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1、材料科学与化学工程学院材料科学与化学工程学院 第二章 溶液化学材料科学与化学工程学院材料科学与化学工程学院 上一页上一页下一页下一页经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用溶液：一种物质以分子、原子或离子状态分散于另一种物质中所构成的均匀而稳定的体系溶液不是化合物:在溶液中溶质和溶剂的相对含量可在一定范围内变化溶解过程是一个物理化学过程（表现出化学反应的某些特征：放热、吸热、体积、缩小、体积增加）如:NaOH+H2O放热NH4NO3+H2O吸热C2H5OH+H2OV总 V苯+V醋酸2.1 溶液材料科学与化
2、学工程学院材料科学与化学工程学院 上一页上一页下一页下一页经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用2.1.1 溶液的分类溶液液态溶液气态溶液固态溶液气液溶液固液溶液液液溶液HCl 溶于水，将液态物质定为溶剂乙醇溶于水，将含量多的物质定为溶剂NaCl 溶于水，将液态物质定为溶剂。所有的气态混合物：空气各金属合金，H2 溶解在Pd 中等材料科学与化学工程学院材料科学与化学工程学院 上一页上一页下一页下一页经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商
3、品的价款或接受服务的费用2.1.2 溶解度原理液液相溶相似者相溶溶质与溶剂在结构或极性上相似彼此互溶醇/水：甲醇乙醇丁醇辛醇随碳链增长溶解度降低固液溶解非极性或弱极性固体物质易溶于非极性或弱极性溶剂,而难溶于强极性溶剂.极性固体物质易溶于极性溶剂,而难溶于非极性或弱极性溶剂.一些离子型盐类易溶于水.材料科学与化学工程学院材料科学与化学工程学院 上一页上一页下一页下一页经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用在同一溶剂中低熔点的固体将比类似结构的高熔点固体易溶解.气液溶解在同一溶剂中高沸点气体比低沸点气 体
4、的溶解度大.具有与气体溶质最为近似分子间力的溶剂为最佳溶剂.熔点降低溶解度增大材料科学与化学工程学院材料科学与化学工程学院 上一页上一页下一页下一页经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用2.1.3 影响溶解度的因素1.温度对溶解度的影响对于吸热过程,温度升高溶解度增加.对于因强的溶剂化作用而形成的放热溶解过程,温度升高溶解度降低.气体的溶解度随温度升高而降低.材料科学与化学工程学院材料科学与化学工程学院 上一页上一页下一页下一页经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失
5、，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用2.压强的影响亨利(Henry)定律亨利亨利(Henry)定律定律：在中等压强时，气体的溶解度与：在中等压强时，气体的溶解度与溶液上面气相中该气体分压成正比，即：溶液上面气相中该气体分压成正比，即：Ci=Kpi0.887200.11030.100202.61050.707160.11030.061101.31050.544120.01030.030150.71050.447106.51030.015525.31050.38680.1103298K时N2溶解度moldm-3压强/Pa373K时CO2溶解度moldm-3压强/Pa材料科学与化学
6、工程学院材料科学与化学工程学院 上一页上一页下一页下一页经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用3.分配定律一定温度下,一种溶质分配在互不相溶的两种溶剂中的浓度比值为一常数.cBbaK=cB萃取应用少量萃取剂进行多次萃取mn=mo KVaKVa+Vbn例:设有体积为Va的溶液(a相)中含某质量为mo的溶质,用另一种与a相互不相溶的溶剂(b相,又名萃取剂)进行多次萃取,每次用量为Vb.令m1为经过一次萃取溶液(a相)内剩余溶质的量.实验证明经n次萃取后,原溶液中剩余溶质的量mn为:材料科学与化学工程学院材料
7、科学与化学工程学院 上一页上一页下一页下一页经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用证明:一次萃取后二次萃取后依次类推,n次萃取后材料科学与化学工程学院材料科学与化学工程学院 上一页上一页下一页下一页经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用2.1.4 溶液浓度表示法1.实验室常用酸碱溶液的浓度材料科学与化学工程学院材料科学与化学工程学院 上一页上一页下一页下一页经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求
