第二章溶液的浓度

第二章溶液的浓度第一页，共五十三页，2022年，8月28日1一、分散系的概念

分散系：一种或多种物质分散在另一种物质中所构成的体系称为分散系。分散质：被分散的物质称为分散质或分散相。分散介质：包含分散质的物质称为分散介质或分散剂。例：分散系：NaCl水溶液泥浆牛奶分散质：NaCl泥土奶油分散介质：水水水

§2-1分散系第二页，共五十三页，2022年，8月28日二、分散系的分类：１、按聚集状态分液液固固气气分散质分散剂九种分散系分散质分散剂实例气气液气固气气液液液固液气固液固固固空气云/雾灰尘泡沫酒泥水海绵珍珠合金第三页，共五十三页，2022年，8月28日二、分散系的分类：２、按分散质粒子的大小分<1nm真溶液（1nm=10-9m）1-100nm胶体分散系（溶胶、高分子溶液）>100nm粗分散系（悬浊液、乳状液）第四页，共五十三页，2022年，8月28日三、胶体溶液气溶胶：烟尘、雾；液溶胶（水溶胶）：血液、淀粉胶体、涂料；固溶胶：有色玻璃、烟水晶。分散质微粒的直径大小在10-9m~10-7m(1nm-100nm)之间的分散系.第五页，共五十三页，2022年，8月28日三、胶体溶液——（一）丁达尔现象ＣuSO4溶液Fe(OH)3胶体丁达尔效应：光束通过胶体时出现一条光亮的通路的现象。对光散射作用（用来鉴别溶液和胶体的物理方法）第六页，共五十三页，2022年，8月28日（一）丁达尔现象在现实中的应用第七页，共五十三页，2022年，8月28日（一）自然界的丁达尔现象第八页，共五十三页，2022年，8月28日（一）自然界的丁达尔现象第九页，共五十三页，2022年，8月28日布朗运动：在超显微镜下观察溶胶时，可以见到胶体粒子的闪光不断上下往来，做不规则运动，这种运动叫做布朗运动。特点：①胶体粒子越小，布朗运动越显著

②温度越高，布朗运动越剧烈。原因：周围分散剂分子不断从各个方向撞击这些溶胶粒子，而在每一瞬间胶粒收到的撞击力在各个方向上是不同的，因而胶粒处于不断的无秩序的运动状态。三、胶体溶液——（二）布朗运动第十页，共五十三页，2022年，8月28日吸附作用是指各种气体、蒸气以及溶液里的溶质被吸着在固体或液体物质表面上的作用。分为物理吸附和化学吸附。物理吸附是以分子间作用力相吸引的。物质的表面积越大，吸附能力越强，例如活性炭、硅藻土、硅胶等。胶体粒子直径在1nm-100nm之间，表面积巨大，因此胶体具有强大的吸附力。

吸附现象是胶体的特性之一。

三、胶体溶液——（三）吸附作用第十一页，共五十三页，2022年，8月28日电泳现象：胶粒在外加电场作用下，能在分散剂里向阳极或阴极作定向移动，这种现象叫电泳。

三、胶体溶液——（四）电泳现象医学上：常用于分离血清或血浆成分，以及尿液和脊髓液中的蛋白质。通过分析研究人体的生理和病理变化，帮助诊断。第十二页，共五十三页，2022年，8月28日1、胶体的聚沉这种使胶粒聚集成较大的颗粒而沉降的过程叫做聚沉。

（1）加入电解质溶液，使溶胶聚沉；（2）加入带异号电荷的另一种溶胶，使溶胶聚沉；（3）加热使溶胶聚沉。三、胶体溶液——（五）胶体的聚沉与保护第十三页，共五十三页，2022年，8月28日2、胶体的保护在一定量的溶胶中加入足够量的大分子化合物溶液，可使溶胶的稳定性增高，当受到外界因素作用时（如电解质的作用），不易发生聚沉，这种现象叫做保护作用。例如：血液中的蛋白质对微溶性的无机盐类溶胶（碳酸钙、磷酸钙等）起了保护作用。三、胶体溶液——（五）胶体的聚沉与保护第十四页，共五十三页，2022年，8月28日分散质粒子大小小于1nm的分散系叫做真溶液，简称溶液。是一种物质以分散或离子状态均匀地分散在另一种物质中所得到的均匀、透明、稳定的体系。

