粒数数较较多多，溶溶质质微微粒粒间间的的相相互互作作用用及及溶溶质质微微粒粒与与溶溶剂剂分分子子间间的的相相互互作作用用复复杂杂，使使稀稀溶溶液液依依数数定定律律的的定定量量关关系系产产生生偏偏差差。而而在在电电解解质质溶溶液液中中，由由于于电电解解质质的的解解离离，使使得得稀稀溶溶液液定定律律的的定定量量关关系系不适用。不适用。思考思考：相同浓度的电解质溶液的蒸气压与非电解质比如何变相同浓度的电解质溶液的蒸气压与非电解质比如何变化？化？其蒸气压下降，沸点上升和凝固点下降，以及溶液渗其蒸气压下降，沸点上升和凝固点下降，以及溶液渗透压的数值变化均比同浓度的非电解质大。透压的数值
27、变化均比同浓度的非电解质大。第二十九页，讲稿共一百二十六页哦 阿仑尼乌斯根据电解质溶液不服从稀溶液定律的现象，阿仑尼乌斯根据电解质溶液不服从稀溶液定律的现象，提出了电离理论。提出了电离理论。19031903年他获得了诺贝尔化学奖。电离理论年他获得了诺贝尔化学奖。电离理论认为电解质分子在水溶液中解离成离子，使得溶液中的微粒数认为电解质分子在水溶液中解离成离子，使得溶液中的微粒数增大，故它们的蒸汽压、沸点、熔点的改变和渗透压数值都比增大，故它们的蒸汽压、沸点、熔点的改变和渗透压数值都比非电解质大。非电解质大。解离度解离度溶液中已解离的电解质的分子数与电解质总分溶液中已解离的电解质的分子数与电解质总
28、分子数之比：子数之比：3.1.2、电解质溶液的通性电解质溶液的通性 电解质溶液可分为强电解质和弱电解质溶液两种。强电解质溶液可分为强电解质和弱电解质溶液两种。强电解质电解质-理论上理论上100电离电离第三十页，讲稿共一百二十六页哦 电电解解质质溶溶液液也也具具有有溶溶液液蒸蒸气气压压下下降降、沸沸点点上上升升、凝凝固固点点下下降降和和渗渗透透压压等等性性质质，但但非非电电解解质质稀稀溶溶液液的的依依数数性性不不适适用用于于电解质溶液，会产生偏差，可引入一个修正系数电解质溶液，会产生偏差，可引入一个修正系数 i 予以修正。予以修正。对于对于AB型的强电解质溶液型的强电解质溶液,如如KNO3、Na
29、Cl，i 接近接近 2；对对A2B型的强电解质溶液，如型的强电解质溶液，如K2SO4,i 介于介于 23 之间；之间；对弱电解质溶液，如对弱电解质溶液，如HAc，i 略大于略大于 1。浓度相同时，沸点高低或渗透压大小的顺序为：浓度相同时，沸点高低或渗透压大小的顺序为：A2B或或AB2型强电解质型强电解质 AB型强电解质型强电解质 弱电解质弱电解质 非电非电解质溶液解质溶液 蒸气压或凝固点的顺序则与上述顺序相反。蒸气压或凝固点的顺序则与上述顺序相反。第三十一页，讲稿共一百二十六页哦从部分电解质的从部分电解质的0.1 molkg-1溶液的凝固点下降数值与溶液的凝固点下降数值与理论值的比较可以得到电
30、解质溶液的理论值的比较可以得到电解质溶液的偏差偏差 i 值值电解质电解质 实测实测Tf/K 计算计算 Tf/K i=Tf/Tf NaCl0.3480.186 1.87HCl0.3550.186 1.91K2SO40.4580.186 2.46CH3COOH0.1880.186 1.01可以看出，产生的偏差有以下规律可以看出，产生的偏差有以下规律：A2B(AB2)强电解质强电解质AB强电解质强电解质AB弱电解质非电解质弱电解质非电解质第三十二页，讲稿共一百二十六页哦例例.将质量摩尔浓度均为将质量摩尔浓度均为 0.10 molkg-1的的BaCl2，HCl，HAc，蔗糖水溶液的粒子数、蒸气压、沸点