8、增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用2.定量表示法 质量摩尔浓度mB(molkg1)=溶质B的物质的量(mol)溶剂的质量(kg)物质的量浓度cB(moldm3)=溶质B的物质的量(mol)混合物体积(dm)nBV=质量分数w=溶质的质量m溶质m溶液=溶液的质量 摩尔分数xB=物质B的物质的量nBn总=混合物的总物质的量xi=1 体积分数B=组分B的体积VBV总=混合气体总体积材料科学与化学工程学院材料科学与化学工程学院 上一页上一页下一页下一页经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价
9、款或接受服务的费用例1:计算由1.00g CO(NH2)2(尿素)溶于 48.0g 水所配制成溶液的质量摩尔浓度?0.0167mol解:CO(NH2)2的溶摩尔质量 M=60.0gmol1故溶质的物质的量为 1.00/60.0=0.0167mol溶液的摩尔质量为:m(CO(NH2)2)=0.048kg=0.348molkg1例2:怎样由浓盐酸(12moldm3)配制0.10dm3 2.0moldm3 的盐酸溶液?解:0.10 dm3 2.0moldm3的盐酸溶液中 HCl 的物质的量为:nHCl=0.10dm3 2.0moldm3=0.20mol所需 12moldm3 的HCl的体积为:V12
10、moldm3=0.20molV=0.017dm3 材料科学与化学工程学院材料科学与化学工程学院 上一页上一页下一页下一页经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用例3:如何将25g NaCl配制成wNaCl为0.25的食盐溶液?解:wNaCl=mNaClm溶液=mNaClm溶剂+mNaCl0.25=25m溶剂+25m溶剂=75g2.1.5 非电解质稀溶液的依数性基本概念：稀溶液的那些主要取决于所含溶质粒子的数目而与溶质本身的性质无关的性质.蒸气压下降蒸气压下降沸点升高沸点升高凝固点下降凝固点下降渗透压渗透压
11、讨论对象:非电解质稀溶液材料科学与化学工程学院材料科学与化学工程学院 上一页上一页下一页下一页经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用蒸发凝聚蒸发凝聚=饱和蒸气压 pAoAA(xA)B(xB)p=pA xAoppAo溶剂的摩尔分数溶质的摩尔分数1、蒸汽压下降拉乌尔(Raoult)定律经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用(2)蒸气压下降蒸气压下降 同一温度下，溶有难挥发溶质同一温度下，溶有难挥发溶质B的溶液中，溶的
12、溶液中，溶剂剂A的蒸气压力总是低于纯溶剂的蒸气压力总是低于纯溶剂A的蒸气压力。的蒸气压力。蒸气分子蒸气分子液体分子液体分子溶质分子溶质分子 原因在于溶剂的一部分表面被溶质微粒占据，原因在于溶剂的一部分表面被溶质微粒占据，使得单位时间内从溶液中蒸发的分子减少，使得使得单位时间内从溶液中蒸发的分子减少，使得溶液的蒸发速率降低。溶液的蒸发速率降低。同一温度下，纯溶剂的蒸气压力与溶液同一温度下，纯溶剂的蒸气压力与溶液的蒸气压力之差叫做溶液的的蒸气压力之差叫做溶液的蒸气压下蒸气压下降降。15材料科学与化学工程学院材料科学与化学工程学院 上一页上一页下一页下一页经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照
13、消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用拉乌尔定律：在一定温度下,稀溶液的蒸气压等于纯溶剂的蒸气压与溶剂摩尔分数的乘积.由于由于 xA+xB=1，因此因此在一定温度下,难挥发非电解质稀溶液的蒸气压下降值Dp和溶质的摩尔分数成正比.拉乌尔定律只适用于非电解质的稀溶液p=pA(1 xB)opA p=pAxBooDp=pAxBo材料科学与化学工程学院材料科学与化学工程学院 上一页上一页下一页下一页经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用在稀溶液中,因 nA nB,故
14、:xB=nBnA+nBnBnA以水为溶剂,溶质的质量摩尔浓度为m,则1000g水中nA=1000/18.01=55.51故xB=nBnA=m/55.51Dp=pA(m/55.51)=Kmo材料科学与化学工程学院材料科学与化学工程学院 上一页上一页下一页下一页经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用对于理想溶液,溶剂和溶质不发生作用,且均有挥发性,则:pA=pAxAopB=pBxBop=pA+pB苯和甲苯所组成的溶液为一理想溶液p甲苯=3.2kPaop苯=10.0kPao当 x本=x甲苯=0.5p总=0.5