被溶解的物质叫做溶质。

能溶解糖和盐的水及溶解碘的酒精叫溶剂溶剂是水的溶液叫水溶液。四、真溶液第十五页，共五十三页，2022年，8月28日§2-2溶液浓度的表示方法溶液：定义？广义地说，两种或两种以上的物质均匀混合而且彼此呈现分子（或离子）状态分布者均称为溶液。溶液气态溶液：（空气）液态溶液：（酸、碱）固态溶液：（合金）溶质溶剂第十六页，共五十三页，2022年，8月28日一、物质的量浓度定义：一升溶液中所含溶质的物质的量称为物质的量浓度，用符号Ｃ表示，单位是mol/LC=n(溶质)／V(升)例：配制0.10mol/L的Na2CO3溶液500ml，应取Na2CO3多少克？浓度：溶液的浓度是指一定量（质量或体积）溶液或溶剂中，所含溶质的量（质量或体积）。临床上：给病人服用的药都要求有一定的浓度。第十七页，共五十三页，2022年，8月28日二、其他常用溶液浓度的表示方法1、质量摩尔浓度定义：指1kg溶剂中所含溶质的物质的量表示为质量摩尔浓度，符号b，单位为：mol/kg例：250克溶液中含有40克NaCl，计算此溶液的质量摩尔浓度。解：水的质量＝250-40=210（克）m=40×1000/(58.5×210)=3.26mol/kgb=n(溶质)／m(溶剂)（kg）第十八页，共五十三页，2022年，8月28日二、其他常用溶液浓度的表示方法2、质量分数：溶质B的质量mB与溶液的质量m之比，称为溶质B的质量分数，符号ωB

溶质的质量（克）ωB=————————×100%溶液的质量（克）

3、浓度之间的换算（1）物质的量浓度与质量摩尔浓度的换算：互相换算必须得知溶液的密度；对于很稀的水溶液，可近似认为物质的量浓度与质量摩尔浓度相等。第十九页，共五十三页，2022年，8月28日3、浓度之间的换算

例题：在100ml水中，溶解17.1g蔗糖（C12H22O11）溶液的密度为1.06g/ml。已知水的密度为1g/ml，求蔗糖的质量摩尔浓度、物质的量浓度。（2）物质的量浓度与质量分数的换算

1000×d×ωBCB

=——————M例题：求密度为1.84g/ml，质量分数为0.96的浓硫酸的物质的量浓度。第二十页，共五十三页，2022年，8月28日三、溶液的配置1、一定浓度溶液的配置（1）用一定体积的溶液中所含溶质的量来表示浓度，如物质的量。

特点：溶质和溶剂混合，体积没有加和性（2）用一定质量的溶液中所含溶质的质量来表示溶液浓度，如质量分数。

特点：质量有加和性，通过质量和密度求体积2、溶液的稀释在溶液中加入溶剂后，溶液的体积增大而浓度变小的过程，叫做稀释。第二十一页，共五十三页，2022年，8月28日

稀释定律：C1V1=C2V2

解：C1V1=C2V217.9×5=C2×500C2=17.9×5/500=0.179mol/L例：取上述浓硫酸５ml稀释至500ml，该稀硫酸（H2SO4)溶液的浓度是多少？第二十二页，共五十三页，2022年，8月28日作业第二章溶液的浓度习题1、2、4、6、7、8第二十三页，共五十三页，2022年，8月28日与溶质本性有关，如酸碱性、导电性、颜色。溶液的性质与溶质本性无关，只与溶质的数量有关。

溶液的这种只与溶质质点的数量有关而与溶质本性无关的性质称为溶液的依数性，又称为溶液的通性。依数性是指：溶液的蒸气压下降溶液的沸点上升溶液的凝固点下降溶液具有渗透压第三章非电解质的依数性质点：溶液中实际存在的分子、离子等。第二十四页，共五十三页，2022年，8月28日

一、溶液的蒸气压下降蒸发H2O(l)= H2O(g)凝聚纯水的蒸气压初始：V蒸发>V凝聚平衡：V蒸发=V凝聚第二十五页，共五十三页，2022年，8月28日饱和蒸气压：在一定的温度下，当蒸发的速度等于凝聚的速度，液态水与它的蒸气处于动态平衡，这时的蒸气压称为水在此温度下的饱和蒸气压，简称蒸气压。用符号P