31、、凝固点和渗透，蔗糖水溶液的粒子数、蒸气压、沸点、凝固点和渗透压按从大到小次序排序压按从大到小次序排序:解解：按从大到小次序排序如下：按从大到小次序排序如下：粒子数粒子数 BaCl2 HCl HAc 蔗糖蔗糖蒸气压蒸气压 蔗糖蔗糖 HAc HCl BaCl2沸点沸点 BaCl2 HCl HAc 蔗糖蔗糖凝固点凝固点 蔗糖蔗糖 HAc HCl BaCl2渗透压渗透压 BaCl2 HCl HAc 蔗糖蔗糖第三十三页，讲稿共一百二十六页哦解解释释：1923年年，Debye及Hckel提出离子氛（ionicatmosphere）概念。观点：观点：强电解质在溶液中是完全电强电解质在溶液中是完全电离的，但
32、是由于离子间的相互作用离的，但是由于离子间的相互作用，每一个离子都受到相反电荷离子，每一个离子都受到相反电荷离子的束缚，这种离子间的相互作用使的束缚，这种离子间的相互作用使溶液中的离子并不完全自由，其表溶液中的离子并不完全自由，其表现是：现是：溶液导电能力下降，电离度溶液导电能力下降，电离度下降（小于下降（小于100），依数性异常。），依数性异常。实实验验测测得得的的解解离离度度叫叫做做表表观观解解离离度度。溶溶液液浓浓度度越越浓浓或或离离子电荷越大，表观解离度越小。子电荷越大，表观解离度越小。第三十四页，讲稿共一百二十六页哦活度与活度系数活度与活度系数活度：活度：是指有效浓度，即单位体积电解
33、质溶液中是指有效浓度，即单位体积电解质溶液中表现出来的表观离子有效浓度，亦即扣除了离子表现出来的表观离子有效浓度，亦即扣除了离子间相互作用的浓度。以间相互作用的浓度。以 a(activity)表示表示:y：活度系数活度系数。稀溶液中。稀溶液中,y 10-7molL-1 c(OH-),pH 7 pOH中性中性 c(H+)10-7molL-1 c(OH-),pH=7=pOH碱性碱性 c(H+)10-7molL-1 7 pOH pH仅适用于仅适用于表示表示c(H+)或或c(OH)1 molL-1，则，则pH 1,则则pH 14。此时，直接用。此时，直接用 c(H+)或或 c(OH-)而不用而不用pH
34、表表示这类溶液的酸碱性。示这类溶液的酸碱性。第五十一页，讲稿共一百二十六页哦例例10.1mol dm 3 HCl溶液中，溶液中，H+=0.1mol dm 3 pH=lg(0.1mol dm 3/1 mol dm 3)=1.0 pOH=14.0 1.0=13.0例例20.1mol dm 3 NaOH溶液中，溶液中，OH =0.1mol dm 3 pOH=lg(0.1mol dm 3/1mol dm 3)=1.0 pH=14.0 1.0=13.0如何测定如何测定pH？酸碱指示剂、酸碱指示剂、pH试纸、试纸、pH计。计。第五十二页，讲稿共一百二十六页哦 溶液的溶液的pH 改变时，由于质子转移引起指示
35、剂的分子或离改变时，由于质子转移引起指示剂的分子或离子结构发生变化，使其在可见光范围内发生了吸收光谱的变化，子结构发生变化，使其在可见光范围内发生了吸收光谱的变化，因而呈现不同的颜色。因而呈现不同的颜色。第五十三页，讲稿共一百二十六页哦 强电解质如强酸、强碱、强电解质如强酸、强碱、NaCl、KCl等在水溶液中等在水溶液中完全解离成正、负离子。而对弱酸、弱碱，在水溶液中仅完全解离成正、负离子。而对弱酸、弱碱，在水溶液中仅小部分解离成正、负离子，大部分以分子形式存在。小部分解离成正、负离子，大部分以分子形式存在。若弱酸分子只能解离出一个若弱酸分子只能解离出一个H+，则称为，则称为单质子酸单质子酸或