15、10.0+0.53.2=6.6kPa 经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用2.溶液的沸点上升和凝固点下降溶液的沸点上升和凝固点下降蒸气分子蒸气分子固体固体固体的蒸气压固体的蒸气压:固体放在密闭容器中，固体放在密闭容器中，固体（固相）和它的蒸气（气相）之间也能固体（固相）和它的蒸气（气相）之间也能达成平衡，此时固体具有一定的蒸气压力。达成平衡，此时固体具有一定的蒸气压力。19经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用
16、沸点（沸点（bp:boiling point）：）：当某一液体的蒸气压力等于外界压当某一液体的蒸气压力等于外界压力时，液体沸腾，此时的温度称为沸点。力时，液体沸腾，此时的温度称为沸点。凝固点（凝固点（fp:freezing point）：）：某一物质的液相蒸气压力和固某一物质的液相蒸气压力和固相蒸气压力相等时的温度。相蒸气压力相等时的温度。固相蒸气压力固相蒸气压力液相蒸气压力液相蒸气压力 固相固相 液相液相固相蒸气压力固相蒸气压力液相蒸气压力液相蒸气压力 液相液相 固相固相 一切可形成晶体的纯物质，在给定的条件下，都有一定的凝固点和沸点。一切可形成晶体的纯物质，在给定的条件下，都有一定的凝固点
17、和沸点。但溶液的情况并非如此，一般由于溶质的加入使溶剂的凝固点下降，溶液的但溶液的情况并非如此，一般由于溶质的加入使溶剂的凝固点下降，溶液的沸点上升；而且溶液越浓，沸点和凝固点改变越大。沸点上升；而且溶液越浓，沸点和凝固点改变越大。20经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用P(H2O,g)/PaT/K101325373.15273.15611水和冰的蒸气压力曲线水和冰的蒸气压力曲线水水冰冰373.15K时，水的蒸气压力与外界相等，时，水的蒸气压力与外界相等，水沸腾水沸腾273.15K时，水的蒸气压力与冰
18、的蒸气时，水的蒸气压力与冰的蒸气压力相等，水凝固压力相等，水凝固21经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用P(H2O,g)/PaT/K101325373.15273.15611水和冰的蒸气压力曲线水和冰的蒸气压力曲线水水冰冰溶质的加入使溶液的蒸气压溶质的加入使溶液的蒸气压力下降力下降溶质溶于水，不溶于冰，冰的溶质溶于水，不溶于冰，冰的蒸气压力无变化蒸气压力无变化22经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用P(H2O
19、,g)/PaT/K101325611水溶液的沸点上升和凝固点下降示意图水溶液的沸点上升和凝固点下降示意图水水冰冰TfpTbpTbpTfp沸点增加沸点增加凝固点降低凝固点降低Tbp Tfp溶液溶液23经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用 难挥发的非电解质稀溶液的沸点上升和凝固点难挥发的非电解质稀溶液的沸点上升和凝固点下降与溶液的下降与溶液的质量摩尔浓度质量摩尔浓度成正比：成正比：T Tbpbp=k=kbpbp*m k*m kbpbp:溶剂的摩尔沸点上升常数溶剂的摩尔沸点上升常数 T Tfpfp=k=kf
20、pfp*m k*m kfpfp:溶剂的摩尔凝固点下降常数溶剂的摩尔凝固点下降常数应用：向汽车水箱中应用：向汽车水箱中加入乙二醇防冻液加入乙二醇防冻液24材料科学与化学工程学院材料科学与化学工程学院 上一页上一页下一页下一页经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用H2O血红细胞血红素蛋白质(a)(b)给植物浇水植物茎叶挺立(c)在萝卜上插玻璃管,并加水3、渗透现象及渗透压(d)经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用半
21、透膜半透膜溶液溶液纯水纯水 由渗透压形由渗透压形成的液面差成的液面差渗透：溶液通过半渗透：溶液通过半透膜进入溶液的单透膜进入溶液的单方向扩散过程方向扩散过程渗透压：为维持渗透压：为维持被半透膜所隔开被半透膜所隔开的溶液与纯溶剂的溶液与纯溶剂之间的渗透平衡之间的渗透平衡而需要的额外压而需要的额外压力力26经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用半透膜半透膜溶液溶液纯水纯水 F渗透压：为维持渗透压：为维持被半透膜所隔开被半透膜所隔开的溶液与纯溶剂的溶液与纯溶剂之间的渗透平衡之间的渗透平衡而需要的额外压而需要的
