第一章溶液,.,教學要求,掌握溶液濃度的表示方法，各種濃度之間的換算。掌握稀溶液依數(shù)性內容、概念和本質。了解稀溶液依數(shù)性的計算和在生產生活中的意義。自學第四節(jié)電解質在水中的存在狀態(tài)。,.,第一節(jié)溶解,.,一、溶解和水合作用,1.溶液的基本概念溶液,solution：一種或幾種物質以分子、原子或離子狀態(tài)分散于另一種物質中所形成的均勻而又穩(wěn)定的分散系。溶劑,solvent：能分散其它物質的化合物叫做溶劑。溶質,solute：被分散的物質叫溶質。,.,溶液,固態(tài)溶液（合金）液態(tài)溶液（生理鹽水）氣態(tài)溶液（空氣）,水是無機化學中最常見的溶劑，通常所說的溶液一般指水溶液，aqueoussolution。,溶液的任何部分都是均勻的，透明的。,.,2.溶液的基本性質,溶解過程是一種特殊的物理化學過程.,化學過程溶劑分子與溶質分子間產生水合作用(“溶劑化”作用)放熱過程，體積減小,熱效應,放熱過程,.,二、溶解度和“相似相溶”,1.溶解度單位體積飽和溶液中所含溶質的量（g或mol）。2.相似相溶極性相似的物質彼此容易溶解。,.,濃度：溶液中溶劑和溶質的相對含量。溶解度：飽和溶液中溶劑和溶質的相對含量。,.,第二節(jié)溶液的濃度,溶劑A；溶質B,.,1.質量分數(shù)溶質B的質量(mB)與溶液質量(m)之比。2.摩爾分數(shù)某物質的物質的量分數(shù)的簡稱。,濃度的表示方法,.,3.質量摩爾濃度(mol/kg)溶質B的物質的量除以溶劑的質量，符號為bB。4.質量濃度(常用gL-1)溶質B的質量除以溶液的體積。B=mB/v5.物質的量濃度(常用molL-3，moldm-3)溶質B的物質的量除以混合物的體積，cB。,.,6.比例濃度：將固體溶質1g或液體1cm3配制成xcm3溶液，符號為1:x。,例如：1:1000的高錳酸鉀溶液是指將1g高錳酸鉀加水溶解成1000cm3的溶液。,.,【例1-1】20時，將350gZnCl2溶于650g水中，溶液的體積為739.5ml，求此溶液的物質的量濃度和質量摩爾濃度。,解：ZnCl2的摩爾質量為136gmol-1。,物質的量濃度：,質量摩爾濃度：,.,【例1-2】欲配制1.0moldm-3的硫酸溶液0.50dm3，需取用=1.84gcm-3，98%的濃硫酸多少cm3？解：設需取濃硫酸xcm3。因為稀釋前后溶液中溶質含量不變，則0.50dm31.0moldm-398gmol-1x1.84gcm-398%x=27.17cm3答：需取用濃硫酸27cm3。,.,電解質，electrolytes：在水溶液中或熔融狀態(tài)下能導電的化合物。它們可以是酸，堿或鹽，都可以產生離子用于導電。,強電解質，strongelectrolytes：在水溶液中能夠完全電離的電解質。強酸、強堿、大部分鹽類。,.,弱電解質，weakelectrolytes：在水溶液中只能部分電離的電解質。弱酸、弱堿、某些鹽類。非電解質，nonelectrolytes:在水溶液中可溶解，但不能產生離子，也不能導電。,.,第三節(jié)稀溶液的依數(shù)性,.,煮沸的雞湯很燙？冰鎮(zhèn)可樂很爽？施肥過多會使作物枯萎？海魚不能生活在淡水中？,.,溶液的性質,與溶液濃度有關：蒸氣壓、沸點、凝固點、滲透壓等,本節(jié)內容只和非電解質的稀溶液的性質有關。