36、或一一元弱酸元弱酸；解离出两个或两个以上质子的，称为；解离出两个或两个以上质子的，称为多质子酸多质子酸或或多元弱酸多元弱酸。H2S，H2CO3等。等。若弱碱分子只能接受一个若弱碱分子只能接受一个H+，则称为，则称为单质子碱单质子碱或或一元一元弱碱弱碱；能接受两个或两个以上质子的，称为；能接受两个或两个以上质子的，称为多质子碱多质子碱或或多多元弱碱元弱碱。如。如NH2-NH2,Al(OH)3 某些盐中的正或负离子与水反应，或者给出质子或者某些盐中的正或负离子与水反应，或者给出质子或者接受质子，称为接受质子，称为离子酸离子酸或或离子碱离子碱。如。如NaAc，NH4Cl等。等。3.2，酸和碱的解离平
37、衡第五十四页，讲稿共一百二十六页哦1.一元弱酸、弱碱的解离平衡一元弱酸、弱碱的解离平衡(1)一元弱酸的解离平衡一元弱酸的解离平衡或简写成：或简写成：开始浓度：开始浓度：c0(HAc)0 0平衡浓度：平衡浓度：c(HAc)c(H+)c(Ac-)(aq)A(aq)H HA(aq)-+HAc（aq）H+（aq）+Ac（aq）C为标准浓度，为1mol/L,以后可以省略第五十五页，讲稿共一百二十六页哦对任意一元弱酸的解离平衡：对任意一元弱酸的解离平衡：在相同温度下，由在相同温度下，由Ka的大小可比较酸的相对强弱。的大小可比较酸的相对强弱。Ka大，酸性强；反之，亦然。大，酸性强；反之，亦然。第五十六页，讲
38、稿共一百二十六页哦对任意一元弱碱的解离平衡：对任意一元弱碱的解离平衡：如如25时，时，HF(3.5310-4)和和HAc(1.7610-5)均为一元弱均为一元弱酸，但酸，但HF的酸性比的酸性比HAc强。强。HF,H2SO3,HNO2,H3PO4 一般称为中强酸。一般称为中强酸。NH3+（aq）+H2O(l)NH4+(aq)+OH-(aq)第五十七页，讲稿共一百二十六页哦例例计算计算25时，时，0.100molL-1 HAc溶液中的溶液中的H、Ac、HAc，OH的浓度、的浓度、pH及及HAc的解离度。的解离度。初始浓度初始浓度/molL-10.10000平衡浓度平衡浓度/molL-10.100
39、x x x解：解：当当 c/Ka 400,0.10 x 0.10 x2 =ka0.10，x=1.33103 H+=x=1.33103moldm-3，OH =?第五十八页，讲稿共一百二十六页哦解离度解离度(a)c(H3O+)=c(Ac)=1.33103 molL-1 c(HAc)=(0.101.3103)molL-10.10 molL-1c(OH)=7.521012molL-1由由10-14可求得可求得第五十九页，讲稿共一百二十六页哦HA(aq)H+(aq)+A(aq)初始浓度c 0 0平衡浓度c c c c与与 的关系：的关系：稀释定律：在一定温度下（稀释定律：在一定温度下（为定值），溶液的解
40、离度为定值），溶液的解离度与其浓度的平方根成反比。溶液越稀，解离度越大。与其浓度的平方根成反比。溶液越稀，解离度越大。第六十页，讲稿共一百二十六页哦解：解：c 0.200 0 0 平衡时平衡时 c c c cceq 0.200(1 0.95%)0.2000.95%0.2000.95%(2)一元弱碱的解离平衡：一元弱碱的解离平衡：例：已知例：已知25时，时，0.200molL-1氨水的解离度为氨水的解离度为 0.95%，求，求c(OH),pH值和氨的解离常数。值和氨的解离常数。第六十一页，讲稿共一百二十六页哦2.多元弱酸弱碱的解离平衡多元弱酸弱碱的解离平衡多元弱酸弱碱的解离平衡多元弱酸弱碱的解离
