2普通化学 课件 中国农业大学

1气体和溶液GasandSolution理解道尔顿分压定律了解理想气体的状态方程及其应用掌握溶液组成的标度掌握稀溶液的性质及其应用了解电解质溶液活度和离子强度的概念。作业：1.1,1.3,1.4,1.6,1.81/13/202311.1 气体(Gas)1.1.1理想气体状态方程

(equationofstateofidealgas)

pV=nRT

p—气体压力SI单位kPa

V—气体体积 SI单位L

n—物质的量 SI单位mol

T—热力学温度SI单位K

R—气体摩尔常数8.314kPaLK-1mol-1

1/13/202321.1.2、应用(application)例1：淡蓝色氧气钢瓶的体积一般为50L，在室温为20℃下，钢瓶内的压力降至1.5106Pa时，试估计氧气钢瓶中所剩氧气的质量。M(O2)=32g.mol-1解：设所剩的氧气质量为m

pV=nRT1/13/202331.1.3气体分压定律（lawofpartialpressure

）分压(1801-J.Dalton)

混合气体中，某一组分气体所产生的压力为该组分气体的分压力。分压力等于该组分气体在相同的温度下，单独占据与混合气体相同体积时所产生的压力。分体积(1880-E.H.Amagat)

某组分的分体积等于该组分产生与混合气体相同的压力时所占据的体积。1/13/20234分压定律

混合气体的总压力(或总体积）等于各组分分压（或分体积）之和其数学表达式为：

p=p1+p2+…pi V=V1+V2+…Vi1/13/20235例题2在25℃、p=99.43kPa压力下，利用排水集气法收集氢气V=0.4000L。计算氢气物质的量n(H2)。已知25℃时水的饱和蒸气压p(H2O)=3.17kPa。1/13/20236解：p(H2)=p(总)-p(H2O)=99.43kPa－3.17kPa=96.26kPa1/13/202371.1.4实际气体（realgas

）实际气体的状态方程

a,b为校正常数，可查表。对于不同的气体，有不同的数值。1/13/202381.2分散系（dispersesystem

）1.2.1分散系定义分散系——由一种或多种物质分散在其它一种物质中构成的系统。分散系由分散剂和分散质构成。分散质——被分散的物质。分散剂——分散其它物质。1/13/202391.2.2分散系的分类(classify)（按分散质颗粒大小）1/13/2023101.3 溶液的组成标度(solutionscale)1.3.1B的质量分数(massfractionofB

)

wB为B的质量分数，SI单位为1mB为B的质量，Sl单位为kgm为溶液的质量，Sl单位为kg1/13/2023111.3.2B的物质的量浓度

(amountofsubstanceconcentrationofB)

Sl单位式中，nB

是物质B的物质的量mol V是溶液体积m3;（常用L)

cB molL-11/13/2023121.3.3溶质B的质量摩尔浓度

(molalityofsoluteB)式中： Sl单位为

bB为溶质B的质量摩尔浓度 molkg-1；

nB为溶质B的物质的量 mol；

mA为溶剂A的质量 kg1/13/202313例题：将2.67g萘(C10H8)溶于100g苯中，计算该溶液的质量摩尔浓度。

M(萘)=128.2gmol-11/13/2023142.当实验过程中温度有较明显的变化时，使用bB

还是cB实验误差更小些？

?1.实验时使用bB

还是

cB更为方便？1/13/2023151.4非电解质稀溶液的依数性（Colligativepropertiesofdilutenonelectroiytesolution）溶液的性质与那些因素有关？导电性酸碱性氧化还原性…蒸气压、凝固点、沸点、渗透压…思考？？溶质的本质决定溶质的数量1/13/2023161.4.1溶液的蒸气压（vapor-pressure）饱和蒸气压（saturatedvaporpressure）

H2O(l)

H2O(g)蒸发在一定温度下，与液体达成平衡的蒸汽所产生的压力称为液体的饱和蒸气压。po

凝聚1/13/202317对于任意状态下液体的蒸气压p，则有

p<po

液体蒸发

p>po

气体凝聚

p=po

气、液共存（平衡状态）为什么水有时蒸发？有时凝聚？1/13/202318不同的液体蒸气压是否一样？液体蒸气压的大小与那些因素有关？1/13/202319（2）蒸气压曲线乙醚乙醇水pt1/13/202320B温度：A物质本性：同一温度下，易挥发的液体蒸气压大。（3）影响饱和蒸气压的因素同一液体，温度越高，蒸气压越大（？）。那些液体物质易挥发？1/13/202321（4）溶液的蒸气压降低实验水糖水糖经过一段时间？溶液的蒸气压比纯溶剂的低1/13/202322（1）怎样利用液体的饱和蒸气压解释实验现象？（2）为什么溶液的蒸气压会降低呢？1/13/202323水及水溶液的蒸气压曲线1/13/202324（5）拉乌尔规律(FMRaoult)