,當溶液非常稀時，1L溶液1Kg，此時，認為cbB。,.,稀溶液的依數(shù)性：溶液的性質中只與溶質的濃度有關，而與溶質的本性無關的那些性質稱為稀溶液的依數(shù)性。依數(shù)性包括：蒸氣壓下降、沸點升高、凝固點下降及滲透壓等。,.,一、溶液的蒸氣壓下降拉烏爾定律,Vaporphaseliquid,.,（一）飽和蒸氣壓蒸發(fā)；凝聚；飽和蒸氣：水的蒸發(fā)與凝聚達到動態(tài)平衡時恒定濃度的水蒸氣；飽和蒸氣壓p：該溫度下液體的飽和蒸氣的壓力,PaorkPa，簡稱蒸氣壓；每種固體或液體，溫度一定，飽和蒸氣壓是定值；固體也可以蒸發(fā)，但蒸氣壓很小。,.,飽和蒸氣壓的性質a.與液體的本質有關;b.與液體的量以及液面上空的體積無關;c.相同溫度下，若液體分子間的引力強，液體分子難以逸出液面，p低；反之p就高;d.同一液體，T高，p大；T低，p小。,.,（二）溶液的蒸氣壓下降,稀溶液蒸氣壓下降的實驗,.,(a)純水(p0)(b)蔗糖溶液(p),.,結論：溶液的蒸氣壓比純溶劑低，溶液濃度越大，蒸氣壓下降越多。,實驗測定25C時，水的飽和蒸氣壓:p(H2O)=3167.7Pa；0.5molkg-1糖水的蒸氣壓則為:p(H2O)=3135.7Pa；1.0molkg-1糖水的蒸氣壓為:p(H2O)=3107.7Pa。,Examples,.,溶液蒸氣壓下降與濃度之間的定量關系,拉烏爾定律，Raoultlaw(F.M.Raoult,1887，F(xiàn)rance)p=p0 xAp0某溫度時純溶劑的蒸氣壓p同溫度下稀溶液上面溶劑的蒸氣壓，即溶液的蒸氣壓xA溶液中溶劑的摩爾分數(shù)。,.,設xB為溶質B的摩爾分數(shù)p=p0 xA=p0(1-xB)p0p=p0 xBpp0p=p0 xB,在一定溫度下，難揮發(fā)非電解質稀溶液的蒸氣壓下降，近似地與溶液的質量摩爾濃度成正比，而與溶質的本性無關。,293K時水的飽和蒸氣壓為2.38kPa,將6.840g蔗糖溶于100.0g水中，求蔗糖溶液的質量摩爾濃度和蒸氣壓。,解：蔗糖的摩爾質量為342.0gmol-1，質量摩爾濃度為,水的摩爾分數(shù)為,蒸氣壓為：p=p0xA=2.338kPa0.9964=2.330kPa,Examples,.,二、溶液的沸點升高,（一）液體的沸點，boiling-point,Tb液體的蒸氣壓隨溫度升高而升高，當蒸氣壓與外界大氣壓相等時，液體開始沸騰（表面和內部同時氣化的現(xiàn)象）。液體的沸點指其蒸氣壓與外界大氣壓相同時的溫度。液體的正常沸點是指外壓為101.3kPa時的沸點。,.,（二）溶液的沸點升高(Tb),溶液沸點升高的根本原因是溶液的蒸氣壓下降,a.純溶劑的沸點：恒定b.溶液的沸點：不恒定恒定；一般指剛沸騰時的溫度。,.,含難揮發(fā)溶質的溶液的沸點比純溶劑的沸點高TbTb(溶液沸點)Tb0(溶劑沸點),難揮發(fā)非電解質稀溶液的沸點升高Tb和溶液的質量摩爾濃度成正比，而與溶質的本性無關。,Kb摩爾沸點升高常數(shù)，Kkgmol-1，只與溶劑的本性有關,沸點升高可用來計算難揮發(fā)電解質的摩爾質量。,葡萄糖1.09g溶于20.0g水中所得溶液的沸點升高了0.156K，求葡萄糖的摩爾質量。,解,Examples,將數(shù)據(jù)帶入，得,.,在醫(yī)藥中的應用：減壓蒸餾：降低蒸發(fā)溫度，避免破壞；熱壓滅菌：適用于熱穩(wěn)定性好的藥品，提高水蒸氣溫度，縮短滅菌時間。