41、平衡特点：特点：解离分步进行解离分步进行 以二元弱酸以二元弱酸H2S的电离平衡为例：的电离平衡为例：第一步：第一步：H2S=H+HS-(1)第二步：第二步：HS-=H+S2-(2)(1)+(2):H2S=2H+S2-第六十二页，讲稿共一百二十六页哦又如磷酸，又如磷酸，Ka1 7.52 10-3，Ka2=6.25 10-8，Ka3=2.2 10-13 (由由P397附录附录6可查得）可查得）由于由于Ka1 Ka2 Ka3，多元弱酸的解离以第一步为，多元弱酸的解离以第一步为主，其主，其 H+浓度可按一级解离计算。浓度可按一级解离计算。饱和饱和H2S水溶液，水溶液，H2S=0.1 moldm 3 可
42、求出不同可求出不同pH下的下的S2，对沉淀硫化物很重要。，对沉淀硫化物很重要。即当即当c(HnA)/Ka 400,在在H2S溶液中同时存在溶液中同时存在H2S、HS、H+、S2 第六十三页，讲稿共一百二十六页哦 例已知例已知H2S的的Ka1 9.1 10-8，Ka2=1.1 10-12。计算在。计算在0.10moldm-3 H2S溶液中的溶液中的H+浓度、浓度、pH、S2浓度和浓度和pOH。解：解：因为因为Ka1 Ka2，且且H2S/Ka1 400，S2 Ka2 1.1 10-12 为什么？为什么？第六十四页，讲稿共一百二十六页哦H2SH+HS-起始浓度起始浓度 0.1 0 0平衡浓度平衡浓度
43、0.1x xx因为c/Ka1400,所以0.1x0.1x2/0.1=Ka1x=H+=HS-=9.510-5moldm3由二级平衡由二级平衡:HS-H+S2-平衡浓度平衡浓度:9.510-59.510-5y Ka2=H+S2-/HS-=1.110-12y=Ka2=1.110-12H+OH-=KwOH-=1.0510-10moldm3pOH=9.98第六十五页，讲稿共一百二十六页哦结论：结论：多元弱酸的解离是分步进行的，一般有多元弱酸的解离是分步进行的，一般有 ，溶液中的，溶液中的 H+主要来自于主要来自于弱酸的第一步解离，计算弱酸的第一步解离，计算 c(H+)或或 pH 时可只考虑第一时可只考虑
44、第一步解离。步解离。对于二元弱酸对于二元弱酸，当，当 时，酸根离子的时，酸根离子的浓度浓度 而与弱酸的初始浓而与弱酸的初始浓度无关。度无关。对于二元弱酸，若对于二元弱酸，若 c(H2A)一定时，一定时，c(A-)与与 c2(H3O+)成成反比。反比。(4)比较多元弱酸的酸性强弱时，只需比较它们一级解离比较多元弱酸的酸性强弱时，只需比较它们一级解离常数值即可。常数值即可。第六十六页，讲稿共一百二十六页哦例例.在在0.3 mol dm-3的盐酸溶液中通入的盐酸溶液中通入H2S气体至饱和，求溶液中气体至饱和，求溶液中的的HS-和和S2-（饱和时浓度为饱和时浓度为0.1 mol dm-3）解：解：H2
45、S H+HS-起始浓度起始浓度 0 0.3 0平衡浓度平衡浓度 0.1 0.3 x xHS-=K1 0.1/0.3=3.03 10-8 moldm 3由二级平衡由二级平衡:HS-H+S2-平衡浓度平衡浓度:3.03 10-8-y 0.3+y yS2-=y=1.1 10-12 3.03 10-8 0.3 =1.11 10-19 moldm 3 第六十七页，讲稿共一百二十六页哦思考思考：当Ka,1Ka,2时，二价酸根的浓度是否都等于Ka,2。附例附例3.33.3 已知H2CO3的Ka,1=4.3010-7，K a,2=5.6110-11。计算0.0200moldm-3H2CO3溶液中H+和的浓度及
