溶液的浓度和溶解度幻灯片.ppt

溶液的浓度和溶解度第1页，共31页，编辑于2022年，星期日v8-1 溶液的浓度和溶解度溶液的浓度和溶解度v8-2 非电解质稀溶液通性非电解质稀溶液通性v8-3 电解质溶液电解质溶液v习题习题第2页，共31页，编辑于2022年，星期日8-1 8-1 溶液的浓度和溶解度溶液的浓度和溶解度一、溶液的浓度一、溶液的浓度物质的量浓度物质的量浓度质量摩尔浓度质量摩尔浓度质量分数质量分数摩尔分数摩尔分数第3页，共31页，编辑于2022年，星期日二、溶解度二、溶解度一定温度和压力下溶质在一定温度和压力下溶质在一定量溶剂一定量溶剂中形成中形成饱和溶液时，被溶解的饱和溶液时，被溶解的溶质的量溶质的量称为该溶质的称为该溶质的溶解度。溶解度。温度温度对对固体固体溶质的溶解度有明显的影响。压溶质的溶解度有明显的影响。压力则几乎没有影响。因此，讨论固体溶质的溶力则几乎没有影响。因此，讨论固体溶质的溶解度大必须标明温度。绝大多数固体的溶解度解度大必须标明温度。绝大多数固体的溶解度随温度升高而增大，但个别也有减小的。随温度升高而增大，但个别也有减小的。过饱和溶液过饱和溶液:溶液中固体溶质的量超过它的溶溶液中固体溶质的量超过它的溶解度，这种溶液称为过饱和溶液。过饱和溶液解度，这种溶液称为过饱和溶液。过饱和溶液一般是较高温度的饱和溶液冷却形成的。一般是较高温度的饱和溶液冷却形成的。第4页，共31页，编辑于2022年，星期日气体气体的溶解度一般用单位体积的溶液中气体的溶解度一般用单位体积的溶液中气体溶解的质量或物质的量表示。溶解的质量或物质的量表示。早在早在200年前的年前的1801年，英国人亨利就揭示年，英国人亨利就揭示了这些事实中蕴涵着的规律，即了这些事实中蕴涵着的规律，即亨利定律亨利定律：气：气体的溶解度与气体的分压呈正比。可表示为：体的溶解度与气体的分压呈正比。可表示为：p=Kx（或（或p=Kc、p=K”m）式中的比例常数式中的比例常数K称为称为亨利系数亨利系数。第5页，共31页，编辑于2022年，星期日三、相似相溶原理三、相似相溶原理由于溶质与溶剂的品种繁多，性质千差万别，由于溶质与溶剂的品种繁多，性质千差万别，导致溶质与溶剂相互关系的多样性，因此，想导致溶质与溶剂相互关系的多样性，因此，想得到得到溶解度溶解度的普遍规律是很困难的。但笼统地的普遍规律是很困难的。但笼统地讲，溶解过程的一般规律是讲，溶解过程的一般规律是相似相溶相似相溶。具体地。具体地说：说：溶质分子与溶剂分子的溶质分子与溶剂分子的结构越相似结构越相似，相互溶，相互溶解越容易。解越容易。溶质分子的分子间力与溶剂分子的溶质分子的分子间力与溶剂分子的分子间力分子间力越相似越相似，越易互溶。，越易互溶。第6页，共31页，编辑于2022年，星期日8-2 8-2 非电解质稀溶液通性非电解质稀溶液通性 溶溶质质溶溶解解在在溶溶剂剂中中形形成成溶溶液液,溶溶液液的的性性质质已已不不同同于于原原来来的溶质和溶剂的溶质和溶剂,这种性质上的变化可分为两类这种性质上的变化可分为两类:第第一一类类由由溶溶质质本本性性不不同同所所引引起起。如如酸酸碱碱性性、导导电电性性、颜色、味道等。颜色、味道等。第第二二类类由由溶溶质质数数量量不不同同所所引引起起。如如蒸蒸气气压压、沸沸点点、凝固点凝固点、渗透压渗透压等。等。