南医大无机化学05溶液

1、Chap.5 溶液溶液solution分散系分散系(disperse system)1、定义：一种或几种物质分散在另一种介质中形、定义：一种或几种物质分散在另一种介质中形成的混合物体系。成的混合物体系。 分散相：被分散的物质。分散相：被分散的物质。 分散介质：容纳分散相的物质。分散介质：容纳分散相的物质。2、分类、分类低分子分散系（低分子分散系（ 10-7 ）：泥浆）：泥浆溶液、溶质、溶剂溶液、溶质、溶剂溶液溶液(solution)：一种物质以分子、原子或离子状态：一种物质以分子、原子或离子状态分散于另一种物质中形成的均匀、稳定的分散系。分散于另一种物质中形成的均匀、稳定的分散系。气态、液态、

2、固态溶液气态、液态、固态溶液电解质溶液、非电解质溶液电解质溶液、非电解质溶液溶剂溶剂(solvent)：溶液中的分散介质。通常是液体。：溶液中的分散介质。通常是液体。溶质溶质(solute):溶液中的分散相。液态溶液中的固体、溶液中的分散相。液态溶液中的固体、气体组分；或液气体组分；或液-液溶液中含量少的液体。液溶液中含量少的液体。溶解溶解(dissolve)溶解过程：溶质与溶剂形成均相体系的过程。溶解过程：溶质与溶剂形成均相体系的过程。 溶质的扩散溶质的扩散(物理过程，吸热物理过程，吸热) 溶质分子或离子的溶剂化溶质分子或离子的溶剂化(化学过程，放热化学过程，放热) 伴随能量、体积、颜色的变

3、化伴随能量、体积、颜色的变化饱和溶液：已溶解和未溶解溶质稳定共存饱和溶液：已溶解和未溶解溶质稳定共存溶解度：单位体积饱和溶液中所含溶质的量溶解度：单位体积饱和溶液中所含溶质的量相似相溶：结构（性质）相似，彼此容易溶解相似相溶：结构（性质）相似，彼此容易溶解l国际单位制国际单位制(Standard International Unit ,简称简称SI)： 以米、千克、秒（以米、千克、秒（m m、kgkg、s s）公制为基公制为基础，逐步加上其它单位，如能量单位焦耳础，逐步加上其它单位，如能量单位焦耳（J J）、）、压力单位帕（压力单位帕（PaPa），制定了国际单，制定了国际单位制。位制。 在我国

4、及世界各国以在我国及世界各国以SISI制为基础，制定制为基础，制定本国的计量法。本国的计量法。国际单位制国际单位制法定基本计量单位法定基本计量单位量的名称量的名称单位名称单位名称单位符号单位符号长度长度米米m质量质量千克（公斤）千克（公斤）kg时间时间秒秒s电流电流安培安培A热力学温度热力学温度开尔文开尔文K物质的量物质的量摩尔摩尔mol发光强度发光强度坎德拉坎德拉cdvSISI导出单位导出单位 见附录表见附录表2 2vSISI词头词头 常用常用: :p (皮皮) 10-12 ； n (纳纳) 10-9 m m (微微) 10-6 ； m (毫毫) 10-3 k (千千) 103 ； M (兆

5、兆) 106 例：例： 1纳米纳米1nm10-9m 1毫升毫升1mL10-3L法定基本计量单位法定基本计量单位一、物质的量和物质量浓度一、物质的量和物质量浓度v物质的量是用来表示指定的微观粒子（如物质的量是用来表示指定的微观粒子（如分子、原子、离子、电子等）或其特定组分子、原子、离子、电子等）或其特定组合的物理量，国际单位制名称为摩尔合的物理量，国际单位制名称为摩尔(mol),符号为符号为n。v国际计量委员会提出的摩尔定义为：摩尔国际计量委员会提出的摩尔定义为：摩尔是一系统的物质的量，该系统中所含的基是一系统的物质的量，该系统中所含的基本单元与本单元与0.012kg 12C的原子数目相等。的原

6、子数目相等。5.1 5.1 溶液溶液基本单元基本单元(Fundamental unit)(Fundamental unit)v基本单元是计量的基本研究对象基本单元是计量的基本研究对象。一般是原子、。一般是原子、分子或离子等粒子，也可是它们的组合。分子或离子等粒子，也可是它们的组合。v实验测定，实验测定，0.012kg 12C所含原子数目为所含原子数目为6.0221023 个，称为阿佛加德罗常数个，称为阿佛加德罗常数NA。v1mol H+ ，表示有，表示有NA个个H+离子；离子；v1mol （H2 +1/2 O2），表示有），表示有NA个个H2分子和分子和1/2 NA个个O2分子的组合分子的组合

