气体和溶液课件

第二章气体和溶液

2.1气体

2.2溶液3/24/20231无机及分析化学第二章气体和溶液O2

理想气体：分子不占体积分子间无相互作用低压高温

实际气体：分子有体积分子间有相互作用2.1.1理想气体状态方程式3/24/20232无机及分析化学第二章气体和溶液Boyle定律：17世纪中叶，波义尔的实验结果：温度恒定时，一定量气体的压力和它体积的乘积为恒量。PV=nRT（理想气体状态方程式）。

Pv=nRT是描述理想气体在处于平衡态时，压强、体积、物质的量、温度间关系的状态方程。

PV=constant3/24/20233无机及分析化学第二章气体和溶液

例2-1：一学生在实验室中，在73.3kPa和25℃下收集得250mL某气体，在分析天平上称量，得气体净质量为0.118g，求气体的相对分子质量。

解：相对分子质量为16.03/24/20235无机及分析化学第二章气体和溶液

例2-2：在1000℃和97kPa压力下，硫蒸气的密度是0.5977gL-1。试求：（1）硫蒸气的摩尔质量，（2）硫蒸气的化学式。

解:

(1)硫蒸气的化学式为S23/24/20236无机及分析化学第二章气体和溶液2.1.2道尔顿分压定律(1807)

某一气体在气体混合物中产生的分压等于在相同温度下它单独占有整个容器时所产生的压力；而气体混合物的总压强等于其中各气体分压之和,这就是气体分压定律。(a)5.0Lat20℃(b)5.0Lat20℃(c)5.0Lat20℃3/24/20237无机及分析化学第二章气体和溶液道尔顿分压定律：公式：p=p1+p2+……=

式中：n为混合气体的总量。可见理想气体状态方程不仅适用于某一纯净气体，也适用于混合气体。3/24/20239无机及分析化学第二章气体和溶液另一种表现形式piV=niRTpV=nRT两式相除得：

xi：

i组分气体的摩尔分数则：pi=xip

即：混合气体中某组分气体的分压力等于该组分的摩尔分数与混合气体总压力的乘积。3/24/202310无机及分析化学第二章气体和溶液例2-3：在17℃，99.3kPa的气压下，用排水集气法收集氮气150mL。求在标准状况下该气体经干燥后的体积。解：在水面上收集气体，测出的压力是饱和水蒸气压力和气体压力之和。查表1-1，17℃时饱和水蒸气压力为1.93kPa3/24/202311无机及分析化学第二章气体和溶液

2H2+O2=2H2O通电时0.100molO2只与0.200molH2反应生成0.200molH2O。液态水所占体积与容器体积相比可忽略不计，但因此产生的饱和水蒸气却必须考虑。因此，反应后：3/24/202313无机及分析化学第二章气体和溶液

例2-5：25℃时，初始压力相同的5.0L氮和15.0L氧压缩到体积为10.0L的真空容器中，混合气体总压力是150kPa，试求（1）两种气体的初始压力，（2）混合气体中氮和氧的分压，（3）如果把温度升到210℃，容器的总压力。解：3/24/202314无机及分析化学第二章气体和溶液3/24/202315无机及分析化学第二章气体和溶液2.2溶液（solution）

2.2.1分散系2.2.2稀溶液的通性

3/24/202317无机及分析化学第二章气体和溶液2.2.1分散系:分散质分散剂分散分散系（固、液、气态）分散系一种或几种物质以细小的粒子分散在另一种物质里所形成的体系。分散质被分散的物质。分散剂把分散质分散开来的物质。3/24/202318无机及分析化学第二章气体和溶液表2-1按聚集状态分类的各种分散系分散质分散剂实例

气气空气、家用煤气液气云、雾固气烟、灰尘气液泡沫、汽水液液牛奶、豆浆、农药乳浊液固液泥浆、油漆、墨水气固泡沫塑料、木炭、浮石液固肉冻、硅胶、珍珠固固红宝石、合金、有色玻璃

3/24/202319无机及分析化学第二章气体和溶液溶液的性质－－－颜色、导电性、酸碱性由溶质的本性决定取决于溶液中溶质的粒子数目称为溶液的依数性凝固点下降沸点升高渗透压溶液的蒸气压下降2.2.2稀溶液的通性3/24/202321无机及分析化学第二章气体和溶液1、溶液蒸气压的下降

