化学基础知识无机化学核心教程

化学基础知识无机化学核心教程本章主要内容：1.气体〔自学〕2.溶液：①溶液的定义及浓度的表示方法②稀溶液的依数性

溶液的蒸气压下降；溶液的沸点升高；溶液的凝固点下降；溶液的浸透压。③电解质溶液3.固体〔自学〕2020/12/32第一节溶液组成量度表示方法

一、物质的量和物质的量浓度

1.amountofsubstance(n)表示物质数量的物理量。单位：moln(O2)=3(mol)=3x6.022x1023(个)2020/12/33⑴.mol该系统中根本单元B的数目与0.012kg12C的原子数目(6.022x1023)一样多，B的物质的量就是1mol。1mol石墨样品2020/12/34⑵.elementaryentity：原子、分子、离子、电子、及其它粒子，或是这些粒子的特定组合。O2、O、O2/2、H2SO4、H2SO4/3、H2+O2/22020/12/35解：OOOO2OOOO4OOOO1注：须指明根本单元例：n(O2)=2(mol),试计算n(O2/2)、n(o)、n(2O2)的值根本单元越小，物质的量越大。2020/12/36⑶.n的计算nBmBMB物质的质量(g)物质的摩尔质量(g/mol)def2.amount-of-substanceconcentration单位：mol/L,mmol/LC(B)n(B)Vdef2020/12/37

二、massconcentration

BmBV单位：g/L9.058.5=0.154(mol/L)例：

(NaCl)=9.0(g/L)，计算C(NaCl)

和C(3NaCl)值。C(NaCl)=解：C(3NaCl)=0.0513(mol/L)def2020/12/38三、摩尔分数和质量摩尔浓度molefractionX:XA=nAnA+nBXB=nBnA+nBXA+XB=1MolalitybB

：bB=nBmA单位：mol/kg溶剂的质量(kg)2020/12/39例：将7.00g结晶草酸〔H2C2O4·2H2O〕溶于93.0g水中，求草酸的质量摩尔浓度b(H2C2O4)。解：∵n(H2C2O4·2H2O)=n(H2C2O4)∴m(H2C2O4·2H2O)M(H2C2O4·2H2O)=m(H2C2O4)M(H2C2O4)∴m(H2C2O4)=5.00(g)2020/12/310∴b(H2C2O4)=∵m(H2O)=93.0+m(结晶水)=93.0+(7.00－5.00)=95.0(g)n(H2C2O4)m(H2O)=5.00/90.095.0×10-3=0.585(mol/kg)2020/12/311练习题计算20.00gNaOH的n(NaOH)和n(NaOH/2)解：n(NaOH)=20.0040.00=0.5(mol)n(NaOH/2)=20.0040.00/2=1(mol)2020/12/3120.1mol/L葡萄糖100.051℃△Tb=0.0510.2mol/L葡萄糖100.102℃△Tb=0.1020.1mol/L蔗糖100.051℃△Tb=0.051问：葡萄糖液：Tb0=100℃Tf0=0℃第二节稀溶液的依数性2020/12/313△Tb∝C，△Tb与溶质无关稀溶液的通性(依数性)：只与溶液的浓度有关而与溶质本性无关的性质。依数性溶液中溶剂的蒸气压下降(△P)溶液的沸点升高(△Tb)溶液的凝固点降低(△Tf)溶液的浸透压()规律：2020/12/314一、vaporpressure1.液相蒸气压H2O25℃H2O(l)H2O(g)蒸发蒸气压(饱和蒸气压)与液相处于平衡时的蒸气所具有的压力。H2O凝结2020/12/315P.8.图1-1T愈大，Po愈大固相蒸气压与固相处于平衡时的蒸气所具有的压力。2.固相蒸气压0℃冰H2O(s)H2O(g)升华凝结2020/12/316T/KP/(kPa)0℃Tf0冰2020/12/317二、溶液的蒸气压下降(△P)难挥发性的溶质：本身并不产生蒸气压〔葡萄糖、NaCl〕H2O葡萄糖25℃25℃2020/12/318T/KP/(kPa)Tb02020/12/319Raoult定律：(非电解质的稀溶液)P=Po·XA=A溶剂B溶质Po·(1-XB)=Po-PoXB△P=Po-P=PoXB蒸气压下降∵XB=nBnA+nB≈nBnA=nBmA/MA=bB

MAkg/mol2020/12/320∴△P=PoXB≈Po

MAbB=KbB∴△P与bB成正比,而与溶质的本性无关

KCB稀水溶液2020/12/321一、溶液的沸点升高1.液体的沸点液体的蒸气压等于外压时的温度。纯水：PH2O=P外=101.3(kPa),T=100℃溶液溶液2.溶液的沸点升高(△Tb)△Tb=Tb-Tb0=KbbB

KbCB第三节溶液的沸点升高和凝固点降低2020/12/322T/KP/(kPa)100℃Tb0Tb′2020/12/323时间T/℃溶液的沸点100℃2020/12/3242.溶液的凝固点降低(△Tf)△Tf=Tf0-

