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1、第四章第四章溶溶液液4.1 4.1 稀溶液的依數(shù)性稀溶液的依數(shù)性4.2 4.2 電解質溶液電解質溶液4.1稀溶液的依數(shù)性稀溶液的依數(shù)性4.1.1溶液的蒸汽壓下降溶液的蒸汽壓下降4.1.2溶液的沸點升高溶液的沸點升高4.1.3溶液的凝固點下降溶液的凝固點下降4.1.4溶液的滲透壓溶液的滲透壓4.1 4.1 稀溶液的依數(shù)性稀溶液的依數(shù)性依數(shù)性，顧名思義依數(shù)性，顧名思義depengingdepenging on the collection on the collection 讀題名：知道學習的內容，要解決的問題。讀題名：知道學習的內容，要解決的問題。溶液有哪些性質：顏色，體積，氣味溶液有哪些性質：

2、顏色，體積，氣味,壓強，壓強，蒸氣壓，沸點，凝固點等蒸氣壓，沸點，凝固點等怎樣的稀溶液，對溶劑和溶質有何要求怎樣的稀溶液，對溶劑和溶質有何要求一、蒸氣壓一、蒸氣壓(1)概念：概念：4.1.1 稀溶液的蒸氣壓下降稀溶液的蒸氣壓下降 蒸發(fā)蒸發(fā)凝結（液化）凝結（液化）氣相氣相(g)液相液相(l)與液相處于平衡時的蒸氣所具有的壓力稱為與液相處于平衡時的蒸氣所具有的壓力稱為該溫度該溫度下下的的飽和蒸氣壓飽和蒸氣壓(VaporPressure)-p，單位單位Pa或或kPa。a.與液體的本性有關與液體的本性有關,物質不同物質不同,蒸氣壓不同蒸氣壓不同b.與液體的量以及液面上空的體積無關與液體的量以及液面上空

3、的體積無關c.相相同同溫溫度度下下，若若液液體體分分子子間間的的引引力力強強，液液體體分分子子難難以以逸逸出出液液面面，則則蒸蒸氣氣壓壓就就低低；若若液液體體分分子子間間的的引引力力弱弱，則則蒸氣壓就蒸氣壓就高高。d.對對同同一一液液體體來來說說，溫溫度度高高，蒸蒸氣氣壓壓就就大大；若若溫溫度度低低，則蒸氣壓則蒸氣壓低低。（2）飽和蒸氣壓的性質：）飽和蒸氣壓的性質：(4)物質分類物質分類(根據(jù)蒸氣壓根據(jù)蒸氣壓)：a.易揮發(fā)性物質：蒸氣壓大。易揮發(fā)性物質：蒸氣壓大。b.難揮發(fā)性物質：蒸氣壓小。難揮發(fā)性物質：蒸氣壓小。(5)界界定定1：節(jié)節(jié)討討論論范范圍圍：溶溶質質為為難難揮揮發(fā)發(fā)性性物物質質。即

4、即研研 究溶液的蒸氣壓時只討論溶劑的蒸氣壓。究溶液的蒸氣壓時只討論溶劑的蒸氣壓。(3)同樣，固體也可以直接蒸發(fā)為氣體，升華：同樣，固體也可以直接蒸發(fā)為氣體，升華：因因此此，固固體體也也有有蒸蒸氣氣壓壓，但但是是除除了了冰冰、碘碘、樟樟腦和萘等，其他固體的腦和萘等，其他固體的p都很小。都很小。二、稀溶液的蒸氣壓二、稀溶液的蒸氣壓注：注：-水分子；水分子；-蔗糖分蔗糖分子子(b)蔗糖溶液蔗糖溶液(a)純純水水1887年年法法國國科科學學家家RaoultFM研研究究了了難難揮揮發(fā)發(fā)性性的的非非電電解質稀溶液，得出了以下定律解質稀溶液，得出了以下定律(Raoult定律定律)：p=pAp1 pAxB-在

5、稀溶液中，在稀溶液中，nAnB,nA+nBnA：界界定定2：Raoult定定律律僅僅使使用用于于難難揮揮發(fā)發(fā)性性的的非非電電解解質稀溶液，稀溶液一般指質稀溶液，稀溶液一般指m0.2 mol/kg的溶液。的溶液。p=p0 xBp0.MAm=Km-由由式式可可知知，溫溫度度一一定定時時，p 只只與與溶溶質質的的m成成正比，而與溶質的本性無關。正比，而與溶質的本性無關?！纠纠?1】已知】已知293K時水的飽和蒸氣壓為時水的飽和蒸氣壓為2.338kPa。將將6.840g蔗糖（蔗糖（C12H22O11）溶于溶于100.0g水中，蔗糖溶液的水中，蔗糖溶液的質量摩爾濃度是多少？蒸氣壓是多少？質量摩爾濃度是

