北師大版無機(jī)化學(xué)課件第八章水溶液

第八章水溶液一、溶液(Solutions)

●定義——由兩種或兩種以上物質(zhì)混和而成的均相、穩(wěn)定的稀釋體系

●組成

●溶液的形成－溶解過程第八章水溶液一、溶液(Solutions)1溶液氣體溶液

例：空氣（21%O2，78％N2，1％

CO2，CO，NOx，SOx，

H2O(g)…）液體溶液例：氨水，NaCl水溶液，乙酸水溶液固體溶液（合金）鋼（Fe,C,Mn,Ni,Co…）黃銅Cu,ZnNd-Fe-B合金溶液氣體溶液液體溶液固體溶液（合金）鋼（Fe,C,Mn2組成液體溶液可以分為：

●氣體、固體（溶質(zhì)）溶解于液體（溶劑）

●液體溶解于另一液體:量少－溶質(zhì)量多－溶劑

溶液中還含有“溶劑化物”——即溶質(zhì)與溶劑互相作用的產(chǎn)物。

溶劑溶液

溶質(zhì)組成液體溶液可以分為：溶劑3溶解過程●溶解過程是物理-化學(xué)過程，不是單純物理過程，常有能量、體積、顏色變化。例如：

H2SO4(l)+H2O(l)=H2SO4(aq)△H

?＜0NH4HCO3(l)+H2O(l)=NH4HCO3(aq)△H

?

＞0溶解過程●溶解過程是物理-化學(xué)過程，不是單純物理過程，常4溶解過程2個(gè)步驟:1.溶質(zhì)分子或離子的離解(△H

＞0,△V＞0);2.溶劑化作用(△H

＜0,△V＜0)溶解過程2個(gè)步驟:5●溫度對(duì)固體溶質(zhì)的溶解度有明顯的影響，壓力幾乎沒有影響。討論固體溶質(zhì)的溶解度時(shí)必須標(biāo)明溫度。●氣體的溶解度一般用單位體積的溶液中氣體溶解的質(zhì)量或物質(zhì)的量表示。討論氣體溶解度時(shí)必須注明溶液的溫度和氣體的壓力。亨利定律——?dú)怏w的溶解度與氣體的分壓呈正比。表示為：p=Kx（K為亨利系數(shù)）只有當(dāng)氣體遵循理想氣體行為時(shí)，亨利定律才有效?！駵囟葘?duì)固體溶質(zhì)的溶解度有明顯的影響，壓力幾乎沒有影響。討6難揮發(fā)的非電解質(zhì)的稀溶液的依數(shù)性（Colligativepropertiesofdilutenoneletrolytesolutions）

●依數(shù)性——只與溶液的濃度（即單位體積內(nèi)質(zhì)點(diǎn)的數(shù)目）有關(guān)，而與溶質(zhì)本身無關(guān)的性質(zhì)。

物質(zhì)的溶解是一個(gè)物理化學(xué)過程，溶解的結(jié)果，溶質(zhì)和溶劑的某些性質(zhì)發(fā)生了變化。這些性質(zhì)變化分為兩類：●第一類性質(zhì)變化決定于溶質(zhì)的本性，如溶液的顏色，密度,導(dǎo)電性等?！竦诙愋再|(zhì)變化僅與溶質(zhì)的量有關(guān)而與溶質(zhì)的本性無關(guān)，如非電解質(zhì)稀溶液的蒸氣壓下降，沸點(diǎn)上升，凝固點(diǎn)下降和滲透壓等。

