浙江大学普通化学(第六版)第三章课件 水溶液化学

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1、首首 页页末末 页页下一页下一页上一页上一页1第第3章章 水溶液化学水溶液化学首首 页页末末 页页下一页下一页上一页上一页23.1 溶液的通性3.2 酸碱解离平衡3.3 难溶电解质的多相离子平衡3.4 水的净化与废水处理选读材料： 水污染及其危害首首 页页末末 页页下一页下一页上一页上一页33.1 溶液的通性溶液的通性溶液有两大类性质：1）与溶液中溶质的本性有关与溶液中溶质的本性有关：溶液的颜色、比重、酸碱性和导电性等；2）与溶液中溶质的独立质点数有关与溶液中溶质的独立质点数有关：而与溶质的本身性质无关溶液的依数性，如溶液的蒸气压、凝固点、沸点和渗透压等。l难挥发的非电解质稀溶液难挥发的非电解

2、质稀溶液有一定的共同性共同性和规律性规律性。该类性质称为稀溶液的通性通性，或称为依数性依数性。l包括：稀溶液蒸气压的下降稀溶液蒸气压的下降、沸点上升沸点上升、凝固点下降凝固点下降和稀溶液的渗透压。稀溶液的渗透压。（与纯溶剂比较） 。首首 页页末末 页页下一页下一页上一页上一页4组成的标度组成的标度 溶剂A + 溶质B1.质量摩尔浓度m：1kg溶剂中所含溶质的物质的量，SI单位mol.kg-1mB = nB/wA nB 溶质B的物质的量，单位为mol。 wA溶剂的质量，单位为kg。 首首 页页末末 页页下一页下一页上一页上一页52. 摩尔分数(或物质的量分数) 以溶液中的总物质的量除任何一物质的

3、量，即为该物质的摩尔分数，没有单位。设有双组分溶液，溶剂A和溶质B的物质的量分别为nA和nB，则总nnnnnxBBABB注意：无论有若干种物质，摩尔分数之和总是等于注意：无论有若干种物质，摩尔分数之和总是等于1。总nnnnnxABAAA1BA xx首首 页页末末 页页下一页下一页上一页上一页63.1.1 非电解质溶液的非电解质溶液的通性通性1 蒸气压下降蒸气压下降在一定温度下，液体及其蒸气达到相平衡时，蒸气所具有的压力称为该温度下液体的饱和蒸气压饱和蒸气压，简称蒸气压蒸气压。一般地，不同溶剂蒸气压不同，相同溶剂温度升高，蒸气压增大。例如：p(H2O, l , 298K)=3167 Pap(H2

4、O, l, 373K)=101.325kPa首首 页页末末 页页下一页下一页上一页上一页7溶液中溶剂的蒸气压下降溶液中溶剂的蒸气压下降 法国物理学家拉乌尔据实验得出以下定量关系：在一定温度下，难挥发的非电解质稀溶液的蒸气压下降p与溶质的摩尔分数成正比，而与溶质的本性无关。即：p = pAxB其中xB是溶质B在溶液中的摩尔分数， pA是纯溶剂的蒸汽压。若溶液的质量摩尔浓度为mB，则 式中，k为只与溶剂性质有关的常数。BABAAAABAABABABABA)(mkwnMpMwnpnnpnnnpxpp为什么？首首 页页末末 页页下一页下一页上一页上一页8蒸气压下降的应用蒸气压下降的应用干燥剂工作原理干

5、燥剂工作原理CaCl2、NaOH、P2O5等易潮解的固态物质，常用作干燥剂。因其易吸收空气中的水分在其表面形成溶液，该溶液蒸气压较空气中水蒸气的分压小，使空气中的水蒸气不断凝结进入溶液而达到消除空气中水蒸气的目的。 首首 页页末末 页页下一页下一页上一页上一页92 2 溶液的沸点上升溶液的沸点上升沸点沸点：液体蒸气压达到101.325kPa(1atm)时的温度。沸腾温度沸腾温度：液体蒸气压与外界压力相等时的温度。固体表面的分子也能蒸发，具有一定的蒸气压。固体与其蒸气在密闭容器中可达到平衡。难挥发物质的溶液的沸点总是高于纯溶剂的沸点，二者之差为：Tbp = Tbp Tb = kbpm kbp称为

