第二章溶液與離子平衡

（SolutionsandIonicEquilibrium）本章重點：溶液的通性和稀溶液的依數性弱電解質溶液中的解離平衡第難溶電解質的溶解平衡配合物和配位平衡1精品ppt

第一節溶液

一、基本概念一種（或幾種）物質的微小粒子分散在另一種物質中——分散系被分散的物質叫做分散質起分散作用的物質叫做分散劑濁液：霧氣粗分散系泡沫d>100nm粉塵膠體(多相分散系)溶膠:1<d<100nm分子（離子）分散系－溶液(單相分散系)d<1nm粗分散系有時也被劃分為膠體體系大分子分散系一般為溶液，但部分呈現膠體性質（粒子大小接近）低分子物質所形成的溶液叫做低分子溶液，簡稱溶液。懸濁液乳濁液分散系(s/g)(l/g)(g/l)(s/l)(l/l)2精品ppt二、溶液組成的表示方法1、溶質B的質量分數

溶質B的質量占溶液質量的分數，即

ωB=mB——溶質B的質量（固體、氣體、量少液體）m——溶液的質量（溶質+溶劑）mBm3精品ppt二、溶液組成的表示方法2、溶質B的濃度

B的物質的量除以混合物的體積，即

cB=cB的SI單位為mol·m-3,常用其導出單位mol·dm-3。cB又稱為體積摩爾濃度，或者物質的量濃度nBV4精品ppt二、溶液組成的表示方法3、溶質B的質量摩爾濃度在溶液中溶質B的物質的量除以溶劑的質量，即

bB=

bB的單位為mol·kg-1

mA——溶劑的質量nmA5精品ppt二、溶液組成的表示方法4、溶質B的物質的量分數某組分B的量與各組分物質的量之和的比值，即

xB=

xB又稱為B的摩爾分數

5、溶質B的體積分數（氣體）

B=

nBnVBVm(g)NaOH(M)溶于H2O形成密度為r的V體積的溶液，則：1、質量分數，2、量濃度，3、質量摩爾濃度，量分數6精品ppt非揮發、非電解質、稀溶液的這些性質的大小與溶質的本性無關，僅與溶質的粒子（分子或離子）數有關，因而稱其為（具有這種特征的稀）溶液的依數性。第二節、稀溶液的依數性溶有不同溶質的溶液通常具有不同的性質，如顏色、酸堿性、導電性等。但有些性質，卻是所有溶液所共有的，如蒸氣壓下降、沸點上升、凝固點下降以及滲透壓。這些溶液所共有的性質稱為溶液的通性。7精品ppt液-氣平衡時蒸氣的壓力稱為液體的（飽和）蒸氣壓，其值受溫度影響(how),外壓影響很小。

1、溶液的蒸氣壓下降飽和蒸氣壓：H2O(l)H2O(g)KΘ=p（H2O）/pΘ蒸發凝結8精品pptH2O(l)=H2O(g)T.PG(l)G(g)T+dT,P+dPG(l)+dG(l)G(g)+dG(g)dG(l)=dG(g)已知dG=-SdT+Vdp則-S(l)dT+V(l)dp=-S(g)dT+V(g)dp[S(g)-S(l)]dT=[V(g)-V(l)]dpdp/dT=[S(g)-S(l)]/[V(g)-V(l)]=p·

[H(g)-H(l)]/T·nRTdp/p=(?Hm/RT2)dT定積分ln(p2/p1)=?Hm/R(1/T1-1/T2)溫度與蒸汽壓的關系－克拉貝隆方程ClapeyronEquation，單組分體系，忽略液或固相體積，氣體符合理想氣體9精品ppt蒸氣壓下降:

同一溫度下，純溶劑蒸氣壓與難揮發溶質的溶液蒸氣壓之差。覆蓋；溶質分子與溶劑分子間作用力干燥原理：結合蒸氣能力；蒸氣壓低，平衡移動。在一定溫度下，難揮發非電解質稀溶液的蒸氣壓下降與溶質在溶液中的摩爾分數成正比，而與溶質本性無關。這個規律稱為拉烏爾定律。1010精品ppt2、溶液的沸點上升和凝固點下降給定條件下，液氣存在平衡（相平衡）對于液相表現為揮發（蒸發），對于氣相表現為凝結當蒸氣壓力等于外界壓力時，液體發生沸騰現象，此時的溫度稱為沸點（顯然沸點隨外壓而變）。給定條件下，（純）物質的固液之間也存在平衡，對于固相表現為熔化，對于液相表現為凝固，此時的溫度稱為熔點（固）或凝固點（液）。固液平衡時固相和液相的蒸汽壓相等。P、T11精品ppt2、溶液的沸點上升和凝固點下降101325Pa蒸汽壓Patfp

tofp

tbptobp

水

冰

水溶液溫度

所降低的溫度就是凝固點下降所提高的溫度就是沸點上升12精品ppt原因分析:溶液的沸點總是高于純溶劑，而凝固點則低于純溶劑。這是由于溶液的蒸汽壓比純溶劑的低，只有在更高的溫度下才能使蒸汽壓達到與外壓相等而沸騰——沸點上升。由于溶液蒸汽壓下降，低于固體的蒸汽壓，只有在更低溫度下才能使溶液與冰的蒸汽壓相等——凝固點下降。拉烏爾定律的數學表達式為Δtbp=Kbp·bBΔtfp=Kfp·bBKbp、Kfp分別為溶劑的沸點上升常數和凝固點下降常數。13精品pptΔtbp=Kbp·bBΔtfp=Kfp·bBΔtbp,Δtfp：沸點上升和凝固點降低，量綱：℃Kbp，Kfp：溶劑的沸點上升和凝固點降低常數，量綱：℃·