Tf

=KfbB二、溶液的凝固点降低1.液体的凝固点同一物质固液两相蒸汽压相等时的温度

KfCB2020/12/325T/KP/(kPa)0℃Tf0Tf′冰2020/12/326时间T/℃溶液的凝固点0℃2020/12/327问：蓝墨水滴进一杯水中，有何现象？

扩散的方向：浓稀半透膜只让溶剂分子通过，而溶质分子不能通过的膜P.10图1-3第四节溶液的浸透压2020/12/328(a)(b)(c)

半透膜水溶液2020/12/329一、浸透现象和浸透压半透膜水0.1mol/L葡萄糖H2O多H2O少渗透现象H2O通过半透膜由H2O浓度大进入H2O浓度小的扩散现象。H2O2020/12/330浸透方向：C(H2O)大必具两个条件：②有H2O浓度差osmoticpressure()施于溶液液面上恰能制止浸透过程进展的压力。(Pa,kPa)注：溶液的浸透压都是相对于纯水而言。①有半透膜存在〔为维持浸透平衡而需要加给溶液的额外压力〕C(H2O)小2020/12/331(c)

淡水海水P>

反浸透2020/12/332二、溶液的浸透压与浓度及温度的关系1.V=nRT

=nRTV=CBRT

bBRT2.△P=KbB△Tf=KfbB△Tb=KbbB

=bBRT非电解质：2020/12/333例：试比较①0.1mol/L葡萄糖②0.1mol/L蔗糖③0.2mol/L尿素④0.2mol/LNaCl的浸透压大小。解：NaClNa++Cl-0.20.20.2粒子数：0.2+0.2=0.4(mol/L):④>③>①=②NaCl：

=2x0.2RT＝ix0.2RT2020/12/3343.强电解质：△P=iKbB△Tf=iKfbB△Tb=iKbbB

=ibBRT△PK=△TbKb=△TfKf=

RT=ibB校正因子i电解质解离出的粒子个数例：NaCl:i=2CaCl2:i=32020/12/335例：以下两溶液用半透膜隔开，水能从左到右浸透的是A、0.3mol/L葡萄糖0.3mol/L蔗糖B、0.15mol/LNaCl0.3mol/L葡萄糖C、0.2mol/LHAc0.2mol/LHClD、0.1mol/LCaCl20.10mol/LNaCl

2020/12/336例：一混合溶液，其中葡萄糖的浓度为0.10mol/L,NaCl的浓度为0.05mol/L,CaCl2的浓度为0.05mol/L,求该溶液在37℃时的浸透压。解：C总=C(葡萄糖)+i1C(NaCl)+i2C(CaCl2)=0.10+2x0.05+3x0.05=0.35(mol/L)

=C总RT=0.35x8.314x(273+37)=902(kPa)2020/12/337三、浸透压在医学上的意义

=COSRT,可以用COS来衡量。1.浸透浓度osmolarityCOS浸透活性物质的物质的量浓度浸透活性物质在溶液中产生浸透效应的溶质粒子(分子、离子)单位：mol/L，mmol/L2020/12/338例：计算补液用的50.0g/L葡萄糖溶液和9.00g/LNaCl(生理盐水)的浸透浓度解：葡萄糖:M=180g/mol50.0180×1000=278(mmol/L)NaCl：9.0058.5×2x1000=308(mmol/L)COS=COS=2020/12/3392.等渗、高渗和低渗溶液以血浆的浸透压为标准，规定低渗等渗高渗280mmol/L320mmol/L问：为什么用9.00g/LNaCl溶液作为补液？2020/12/340红细胞在等渗、高渗和低渗溶液中的形态变化：①9g/LNaCl浸透平衡②

15g/LNaCl308mmol/L513mmol/L皱缩③5g/LNaCl171mmol/L溶血高渗溶液低渗溶液2020/12/341问：以下物质中哪些属于强电解质？哪些属于弱电解质？NaCl,NH3,Na2SO4,HAc,H3PO4，NaOH强电解质在水中完全解离的化合物弱电解质在水中部分解离的化合物第五节电解质溶液2020/12/342一、电解质溶液的依数性例：0.10mol/kgNaCl溶液的凝固点为-0.348℃,试求其校正因子i∵△Tf=iKfm解：∴i=△TfKfm=0-(-0.348)=1.87<22020/12/343电离度：=87﹪=已电离的分子数分子总数×100﹪二、强电解质溶液的理论1、离子互相作用理论的根本内容要点：①全部离解②库仑力2020/12/344离子氛2020/12/345例：试计算0.1mol/LNaCl浸透浓度的理论值和实际值。解：理论上：0.1x2x1000=200mmol/L实际上：0.1x1.87x1000=187mmol/L∴实际上只有187mmol/L的粒子对浸透压有奉献2020/12/3462、离子的活度a和活度因子y活度a电解质溶液中实际上可起作用