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。

P=PA°xA

*在一定温度下，难挥发非电解质稀溶液的蒸气压下降值P与溶质的摩尔分数成正比.P=

PA°xB

1/13/2023251.4.2溶液的沸点（boiling-point,bp)(1)液体的沸点当液体的蒸气压力等于外压时，液体沸腾，此时的温度称为该液体的沸点.特点：液体的饱和蒸气压等于外压

当外压为101.3kPa时液体沸点为正常沸点（normalboilingpoint）。1/13/202326沸点高低与那些因素有关？A物质本性，一定的外压下，易挥发的液体沸点低。B同一物质沸点与外压有关，外压越大，沸点越高。C外压一定时，纯净物质具有固定的沸点。（应用？）1/13/202327(2)溶液的沸点升高溶液的沸点升高值与溶液中溶质的摩尔分数成正比。Tb=KbbB

Tb为稀溶液沸点的升高值， K；

Kb为溶剂的摩尔沸点上升常数，Kkgmol-1，

bB为溶质的质量摩尔浓度。molkg-11/13/2023281.4.3溶液的凝固点（freezingpoint）（1）液体的凝固点凝固点——物质的固相与其液相达成平衡时的温度正常凝固点？1/13/202329（3）溶液的凝固点下降

Tf=Kf

bB

Kf：

Kkgmol-1。

Tf

：K。1/13/202330？1、从溶液中析出的固体是纯净物还是混合物？是何物？2、溶液的沸点和凝固点是否具有一定的值？3、利用上面二性质可用来检验物质的纯度，简述原理？1/13/2023311.4.4渗透压（osmoticpressure）a开始b水分子向糖溶液渗透c施加最小外压防止渗透发生1/13/202332(1)半透膜(semipermeablemembrane)：只允许某些分子通过的物质。(2)渗透现象()：溶剂分子通过半透膜进入溶液的现象。(3)渗透压：在一溶液上方加一额外压力，恰能使渗透作用达到平衡，该额外压力为该溶液的渗透压。1/13/202333(4)定量计算渗透压

=cB

RT

；kPaR:8.314

kPaLmol-1K-1

cB:mol

L-1

1/13/202334（1）渗透方向：

小大 溶剂溶液 稀溶液浓溶液理解（2）等渗溶液：渗透能力相同的溶液

1=2 c1=c21/13/202335（3）反渗透作用在浓溶液一方施加较其渗透压还大的外压，强迫溶剂分子由渗透压大的溶液进入渗透压小的溶液。1/13/2023361.4.5稀溶液依数性的应用（application）例：将2.67g萘(C10H8)溶于100g苯中，测得该溶液的沸点升高了0.531K（纯苯的沸点为80.2℃），求苯的摩尔质量。（苯的Kb=2.55Kkgmol-1）解：

Tb=KbbB0.531K=2.55KKgmol-1

M(萘)=128.2gmol-11/13/202337例：一种蛋白质，摩尔质量约为12000g·mol-1。欲测定其摩尔质量，试通过计算讨论用凝固点下降法、沸点上升法或渗透压法哪种方法较好？

Kf

(H2O)=1.86K·kg·mol-1，

Kb(H2O)=0.52K·kg·mol-1，1/13/202338？TheBest1/13/202339注意稀溶液依数性的定量关系只适应于非电解质稀溶液（难挥发），而对于浓溶液或电解质溶液，定量关系不再成立，但性质依然存在。如：定性估计下列溶液

0.1mol/kg蔗糖溶液

0.1mol/kgNaCl 0.1mol/kgBaCl2蒸气压、沸点、凝固点1/13/2023401.5电解质溶液(ElectrolyteSolution)物质非电解质（不电离）电解质（电离）强电解质（完全电离）弱电解质（部分电离）实际离子浓度小于理论值？实验发现1/13/2023411.5.1离子氛模型(modelofionicatmosphere)1/13/2023421.5.2活度(activity)B为B的活度B