（1）、饱和蒸气压（saturatedvaporpressure）,简称蒸气压(po)：初始：V蒸发>V凝聚平衡：V蒸发=V凝聚

在一定温度下，将纯液体放在密闭容器中当其蒸发速率与蒸汽凝聚成液态的速率相等V时，即蒸发与凝聚达到动态平衡，此时液面上部的蒸气量达到最大，称为饱和蒸气，饱和蒸气所产生的压力叫饱和蒸气压。3/24/202322无机及分析化学第二章气体和溶液在一定温度下，任何纯溶剂都有一定的饱和蒸气压（p*）。

易挥发性物质：蒸气压大

难挥发性物质：蒸气压低

固体也会蒸发，也有蒸气压3/24/202323无机及分析化学第二章气体和溶液溶液的蒸气压下降温度压强纯溶剂C1C2C2>C13/24/202325无机及分析化学第二章气体和溶液

解释产生这种现象的原因：当纯溶剂中溶入了难挥发的非电解质时，纯溶剂的部分表面被溶剂化的溶质所占据，单位时间内逸出溶液液面的分子数目就会相应减少，结果在达到平衡时，溶液表面蒸发的分子数和回到溶液表面的分子数也较纯溶剂的少，因而使溶液的蒸气压下降。结论：溶液的蒸气压比纯溶剂低，溶液浓度越大，蒸气压下降越多。3/24/202326无机及分析化学第二章气体和溶液

由于

χA十χB＝l，即

χA＝l一χB所以

p=po×（1-χB）=po-p

o·χB

po-p=p

o·χB△p

=po-p=p

o·χB△p—溶液蒸气压的下降值，单位为Pa；B—溶质的摩尔分数。结论:

在一定温度下，难挥发非电解质稀溶液的蒸气压的下降值与溶质的摩尔分数成正比。——拉乌尔定律

（溶液越稀，越符合定律）3/24/202329无机及分析化学第二章气体和溶液2．

沸点上升沸点：液体的沸点是指其蒸气压等于外界大气压力时的温度。溶液的蒸气压总是低于纯溶剂的蒸气压；因此溶液的沸点升高。3/24/202330无机及分析化学第二章气体和溶液水的正常沸点:100ºC加入溶质溶液的沸点:？100ºC溶液沸点Tb升高若在纯水中加入少量难挥发的非电解质后，会产生什么现象呢？3/24/202331无机及分析化学第二章气体和溶液该物质的液相和固相达到平衡时的温度（p液＝p固时的T）水的凝固点:0ºC加入溶质

海水0ºC时是否冻结？溶液凝固点Tf下降p液>p固:液相

固相p液<p固:固相

液相CB物质的凝固点(Tf)3．凝固点下降溶液蒸气压总是低于纯溶剂的蒸气压，因此溶液凝固点会下降。3/24/202332无机及分析化学第二章气体和溶液溶液沸点升高和疑固点下降图图1—1溶液的沸点升高凝固点降低示意图3/24/202333无机及分析化学第二章气体和溶液思考题：难挥发物质的溶液在不断沸腾时，它的沸点是否恒定？在冷却过程中它的凝固点是否恒定？3/24/202334无机及分析化学第二章气体和溶液4．

渗透压渗透（一）、渗透现象浓溶液稀溶液半透膜渗透平衡3/24/202335无机及分析化学第二章气体和溶液3/24/202336无机及分析化学第二章气体和溶液半透膜：可以允许溶剂分子自由通过而不允许溶质分子通过。浓度差：溶剂透过半透膜进入溶液的趋向取决于溶液浓度的大小，溶液浓度差大，渗透趋向大。溶液的渗透压：由于半透膜两边的溶液单位体积内水分子数目不同而引起稀溶液溶剂分子渗透到浓溶液中的倾向。为了阻止发生渗透所需施加的压力，叫溶液的渗透压。（二）、渗透现象产生的条件：3/24/202337无机及分析化学第二章气体和溶液

图1-2渗透压示意图3/24/202338无机及分析化学第二章气体和溶液

渗透压的应用医用等渗液口渴时一般不宜饮用含糖等成分过高的饮料。速溶咖啡和速溶茶的制造（将稀溶液首先用反渗透方法变浓，再用蒸发法蒸干，生产成本会大大降低。）测定溶质的分子量利用反渗进行海水淡化3/24/202339无机及分析化学第二章气体和溶液稀溶液的定理：

难挥发、非电解质稀溶液的某些性质(蒸气压下降、沸点上升、凝固点下降和渗