22、额外压力力27经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用反渗透：如果外加在溶液上的压力超过了渗透压，则会使溶液中的反渗透：如果外加在溶液上的压力超过了渗透压，则会使溶液中的溶剂向纯溶剂方向流动，使纯溶剂的体积增加。溶剂向纯溶剂方向流动，使纯溶剂的体积增加。半透膜半透膜溶液溶液纯水纯水 F28经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用18861886年范托夫年范托夫(vant Hoff)(vant Hoff)指出指出:难挥
23、发的非电解质稀溶液的渗透压与溶液的浓度难挥发的非电解质稀溶液的渗透压与溶液的浓度及绝对温度成正比：及绝对温度成正比：=C*R*T=n*R*T/V或或 *V=n*R*T:渗透压渗透压 C:浓度浓度 T:热力学温度热力学温度 n:溶质的物质的量溶质的物质的量 V:溶液的体积溶液的体积29经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用渗透压的应用渗透压的应用一般植物细胞的渗透压：一般植物细胞的渗透压：=2000KPa生理盐水的浓度生理盐水的浓度海水与淡水鱼类不能互换海水与淡水鱼类不能互换在淡水中游泳眼睛涩痛在淡水中游
24、泳眼睛涩痛30材料科学与化学工程学院材料科学与化学工程学院 上一页上一页下一页下一页经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用M=179gmol1(理论值180gmol1)5、依数性的应用解：查表得水的 Kb=0.512Kmol1kg根据 DTb=Kbm则 0.156=0.512Kmol1kg 1.09M201000kg(1)测定分子的摩尔质量例 4:把1.09g葡萄糖溶于20g水中所得溶液在 101325 Pa下沸点升高了0.156K,求葡萄糖的摩尔质量 M.材料科学与化学工程学院材料科学与化学工程学院
25、上一页上一页下一页下一页经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用例 5:把0.322g萘溶于80g苯中所得溶液的凝固点为278.34K,求萘的摩尔质量M.80M解:查表得苯的凝固点为278.50K,苯的Kf=5.10Kmol1kg根据 DTf=Kfm则:DTf=278.50K 278.34K=0.16K0.16K=5.10Kmol1kg 0.3221000kgM=128gmol1(理论值128gmol1)材料科学与化学工程学院材料科学与化学工程学院 上一页上一页下一页下一页经营者提供商品或者服务有欺诈行为
26、的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用 例 6:1dm3溶液中含5.0g马的血红素,在298K时测得溶液的渗透压为1.82102Pa,求马的血红素的摩尔质量M.解:根据 p=cRTc=p/RT=1.82102Pa8.314Pam3mol1K1298K=0.073molm3=7.3105 moldm3 c=nB/V=(mB/M)/VM=(mB/V)/cM=5.0gdm37.3105 moldm3=6.8104 gmol1材料科学与化学工程学院材料科学与化学工程学院 上一页上一页下一页下一页经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费
27、者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用(2)制作防冬剂和制冷剂防冻剂如：水箱的水中加甘油或乙二醇以降低水的凝固点制冷剂 30g NaCl+100g H2O，T最低=250.6K 42.5g CaCl2+100g H2O，T最低=218K水和溶液的冷却曲线低共熔混合物低共熔点(冰晶共析点)材料科学与化学工程学院材料科学与化学工程学院 上一页上一页下一页下一页经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用解：由 pCRT 得 C p/RT=0.3026 mol/dm3 是
28、稀溶液 C=m=0.3026 mol/dm3 浓度=(0.3026*180)/(1000+0.3026*180)*100%5.2 例 7：已知血液的渗透压为780KPa,若用葡萄糖溶液做为临床输液的营养液，该葡萄糖溶液浓度为多大？(3)配制等渗输液材料科学与化学工程学院材料科学与化学工程学院 上一页上一页下一页下一页经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用电解质溶液理论简介电解质溶液理论简介电解质：在水溶液中或熔融状态下电解质：在水溶液中或熔融状态下能能导电的物质。导电的物质。强电解质：强酸、强碱和典型的