稀溶液的依数性稀溶液的依数性(通性通性):):稀溶液的某些稀溶液的某些性质性质只与只与溶质的粒溶质的粒子数目有关子数目有关,而与溶质的本性无关而与溶质的本性无关,这一类性质称为稀溶液的这一类性质称为稀溶液的依数性依数性。第7页，共31页，编辑于2022年，星期日 难挥发非电解质稀溶液的依数性难挥发非电解质稀溶液的依数性pB*一、溶液的蒸气压下降一、溶液的蒸气压下降1.1.纯溶剂的蒸气压纯溶剂的蒸气压 在在一一定定温温度度下下,某某溶溶剂剂的的饱饱和和蒸蒸气气所所产产生生的的压压力力称称为为该温度下溶剂的饱和蒸气压该温度下溶剂的饱和蒸气压,简称简称蒸气压蒸气压。蒸气压蒸气压大大的物质称为的物质称为易易挥发性物质挥发性物质;蒸气压蒸气压小小的物质称为的物质称为难难挥发性物质。挥发性物质。第8页，共31页，编辑于2022年，星期日 2.2.溶液的蒸气压溶液的蒸气压p nA,nB+nA nB，因此因此 在一定温度下，在一定温度下，难挥发非电解质难挥发非电解质稀溶液的蒸气压下降，稀溶液的蒸气压下降，近似地与溶液的质量摩尔浓度成正比，而与溶质的种类无关。近似地与溶液的质量摩尔浓度成正比，而与溶质的种类无关。这是这是拉乌尔定律拉乌尔定律的另一种表达形式。的另一种表达形式。第13页，共31页，编辑于2022年，星期日例：例：计算计算0.05mol/L蔗糖溶液蔗糖溶液100时时的的饱饱和蒸气和蒸气压压？解解:第14页，共31页，编辑于2022年，星期日 二、二、溶液的沸点上升和凝固点下降溶液的沸点上升和凝固点下降 沸点：沸点：液体蒸气压液体蒸气压等于等于外界大气压力时的温度外界大气压力时的温度Tb。凝固点：凝固点：物质的物质的液相液相蒸气压和蒸气压和固相固相蒸气压蒸气压相等相等时的温度时的温度,即即固相和液相平衡共存时的温度固相和液相平衡共存时的温度T Tf f。沸点上升和凝固点下降沸点上升和凝固点下降左左 图图：3条条 曲曲 线线：AB（水水的的蒸蒸气气压压曲曲线线），AB（溶溶液液的的蒸蒸气气压压曲曲线线），AA(冰冰的的蒸蒸气气压曲线）压曲线）第15页，共31页，编辑于2022年，星期日 由由该该图图可可以以看看出出，溶溶液液的的蒸蒸气气压压下下降降，导导致致溶溶液液的的沸沸点上升、凝固点下降。点上升、凝固点下降。定量关系定量关系:凝固点下降凝固点下降值：T f=T f*T fT b =k b mT f =k f m m沸点上升沸点上升值：Tb=T b T b*kb摩尔沸点上升常数摩尔沸点上升常数 ;kf 摩尔凝固点下降常数摩尔凝固点下降常数 kb、kf只与只与溶剂溶剂的性质有关，的性质有关，单位单位：Kkgmol-1。（见（见p302表表8-4，表表8-6）第16页，共31页，编辑于2022年，星期日 因此，因此，难挥发非非电解解质稀溶液稀溶液的沸点上升和的沸点上升和凝固点下降与凝固点下降与溶液的溶液的质量摩量摩尔浓度成正比度成正比，与与溶质的本性无关溶质的本性无关。应用应用:计算溶液的沸点（计算溶液的沸点（Tb）和凝固点（）和凝固点（Tf）。）。测测MA 日常生活中的应用日常生活中的应用 如：植物为什么表现出一定的抗旱性和耐寒性？如：植物为什么表现出一定的抗旱性和耐寒性？又又如如：冬冬天天在在汽汽车车水水箱箱里里加加少少量量甘甘油油或或乙乙二二醇醇，防防止止水水箱箱里里的的水结冰。水结冰。