7、。（一）质量分数（一）质量分数 Bm溶质溶质/m溶液溶液 (无量纲无量纲)（二）摩尔分数（二）摩尔分数 xBn溶质溶质/n总总 (无量纲无量纲)（三）物质的量浓度（三）物质的量浓度 cBn溶质溶质/V溶液溶液 (molL-1) SI单位为单位为molm-3 *应尽量采用物质的量浓度。注意基本单元。应尽量采用物质的量浓度。注意基本单元。一、物质的量和物质量浓度一、物质的量和物质量浓度5.1 5.1 溶液溶液（四）质量摩尔浓度（四）质量摩尔浓度 bBn溶质溶质/m溶剂溶剂 (molkg-1)（五）质量浓度（五）质量浓度 Bm溶质溶质/V溶液溶液 (gL-1) *用于混合物溶液或分子量难以确定的溶液

8、用于混合物溶液或分子量难以确定的溶液 一、物质的量和物质量浓度一、物质的量和物质量浓度5.1 5.1 溶液溶液其它几种浓度表示方法其它几种浓度表示方法1、 固体溶质固体溶质1g（或液体溶质（或液体溶质1ml）配成）配成Xml溶液。溶液。2、例例1：浓硫酸溶液的浓度：浓硫酸溶液的浓度解：在解：在1L该溶液中，该溶液中， m(溶液溶液)1.8410001840(g) m(H2SO4)18400.981803.2(g) n(H2SO4)1803.29818.4(mol) m(H2O)1840 0.02 36.8(g) n(H2O)36.8182.04(mol)v浓硫酸中，浓硫酸中，H2SO4质量分数

9、为质量分数为 0.98，溶液密度为，溶液密度为 1.84，计算该溶液的，计算该溶液的 x(H2SO4) 和和 c(H2SO4)。x(H2SO4) =n(H2SO4) n(H2SO4) n(H2O) = 18.4(18.42.04) = 0.90c(H2SO4) =n(H2SO4)V(溶液溶液) = 18.41.00 = 18.4(mol/L)例例1：浓硫酸溶液的浓度：浓硫酸溶液的浓度例例2：生理盐水的浓度：生理盐水的浓度v临床用生理盐水是质量浓度为临床用生理盐水是质量浓度为9.0g/L的的NaCl水溶水溶液。试计算该溶液的物质的量浓度液。试计算该溶液的物质的量浓度 。解：在解：在1L该该溶液中

10、，溶液中，m(NaCl)9.0(g)n(NaCl)9.058.50.154(mol) c(NaCl)0.1541.00 0.154(mol/L)1、临床上需用、临床上需用1/6 mol/L乳酸钠乳酸钠(NaC3H5O3)溶液溶液240 ml，如用，如用112 g/L乳酸钠针剂乳酸钠针剂（20ml/支）配制，需要此针剂多少支？支）配制，需要此针剂多少支？2、某病人一天输入生理盐水、某病人一天输入生理盐水1500 ml，问有，问有多少克多少克Na+ 进入体内？进入体内？5.2 5.2 稀溶液的依数性稀溶液的依数性 一般溶液性质，与溶质的本性有关，也一般溶液性质，与溶质的本性有关，也与浓度有关。与浓

11、度有关。但稀溶液的某些性质，与溶质本性无关，但稀溶液的某些性质，与溶质本性无关，只决定于溶液浓度。如蒸气压、沸点、凝只决定于溶液浓度。如蒸气压、沸点、凝固点、渗透压的变化。固点、渗透压的变化。稀溶液的依数性稀溶液的依数性(colligative properties of dilute solutions)。 一、蒸气压下降一、蒸气压下降蒸蒸 发发凝凝 聚聚 液体液体 气体气体蒸发蒸发凝聚凝聚（一）纯溶剂的蒸气压（一）纯溶剂的蒸气压一定温度下，密闭容器中，溶剂蒸发速率一定温度下，密闭容器中，溶剂蒸发速率蒸气凝结速率时，蒸气具有的分压称该蒸气凝结速率时，蒸气具有的分压称该温度下该溶剂的温度下该溶

12、剂的饱和蒸气压饱和蒸气压，简称蒸气压，简称蒸气压(Vapor pressure)。用。用p表示。表示。蒸气压与物质本性和温度有关。温度影响蒸气压与物质本性和温度有关。温度影响显著。显著。固体也有蒸气压（小），易升华的物质蒸固体也有蒸气压（小），易升华的物质蒸气压较大。气压较大。（一）纯溶剂的蒸气压（一）纯溶剂的蒸气压( (二二) )溶液的饱和蒸气压溶液的饱和蒸气压 ( (p) ) 含有难挥发性溶质的溶液：含有难挥发性溶质的溶液： N N0 当凝聚的分子数达到当凝聚的分子数达到N时，实现平衡。平衡状时，实现平衡。平衡状态下的饱和蒸气压态下的饱和蒸气压p p，液化；，液化； 如果蒸气压如果蒸气压