29、盐强电解质：强酸、强碱和典型的盐弱电解质：弱酸、弱碱和某些类似氯化汞的无机弱电解质：弱酸、弱碱和某些类似氯化汞的无机盐，有机化合物中的羧酸、酚和胺等盐，有机化合物中的羧酸、酚和胺等非电解质：在水溶液中或熔融状态下非电解质：在水溶液中或熔融状态下不能不能导电的物导电的物质。质。非电解质稀溶液的依数性：非电解质稀溶液的依数性：稀溶液的那些主要取决稀溶液的那些主要取决于所含溶质粒子的数目而与溶质本身的性质无关的于所含溶质粒子的数目而与溶质本身的性质无关的性质，如：性质，如：蒸气压下降，沸点升高，凝固点下降，蒸气压下降，沸点升高，凝固点下降，渗透压。渗透压。材料科学与化学工程学院材料科学与化学工程学院
30、 上一页上一页下一页下一页经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用 6.1.1 阿仑尼乌斯的部分电离理论阿仑尼乌斯的部分电离理论在水溶液中电解质是部分电离的，在在水溶液中电解质是部分电离的，在离子和未电离的分子之间建立了平衡，离子和未电离的分子之间建立了平衡，并提出电离度的概念，认为溶液愈稀，并提出电离度的概念，认为溶液愈稀，电离度电离度(a a)愈大。愈大。材料科学与化学工程学院材料科学与化学工程学院 上一页上一页下一页下一页经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，
31、增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用例如例如HAc，设原始浓度为，设原始浓度为c，则平衡时：，则平衡时：缺陷缺陷:1.固态固态 NaCl 中根本没有中根本没有 NaCl 分子存在，若假设溶液中分子存在，若假设溶液中出现出现 NaCl 分子，并和其离子建立平衡的假定不合理；分子，并和其离子建立平衡的假定不合理；2.不能解释溶液中带有不同电荷离子之间的相互作用；不能解释溶液中带有不同电荷离子之间的相互作用；3.对强电解质不适用。对强电解质不适用。材料科学与化学工程学院材料科学与化学工程学院 上一页上一页下一页下一页经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受
32、到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用离子氛离子氛(ionic atmosphere)：由于离子间的相互作：由于离子间的相互作用，每一个离子都受到相反电荷离子的束缚，使溶用，每一个离子都受到相反电荷离子的束缚，使溶液中的离子并不完全自由，在正离子的周围存在由液中的离子并不完全自由，在正离子的周围存在由负离子形成的负离子形成的“离子氛离子氛”，在负离子的周围存在由，在负离子的周围存在由正离子形成的正离子形成的“离子氛离子氛”。6.1.2 强电解质溶液理论的基本概念强电解质溶液理论的基本概念+材料科学与化学工程学院材料科学与化学工程学院 上一页上一页下一页下一页经营者提供商
33、品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用p离子与离子氛的作用其表现为溶液导电能力下降、离子与离子氛的作用其表现为溶液导电能力下降、电离度下降、依数性异常；电离度下降、依数性异常；p由于离子与离子氛之间相互作用，使离子不能由于离子与离子氛之间相互作用，使离子不能100%发挥作用，发挥作用的离子数少于完全电离发挥作用，发挥作用的离子数少于完全电离时离子的数目；时离子的数目；p离子的浓度越大，离子所带电荷数目越多，离子离子的浓度越大，离子所带电荷数目越多，离子与它的离子氛作用越强。与它的离子氛作用越强。p离子与离子氛的作用
34、程度可用离子强度表示。离子与离子氛的作用程度可用离子强度表示。材料科学与化学工程学院材料科学与化学工程学院 上一页上一页下一页下一页经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用活度和活度系数活度和活度系数p活度：活度：电解质溶液中离子实际发挥作用的浓度。电解质溶液中离子实际发挥作用的浓度。a=g c活度活度 活度系数活度系数 浓度浓度p当溶液的当溶液的 I 相同相同时时,离子自身的电荷越高，则离子自身的电荷越高，则 g g 的数值越小；的数值越小；p同一同一离子的离子的 g g 值随溶液的值随溶液的 I 增大
35、而减小增大而减小。材料科学与化学工程学院材料科学与化学工程学院 上一页上一页下一页下一页经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用6.2 布朗斯特酸碱理论布朗斯特酸碱理论6.2.1 酸碱质子理论阿仑尼乌斯理论只适用于水溶液，又称水-离子理论1923年,布郎斯特(Brnsted),劳莱(Lowrey)：p酸:凡是能给出质子(H+)的分子或离子，如：HCl,NH4+,H2PO4p碱:凡是能接受质子(H+)的分子或离子，如：NH3,HPO42,CO32,Al(H2O)5OH2+酸 H+碱共轭酸碱材料科学与化学工程
