普通化学第三章 水溶液化学

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1、本章学习要求v 了解溶液的通性。v 明确酸碱的近代概念，酸碱的解离平衡和缓冲溶液的概念，掌握有关pH的计算;了解配离子的解离平衡及其移动； v 掌握沉淀与溶解平衡、溶度积规则及其有关计算；v了解胶体的聚沉、保护及表面活性剂的结构和应用；(自学)v 了解水体的主要污染物的来源及其危害。(自学)稀溶液的依数性稀溶液的依数性3.1 3.1 溶液的通性溶液的通性 3.1.1 3.1.1 难挥发非电解质溶液难挥发非电解质溶液3.1.2 3.1.2 难挥发电解质溶液难挥发电解质溶液2、 溶剂A A 和溶质B B 1、溶液：凡是由二种或二种以上的纯物质所组成的均相体系，即以分子级程度相互分散的均相混合体系称

2、为溶液溶液对于气体或固体溶于某液体构成的溶液，习惯上将液体叫做溶剂，而将溶于其中的气体或固体叫做溶质，如果是两种液体构成的溶液，则称其中量多的液体叫溶剂，量少的液体叫溶质（一）有关概念3、溶液组成的习惯表示方法3.1.1 3.1.1 难挥发非电解质溶液的依数性难挥发非电解质溶液的依数性（1）物质的量分数（摩尔分数)xB（2）质量分数wB（质量百分比）（3）溶质B的质量摩尔浓度 mBbbAnmW（mol/kg）nnnxbAbb（4）物质的量浓度 Cb 1000g溶剂(水)中含的溶质物质的量nBbbncV（mol/L）(二）溶液性质（1）蒸汽压：在一定温度下，气体和液体之间处于平衡时的蒸汽压力。

3、也称为饱和蒸汽压，和温度成正比。实验结果：实验结果：溶液的蒸汽压溶液的蒸汽压pB比纯溶剂的蒸汽压比纯溶剂的蒸汽压pA低低实验测定25C时，水的饱和蒸气压: p (H2O) = 3167.7 Pa； 溶液的蒸气压比纯溶剂低，溶液浓度越大，溶液的蒸气压比纯溶剂低，溶液浓度越大，蒸气压下降越多。蒸气压下降越多。0.5 mol kg-1 糖水的蒸气压则为: p (H2O) = 3135.7 Pa ；1.0 mol kg-1 糖水的蒸气压为: p (H2O) = 3107.7 Pa。（2）溶液的蒸汽压下降：非电解质溶液的蒸气压和纯溶剂的蒸气压 的差值（3）拉乌尔定律（Raoults law）在一定温度下

4、，稀薄溶液中溶剂的蒸气压等于纯溶剂的蒸气压乘以溶液中溶剂的物质的量分数PA=P*AXA BABAABABAXppXpppXppXX*)1(1pA： 溶液的蒸气压；溶液的蒸气压； pA* 纯溶剂的蒸气压；纯溶剂的蒸气压；XA 溶剂的摩尔分数，设溶质的摩尔分数为溶剂的摩尔分数，设溶质的摩尔分数为XB例例 1 1 已知已知20 时水的饱和蒸汽压为时水的饱和蒸汽压为2.33 kPa，将，将17.1g蔗糖（蔗糖（C12H22O11）与与3.00g尿素尿素 CO(NH2)2分别溶分别溶于于100g 水水. . 计算形成溶液的蒸汽压计算形成溶液的蒸汽压. .解解两种溶质的两种溶质的M1=342 g/mol和

5、和M2=60.0 g/mol，00892. 0050. 0556. 5050. 021 xx两种溶液的蒸汽压下降均为：两种溶液的蒸汽压下降均为：p=2.33 kPa0.00892=0.021 kPamol556. 5mol8g100g1mol050. 0molg0 .60g00. 3mol050. 0molg342g1 .17121211 OHnnn两溶液的蒸汽压均为：两溶液的蒸汽压均为：p=2.33 -0.021=2.309 kPa（1）沸点）沸点：溶液或纯液体的蒸汽压于外界压强相等士的温度。和压力正相关。（2）沸点上升：）沸点上升：非电解质溶液的沸点比纯溶剂沸点高的现象（3）升高值）升高值