難揮發(fā)的非電解質(zhì)的稀溶液的依數(shù)性（Colligativep7§溶液的蒸氣壓下降－－－拉烏爾定律下圖稀溶液蒸氣壓下降的實(shí)驗(yàn)說明溶液的蒸氣壓小于純?nèi)軇┑恼魵鈮?。§溶液的蒸氣壓下降－－－拉烏爾定律下圖稀溶液蒸氣壓下降的實(shí)驗(yàn)8實(shí)驗(yàn)測(cè)定25C時(shí)，水的飽和蒸氣壓:

p(H2O)=3167.7Pa；

0.5mol·kg-1糖水的蒸氣壓則為:

p(H2O)=3135.7Pa；

1.0mol·kg-1糖水的蒸氣壓為:

p(H2O)=3107.7Pa結(jié)論：

溶液的蒸氣壓比純?nèi)軇┑?，溶液濃度越大，蒸氣壓下降越多?/p>

實(shí)驗(yàn)測(cè)定25C時(shí)，水的飽和蒸氣壓:結(jié)論：溶液的蒸氣壓比純9拉烏爾定律：(1887年，法國物理學(xué)家)在一定溫度下，難揮發(fā)非電解質(zhì)稀溶液的蒸氣壓等于純?nèi)軇┑恼魵鈮撼艘匀軇┑哪柗謹(jǐn)?shù)

P：溶液的蒸氣壓；純?nèi)軇┑恼魵鈮篜A*；溶劑的摩爾分?jǐn)?shù)XA;設(shè)溶質(zhì)的摩爾分?jǐn)?shù)為XBΔp:純?nèi)軇┱魵鈮号c稀溶液蒸氣壓之差拉烏爾定律：(1887年，法國物理學(xué)家)10對(duì)于稀溶液，溶劑物質(zhì)的量nA遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于溶質(zhì)物質(zhì)的量nB，即nA

nB設(shè)溶液的濃度以1000g溶劑(水)中含的溶質(zhì)物質(zhì)的量nB為單位,則溶液的質(zhì)量摩爾濃度m為：m=nB(mol?kg-1)

∵nA=1000/18=55.5mol∴XB=nB/nA=m/55.5

ΔP=PA*?m/55.5結(jié)論：

難揮發(fā)性的非電解質(zhì)稀溶液，蒸氣壓下降數(shù)值只取決于溶劑的本性(K)及溶液的質(zhì)量摩爾濃度m。對(duì)于稀溶液，溶劑物質(zhì)的量nA遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于溶質(zhì)物質(zhì)的量nB，即11凝固點(diǎn)：在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，純液體蒸氣壓和它的固相蒸氣壓相等時(shí)的溫度為該液體的凝固點(diǎn)。溶液的凝固點(diǎn)是指溶液中的溶劑和它的固態(tài)共存溫度溶液蒸氣壓總是低于純?nèi)軇┑恼魵鈮?，溶液凝固點(diǎn)會(huì)下降。

ΔTf=Kf·mKf：溶劑凝固點(diǎn)降低系數(shù)；

m：溶質(zhì)的質(zhì)量摩爾濃度?！烊芤旱哪厅c(diǎn)下降凝固點(diǎn)：在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，純液體蒸氣壓和它的固相蒸氣壓相等時(shí)的溫12沸點(diǎn)：液體的沸點(diǎn)是指其蒸氣壓等于外界大氣壓力時(shí)的溫度。溶液的蒸氣壓總是低于純?nèi)軇┑恼魵鈮?；溶液的沸點(diǎn)升高Tb*為純?nèi)軇┑姆悬c(diǎn)；Tb

為溶液的沸點(diǎn)

ΔTb=Kb·mKb：溶劑沸點(diǎn)上升常數(shù)，決定于溶劑的本性。與溶劑的摩爾質(zhì)量、沸點(diǎn)、汽化熱有關(guān)。Kb：溶液的濃度m=1mol.kg-1時(shí)的溶液沸點(diǎn)升高值。

