1、第二章第二章 溶液與離子平衡溶液與離子平衡溶液問題主要討論：溶液問題主要討論： 溶質和溶劑的相對含量溶質和溶劑的相對含量 構成溶液后溶劑性質的變化構成溶液后溶劑性質的變化 溶質在溶液中的化學過程溶質在溶液中的化學過程 本章內容提要本章內容提要 2-1 溶液溶液 2-2 稀溶液的依數性稀溶液的依數性 2-3 酸堿質子實際酸堿質子實際 2-4 酸和堿的質子轉移平衡酸和堿的質子轉移平衡 2-5 難溶電解質的沉淀溶解平衡難溶電解質的沉淀溶解平衡 2-6 配位平衡配位平衡 2-7 膠體膠體 2-1 溶液濃度的表示方法溶液濃度的表示方法溶液濃度的表示方法溶液濃度的表示方法 1. 物質物質B的質量分數的質量

2、分數Percent of Mass, wB) 2. 物質物質B的物質的量濃度的物質的量濃度Molarity of Solute B, cB)BBABmmmmm總wB=BnV總cB=單位：單位：molL-1(縮寫為縮寫為M)wB的量綱為的量綱為1A為溶劑，為溶劑，B為溶質為溶質3. 物質物質B的質量摩爾濃度的質量摩爾濃度Molality of Solute B, bB) 單位：單位：molkg-1ABmnbB=普通，對于較稀的水溶液，普通，對于較稀的水溶液，bB=cB(?)4. 物質物質B的摩爾分數的摩爾分數mole fraction of solute B, xB)1BBxBBABnnnnn總

3、 xB = 1BB5. 物質物質B的體積分數的體積分數volume fraction of solute B, )BB=BBABVVVVV總 = 6. 物質物質B的質量濃度的質量濃度(即密度即密度, density of solute B)=BBABmmVVV總 dB= 單位：單位：gcm-3 2-2 稀溶液的依數性稀溶液的依數性 問題討論：問題討論：1.高山上雞蛋煮不熟。高山上雞蛋煮不熟。2.撒鹽除冰；海水比淡水不容易結冰。撒鹽除冰；海水比淡水不容易結冰。3.菜燒咸了，吃后有口渴的覺得；莊菜燒咸了，吃后有口渴的覺得；莊稼施肥后需求澆水。稼施肥后需求澆水。4.點滴用的是生理鹽水點滴用的是生理鹽

4、水0.9%的的NaCl溶液。溶液。 2-2 稀溶液的依數性稀溶液的依數性 按溶質導電與否有電解質溶液和非電解質溶液按溶質導電與否有電解質溶液和非電解質溶液之分。之分。按溶質相對含量不同有稀溶液和濃溶液之分。按溶質相對含量不同有稀溶液和濃溶液之分。普通，稀溶液濃度小于普通，稀溶液濃度小于0.2mol/L，濃溶液大，濃溶液大于于6.0mol/L。F 溶液的性質與溶質的性質有關，如顏色、溶液的性質與溶質的性質有關，如顏色、酸堿性、導電性等酸堿性、導電性等F 溶液的性質與溶質的性質無關，如蒸氣壓溶液的性質與溶質的性質無關，如蒸氣壓下降、沸點上升、凝固點下降、浸透壓下降、沸點上升、凝固點下降、浸透壓 溶

5、液的依數性又稱為溶液的通性溶液的依數性又稱為溶液的通性F 濃溶液和電解質溶液的依數性濃溶液和電解質溶液的依數性 更明顯，但更明顯，但因粒子之間的作用力比較大而難以定量。因粒子之間的作用力比較大而難以定量。F稀溶液的依數性呈現明顯的定量規律。稀溶液的依數性呈現明顯的定量規律。 2-2 稀溶液的依數性稀溶液的依數性 蒸氣壓下降蒸氣壓下降p一 什么是溶劑純液體的蒸氣壓？什么是溶劑純液體的蒸氣壓？ 什么是溶液的蒸氣壓？什么是溶液的蒸氣壓？ 什么是溶液的蒸氣壓下降？什么是溶液的蒸氣壓下降？1. 溶劑純液體的蒸氣壓溶劑純液體的蒸氣壓p*以水為例，一定溫度下液以水為例，一定溫度下液-氣間氣間的相平衡可表示為