,.,三、溶液的凝固點下降,1.液體的凝固點，freezing-point，Tf在凝固點，固體和液體平衡共存，兩相的蒸氣壓相等。溶液的凝固點是溶液中水的蒸氣壓與冰的蒸氣壓相等時的溫度。,若物質的固液兩相蒸氣壓不等，則蒸氣壓大的相將向蒸氣壓小的相轉變。,.,2.凝固點降低，Tf,1,2,273,溫度(K),蒸氣壓(KPa),冰的蒸氣壓曲線水的蒸氣壓曲線,溶液濃度越高，其凝固點越低,曲線1，3交匯處p冰p溶液，冰水共存,.,凝固點下降的應用實例冬天防止汽車水箱炸裂加甘油或乙二醇積雪路面防滑灑鹽鹽和冰的混合物可做冷卻劑,Kf摩爾凝固點下降常數(shù),Kkgmol-1，只與溶劑本性有關,凝固點降低的程度只取決于溶液中溶質質點的多少，而與溶質的本性無關。,.,利用凝固點下降原理測定未知物質的摩爾質量較廣泛：,相同溶劑的凝固點下降常數(shù)比沸點升高常數(shù)大，實驗誤差較小；凝固點時，溶液中有晶體析出，易觀察；Tf的測定可精確到0.0001；不會引起溶質揮發(fā)導致濃度改變；可用于易揮發(fā)和難揮發(fā)的非電解質溶液，生物樣品。,MB,.,Examples,將0.638g尿素溶解于250g水中，測得此溶液的凝固點降低值為0.079K，試求尿素的相對分子質量。,解：水的Kf=1.86Kkgmol-1，因為,.,四、溶液的滲透壓，osmoticpressure,（一）滲透現(xiàn)象與滲透壓擴散現(xiàn)象：純溶劑和溶液或不同濃度的溶液互相接觸，一段時間后，由于分子的運動會成為均勻濃度的溶液。,純水在純水中加入少許蔗糖,.,滲透現(xiàn)象：通過半透膜發(fā)生的表面上單方向擴散的現(xiàn)象。水分子會穿過半透膜從水多的一方滲透到水少的一方。,葡萄糖分子,水分子,半透膜,糖水,.,半透膜原理,半透膜：只允許水等溶劑分子自由通過而溶質分子不能通過的多孔性膜狀物質。,半透膜：細胞膜，膀胱膜，毛細血管壁等生物膜、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，即通過的分子種類不同。,.,H2O水分子,蔗糖分子,v左v右,v右,v左,.,由滲透產生一定的靜壓力，促使水分子向兩邊滲透的速率趨于相等，最終溶液與純溶劑的液面差達到一定高度，不再改變。,溶劑透過半透膜進入溶液的趨向取決于溶液濃度的大小，溶液濃度大，滲透趨向大。,.,由此產生的凈壓力稱為滲透壓，以符號表示。,h,.,溶液的滲透壓，：為了阻止純溶劑向溶液方向滲透，必須在溶液一方額外施加一個適當?shù)膲毫Α?溶劑,溶液,B,反滲透現(xiàn)象：若額外施加的壓力大于，則溶液中的溶劑將向純溶劑方向滲透。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。,.,產生滲透現(xiàn)象的必要條件：半透膜；膜兩側單位體積內溶劑分子數(shù)不相等。滲透特點：稀溶液濃溶液溶劑分子遷移，縮小濃度差滲透產生原因：溶液的蒸氣壓下降，即純溶劑蒸氣壓高，存在凈轉移趨勢。,.,（二）VanttHoff定律非電解質稀溶液的滲透壓與溫度、濃度的關系，與理想氣體定律完全符合。