6、溶剂的摩尔沸点上升常数，单位为Kkgmol-1。 pT溶剂溶液101.325kPaTbpTb pAB强电解质强电解质AB弱电解质弱电解质非电解质非电解质首首 页页末末 页页下一页下一页上一页上一页203.1.3 表面活性剂溶液和膜化学表面活性剂溶液和膜化学两相接触面称界面界面，与气相的接触面又称表面表面。表面分子受力不均，导致表面分子总是尽力向物质内部挤压，有自动收缩表面积的倾向，从而产生表面张力表面张力。如如p85，图，图3-4能够显著降低溶液表面张力的物质能够显著降低溶液表面张力的物质叫表面活性剂。叫表面活性剂。首首 页页末末 页页下一页下一页上一页上一页21表面活性剂表面活性剂凡能显著降

7、低两相之间表面张力的物质称表面活性剂。表面活性剂的结构特点表面活性剂的结构特点：表面活性剂具有两类性质完全不同的基团：亲水基团和亲油基团（疏水基团）。水相油相 双亲分子结构表面活性剂在两相界面作定向排列。使得两相之间的表面张力大大降低。图3.5 表面活性剂在两相界面的排列首首 页页末末 页页下一页下一页上一页上一页221 表面活性剂分类表面活性剂分类表面活性剂通常也按亲水基团的化学结构来分类，亲水基团是离子结构的称为离子型离子型，亲水基团是共价结构的称为非离子型非离子型。离子型表面活性剂又可分为阳离子型阳离子型(亲水基团是阳离子)、阴离子型阴离子型(亲水基团是阴离子)和两性型两性型(亲水基团既

8、有阳离子又有阴离子)表面活性剂。显然阳离子型和阴离子型的表面活性剂不能混用，否则可能会发生沉淀而失去活性作用。首首 页页末末 页页下一页下一页上一页上一页232 表面活性剂举例表面活性剂举例阴离子表面活性剂阴离子表面活性剂R-OSO3Na硫酸酯盐R-SO3Na磺酸盐RCOONa羧酸盐R-OPO3Na2磷酸酯盐两性表面活性剂两性表面活性剂R-NHCH2-CH2COOH 氨基酸型 CH3 |R-N+-CH2COO- 甜菜碱型 | CH3阳离子表面活性剂阳离子表面活性剂ArCH2N(CH3)3Br 季胺盐类非离子型非离子型 R-O-(CH2 -CH2-O-)n H 聚氧乙烯醚类 首首 页页末末 页页

9、下一页下一页上一页上一页243 表面活性剂的应用表面活性剂的应用 洗涤作用洗涤作用 洗涤剂是一种使用面很广的表面活性剂。肥皂是最普通的一种。肥皂是包含17个碳原子的硬脂酸钠盐。当洗涤剂用来洗涤衣服或织物当洗涤剂用来洗涤衣服或织物上的油污时，由于亲油基与油上的油污时，由于亲油基与油脂类分子之间有较强的相互作脂类分子之间有较强的相互作用力而进入油污中。另一端的用力而进入油污中。另一端的亲水基与水分子之间存在较强亲水基与水分子之间存在较强的作用力而溶于水，这样通过的作用力而溶于水，这样通过洗涤剂分子使水分子包围了油洗涤剂分子使水分子包围了油污，降低了油污与织物之间的污，降低了油污与织物之间的表面表面

10、( (界面界面) )张力，再经搓洗，张力，再经搓洗，振动便可除去织物上的油污。振动便可除去织物上的油污。织物污渍洗涤剂污渍亲水基疏水基图3.6 洗涤剂的去污作用首首 页页末末 页页下一页下一页上一页上一页25乳化作用乳化作用 乳化作用乳化作用两种互不相溶的液体，若将其中一种均匀地分散成极细的液滴于另一液体中，便形成乳状液。加入表面活性物质使形成稳定的乳状液的作用叫做乳化作用。若水为分散介质而油为分散相，即油分散在水中，称为水包油型乳状液，以符号O/W表示。例如，牛奶就是奶油分散在水中形成的O/W型乳状液。（a）O/W 型乳状液首首 页页末末 页页下一页下一页上一页上一页26若水分散在油中，则称

11、为油包水型乳状液，以符号W/O表示。例如，新开采出来的含水原油就是细小水珠分散在石油中形成的W/O型乳状液。（b）W/O型乳状液首首 页页末末 页页下一页下一页上一页上一页27乳化作用的应用乳化作用的应用 切削油切削油：机械工业在高速切削时用乳化油作为冷却剂，具有导热性能好，润滑效果高且不沾工具等特点。 乳化燃油乳化燃油内燃机应用含10%水的乳化燃油，燃烧效果不降低但能节省燃料。 农用杀虫剂农用杀虫剂农业上用的杀虫剂一般都配制成O/W型乳状液,便于喷雾，可使少量农药均匀地分散在大面积的农作物上。同时由于表面活性剂对虫体的润湿和渗透作用也提高了杀虫效果。 其他其他人体对油脂的消化作用就是因为胆汁