6、：的相平衡可表示為：水水蒸蒸發發凝凝結結H2O(l) H2O(g) 蒸發蒸發凝結凝結100時，時，p*(H2O,g)=101.325kPa 平衡時液面上空的蒸氣叫飽和蒸氣平衡時液面上空的蒸氣叫飽和蒸氣,飽和飽和蒸氣所產生的壓力叫飽和蒸氣壓，用蒸氣所產生的壓力叫飽和蒸氣壓，用p*表示，單位為表示，單位為Pa或或kPa。p*要點提示：要點提示： 溶劑的蒸氣壓與溶劑的本性有關。溶劑的蒸氣壓與溶劑的本性有關。 溫度升高，溶劑的蒸氣壓增大。溫度升高，溶劑的蒸氣壓增大。 固體物質如干冰和樟腦等也有固體物質如干冰和樟腦等也有蒸氣壓，普通很小。蒸氣壓，普通很小。 易揮發性物質的蒸氣壓大，難揮發易揮發性物質的蒸

7、氣壓大，難揮發性物質的蒸氣壓小。性物質的蒸氣壓小。2. 溶液的蒸氣壓溶液的蒸氣壓p1溶液的蒸氣壓下降：溶液的蒸氣壓下降：pp*25C時，水的蒸氣壓時，水的蒸氣壓: p (H2O) = 3167.7 Pa0.5 mol kg-1 糖水的蒸氣壓那么為糖水的蒸氣壓那么為: p (H2O) = 3.7 Pa溶劑溶劑溶液溶液溶質粒子溶質粒子溶液的蒸氣壓實踐上是溶液的蒸氣壓實踐上是指溶液中純溶劑的蒸氣指溶液中純溶劑的蒸氣壓。壓。+溶質溶質p*p=p* -pp2溶液蒸氣壓下降緣由：溶液蒸氣壓下降緣由：溶劑溶劑 p*溶液溶液p溶質粒子溶質粒子本質上是揮發的溶劑本質上是揮發的溶劑分子數減少所致?？煞肿訑禍p少所致

8、?？捎梅肿舆\動論解釋。用分子運動論解釋。溶液的蒸溶液的蒸 氣壓下降氣壓下降( )：p在一定溫度下，難揮發非電解質稀溶液的蒸氣壓在一定溫度下，難揮發非電解質稀溶液的蒸氣壓總是低于同溫度下純溶劑的蒸氣壓，這種景象稱總是低于同溫度下純溶劑的蒸氣壓，這種景象稱為溶液的蒸氣壓下降。為溶液的蒸氣壓下降。緣由有二：緣由有二：a.溶劑外表被一溶劑外表被一定數目的溶質粒子占據。定數目的溶質粒子占據。b.溶質粒子與溶劑分子之間溶質粒子與溶劑分子之間的作用力溶劑化作用較的作用力溶劑化作用較大。大。溶劑溶劑 p*溶液溶液p4稀溶液蒸氣壓下降的定量計算：拉烏爾定稀溶液蒸氣壓下降的定量計算：拉烏爾定 律的閱歷公式。律的閱

9、歷公式。適用范圍：適用范圍：pp= p* xA難揮發、非電解質、稀溶液難揮發、非電解質、稀溶液3溶液的蒸氣壓下降溶液的蒸氣壓下降程度與溶質粒子數量的關程度與溶質粒子數量的關系：系： 成正比成正比溶質粒子溶質粒子= p* xB思索題：蒸氣壓的下降值由哪些要素決議？思索題：蒸氣壓的下降值由哪些要素決議？電解質溶液或溶液濃度大時，溶液的蒸電解質溶液或溶液濃度大時，溶液的蒸氣壓也下降，而且更顯著，并隨溶質粒氣壓也下降，而且更顯著，并隨溶質粒子數的添加而添加，但溶液的蒸氣壓下子數的添加而添加，但溶液的蒸氣壓下降值不滿足拉烏爾定律。降值不滿足拉烏爾定律。本卷須知：本卷須知：A為化學水化層，水分子失去自在度

