溶液的浓度和溶解度

1、第8章 水溶液18-1 溶液的浓度和溶解度8-2 非电解质稀溶液通性8-3 电解质溶液习题28-1 溶液的浓度和溶解度一、溶液的浓度物质的量浓度质量摩尔浓度质量分数摩尔分数3二、溶解度一定温度和压力下溶质在一定量溶剂中形成饱和溶液时，被溶解的溶质的量称为该溶质的溶解度。温度对固体溶质的溶解度有明显的影响。压力则几乎没有影响。因此，讨论固体溶质的溶解度大必须标明温度。绝大多数固体的溶解度随温度升高而增大，但个别也有减小的。过饱和溶液:溶液中固体溶质的量超过它的溶解度，这种溶液称为过饱和溶液。过饱和溶液一般是较高温度的饱和溶液冷却形成的。4气体的溶解度一般用单位体积的溶液中气体溶解的质量或物质的量

2、表示。早在200年前的1801年，英国人亨利就揭示了这些事实中蕴涵着的规律，即亨利定律：气体的溶解度与气体的分压呈正比。可表示为： p=Kx（或p=Kc、p=K”m）式中的比例常数K称为亨利系数。5三、相似相溶原理由于溶质与溶剂的品种繁多，性质千差万别，导致溶质与溶剂相互关系的多样性，因此，想得到溶解度的普遍规律是很困难的。但笼统地讲，溶解过程的一般规律是相似相溶。具体地说：溶质分子与溶剂分子的结构越相似，相互溶解越容易。溶质分子的分子间力与溶剂分子的分子间力越相似，越易互溶。68-2 非电解质稀溶液通性 溶质溶解在溶剂中形成溶液,溶液的性质已不同于原来的溶质和溶剂,这种性质上的变化可分为两类

3、: 第一类由溶质本性不同所引起。如酸碱性、导电性、颜色、味道等。 第二类由溶质数量不同所引起。如蒸气压、沸点、凝固点、渗透压等。稀溶液的依数性(通性): 稀溶液的某些性质只与溶质的粒子数目有关,而与溶质的本性无关,这一类性质称为稀溶液的依数性。 7 难挥发非电解质稀溶液的依数性pB*一、溶液的蒸气压下降1.纯溶剂的蒸气压 在一定温度下,某溶剂的饱和蒸气所产生的压力称为该温度下溶剂的饱和蒸气压,简称蒸气压。 蒸气压大的物质称为易挥发性物质; 蒸气压小的物质称为难挥发性物质。8 2.溶液的蒸气压p nA ,nB + nA nB， 因此 在一定温度下，难挥发非电解质稀溶液的蒸气压下降，近似地与溶液的

4、质量摩尔浓度成正比，而与溶质的种类无关。这是拉乌尔定律的另一种表达形式。 13例：计算0.05mol/L蔗糖溶液100时的饱和蒸气压？解:14 二、 溶液的沸点上升和凝固点下降 沸点：液体蒸气压等于外界大气压力时的温度Tb。凝固点：物质的液相蒸气压和固相蒸气压相等时的温度,即固相和液相平衡共存时的温度Tf。 沸点上升和凝固点下降左图：3条曲线：AB（水的蒸气压曲线），AB（溶液的蒸气压曲线），AA (冰的蒸气压曲线）15 由该图可以看出，溶液的蒸气压下降，导致溶液的沸点上升、凝固点下降。 定量关系:凝固点下降值：T f =T f * T fT b = k b mT f = k f m沸点上升值

5、：Tb = T b T b* kb摩尔沸点上升常数 ; kf 摩尔凝固点下降常数 kb 、 kf只与溶剂的性质有关，单位：Kkgmol-1。 （见p302表8-4，表8-6 ）16 因此，难挥发非电解质稀溶液的沸点上升和凝固点下降与溶液的质量摩尔浓度成正比，与溶质的本性无关。应用: 计算溶液的沸点（Tb）和凝固点（Tf）。 测MA 日常生活中的应用 如：植物为什么表现出一定的抗旱性和耐寒性？ 又如：冬天在汽车水箱里加少量甘油或乙二醇，防止水箱里的水结冰。17例:将2.6g尿素CO(NH2)2溶于100.0g水中,计算此溶液在标准压力下的沸点和凝固点?(M CO(NH2)2=60.0gmol-1

6、)解18例：取0.749g某氨基酸溶于50.0g水中，测得其凝固点为-0.188，试求该氨基酸的摩尔质量解：19三、溶液的渗透压蔗糖溶液纯水半透膜 产生渗透压示意图20渗透作用:溶剂分子通过半透膜进入溶液使溶液变稀的现象称为渗透作用。渗透压:为了保持渗透平衡，液柱所产生的静水压称为该溶液的渗透压。单位：Pa或kPa。蔗糖溶液纯水半透膜21范特霍夫定律 难挥发非电解质稀溶液的渗透压与溶液物质的量浓度c和温度T成正比,而与溶质的本性无关。 （R=8.314kPaLK-1mol-1） 产生渗透压的条件：存在半透膜半透膜两侧溶液浓度不同。 蔗糖溶液纯水半透膜 即: = cRT22渗透作用的应用： 测定

7、大分子的MA； 动植物生理功能； 海水淡化，污水处理（反渗技术）。思考题：1.参天的大树，如何从土壤中吸收水分？2.施肥过多，植物会烧死吗？3.淡水鱼游到海水中能活吗？23例:20时，将1.00g血红素溶于水中,配制成100mL溶液,测得其渗透压为0.366Kpa，求血红素的摩尔质量.解:24电离度：电离的百分率强电解质 - 理论上电离 但溶液导电性实验表明，强电解质在溶液中的电离度都小于100%，即表观电离度都小于100%。8-3 电解质溶液表8-7 强电解质的表观解离度(298K, 0.10 molL-1 )电解质 KCl ZnSO4 HCl HNO3 H2SO4 NaOH Ba(OH)2

8、表观解离度/%86 40 92 92 61 91 81251923年，Debye 及Hckel提出离子氛（ionic atmosphere）概念。观点：强电解质在溶液中是完全电离的，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，其表现是： 溶液导电能力下降，电离度下降等等。+-+在强电解质溶液中，一种离子被异号离子所包围的现象称为离子氛。 由于离子氛使离子的运动受到相互牵制。261、活度与活度系数活度：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，即扣除了离子间相互作用的浓度。以a （activity）表示。 f

9、：活度系数，浓溶液中，f 1； 极稀溶液中，f 接近1 某离子的活度系数不仅受它本身的浓度和电荷的影响，也受溶液中其他离子的浓度及电荷的影响，为了表征这些影响，引入离子强度的概念。272、离子强度ci：溶液中第i种离子的浓度， Zi：第i种离子的电荷。离子强度I表示了离子在溶液中产生的电场强度的大小。离子强度越大，正负离子间作用力越大。28例题 计算含0.1 molL-1 HCl和0.1 molL-1 CaCl2混合溶液的离子强度。解: 溶液中各离子浓度(molL-1 ):H+=0.1 Ca2+=0.1 Cl-=0.3I=1/2ciZi2 =(0.112 + 0.122 + 0.312) =0.429p307表8-8数据表明： 离子强度越大，离子间相互作用越显著， 活度系数f越小； 离子强度越小，活度系数f约为1。稀溶液接近理想溶液，活度近似等于浓度。 离子电荷越大，相