普通化学课程3

Chapter3

溶液

Solution溶液：一种物质以分子或离子形式均匀地分布在另一种物质中所构成的均匀而稳定的体系。溶液是单相体系。对由几种不同组分组成的物质体系来说，有时可以借助相的概念来描述混合物的形态。相是用来说明混合物中组分之间相容程度的。相：体系中物理性质和化学性质完全相同的部分。

(一)

溶质B的物质的量浓度MB

(二)

溶质B的质量摩尔浓度mB

(三)物质B的摩尔分数溶液中全部溶质和溶剂的摩尔分数之和等于1。§3-1溶液浓度的表示方法§3-2难挥发非电解质稀溶液的依数性

ColligativePropertiesDiluteNonelectroiyteSolution

(一)溶液的蒸气压下降物质不同，蒸气压也不同。固体热运动也产生蒸气压。如冰。溶液的蒸气压蒸气压下降p遵守拉乌尔定律Raoult’slawF.M.Raoult同一温度下，由于溶质的加入使溶液中单位体积溶剂蒸发的分子数目降低，逸出液面的溶剂分子数目相应减小,因此在较低的蒸气压下建立平衡，即溶液的蒸气压比纯溶剂的蒸气压低。(二)溶液的沸点上升和凝固点下降蒸气压下降引起Raoult

根据实验总结出：对于同一溶剂，Tb、Tf

只与mB大小有关，与溶质种类无关只与粒子数目有关——依数性只适用于稀溶液。p*/kPa101.325TOTfTbTb’Tf’BDCA渗透压osmoticpressure习题：4，7§3-3离子平衡离子平衡电解质配位化合物(第七章)弱电解质强电解质(易溶、难溶)一元弱酸、弱碱多元弱酸、弱碱(一)弱酸弱碱的解离平衡——单相解离平衡1、一元弱酸、弱碱的解离平衡如HX酸：HX=H++X-对于纯的弱酸、弱碱，如果起始浓度为m

HX=H++X-

设解离度为始m00=已解离粒子数/粒子总数平衡m-mmm稀释定律表明：溶液浓度越稀，解离度越大。

该定律的使用必须十分小心，它只适用于单组分（纯的）一元弱电解质2、多元弱酸的解离平衡如：氢硫酸H2S(25℃时)一级解离：H2S=H++HS-二级解离：HS-=H++S2-Notes：1)

Ka1、Ka2表达式中的mr(H+)是溶液中的H+浓度的总和，因此相等，不可区分。Ka2表达式中的mr(H+)并非仅仅是第二步解离出来的，但由于二级解离出来的H+浓度很小，实际计算中，可以用Ka1计算得到的mr(H+)近似代替溶液中总的H+浓度。2)由于带负电荷的HS-进一步解离出H+困难，且S2-的电荷多，容易与H+结合，因此Ka1>>

Ka2

又如：H3PO4Ka1>>Ka2>>Ka3

(6.92×10-3,6.17×10-8,4.79×10-13)

计算18℃时0.10mol·kg-1的H2S溶液中H+、OH-、HS-和S2-的浓度和溶液的pH值。解：[分析：由于H2S属于酸性溶质，总H+的浓度主要取决于H2S一级解离出来的H+，因此用Ka1计算即可；而S2-必须用Ka2计算](1)设m(HS-)=x，对于一级解离平衡：

H2S=H++HS-平衡浓度/mol·kg-10.10-x

x

xKa1=x2/(0.10-x)=8.91×10-8

因Ka1值很小，故0.10-x0.10，所以x2/0.10=8.91×10-8x=m(H+)=m(HS-)=9.44×10-5

mol·kg-1pH=-lg

m(H+)=-lg9.44×10-5=4.0

Example根据水的解离平衡，必然有

m(OH-)=Qaq/m(H+)=1.0×10-14/9.44×10-5=1.1×10-10mol·kg-1

(2)设m(S2-)=y，只有二级解离平衡中有m(S2-)，所以：

HS-=H++S2-

9.44×10-5-y9.44×10-5+y

yKa2=(9.44×10-5+y)·y/(9.44×10-5-y

)=1.1×10-19

同样因Ka2很小，故9.44×10-5±y

9.44×10-5，所以解得：

m(S2-)=y

1.1×10-19

mol·kg-1验证近似合理(二)同离子效应与缓冲溶液与其它化学平衡一样，溶液中离子平衡建立以后，如果增加或减少某一种离子，则平衡发生移动例如：向HX溶液（HX=H++X-

）中加入盐X-

m(X-)。而受到Kiθ不变的限制，m(HX)、m(H+)，平衡左移，使得解离度α。同离子效应：在弱电解质溶液中，加入有相同离子的强电解质时，可使弱电解质的解离度降低的现象。e.g.0.1mol·kg-1的纯HAc溶液的解离度如果是含m(NaAc)=0.2mol·kg-1的0.1mol·kg-1HAc溶液

HAc=H++Ac-

设解离度为起始浓度0.100.2平衡浓度0.1-0.10.10.2+0.1

无NaAc的纯HAc溶液解离度1.32%；有以后为0.0087%

对应溶液的pH值：2.88

5.06

利用同离子效应，可以获得在化学研究和化工生产中非常有用的一种溶液——缓冲溶液组

成：弱酸+弱酸盐

或

弱碱+弱碱盐

HAc+NaAcNH4OH+NH4Cl

构成缓冲溶液的弱酸及其盐（或弱碱及其盐）叫做缓冲对。缓冲对的浓度应较大，并且数量相当。缓冲作用的原理HAc=H++Ac-

加入少量的OH-，与大量的HAc反应被消耗。加入少量的H+,与大量的Ac-

反应被消耗。如果是NaAc与HAc组成的缓冲溶液HAc=H++Ac-缓冲溶液的pH通过以下方式计算缓冲溶液pKa缓冲范围氨基乙酸+HCl2.351.5～3.0氯乙酸+NaOH2.862～3.5甲酸+NaOH3.773～4.5HAc+NaAc4.764～5.5六次甲基四胺+HCl5.134.5～6.07.216.5～8三羟甲基甲胺+HCl8.217.5～9硼砂9.248.5～10NH4++NH39.258.5～10有pH=5的两种溶液，分别为盐酸和组成为0.10mol/kgHAc和0.10mol/kgNH4Ac的缓冲溶液。上述两溶液各1000g中，分别加入50g1.0mol/kg的HCl，比较其pH的变化。解：1000g盐酸中加入50g浓盐酸m(H+)=(1×10-5+0.05)/(1+0.05)=5×10-2mol/kgpH=1.31000g缓冲溶液中加入50g浓盐酸pH=4.3Example(一)

溶度积（

solubilityproductconstant）定义：在一定温度下，当结晶与溶解达到平衡时,(由于溶质难溶)其离子浓度的乘积为常数，用Ksp表示：AgCl(s)=Ag++Cl-Ksp=mr(Ag+)·mr(Cl-)=1.77×10-10

Ag2CrO4(s)=2Ag++CrO42-

Ksp=mr2(Ag+)·mr(CrO42-)=1.12×10-12一般：

AxBy(s)=xAy++yBx-

K