6、多少？蒸氣壓是多少？解：已知解：已知p02.338kPa，蔗糖的摩爾質量為蔗糖的摩爾質量為342.0g.mol-1則則nB=6.840g/342.0g.mol-1=0.0200mol mnB/mA=0.02mol/0.10kg=0.2000mol.kg-10.9964p=p0 xA2.338kPa0.9964=2.330kPa答：蔗糖溶液的質量摩爾濃度是答：蔗糖溶液的質量摩爾濃度是0.2000mol.kg-1，蒸氣蒸氣壓是壓是2.330kPa。（1）液體的沸點）液體的沸點Tb：液體的蒸氣壓液體的蒸氣壓=外壓時的溫度。外壓時的溫度。正常沸點：外壓為正常沸點：外壓為101.3kPa時的沸點。如水為

7、時的沸點。如水為373.15k。P外外，沸點，沸點。4.1.2溶液的沸點升高溶液的沸點升高應用：減壓蒸餾應用：減壓蒸餾(提提取取和和精精制制對對熱熱不不穩(wěn)穩(wěn)定定的的物物質質)；熱壓滅菌熱壓滅菌(對熱穩(wěn)定的注射液和對熱穩(wěn)定的注射液和對某些醫(yī)療器械的滅菌對某些醫(yī)療器械的滅菌)。（2）Tb=Tb1TbA=Kbm-Kb為溶劑的摩爾沸點升高常數(shù)，只與溶劑的本性有為溶劑的摩爾沸點升高常數(shù)，只與溶劑的本性有關關(參考參考P75表表4-2)。由由可知，難揮發(fā)性的非電解質稀溶液的沸點升高可知，難揮發(fā)性的非電解質稀溶液的沸點升高只與溶質的只與溶質的m有關，而與溶質的本性無關。有關，而與溶質的本性無關。a.純溶劑的

8、沸點：恒定純溶劑的沸點：恒定b.溶液的沸點：不恒定溶液的沸點：不恒定恒定；恒定；一般指剛沸騰時的溫度。一般指剛沸騰時的溫度?！纠?2】(P75)葡萄糖葡萄糖1.09克溶于克溶于20.0克水中，所得溶液的沸點克水中，所得溶液的沸點升高了升高了0.156K，求葡萄糖的摩爾質量。求葡萄糖的摩爾質量。（理論值為理論值為180g.mol-1）答：葡萄糖的摩爾質量為答：葡萄糖的摩爾質量為182g.mol-1。解：查表得，水的解：查表得，水的Kb0.52K.kg.mol-1。4.1.3溶液的凝固點降低溶液的凝固點降低（1）凝固點：凝固點：Ps=Pl時的時的Tf凝固點是指同一個物質固液兩相蒸氣壓相等而平衡共

9、存凝固點是指同一個物質固液兩相蒸氣壓相等而平衡共存的溫度。的溫度。在在273K時，水時，水(l)冰冰(S)（101325Pa時）時）0.610kPa0.610kPa（2）凝固點下降：凝固點下降：Tf=TfATf1=KfmKf：溶劑的摩爾凝固點降低常數(shù)，只與溶劑的本溶劑的摩爾凝固點降低常數(shù)，只與溶劑的本性有關。性有關。由上式可知，難揮發(fā)性的非電解質稀溶液的沸點升由上式可知，難揮發(fā)性的非電解質稀溶液的沸點升高只與溶質的高只與溶質的m有關，而與溶質的本性無關。有關，而與溶質的本性無關?！纠纠?3】(P77)200克水中溶解克水中溶解2.76克甘油，測得溶液克甘油，測得溶液的凝固點下降值的凝固點下降

10、值Tf為為0.279K，求甘油的摩爾質量。求甘油的摩爾質量。解：查表得，水的解：查表得，水的Kf1.86K.kg.mol-1設甘油的摩爾質量為設甘油的摩爾質量為M（g.mol-1）由上式得：由上式得：a.測定分子的相對分子質量測定分子的相對分子質量b.制作防凍劑和制冷劑制作防凍劑和制冷劑Tf：嚴嚴寒寒北北方方的的冬冬天天，防防止止汽汽車車水水箱箱凍凍裂裂，常常在在水水箱箱中中加加入入甘甘油油或或乙乙二二醇醇，降降低低冰冰點點，可可防防止止結結冰冰時時體體積積膨大，脹裂水箱。膨大，脹裂水箱。食鹽食鹽+冰：冰：250.6K氯化鈣氯化鈣+冰：冰：218K稀溶液凝固點降低的應用：稀溶液凝固點降低的應用