范特霍甫（VanttHoff，荷蘭，1886）1901，第一個諾貝爾化學獎,溶液的滲透壓,kPa；V溶液的體積,L；n溶質的物質的量，mol；R摩爾氣體常數(shù)，8.314Jmol-1K-1T溫度，K；C溶液的物質的量的濃度，molL-1,VnRT,cRT,.,Conclusion:在一定體積和溫度下，非電解質稀溶液的滲透壓和溶液中所含溶質的物質的量成正比，而與溶質的本性無關。,很稀的溶液：cbB，,對稀溶液而言，質量摩爾濃度和物質的量的濃度相等，因此上式可轉化為：,【例】人血漿在272.44K結冰，求體溫310K時血漿的滲透壓。,解：水的凝固點為273K，故血漿的凝固點下降Tf為：,根據(jù)公式,Tf=273272.44=0.56（K）,得,【例】276.15K時，某血紅蛋白水溶液的滲透壓為344.3Pa，其濃度為10.0gL-1，求血紅蛋白的相對分子量。,解：,.,三、滲透壓力在醫(yī)學上的意義,2.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：滲透濃度320mmolL-1-高滲溶液,1.測定蛋白質等高分子化合物的相對分子質量。,.,.,活學活用海洋鹽差發(fā)電,2.海水的平均鹽度為，每條江河入海處的海水滲透壓可以相當于米高的水位落差。,3.位于亞洲西部的死海，滲透壓可以達到上百個大氣壓，流入死海的約旦河，每注入死海立方米河水，理論上的發(fā)電功率就可以達到萬千瓦。,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。,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)。,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。,1.原理：利用不同濃度的海水在半透膜下產生滲透壓,.,解釋與回答現(xiàn)象：浮在海面上的冰山，其中含鹽量很少。讓鹽水結冰，產生的冰塊是咸的還是淡的？,思考題,運動時,口渴為什么要喝水海水魚為什么不能生活在淡水里醫(yī)院給病人輸液為什么要輸?shù)葷B溶液,設計實驗：有一種蛋白質，估計它的摩爾質量在12000gmol-1左右，試問用哪一種依數(shù)性來測定摩爾質量最好？并設計該實驗。,.,電解質稀溶液依數(shù)性的特殊性,表現(xiàn)在：電解質溶液的依數(shù)性出現(xiàn)偏差。,引入校正系數(shù)i：,1887年，阿侖尼烏斯，電離理論：電解質在水溶液中有一部分自發(fā)地解離為帶相反電荷的粒子（稱為離子），這種解離的過程叫電離過程。,極稀溶液中，i趨向于整數(shù)，如KCl的i趨向于2。,.,本章小結,(1)質量摩爾濃度(mol/kg),(2)物質的量濃度(moldm-3),1.溶液濃度的表示方法,溶劑,溶液,.,1蒸氣壓下降,2沸點上升,3凝固點下降,4滲透壓,.,求溶質的摩爾質量,.,1.稀溶液的依數(shù)性有（）、（）（）、（）2.稀溶液四個依數(shù)性中本質的是（）3.滲透產生的條件：（）、（）4.非電解質蔗糖，弱電解質醋酸，強電解質NaCl，哪一個表現(xiàn)出的依數(shù)性是最大的？,練習,.,一、填空題1.稀溶液的依數(shù)性有（）。2.稀溶液四個依數(shù)性中最本質的是（）。3.滲透產生的條件是（）。二、單項選擇題1、下列水溶液中，蒸汽壓最高是（）A.0.10mol/L的蔗糖溶液B.0.10mol/L的KCl溶液C.0.10mol/L的HAc溶液D.0.1