10、。為化學水化層，水分子失去自在度。B為物理水化層，粒子的吸引作用較弱，水為物理水化層，粒子的吸引作用較弱，水分子的自在度隨溫度而變。分子的自在度隨溫度而變。C為自在水分子層。為自在水分子層。溶質粒子的溶劑溶質粒子的溶劑化作用是指粒子化作用是指粒子的周圍被溶劑分的周圍被溶劑分子包圍，構成水子包圍，構成水化層?；瘜?。 沸點上升沸點上升bT二1. 沸點的定義：液體的蒸氣壓與外界壓力相等沸點的定義：液體的蒸氣壓與外界壓力相等(即即p 液體液體=p外外)時，液體開場沸騰的溫度。時，液體開場沸騰的溫度。如如p(H2O,l)=p(外外)= 101.325kPa 時，時，Tb = 373.15K 假設假設p(

11、外外) 101.325 kPa 時，那么時，那么Tb 101.325 kPa 時，時， 那么那么Tb 373.15K通常所說的沸點是外界壓力為通常所說的沸點是外界壓力為101.325kPa時的沸點。時的沸點。3. 沸點上升值的定量計算：拉烏爾定律的閱歷沸點上升值的定量計算：拉烏爾定律的閱歷公式：公式：適用范圍：適用范圍：bT=Tb-Tb* =Kb bB,其中其中Kb是溶劑的沸點升高常數是溶劑的沸點升高常數難揮發、非電解質、稀溶液難揮發、非電解質、稀溶液2. 閱歷闡明，溶液的沸點總是高于純溶劑，閱歷闡明，溶液的沸點總是高于純溶劑，高出的數值即是沸點上升值高出的數值即是沸點上升值 。bT？ 凝固點

12、下降凝固點下降fT三1. 凝固點即冰點的定義：物質的液相蒸凝固點即冰點的定義：物質的液相蒸氣壓和固相蒸氣壓相等時，物質開場凝固的氣壓和固相蒸氣壓相等時，物質開場凝固的溫度。溫度。如如p(H2O,l)= p(H2O, s) = 610.6Pa時，時， Tf = 273.15K 3.凝固點下降值的定量計算：拉烏爾定律的閱凝固點下降值的定量計算：拉烏爾定律的閱歷公式。歷公式。該定律的適用范圍：該定律的適用范圍：難揮發、非電解質、稀溶液難揮發、非電解質、稀溶液2. 閱歷闡明，溶液的凝固點總是低于純溶劑，閱歷闡明，溶液的凝固點總是低于純溶劑，低出的數值即是凝固點下降值低出的數值即是凝固點下降值 。fT？

13、fT=Tf*- Tf=Kf bB,其中其中Kf是溶劑的凝固點降低常數是溶劑的凝固點降低常數溶液的溶液的蒸汽壓蒸汽壓總是低總是低于溶劑于溶劑為使溶液為使溶液的蒸汽壓的蒸汽壓與外壓相與外壓相等，必需等，必需提高溫度提高溫度所提高的溫度就所提高的溫度就是沸點上升是沸點上升為使溶液的蒸氣為使溶液的蒸氣壓與固相的一樣壓與固相的一樣必需降低溫度必需降低溫度 所降低的溫度所降低的溫度就是凝固點下降就是凝固點下降610.6Pa思索：溶液沸點上升和凝固點下降思索：溶液沸點上升和凝固點下降的根本緣由的根本緣由? 浸透壓浸透壓 四1. 半透膜：只允許溶劑分子，而不允許溶質半透膜：只允許溶劑分子，而不允許溶質分子經過