§溶液的沸點(diǎn)上升沸點(diǎn)：液體的沸點(diǎn)是指其蒸氣壓等于外界大氣壓力時(shí)的溫度。溶液13半透膜：可以允許溶劑分子自由通過而不允許溶質(zhì)分子通過。溶劑透過半透膜進(jìn)入溶液的趨向取決于溶液濃度的大小，溶液濃度大，滲透趨向大。溶液的滲透壓：由于半透膜兩邊的溶液?jiǎn)挝惑w積內(nèi)水分子數(shù)目不同而引起稀溶液溶劑分子滲透到濃溶液中的傾向。為了阻止發(fā)生滲透所需施加的壓力，叫溶液的滲透壓。滲透壓平衡與生命過程的密切關(guān)系：①給患者輸液的濃度；②植物的生長；③人的營養(yǎng)循環(huán)?！烊芤旱臐B透性半透膜：可以允許溶劑分子自由通過而不允許溶質(zhì)分子通過?！烊?4Van’tHoff(范特霍夫)

與理想氣體方程無本質(zhì)聯(lián)系。：滲透壓；V：溶液體積；R：氣體常數(shù)；n：溶質(zhì)物質(zhì)的量；c：體積摩爾濃度；T：溫度；R=8.31J·mol-1·K-1結(jié)論：蒸氣壓下降，沸點(diǎn)上升，凝固點(diǎn)下降，滲透壓都是難揮發(fā)的非電解質(zhì)稀溶液的通性；它們只與溶劑的本性和溶液的濃度有關(guān)，而與溶質(zhì)的本性無關(guān)。Van’tHoff(范特霍夫)結(jié)論：蒸氣壓下降，沸點(diǎn)上升15“依數(shù)性”偏離Raoult定律和Van’tHoff公式,見下表：幾種溶液的凝固點(diǎn)（K）鹽C/mol.dm-3?Tf計(jì)算值*/K?Tf實(shí)驗(yàn)值/KTf實(shí)驗(yàn)值/Tf計(jì)算值KCl0.200.3720.6731.81KNO30.200.3720.6641.78MgCl20.100.1860.5192.79Ca(NO3)2

0.100.1860.4612.48*計(jì)算值按Raoult定律，偏離Raoult定律原因——由于電離，質(zhì)點(diǎn)數(shù)上升。電解質(zhì)溶液的依數(shù)性－導(dǎo)電性“依數(shù)性”偏離Raoult定律和Van’tHoff公式,見16●Arrhenius電離學(xué)說●活度（Activity,a）●Ddbye和Hiickel的“離子氛”觀點(diǎn)北師大版無機(jī)化學(xué)ppt課件第八章水溶液17Arrhenius電離學(xué)說1.電解質(zhì)在溶液中因溶劑的作用而離解為帶正、負(fù)電荷的質(zhì)點(diǎn)——正、負(fù)離子，稱為“電離”(ionization)。2.溶液中電解質(zhì)只是部分電離：電解質(zhì)分子=陽離子+陰離子電離的百分率稱為“電離度”Arrhenius電離學(xué)說1.電解質(zhì)在溶液中因溶劑的作用183.電離是在電解質(zhì)溶解的過程發(fā)生的；溶液中離子濃度↑，則溶液的導(dǎo)電能力↑Arrhenius用“依數(shù)性法”和“電導(dǎo)法”測(cè)定了一些電解質(zhì)的電離度，結(jié)果令人信服?；疃龋ˋctivity,a）

1907年由美國物理化學(xué)家Lewis提出。他認(rèn)為“非理想溶液”（實(shí)際溶液）不符合Raoult定律，是由于溶劑分子與溶質(zhì)分子之間存在復(fù)雜的作用，在認(rèn)清這種作用之前，可以用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)溶液的實(shí)際濃度（c、x、b）作修正。3.電離是在電解質(zhì)溶解的過程發(fā)生的；活度（Activit19活度：即被校正過的溶液的有效濃度。符號(hào)a,量綱1。a=c

稱為活度系數(shù)，且0

1當(dāng)溶液無限稀時(shí)，1,a

c

活度系數(shù)可以用凝固點(diǎn)法、蒸氣壓法、溶解度法、電動(dòng)勢(shì)法等測(cè)定?；疃龋杭幢恍Ｕ^的溶液的有效濃度。符號(hào)a,量綱1。a20Ddbye和Hü