第17页，共31页，编辑于2022年，星期日例例:将将2.6g尿素尿素CO(NH2)2溶于溶于100.0g水中水中,计算此计算此溶液在标准压力下的沸点和凝固点溶液在标准压力下的沸点和凝固点?(M CO(NH2)2=60.0gmol-1)v解解第18页，共31页，编辑于2022年，星期日例例：取：取0.749g某氨基酸溶于某氨基酸溶于50.0g水中，测得其凝固水中，测得其凝固点为点为-0.188，试求该氨基酸的摩尔质量，试求该氨基酸的摩尔质量解解：第19页，共31页，编辑于2022年，星期日三、溶液的渗透压三、溶液的渗透压蔗糖溶液蔗糖溶液纯水水半透膜 产生渗透压示意图产生渗透压示意图第20页，共31页，编辑于2022年，星期日渗渗透透作作用用:溶溶剂剂分分子子通通过过半半透透膜膜进进入入溶溶液液使使溶溶液液变变稀稀的的现象称为渗透作用。现象称为渗透作用。渗渗透透压压:为为了了保保持持渗渗透透平平衡衡，液液柱柱所所产产生生的的静静水水压压称称为为该溶液的渗透压。单位：该溶液的渗透压。单位：PaPa或或kPakPa。蔗糖溶液蔗糖溶液纯水水半透膜第21页，共31页，编辑于2022年，星期日范特霍夫定律范特霍夫定律 难难挥挥发发非非电电解解质质稀稀溶溶液液的的渗渗透透压压与与溶溶液液物物质质的的量量浓浓度度c c和温度和温度T T成正比成正比,而与溶质的本性无关。而与溶质的本性无关。（R=8.314kPaLK-1mol-1）产生渗透压的条件产生渗透压的条件：存在半透膜存在半透膜半透膜两侧溶液浓度不同。半透膜两侧溶液浓度不同。蔗糖溶液蔗糖溶液纯水水半透膜 即即:=cRT第22页，共31页，编辑于2022年，星期日渗透作用的应用：渗透作用的应用：测定大分子的测定大分子的MA；动植物生理功能；动植物生理功能；海水淡化，污水处理（反渗技术）。海水淡化，污水处理（反渗技术）。思考题：思考题：1.参天的大树，如何从土壤中吸收水分？参天的大树，如何从土壤中吸收水分？2.施肥过多，植物会烧死吗？施肥过多，植物会烧死吗？3.淡水鱼游到海水中能活吗？淡水鱼游到海水中能活吗？第23页，共31页，编辑于2022年，星期日例例:20时，将时，将1.00g血红素溶于水中血红素溶于水中,配制成配制成100mL溶液溶液,测测得其渗透压为得其渗透压为0.366Kpa，求血红素的摩尔质量，求血红素的摩尔质量.解解:第24页，共31页，编辑于2022年，星期日电离度电离度：电离的百分率：电离的百分率强电解质强电解质-理论上理论上电离电离 但但溶溶液液导导电电性性实实验验表表明明，强强电电解解质质在在溶溶液液中中的的电电离离度度都都小小于于100%，即即表表观观电电离离度度都都小小于于100%。8-3 8-3 电解质溶液电解质溶液表表8-7 强电解质的表观解离度强电解质的表观解离度(298K,0.10 molmolL L-1-1 )电解质电解质 KCl ZnSO4 HCl HNO3 H2SO4 NaOH Ba(OH)2表观解离表观解离度度/%86 40 92 92 61 91 81第25页，共31页，编辑于2022年，星期日1923年年，Debye 及及 Hckel提提 出出 离离 子子 氛氛（ionic atmosphere）概念。）概念。