13、纯溶剂侧。（反渗纯溶剂侧。（反渗透）透） 该技术已广泛用于海水淡化和制造纯净水该技术已广泛用于海水淡化和制造纯净水渗渗 透透 压压四、溶液的渗透压四、溶液的渗透压Vant Hoff 公式公式 V = nRT 或或 = cRT式中：式中： 溶液的渗透压溶液的渗透压 (Pa或或kPa) V 溶液的体积溶液的体积 (m3或或L) n 溶质的物质的量溶质的物质的量 (mol) c 溶液的浓度溶液的浓度 (molm-3或或molL-1) R 气体常数气体常数 (8.314Pam3mol-1K-1） T 热力学温度热力学温度 (K)应用：求算大分子溶质的摩尔质量应用：求算大分子溶质的摩尔质量推导：推导：V

14、RTmMRTMmnRTV 质质质质渗透浓度渗透浓度(osmolarity)v渗透活性物质的物质的量除以溶液的体积。渗透活性物质的物质的量除以溶液的体积。 符号为符号为cOS ，单位为，单位为mol/L或或mmol/L。v渗透浓度相等的溶液互为等渗溶液，此时渗透浓度相等的溶液互为等渗溶液，此时半透膜两侧溶剂分子扩散速率相等。半透膜两侧溶剂分子扩散速率相等。四、溶液的渗透压四、溶液的渗透压医学上的等渗、高渗和低渗溶液医学上的等渗、高渗和低渗溶液v正常人体血浆及组织液中有大量的电解质离子正常人体血浆及组织液中有大量的电解质离子及非电解质微粒，它们使人体血浆及组织液有及非电解质微粒，它们使人体血浆及组

15、织液有相当恒定的渗透浓度。相当恒定的渗透浓度。 (280320mmol/L)v在临床上在临床上渗透浓度在渗透浓度在280320 mmol/L ；渗透浓度渗透浓度 320 mmol/L 不同浓度不同浓度NaClNaCl溶液中的红细胞溶液中的红细胞0.154molL-1NaCl （生理盐水）生理盐水） 等渗液等渗液高渗液高渗液胞浆分离胞浆分离低渗液低渗液溶血溶血医学上的应用医学上的应用正常人血浆的渗透浓度为正常人血浆的渗透浓度为304mmol/L，血液渗透，血液渗透压为压为723 kPa。临床上常用的等渗溶液：临床上常用的等渗溶液： 5%（5g/100mL）葡萄糖，即葡萄糖，即50g/L, 0.2

16、8mol/L 生理盐水生理盐水(0.9%NaCl，即，即9g/L)。临床上常用的高渗溶液：临床上常用的高渗溶液： 100 g/L的的NaCl溶液；溶液；500g/L的葡萄糖溶液。的葡萄糖溶液。5.3 5.3 电解质溶液理论电解质溶液理论电解质和非电解质电解质和非电解质强电解质与弱电解质强电解质与弱电解质弱电解质的电离平衡弱电解质的电离平衡弱电解质的电离度弱电解质的电离度强电解质的电离强电解质的电离一、电解质稀溶液的依数性一、电解质稀溶液的依数性电解质的渗透压电解质的渗透压 = icRT i= / 其它也存在此关系其它也存在此关系 i=p/ p= Tb/ Tb= Tf/ Tf二、强电解质溶液二、

17、强电解质溶液强电解质的离解并不是强电解质的离解并不是100%，而是存在，而是存在所谓的所谓的“表观电离度表观电离度”(apparent degree of ionization)。原因是：在强电解质溶液中，离子浓度较原因是：在强电解质溶液中，离子浓度较大，静电相互作用的结果使得离子不能发大，静电相互作用的结果使得离子不能发挥挥100%的效能。的效能。离子氛示意图离子氛示意图活度活度(activity)和活度因子和活度因子v活度：是指有效浓度，即电解质溶液中实活度：是指有效浓度，即电解质溶液中实际上可起作用的离子浓度。际上可起作用的离子浓度。 以以a表示。表示。v活度与离子真实浓度的关系是：活度

18、与离子真实浓度的关系是：a = c式中：式中： a 离子的有效浓度，即离子的有效浓度，即 活度因子活度因子 (1 ) c 离子的真实浓度离子的真实浓度溶液中分子的活度溶液中分子的活度虽然溶液中的中性分子也有活度，但因其不带虽然溶液中的中性分子也有活度，但因其不带电荷，可以认为其行为不受影响。即电荷，可以认为其行为不受影响。即 = 1。纯液体、固体，可视其活度为常数纯液体、固体，可视其活度为常数 1。稀水溶液中的溶剂水，由于其浓度基本上为一稀水溶液中的溶剂水，由于其浓度基本上为一常数，也可视其活度为常数，也可视其活度为 1 。离子强度离子强度(ionic strength)式中：式中：I 离子强度离子强度(molkg-1) b1、b2bi 各离子质量摩尔浓度各离子质量摩尔浓度 z1、z2zi 各离子所带电荷各离子所带电荷*离子强度是溶液中离子产生的电场强度的量度离子强度是溶液中离子产生的电场强度的量度*稀溶液近似计算通常可以用稀溶液近似计算通常可以用ci代替代替biDebye - Huckel公式公式vDebye和和Huckel从电学和分子运动论出发，推从电学和分子运动论出发，推导出导出与与 I 的近似关系式：的近似关系式：式中式中A为常数，在为常数，在