11、：4.1.4 4.1.4 溶液的滲透壓力溶液的滲透壓力一、滲透現(xiàn)象和滲透壓力一、滲透現(xiàn)象和滲透壓力純純水水在純水中加入少許蔗糖在純水中加入少許蔗糖擴散現(xiàn)象：在任何純溶劑與溶液之間或兩種濃度的擴散現(xiàn)象：在任何純溶劑與溶液之間或兩種濃度的溶液相互接觸時都可發(fā)生。溶液相互接觸時都可發(fā)生。多孔性薄膜：水分子可自由通過，多孔性薄膜：水分子可自由通過，而蔗糖分子不能通過。半透膜而蔗糖分子不能通過。半透膜h甲開始滲透，甲開始滲透，V左左V右右丙滲透平衡，丙滲透平衡，V左左V右右乙滲透進行，乙滲透進行，V左左V右右滲透壓力：為維持只允許溶劑滲透壓力：為維持只允許溶劑通過的膜所隔開的溶液與溶劑通過的膜所隔開的溶

12、液與溶劑之間的滲透平衡而需要的超額之間的滲透平衡而需要的超額壓力。壓力。()8半透膜：細胞膜、蘿卜皮、腸衣、蛋衣、玻璃紙、半透膜：細胞膜、蘿卜皮、腸衣、蛋衣、玻璃紙、羊皮紙、人造火棉膠膜等，不同的種類有不同的孔徑，羊皮紙、人造火棉膠膜等，不同的種類有不同的孔徑，即通過的分子種類不同。即通過的分子種類不同。8產生滲透現(xiàn)象的必要條件：產生滲透現(xiàn)象的必要條件：半透膜；半透膜；膜兩側單位膜兩側單位體積內溶劑分子數(shù)不相等體積內溶劑分子數(shù)不相等(或濃度不相等或濃度不相等)。8滲透特點：稀溶液滲透特點：稀溶液濃溶液溶劑分子遷移濃溶液溶劑分子遷移8反滲透：使?jié)B透作用逆向進行的過程。用于從海反滲透：使?jié)B透作用逆

13、向進行的過程。用于從海水中快速提取淡水和廢水治理中除去有毒有害物質。水中快速提取淡水和廢水治理中除去有毒有害物質。1866年年，荷荷蘭蘭化化學學家家VantVoff提提出出非非電電解解質質稀稀溶溶液液的的滲滲透透壓壓與與溫溫度度、濃濃度度的的關關系系同同理理想想氣氣體體定定律律完完全全符符合合，即即VantVoff定律：定律：V=nRT=CBRT.對于稀的水溶液：對于稀的水溶液：CBm，所以所以mRT.式中式中:kPa;VL;nmol;R8.314J.mol-1.K-1;TK;Cmol/L。VantVoff因發(fā)現(xiàn)化學動力學和滲透壓定律而因發(fā)現(xiàn)化學動力學和滲透壓定律而于于1901年獲得世界上第年

14、獲得世界上第1個諾貝爾化學獎。個諾貝爾化學獎。二、滲透壓力的計算二、滲透壓力的計算【例【例44】將】將2.00g蔗糖蔗糖(C12H22O11)溶于水，配成溶于水，配成50.0ml溶液，求溶液在溶液，求溶液在37時的滲透壓力。時的滲透壓力。解：解：C12H22O11的摩爾質量為的摩爾質量為342g.mol-1，則則C(C12H22O11)=CBRT=0.1178.314(37+273)=302kPa三、滲透壓力在醫(yī)學上的意義三、滲透壓力在醫(yī)學上的意義2.滲滲透透濃濃度度：滲滲透透活活性性物物質質的的物物質質的的量量除除以以溶溶液液的的體體積，符號為積，符號為Cos，單位為單位為molL-1或或m