观观点点：强强电电解解质质在在溶溶液液中中是是完完全全电电离离的的，但但是是由由于于离离子子间间的的相相互互作作用用，每每一一个个离离子子都都受受到到相相反反电电荷荷离离子子的的束束缚缚，这这种种离离子子间间的的相相互互作作用用使使溶溶液液中中的离子并不完全自由，其的离子并不完全自由，其表现表现是：是：溶液溶液导电导电能力能力下降下降，电离度下降电离度下降等等。等等。+-+在强电解质溶液中，一种离在强电解质溶液中，一种离子被异号离子所包围的现象子被异号离子所包围的现象称为离子氛称为离子氛。由于离子氛使离子的运动受由于离子氛使离子的运动受到相互牵制。到相互牵制。第26页，共31页，编辑于2022年，星期日1、活度与活度系数、活度与活度系数活度活度：是指是指有效浓度有效浓度，即单位体积电解质溶液中表，即单位体积电解质溶液中表现出来的表观离子有效浓度，即扣除了离子间相互现出来的表观离子有效浓度，即扣除了离子间相互作用的浓度。以作用的浓度。以a（activity）表示。）表示。f：活度系数：活度系数，浓溶液中，浓溶液中，f 1；极稀溶液中，极稀溶液中，f 接近接近1 某某离离子子的的活活度度系系数数不不仅仅受受它它本本身身的的浓浓度度和和电电荷荷的的影影响响，也也受受溶溶液液中中其其他他离离子子的的浓浓度度及及电电荷荷的的影响，影响，为为了表征了表征这这些影响，引入离子些影响，引入离子强强度的概念。度的概念。第27页，共31页，编辑于2022年，星期日2、离子强度、离子强度ci：溶液中第：溶液中第i种离子的浓度，种离子的浓度，Zi：第：第i种离子的种离子的电荷。电荷。离子强度离子强度I表示了离子在溶液中产生的电场强度的表示了离子在溶液中产生的电场强度的大小。大小。离子强度越大，正负离子间作用力越大。离子强度越大，正负离子间作用力越大。第28页，共31页，编辑于2022年，星期日例题例题 计算含计算含0.1 mol0.1 molL L-1-1 HCl HCl和和0.1 mol0.1 molL L-1-1 CaCl CaCl2 2混合溶混合溶液的离子强度。液的离子强度。解解:溶液中各离子浓度溶液中各离子浓度(mol(molL L-1-1):):HH+=0.1 Ca=0.1 Ca2+2+=0.1 Cl=0.1 Cl-=0.3=0.3I=1/2cI=1/2ci iZ Zi i2 2=(0.11=(0.112 2+0.12+0.122 2+0.31+0.312 2)=0.4)=0.4第29页，共31页，编辑于2022年，星期日p307表表8-8数据表明：数据表明：离子强度越大，离子强度越大，离子间相互作用越显著，离子间相互作用越显著，活度系数活度系数f越小；越小；离离子子强强度度越越小小，活活度度系系数数f约约为为1。稀稀溶溶液液接接近理想溶液，活度近似等于浓度。近理想溶液，活度近似等于浓度。离子电荷越大，相互作用越强，活度系数离子电荷越大，相互作用越强，活度系数 f越小。越小。电解质溶液的浓度与活度之间一般有差别，严格说，都应电解质溶液的浓度与活度之间一般有差别，严格说，都应该用活度来进行计算，但对于该用活度来进行计算，但对于稀溶液稀溶液，弱电解质溶液弱电解质溶液，难溶难溶强电解质溶液强电解质溶液作近似计算时，通常就用作近似计算时，通常就用浓度浓度进行计算。进行计算。第30页，共31页，编辑于2022年，星期日 本章作业本章作业第31页，共31页，编辑于2022年，星期日