14、的一種薄膜。分子經過的一種薄膜。半透膜半透膜浸透壓浸透壓浸透浸透反浸反浸透透2. 范特霍夫范特霍夫1886，荷蘭方程式：，荷蘭方程式：RTnBV=V=其中其中V為溶為溶液的體積液的體積該公式的適用范圍該公式的適用范圍: 非電解質、稀溶液非電解質、稀溶液RTnB=V或或稀溶液定律依數定律稀溶液定律依數定律 難揮發非電解質稀溶液的蒸氣壓下降、難揮發非電解質稀溶液的蒸氣壓下降、沸點上升、凝固點下降以及浸透壓與一定量沸點上升、凝固點下降以及浸透壓與一定量溶劑中溶質的物質的量即溶質的粒子數溶劑中溶質的物質的量即溶質的粒子數成正比，與溶質的本性無關。成正比，與溶質的本性無關。 五五本卷須知：本卷須知：1稀

15、溶液定律僅適用于難揮發非電解質稀溶稀溶液定律僅適用于難揮發非電解質稀溶液，而不適用電解質溶液和濃溶液。液，而不適用電解質溶液和濃溶液。2電解質溶液或濃溶液的蒸氣壓下降、沸點上電解質溶液或濃溶液的蒸氣壓下降、沸點上升、凝固點下降以及浸透壓的數值仍與溶質粒升、凝固點下降以及浸透壓的數值仍與溶質粒子數量有關，并隨其數量的添加而增大子數量有關，并隨其數量的添加而增大,但不滿但不滿足上述定律的定量關系。足上述定律的定量關系。3電解質溶液或濃溶液的依數性比非電解質電解質溶液或濃溶液的依數性比非電解質稀溶液更顯著。稀溶液更顯著。例題例題1. 0.1molkg -1的以下物質的水溶液的以下物質的水溶液(稀溶稀

16、溶液液)，凝固點的高低順序為：，凝固點的高低順序為：a.CaCl2 b.葡萄糖葡萄糖 c.HAc d.NaClbcdadcba例題例題2.2.以下水溶液以下水溶液( (稀溶液稀溶液) )浸透壓高低順序是：浸透壓高低順序是：a.0.1moldm-3C6H12O6 b. 0.1moldm-a.0.1moldm-3C6H12O6 b. 0.1moldm-3C2H5OH c. 0.1moldm-3KCl d. 3C2H5OH c. 0.1moldm-3KCl d. 0.1moldm-3K2SO40.1moldm-3K2SO4依數性的運用依數性的運用 (1) 測定溶質的摩爾質量即相對分子質量測定溶質的摩

17、爾質量即相對分子質量六常用沸點上升和凝固點下降這兩種依數性來常用沸點上升和凝固點下降這兩種依數性來測定溶質的摩爾質量。測定溶質的摩爾質量。例題：把例題：把1.09g葡萄糖溶于葡萄糖溶于20g水中所得溶液水中所得溶液在在101.325kPa下沸點上升了下沸點上升了0.156 K ，求葡，求葡萄糖的摩爾質量。萄糖的摩爾質量。知水的知水的Kb=0.52K kg mol -10.156 K=0.52K kg mol 11000/20/09. 1MM= gmol 1=181 gmol 1156. 002. 052. 009. 1解：解：bT利用利用= Kb bB,(2) 測定溶液的沸點和凝固點測定溶液的

18、沸點和凝固點例題例題2-1：2.6g尿素尿素CO(NH2)2溶于溶于50g水中，計水中，計算此溶液的凝固點和沸點。算此溶液的凝固點和沸點。M(尿素尿素)=60gmol-1尿素的質量摩爾濃度：尿素的質量摩爾濃度：1 -3kgmol86. 0105060/6 . 2b解：解：由由Tf= Kf bB= 1.860.86=1.62K由由Tb= Kb bB= 0.520.86=0.45K溶液的沸點溶液的沸點T=373.15+0.45373.6K溶液的凝固點溶液的凝固點T= 273.15-1.62271.53K因此，因此，答：溶液的沸點為答：溶液的沸點為373.6K ，溶液的凝固點為，溶液的凝固點為271.53K。化學枯燥劑化學枯燥劑(能吸收水分并常伴有化學反響的能吸收水分并常伴有化學反響的物質物質 )，如，如CaO 、CaCl2、P2O5 等。等。(3) 制造枯燥劑制造枯燥劑CaClH OCaClH OP OH OH POCaOH OCa OH222225234226632()枯燥原理：利用蒸氣壓下降。枯燥原理：利用蒸氣壓下降。 物理枯燥劑物