15、molL-1。3.配制等滲、高滲和低滲溶液配制等滲、高滲和低滲溶液醫(yī)學上以血漿的滲透壓力為標準：醫(yī)學上以血漿的滲透壓力為標準：滲透濃度滲透濃度320mmolL-1-高滲溶液高滲溶液1.測定蛋白質等高分子化合物的相對分子質量。測定蛋白質等高分子化合物的相對分子質量?；顚W活用海洋鹽差發(fā)電活學活用海洋鹽差發(fā)電活學活用海洋鹽差發(fā)電活學活用海洋鹽差發(fā)電2.2.海水的平均鹽度為海水的平均鹽度為 ，每條，每條江河入海處的海水滲透壓可以相當于江河入海處的海水滲透壓可以相當于米高的水位落差。米高的水位落差。3.3.位于亞洲西部的死海，滲透壓可以達位于亞洲西部的死海，滲透壓可以達到上百個大氣壓到上百個大氣壓 ，流

16、入死海的約旦河，流入死海的約旦河，每注入死海立方米河水，理論上的發(fā)電每注入死海立方米河水，理論上的發(fā)電功率就可以達到萬千瓦。功率就可以達到萬千瓦。4.4.以色列洛布，他設計出壓力延滯滲透能轉換裝置，效果滿意。以色列洛布，他設計出壓力延滯滲透能轉換裝置，效果滿意。5.5.美國俄勒岡大學研制出一種新型的滲透壓式鹽差能發(fā)電系統(tǒng)。美國俄勒岡大學研制出一種新型的滲透壓式鹽差能發(fā)電系統(tǒng)。6.6.全世界海洋內儲藏的鹽差能總輸出功率可以達到億千瓦。全世界海洋內儲藏的鹽差能總輸出功率可以達到億千瓦。1.1.原理：利用不同濃度的海水在半原理：利用不同濃度的海水在半透膜下產生滲透壓透膜下產生滲透壓4.2電解質溶液電

17、解質溶液4.2.1電解質溶液的特殊性電解質溶液的特殊性4.2.2電離度和強弱電解質電離度和強弱電解質4.2.3強電解質溶液理論強電解質溶液理論4.2.1電解質溶液的特殊性電解質溶液的特殊性強強電解質溶液的依數(shù)性的實驗值與按非電解電解質溶液的依數(shù)性的實驗值與按非電解質公式即濃度計算所得結果的差異非常大。質公式即濃度計算所得結果的差異非常大。表表4-1一些電解質溶液的凝固點降低值一些電解質溶液的凝固點降低值m Tf(實驗值實驗值)/K Tf(計算值計算值)/Kmolkg-1NaClMgSO40.010.036030.03000.018580.050.17580.12940.092900.100.3

18、4700.24200.18580.501.6921.0180.9290電解質稀溶液的沸點升高、凝固點降低和滲透壓公式電解質稀溶液的沸點升高、凝固點降低和滲透壓公式 Tb=iKbm Tf=iKfm =icBRT imRT i為校正因子，是一為校正因子，是一“分子分子”電解質解離出的粒子個數(shù)。電解質解離出的粒子個數(shù)。在近似處理的情況下：在近似處理的情況下：強電解質強電解質iA-B型型(如如KCl、CaSO4、NaHCO3等等)2A-B2型型(如如MgCl2、CaBr2等等)3A2-B型型(如如K2SO4、Na2SO4等等)34.2.2 4.2.2 電離度和強弱電解質電離度和強弱電解質b.弱電解質：

19、在水溶液中只能弱電解質：在水溶液中只能部分解離部分解離成離子的化合物。成離子的化合物。例：例：HAc，NH3.H2O等。等。1.電解質溶于水中或熔融狀態(tài)下能導電的化合物。電解質溶于水中或熔融狀態(tài)下能導電的化合物。電解質溶液這些化合物的水溶液。電解質溶液這些化合物的水溶液。a.強電解質：在水溶液中能強電解質：在水溶液中能完全解離完全解離成離子的化合物。成離子的化合物。例：例：NaCl,CaCl2,K2SO4,HCl等。等。Na+Cl-Na+Cl（離子型化合物）離子型化合物）HClH+Cl（強極性分子）強極性分子）HAcH+Ac2.2.電離度電離度 ，物質電離就越完全，電解質就越強。物質電離就越完

20、全，電解質就越強。由此，可根據(jù)由此，可根據(jù)的的大小，判斷電解質的相對強弱大小，判斷電解質的相對強弱注意：強弱是相對某種溶劑而言，通常為水。注意：強弱是相對某種溶劑而言，通常為水。如如HAc在在水水中中-弱弱酸酸在液氨中在液氨中-強酸強酸4.2.3離子相互作用理論離子相互作用理論(強電解質溶液理論強電解質溶液理論)象象KCl，NaCl等強電解質類，理論上等強電解質類，理論上=100%，但實但實際上測定卻有偏差，際上測定卻有偏差，WHY？1.離離 子子 氛氛：1923年，年，Debye和和Hckl提出離子氛概念。提出離子氛概念。離子濃度離子濃度,所帶電荷數(shù)目所帶電荷數(shù)目，離子，離子-離子氛間的作用