36、学院材料科学与化学工程学院 上一页上一页下一页下一页经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用-+ClHHCl -+-+2442HPOHPOH-+-+3424POHHPO+34NHHNH+2333NHCHHNHCH+252362O)Fe(OH)(HHO)Fe(H+422252O)(HFe(OH)HO)Fe(OH)(H两性物质水水-离子理论：将物质分为酸、碱和盐离子理论：将物质分为酸、碱和盐酸碱质子理论：将物质分为酸、碱和非酸非碱物质酸碱质子理论：将物质分为酸、碱和非酸非碱物质材料科学与化学工程学院材料科学与
37、化学工程学院 上一页上一页下一页下一页经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用6.2.2 质子论的酸碱反应 强酸的电离反应是质子转移反应 弱酸的电离平衡是质子转移反应HCl +H2O H3O+ClH+酸I碱II酸II碱IH+酸I碱II酸II碱IHAc +H2O H3O+Ac材料科学与化学工程学院材料科学与化学工程学院 上一页上一页下一页下一页经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用 弱碱的电离平衡是质子转移反应 酸碱
38、中和反应是质子转移反应H+酸I碱II酸II碱IH2O+NH3 NH4+OHH+酸I碱II酸II碱IH3O+OH H2O +H2O材料科学与化学工程学院材料科学与化学工程学院 上一页上一页下一页下一页经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用 盐的水解反应是质子转移反应H+酸I碱II酸II碱IH2O +Ac HAc +OH 高氯酸在冰醋酸中的电离平衡是质子 转移反应H+酸I碱II酸II碱IHClO4 +HAc H2Ac+ClO4材料科学与化学工程学院材料科学与化学工程学院 上一页上一页下一页下一页经营者提供商
39、品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用 液氨的自偶电离是质子转移反应H+酸I碱II酸II碱INH3 +NH3 NH4+NH2p在H2O中可以存在的最强的质子酸是H3O+！p在H2O中可以存在的最强的质子碱是OH！水的自偶电离是质子转移反应H+酸I碱II酸II碱IH2O +H2O H3O+OH材料科学与化学工程学院材料科学与化学工程学院 上一页上一页下一页下一页经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用2.酸和碱在水溶液中离子平衡
40、及酸和碱在水溶液中离子平衡及PH值计算值计算（1）解离常数）解离常数K（Ka表示酸的解离常数，表示酸的解离常数，Kb 表示表示 碱的解离常数）碱的解离常数）.用热力学数据算得用热力学数据算得NH3（aq）H2O（l）NH4（aq）+OH（aq）计算方法：计算方法：f G(298.15K)-26.57 -237.18 -79.37 -157.29求得求得 ，G(298.15K)用用lnKb G/RT求得。求得。材料科学与化学工程学院材料科学与化学工程学院 上一页上一页下一页下一页经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接
41、受服务的费用.用实验的方法求得用实验的方法求得HAC（aq）H (aq）Ac（aq）Ka(HAc)=c (H,aq)/c c (Ac,aq)/c c (HA,aq)/c eqeqeq c =1mol/L,上式可简化为上式可简化为Ka（HAc）=c (H )c (Ac)c (HA)eqeqeq材料科学与化学工程学院材料科学与化学工程学院 上一页上一页下一页下一页经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用 设设一元酸一元酸的浓度为的浓度为c，解离度为，解离度为，则，则 Ka cc c cc c（1 1）c 2
42、21 1 若若 1Ka2，此时，则可忽略二级，此时，则可忽略二级解离，与计算一元酸相同，解离，与计算一元酸相同，Ka改为改为Ka1。水的离子积水的离子积 KwAC（aq）+H2O(l)HAc（aq）+OH (aq)Kb=c (HAc)c (OH )c (Ac )eqeqeq材料科学与化学工程学院材料科学与化学工程学院 上一页上一页下一页下一页经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用Ac 的共轭酸是的共轭酸是HAc:HAc（aq）H (aq）Ac（aq）Ka=c (H )c (Ac )c (HAc)eqeq