表示

温度升高，蒸气压增大。蒸气压的大小分子间作用力越大，蒸气压越小。在纯溶剂中加入难挥发的物质以后，达平衡后,P溶液总是小于同T下的P纯溶剂，即溶液的蒸气压下降。第二十六页，共五十三页，2022年，8月28日△P=P纯-P液蒸汽压下降的原因：纯溶剂正常溶液少第二十七页，共五十三页，2022年，8月28日拉乌尔定律：

在一定的温度下，难挥发的非电解质稀溶液的蒸气压下降与溶质B的物质的量分数(物质的摩尔分数）成正比。

P：溶液的蒸气压P°：纯溶剂的蒸气压nA：溶剂的物质的量nB：溶质的物质的量

nB

△P=P°———＝P°·XBnA+nB∴P液<P纯剂，C液越大，P液越小。P纯-P液的差值也越大。第二十八页，共五十三页，2022年，8月28日当溶液很希时：nA+nB≈nA

nB nB△P=P°————＝P°

————nA+nB

nA mA

nA＝————MA

nB △P=P°————×MA

mA

当温度一定时，P°和MA为一常数，用K表示，则：△P=Kb（B）第二十九页，共五十三页，2022年，8月28日拉乌尔定律另一种表述：在一定温度下，难挥发非电解质稀溶液的蒸汽压下降，近似与溶质B的质量摩尔浓度成正比，与溶质的本性无关。如果溶剂是水,且质量为1kg,则b=nB/1kg在数值上b＝nB

nA=1000/18.01=55.52mol

nB

nB P°

△P=P°————≈P°-----=———b=K蒸b 55.52＋nB 55.52 55.52

△P=K蒸b拉乌尔定律的再一种表述:（K蒸与溶剂、T

有关的常数，溶剂不同，其K蒸不同；同一溶剂，温度不同，其K蒸也不同）第三十页，共五十三页，2022年，8月28日例在25℃时,13%的某难挥发的非电解质水溶液的蒸气压P=3.06kPa,已知同温度下水的蒸气压P°=3.17kPa，计算溶质的摩尔质量。解:K蒸=3.17/55.52=0.0571代入:△P=K蒸b0.11=0.0571×13×1000/(M×87)M=77.56(g/mol)△P=3.17-3.06=0.11（kPa）molkgMb/87100013××=第三十一页，共五十三页，2022年，8月28日二、溶液的沸点上升

沸点:溶液的蒸汽压随温度的升高而增大，当P液=P大气压时，蒸发不仅在液体表面，而且在液体内部进行，此时的温度称为溶液的沸点。纯水：P外=101.3kPa，t纯水=100℃.溶液：

当t溶=100℃P溶＜P外=101.3kPa

只有t溶>100℃P溶=101.3kPa=P外

实验证明：液体的沸点总是高于纯溶剂的沸点。第三十二页，共五十三页，2022年，8月28日根本原因：蒸汽压下降P液<P纯,饱溶液的沸点上升示意图tb°tb△tb溶剂溶液PPokPa蒸气压温度△P101.3kPaABB’第三十三页，共五十三页，2022年，8月28日

△tb=Kb·b（B）=tb-tbo

Kb为沸点上升常数，与溶剂的本性有关，而与溶质的本性无关。根据拉乌尔定律，△P与b（B）成正比（即与溶质B的质量摩尔浓度成正比），∴△Tb（沸点升高）亦应与b（B）成正比，△P越大，△Tb也越大。第三十四页，共五十三页，2022年，8月28日例：将12.0g尿素[CO(NH2)2]和34.2蔗糖（C12H22O11)分别于250.0g水中,计算此两种溶液的沸点(Kb=0.52K·kg·mol-1）解：M尿素=60g·mol-1b=12.0×1000/60×250=0.80mol·kg-1

△tb=0.52×0.80=0.42(K)tb=373.15+0.42=373.57(K)

同理，蔗糖的M=342g·mol-1

m=34.2×1000/342×250=0.40mol·kg-1△tb=0.52×0.40=0.21(K)tb=373.15+0.21=373.36(K)第三十五页，共五十三页，2022年，8月28日

凝固点：在一定的外压下（一般为常压），物质固相蒸汽压和液相蒸汽压相等，两相平衡共存时的温度，称为该物质的凝固点。 凝固点时：PL=Ps

△tf=Kfb（B）=tfo

-tf溶液的凝固点下降示意图抗旱性：沸点升高使蒸发减慢。耐寒性：凝固点下降使细胞液不凝聚、防冻剂。应用：三、溶液的凝固点下降溶液的凝固点tf总是低于纯溶剂的凝固点tfo