6、 Kb：溶剂的摩尔沸点上升常数溶剂的摩尔沸点上升常数决定于溶剂的本性。决定于溶剂的本性。 与溶剂的摩尔质量、沸与溶剂的摩尔质量、沸点、汽化热有关点、汽化热有关蒸气压下降引起的直接后果之一蒸气压下降引起的直接后果之一Tbp = kbpmBmB质量摩尔浓度，质量摩尔浓度， molkg-1mBc (molL-1-1) 已知纯苯的沸点是已知纯苯的沸点是 80.2 ，取，取 2.67 g萘萘（C10H8）溶于溶于100g苯中，测得该溶液的苯中，测得该溶液的沸点为沸点为 80.731 ，试求苯的沸点升高常数，试求苯的沸点升高常数kbpbp. .例例 2 2解解KT531. 02 .80731.80molg

7、128bp1 ，已知萘的摩尔质量已知萘的摩尔质量1bp11bpmolkg545. 2kg1001000molg128g67. 2531. 0 KkkK得得mkTbpbp 据：据：（2）凝固点下降：溶液凝固或熔化的温度低于纯溶剂的凝固温度（1）凝固点：纯液体蒸气压和它的固相蒸气压相等时的温度纯液体蒸气压和它的固相蒸气压相等时的温度为该液体的为该液体的凝固点凝固点应用：抗冻、焊锡等、测量不挥发性溶质的分子量kfp 摩尔凝固点下降常数摩尔凝固点下降常数m质量摩尔浓度质量摩尔浓度molkg-1-1 mc (molL-1-1)Tfp = kfpmBTAfp-TBfp=Tfp例例 3 3解解 冬天，在汽车

8、散热器的水中注冬天，在汽车散热器的水中注入一定量的乙二醇可防止水的冻结入一定量的乙二醇可防止水的冻结. 如在如在 200 g 的的水中注入水中注入6.50 g 的乙二醇，求这种溶液的凝固点的乙二醇，求这种溶液的凝固点.1kgmolOHgOHgg 525. 02001000M50. 6m22乙二醇乙二醇乙二醇乙二醇98. 0525. 086. 1fpfp mKT98. 0 即此种溶液的凝固点为即此种溶液的凝固点为（）mKTfpfp 161617171818反渗透：反渗透：溶液外压溶液外压P时，时，溶液中的溶溶液中的溶剂分子向纯剂分子向纯溶剂方向流溶剂方向流动，使纯溶动，使纯溶剂的体积增剂的体积增

9、加的过程。加的过程。 测得人体血液的冰点降低值测得人体血液的冰点降低值 Tfp= 0.56，已知已知kfp=1.86。求在体温。求在体温 37 时的渗透压时的渗透压.,mkTfpfp ：据例例 4 4解解:RTc 又又)kg(mol30. 086. 156. 01- fpfpkTm30.30 8.314 10(37273)773202()773.202PakPamRT电解质电解质溶液溶液3.1.2 3.1.2 难挥发电解质溶液的依数性难挥发电解质溶液的依数性电离电离微粒数增多微粒数增多与溶液浓度的定量关系复杂与溶液浓度的定量关系复杂依数性依数性但有基本规律：但有基本规律：依数性数值比同浓度非电

10、解依数性数值比同浓度非电解质大质大如：同为如：同为0.1molkg-1-1的如下水溶液的如下水溶液其蒸汽压大小顺序：其蒸汽压大小顺序：H2SO4HClCaCl2HAc糖水糖水其凝固点大小顺序其凝固点大小顺序H2SO4HClCaCl2HAc糖水糖水其沸点大小顺序：其沸点大小顺序：HAc (aq) = Ac- - (aq) + H+ (aq) Ac- - (aq) + H+ (aq) = HAc (aq) OH- - (aq) + H+ (aq) = H2O (aq) 此时此时c（H+）10- -130 mol L- -1，若要若要在在 l mol L- -1 H+ 的水溶的水溶液中找到一个未水合

11、的液中找到一个未水合的H+ ，则体积要大到可则体积要大到可容纳容纳1070个地球个地球.H+ H 2OH3O+ H H q q 761.5 kJ.mol-1事实上，事实上，H+在在 H 2O中不是独立存在的，而是中不是独立存在的，而是与与H 2O 结合成结合成H3O+, 其反应如下：其反应如下：(conjugate acid-base pair)质子理论中无盐的概念，电离理论中的盐，质子理论中无盐的概念，电离理论中的盐，在质子理论中都是离子酸或离子碱，如在质子理论中都是离子酸或离子碱，如NH4Cl中的中的NH4+ +是离子酸，是离子酸， Cl是离子碱是离子碱. .HCO3- - CO32-2-