43、eqKa*Kb=*c (H )c (Ac )c (HAc)c (HAc)c (OH )c (Ac )eqeqeq=eqeqeq c (H )c (OH )eqeq=Kw常温下，常温下，Kw=1.0*10-14材料科学与化学工程学院材料科学与化学工程学院 上一页上一页下一页下一页经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用 设设一元碱一元碱的浓度为的浓度为c，解离度为，解离度为，则，则 Kb cc c cc c（1 1）c 1 1 2若若 1 400又因平衡左移又因平衡左移,故有近似故有近似0.2+H+0.20
44、.10 H+0.1H+=0.101.8105/0.2=9.0 106(moldm3)电离度电离度a=H+co=9.0106/0.10=9.0103%H+(0.2+H+)0.10H+Ka=所以所以0.2H+0.10=1.8105Ka=材料科学与化学工程学院材料科学与化学工程学院 上一页上一页下一页下一页经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用 Ka=aH+aAcaHAcgH+H+gAcAcgHAc HAc=b)盐效应：在弱电解质的溶液中,加入其它强电解质时,该弱电解质的电离度将会增大。例：若在0.10mol
45、dm3的HAc溶液中加入固体NaCl,并使NaCl的浓度达0.20moldm3,这时溶液的离子强度 I 将增大,活度系数 f 偏离 1 的程度将随之增大.此时有gH+=0.70,gAc=0.70,gHAc=1 HAc H+Ac根据电离平衡解：材料科学与化学工程学院材料科学与化学工程学院 上一页上一页下一页下一页经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用因Ka=1.8105moldm3 H+=AcHAc=co=0.10moldm3故H+=Ka co gH+gAc=1.81050.100.70.7=1.9103
46、moldm3 aH+=fH+H+=0.71.9103=1.3103moldm3 电离度a=H+co=1.9103/0.10=1.9%从无NaCl时：a=1.3%材料科学与化学工程学院材料科学与化学工程学院 上一页上一页下一页下一页经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用二二 缓冲溶液和缓冲溶液和pHpH的控制的控制1 1 缓冲溶液（the buffered solutionthe buffered solution）能抵抗少量外来强酸或强碱加入保持溶液的能抵抗少量外来强酸或强碱加入保持溶液的pHpH值值基
47、本不变的溶液叫做缓冲溶液基本不变的溶液叫做缓冲溶液.2.2.缓冲原理缓冲原理 以以HAc-NaAcHAc-NaAc系统为例，系统为例，材料科学与化学工程学院材料科学与化学工程学院 上一页上一页下一页下一页经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用材料科学与化学工程学院材料科学与化学工程学院 上一页上一页下一页下一页经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用很小（很小（10-4）时，）时，材料科学与化学工程学院材料科学与化
48、学工程学院 上一页上一页下一页下一页经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用材料科学与化学工程学院材料科学与化学工程学院 上一页上一页下一页下一页经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用材料科学与化学工程学院材料科学与化学工程学院 上一页上一页下一页下一页经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用材料科学与化学工程学院材料科学与化
49、学工程学院 上一页上一页下一页下一页经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用材料科学与化学工程学院材料科学与化学工程学院 上一页上一页下一页下一页经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用材料科学与化学工程学院材料科学与化学工程学院 上一页上一页下一页下一页经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用材料科学与化学工程学院材料科学与化
50、学工程学院 上一页上一页下一页下一页经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用材料科学与化学工程学院材料科学与化学工程学院 上一页上一页下一页下一页经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用材料科学与化学工程学院材料科学与化学工程学院 上一页上一页下一页下一页经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用材料科学与化学工程学院材料科学与化