kg/molbB：物質B的質量摩爾濃度，量綱：

mol/kg1414精品ppt沸點升高和凝固點降低的應用和實例在金屬熔煉時，組成沸點較高的合金溶液，以減少在高溫下易揮發金屬的蒸發損失；將一些難熔的金屬制成低熔點的合金，如純鐵的熔點為1535℃，而加入碳組成的Fe-C合金，平均熔點約為1350℃。在汽車和坦克的散熱器（水箱）中加入適量的非電解質（如甘油、乙二醇等），可降低冷卻水的凍結溫度，以保證汽車和坦克等在嚴寒氣候下仍能正常運行。鹽和冰、雪的混合物中，使凝固點降低，冰雪會更容易融化。生活中，利用這一性質，撒鹽及時除去積雪。氯化鈉和冰的混合物，凝固點可降低到-22℃；氯化鈣和冰混合后，可得-55℃的低溫液體，均可作冷卻劑用。1515精品ppt3、溶液的滲透壓

半透膜：只允許溶劑通過，不允許溶質通過16精品ppt滲透壓：被半透膜隔開的溶液，溶劑會通過膜而進入較濃的溶液一側。濃溶液變稀，液面上升，直至滲透平衡。17精品ppt∏V=nBRT∏=nBRT/VV——純溶劑的體積非電解質稀溶液的滲透壓

可用范特霍夫方程式計算18精品ppt當溶液由半透膜與純溶劑隔開后就產生滲透現象。若在溶液一側外加一個大于滲透壓的壓力時，水不僅不從溶劑向溶液中滲透，反而從溶液向純溶劑中擴散，這種現象稱反滲透。反滲透技術主要尋找一種高強度的耐高壓半透膜，近年來研制了由尼龍或醋酸纖維制成的合成薄膜用于反滲透裝置。使用這種裝置的脫鹽工廠每天可生產數千噸的淡水。

1919精品ppt

難揮發非電解質稀溶液的蒸汽壓下降、沸點上升、凝固點下降以及滲透壓與一定量溶劑中溶質的物質的量（即溶質的粒子數）成正比，與溶質的本性無關，這就是稀溶液定律，又稱依數定律。依數定律：20精品ppt

1.難揮發非電解質濃溶液的依數性

濃溶液雖然也具有一定的蒸氣壓下降、沸點上升、凝固點下降和滲透壓等性質，然而由于在溶液中溶質分子較多，分子間的相互影響增大。因此，在濃溶液中不存在稀溶液定律所表明的定量關系。

2.電解質溶液的依數性電解質溶液也具有蒸氣壓下降、沸點上升、凝固點下降和一定的滲透壓等性質。電解質在溶液中電離，其中粒子數顯著增加，故上述性質要比相同濃度的非電解質溶液變化大得多；不存在稀溶液定律所表明的定量關系。

3.膠體溶液

粒子數目顯著減小，同樣也不遵從稀溶液定律。2121精品ppt⑴0.1mol.kg-1糖的水溶液;⑵

0.1mol.kg-1甲醇的水溶液；⑶

0.1mol.kg-1甲醇的苯溶液；例題：下列溶液凝固點的高低順序：相同濃度的下列溶液沸點順序是?Al2(SO4)3FeCl3CaCl2MgSO422精品ppt甲醇視為弱電解質，則⑴>⑵；Kfp(水)=1.86℃.kg.mol-1,tfp(水)=0.0℃Kfp(苯)=5.12℃.kg.mol-1,tfp(苯)=5.5℃

糖的水溶液：⊿t=kb=0.186tfp=0-0.186=-0.186℃甲醇的苯溶液

⊿t=kb=0.512tfp=5.5-0.512=4.988℃(3)>>(1)和(2);因此,凝固點由高到低的順序是:(3)>(1)>(2)解：溶液的凝固點決定于：溶劑（Kfp）和粒子（分子或離子）濃度。(1)

0.1mol.kg-1糖的水溶液(2)0.1mol.kg-1甲醇的水溶液；(3)0.1mol.kg-1甲醇的苯溶液；23精品ppt例2-12.6g尿素(H2NCONH2)溶于50g水中,計算此溶液的凝固點和沸點.解:尿素的質量摩爾濃度

b=2.6/60÷50×1000=0.86mol·kg-1Δtbp=Kbp·bB=0.52×0.86=0.45°С

Δtfp=Kfp·bB=1.86×0.86=1.60°С溶液的沸點:100+0.45=100.45°С溶液的凝固點:0-1.60=-1.60°С24精品ppt例298K時某溶質23g溶于300g乙醇中，其蒸汽壓為37.5kPa。已知乙醇在298K時的蒸汽壓為39.2kPa，求溶質的相對分子量。蒸氣壓降低－分子量（任何非電解質）Δp=p*xb39.2-37.5=39.2×

(23/M)+(300/46.7)23/MM＝78.612525精品ppt例298g水中溶有2