21、離子氛間的作用.+2.離子強度：衡量溶液中離子間作用力的強弱。離子強度：衡量溶液中離子間作用力的強弱。Ci,Zi,I.【例【例4-1】求】求0.10mol/LNa2SO4溶液的離子強度溶液的離子強度I。=1/20.102(+1)2+0.10(-2)2=0.30mol/L解：解：溶液中存在溶液中存在Na+和和SO42-。=0.14molL-1【例【例4-5】計算】計算0.02molL-1KBr+0.03molL-1ZnSO4溶液的離子強度溶液的離子強度。解解:=1/2C(K+)Z2(K+)+C(Br-)Z2(Br-)+C(Zn2+)Z2(Zn2+)+C(SO42-)Z2(SO42-)=1/2(0

22、.02molL-1)(+1)2+(0.02molL-1)(-1)2+(0.03molL-1)(+2)2+(0.03molL-1)(-2)23.活度和活度因子活度和活度因子 活度活度：電解質溶液中離子實際發(fā)揮作用的濃度：電解質溶液中離子實際發(fā)揮作用的濃度.a=fc活度活度 活度系數(shù)活度系數(shù) 濃度濃度I=1.0 104molkg1時時離子電荷對活度系數(shù)離子電荷對活度系數(shù)f 的影響的影響離子離子zi價數(shù)價數(shù)f 值值1價價2價價3價價0.990.950.904價價0.83 當溶液的當溶液的I相同相同時時,離子自身的電荷越高離子自身的電荷越高,則則f的數(shù)值越小的數(shù)值越小.同一同一離子的離子的f值隨溶液的

23、值隨溶液的I 增大而減小增大而減小.I(molkg1)f 值值1.0 1031.0 1021.0 1010.960.890.78不同不同I值下一價值下一價離子的活度系數(shù)離子的活度系數(shù)f1.難揮發(fā)性非電解質難揮發(fā)性非電解質的稀溶液的依數(shù)性的稀溶液的依數(shù)性(只與粒子數(shù)即濃只與粒子數(shù)即濃度有關度有關)有四個方面：有四個方面：蒸氣壓下降：蒸氣壓下降：p pAxB=Km沸點升高：沸點升高：凝固點下降：凝固點下降：滲透壓：滲透壓：=CBRT或或=mRT小小 結結1.用凝固點下降測定方法計算溶質的分子量，所用的用凝固點下降測定方法計算溶質的分子量，所用的溶質含有不溶性雜質，所得分子量將（溶質含有不溶性雜質，

24、所得分子量將（）A偏低偏低B偏高偏高C無影響無影響D難以確定難以確定稀溶液依數(shù)性稀溶液依數(shù)性 習題習題2.今有蔗糖今有蔗糖(C12H22O11)氯化鈉氯化鈉(NaCl)氯化鈣氯化鈣(CaCl2)三種溶液，它們的濃度均為三種溶液，它們的濃度均為0.10moll-1。按按沸點由低到高的排列順序為（沸點由低到高的排列順序為（）A.CaCl2NaClC12H22O11B.C12H22O11NaClCaCl2C.NaClC12H22O11CaCl2D.C12H22O11CaCl2NaCl3.稀溶液依數(shù)性的本質是稀溶液依數(shù)性的本質是（）A.冰點降低冰點降低B.沸點升高沸點升高C.蒸氣壓降低蒸氣壓降低D.滲透壓滲透壓4.有四種溶液甲有四種溶液甲:0.2moll-1KOH，乙乙:0.1moll-1C12H22O11，丙丙:0.25moll-1NaCl，丁丁:0.04moll-1BaCl2，它們的凝固點降低值由小到大的順序是（它們的凝固點降低值由小到大的順序是（）A.甲乙丙丁甲乙丙丁B.甲丙乙丁甲丙乙丁C.丁甲丙乙丁甲丙乙D.乙丙丁甲乙丙丁甲E.乙丁甲丙乙丁甲丙5.在在298克水中，溶解了克水中，溶解了25g某未知物。該溶液在某未知物。該溶液在-3結冰，則該未知物的分子量為結冰，則該未知物的分子量為()Kf1.86K.kg.mol-1A.52B.104C.208D.312