46、pH值。解解：Ka,2Ka,1，求c(H+)只需考虑一级电离pH=lg9.27105=4.03H2CO3H+HCO3HCO3H+CO32 第一步解离生成的H+抑制了第二步解离，因此c(H+)c(HCO3)9.2710-5moldm-3c(CO32)=Ka,2c=5.6110-11moldm-3第六十八页，讲稿共一百二十六页哦1）强酸弱碱盐（离子酸）强酸弱碱盐（离子酸）(1)+(2)=(3)则则H+3.盐溶液的酸碱平衡盐溶液的酸碱平衡共轭酸碱对的平衡共轭酸碱对的平衡第六十九页，讲稿共一百二十六页哦第七十页，讲稿共一百二十六页哦2)弱酸强碱盐（离子碱）弱酸强碱盐（离子碱）NaAc,NaCN一元弱酸
47、强碱盐的水溶液成碱性，因一元弱酸强碱盐的水溶液成碱性，因为弱酸负离子在水中发生水解反应。如在为弱酸负离子在水中发生水解反应。如在NaAc水溶液中：水溶液中：多元弱酸强碱盐也呈碱性，它们在水中解离产生的负多元弱酸强碱盐也呈碱性，它们在水中解离产生的负离子都是多元离子碱，它们的水解都是分步进行的。离子都是多元离子碱，它们的水解都是分步进行的。第七十一页，讲稿共一百二十六页哦3*)酸式盐酸式盐解离大于水解，解离大于水解，NaH2PO4溶液显弱酸性；相反，溶液显弱酸性；相反，Na2HPO4溶液解离小于水解，溶液解离小于水解，显弱碱性。显弱碱性。第七十二页，讲稿共一百二十六页哦4)弱酸弱碱盐弱酸弱碱盐第
48、七十三页，讲稿共一百二十六页哦盐溶液的酸碱性的一般规律概括如下：盐溶液的酸碱性的一般规律概括如下：第七十四页，讲稿共一百二十六页哦5)影响盐类水解的因素影响盐类水解的因素盐的浓度：盐的浓度：c盐盐,水解度增大。可用稀释定律解释。水解度增大。可用稀释定律解释。有些盐类有些盐类,如如Al2S3,(NH4)2S 可以完全水解。可以完全水解。总之，加热和稀释都有利于盐类的水解。总之，加热和稀释都有利于盐类的水解。溶液的酸碱度：溶液的酸碱度：加酸可引起盐类水解平衡的加酸可引起盐类水解平衡的 移动，例如加酸能抑制下述水解产物的生成。移动，例如加酸能抑制下述水解产物的生成。温度：温度：水解反应为吸热反应，水
49、解反应为吸热反应，0，T,，水解度增大。，水解度增大。第七十五页，讲稿共一百二十六页哦例例.计算下列各浓度的计算下列各浓度的HAc溶液的溶液的H+和电离度和电离度（1）0.1 mol dm-3 (2)1.0 10-5 mol dm-3 解：（解：（1）x2/0.1-x=Ka=1.8 10-5 c/K 400，0.1x 0.1 H+1.3 10-3 moldm-3 =1.3%(2)c/K 1g/100g水水;难溶物难溶物：平衡向左移动，有沉淀析出；平衡向左移动，有沉淀析出；Q =处于平衡状态，饱和溶液；处于平衡状态，饱和溶液；Q Ks，平衡向生成，平衡向生成BaSO4(s)沉淀的方向移动，直到建
50、立新的平沉淀的方向移动，直到建立新的平衡。此时，溶液中衡。此时，溶液中SO42的浓度降低了，亦即降低了的浓度降低了，亦即降低了BaSO4的溶解度。的溶解度。在难溶电解质溶液中加入与其含有相同离子的易溶强电在难溶电解质溶液中加入与其含有相同离子的易溶强电解质时，而使难溶电解质的溶解度降低的作用，称为解质时，而使难溶电解质的溶解度降低的作用，称为同离子同离子效应效应。1)同离子效应同离子效应溶解沉淀第一百一十五页，讲稿共一百二十六页哦例例 求求 25时，时，AgCl 在在 0.010 molL-1 NaCl溶液中的溶解度。溶液中的溶解度。第一百一十六页，讲稿共一百二十六页哦例题例题：在在0.20L