。△Tf（凝固点降低）亦应与b（B）成正比，△P越大，△Tf也越大第三十六页，共五十三页，2022年，8月28日b'溶液纯水a'abc’△Tf△PPo(KPa)P

0.6105TfTfo(273K)373KT溶剂的凝固点下降示意图第三十七页，共五十三页，2022年，8月28日例：为了防止汽车水箱中的水在266K时凝固，以无水乙醇（ρ=0.803g/ml）做防冻剂，问每升水须加若干ml乙醇？（假设溶液服从拉乌尔定律）解：已知水的凝固点为273K，Kf=1.86∴△Tf=273-266=7(K)∴△Tf=Kf×bb=△Tf/Kf=7/1.86=3.76(mol/kg)即每升水加3.76mol乙醇，已知M乙醇=46，ρ=0.803。∴应加入乙醇体积为V=3.76×46/0.803=215.6(ml)答：略。第三十八页，共五十三页，2022年，8月28日四、溶液的渗透压（范托夫规则）半透膜的作用：只许溶剂分子通过，溶质分子不能通过。初始：溶剂分子扩散速度V纯水>V糖水扩散方向：纯水糖水半透膜液面上升液面下降纯水糖水扩散过程放大如后图第三十九页，共五十三页，2022年，8月28日H2O糖分子V纯水快，多少V糖水慢第四十页，共五十三页，2022年，8月28日渗透：溶剂分子通过半透膜自动单向扩散的过程称为渗透。当V纯水=V糖水(速度）渗透停止。糖水溶液增高的这部分水的静压力就是糖水溶液的渗透压。渗透压：在一定的温度下，恰能阻止渗透发生所需施加的外压力，称为该溶液的渗透压。用符号π表示。纯水糖水h纯水糖水第四十一页，共五十三页，2022年，8月28日高渗溶液低渗溶液等渗溶液渗透现象在动植物的生命过程中有着重要的作用，例：

1、医学上输液必需输等渗溶液。

2、动物体内水份的输送。

3、植物从土壤中吸收水份和营养。4、求算溶质的分子量。渗透作用产生的条件：一、是有半透膜存在；二、是膜两侧溶液的浓度不相等。第四十二页，共五十三页，2022年，8月28日实验证明：1、同一温度下，溶液的渗透压与浓度成正比。2、相同浓度时，渗透压与热力学温度成正比。计算公式：π=CRT≈b(B)RT（溶液很稀时，物质的量浓度约等于质量摩尔浓度。即c≈b）

C：物质的量浓度R：气体常数8.314kPa.L.mol-1.K-1T：热力学温度（绝对温度）第四十三页，共五十三页，2022年，8月28日例人体血的渗透压为709.275kPa,人体温度为37℃。试计算给人体输液时所用葡萄糖溶液的AW是多少？-1；葡萄糖的分子摩尔质量M为180g.mol-1）。解：∵π=CRT∴C=π/RT

C=709.275/8.314×(273.15+37)=0.28mol.L-1AW=C·M/1000·ρ=(0.28×180/1000×1.01)×100%

=5.0%第四十四页，共五十三页，2022年，8月28日盐水淡水PP>反渗透法净化水第四十五页，共五十三页，2022年，8月28日例、海水在298K时的渗透压为1479kpa，采用反渗透法制取纯水，试确定用1000cm3的海水通过只能使水透过的半透膜，提取100cm3的纯水，所需要的最小外加压力是多少?

解：随着反渗透的进行，海水中盐的浓度增大，当得到100cm3纯水时，最终海水的渗透压π2和初始海水的渗透压π1的比值为第四十六页，共五十三页，2022年，8月28日C1=nmol／1000cm3C2＝nmol／(1000-100)cm3

因为渗透前后溶质的物质的量未减少，第四十七页，共五十三页，2022年，8月28日五、稀溶液的通性的应用

1、测定物质的分子摩尔质量。例：溶解2.76克甘油于200克水中，测得其凝固点为-0.279℃试求甘油的摩尔质量。解：设甘油的摩尔质量为M,则：n=2.76×1000/200M=13.8/M△tf=tf°–tf=Kf·n0.279=1.86×13.8/MM=92(g.mol-1)第四十八页，共五十三页，2022年，8月28日例：10.3克某非电解质溶解在140克水中，使水的沸点升为101.3℃,计算该非电解质的分子量。解：设该非电解质的摩尔质量为M，已知△tb=101.3–100=1