2023/6/91第二章：溶液2023/6/92溶液：由兩種或多種組分所組成的物理、化學(xué)性質(zhì)均勻.穩(wěn)定的分散體系。(本章重點(diǎn)討論液體溶液)分散體系溶液膠體粗分散體系r<10-910-9<r<10-7r>10-7前言2023/6/93溶液形成過(guò)程種總伴隨著能量變化、體積變化或顏色變化等如：H2SO4溶于水放熱

NH4NO3溶于水吸熱

50mlC2H5OH＋50mlH2O100ml 50mlHAc＋50mlH2O100ml

白色的無(wú)水CuSO4溶于水藍(lán)色溶液溶質(zhì)溶劑

通常狀態(tài)發(fā)生變化(B)溶解前后狀態(tài)相同(A)通常含量大的前言特殊的物理化學(xué)過(guò)程2023/6/94第一節(jié):溶液濃度表示法一、質(zhì)量摩爾濃度:SI單位：mol.kg-1nBbB

mA=特別要注意的是:指每kg溶劑中含溶質(zhì)的物質(zhì)的量二、物質(zhì)的量濃度：nBCB

VSI單位：mol.L-1=2023/6/95三、摩爾分?jǐn)?shù)SI單位：1第一節(jié):溶液濃度表示法2023/6/96[例1-1]10%氯化鈉的密度p=1.07g·cm–3(283k)，該溶液的物質(zhì)的量濃度是多少？解：

CNaCl=溶質(zhì)的物質(zhì)的量/溶液的體積

=10g/58.5g·mol–/100g/1.07g·cm–3×

1000cm3·dm–3=1.83mol·dm–3[例1-2]欲配制1.0mol·dm–3的硫酸溶液0.50dm3，需取p=1.84g·cm–3，98%的濃硫酸多少立方厘米？解：設(shè)需取用濃硫酸xcm3.因?yàn)橄♂屒昂笕芤褐械娜苜|(zhì)含量不變固有0.50dm3×1.0mol·dm–3×98g·mol–1=x×1.84g·cm–3×98%解得x=27.2cm32023/6/97

把30.3g乙醇(C2H5OH)溶于50.0gCCl4所配成溶液的密度為1.28g/cm3。計(jì)算：(1)乙醇的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)；(2)乙醇的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)；(3)乙醇的質(zhì)量摩爾濃度；(4)乙醇的物質(zhì)的量濃度（mol·L－1）。

解：(1)w(C2H5OH)=30.3/(30.3+50.0)=0.377=37.7%(2)n(C2H5OH)=30.3/46=0.6587；

n(CCl4)=50.0/154=0.3247∴xC2H5OH=0.6587/(0.6587+0.3247)=0.670(3)bC2H5OH=0.6587/0.05=13.2(mol·kg－1)(4)n(C2H5OH)=0.6587,V溶液

=W/

=(30.3+50.0)/1.28=62.73(mL)c(C2H5OH)=n(C2H5OH)/V溶液

=0.6587/62.73=0.01050mol·mL－1

=10.50mol·L－12023/6/98第二節(jié):其他溶液濃度表示法１質(zhì)量分?jǐn)?shù)和體積分?jǐn)?shù)質(zhì)量分?jǐn)?shù)溶質(zhì)與溶液質(zhì)量之比用符號(hào)ω表示

ω=m溶質(zhì)/m溶液（

g/g)體積分?jǐn)?shù)溶質(zhì)(液態(tài))與溶液體積之比

B=VB/V總（ml/ml)２比例濃度

溶質(zhì)的質(zhì)量(固體)或體積(液體)與溶液的質(zhì)量(固體)或體積(液體)的比例

表示方法

1:x

(g/g)（ml/ml）（g/ml）

在藥典中常見(jiàn)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)2023/6/99第三節(jié)：難揮發(fā)非電解質(zhì)稀溶液的依數(shù)性(Colligativeproperties)

非電解質(zhì)——不發(fā)生離解稀溶液依數(shù)性——只與溶質(zhì)數(shù)量有關(guān)而與其種類(lèi)無(wú)關(guān)的性質(zhì)一、蒸氣壓降低（p）蒸氣壓，也叫飽和蒸氣壓在密閉容器中，恒溫條件下，某物質(zhì)的液體和其氣體處于平衡（飽和）時(shí)，該氣體的壓力——（飽和）蒸氣壓。H2O(l)H2O(g)2023/6/910水蒸氣分子蒸氣壓本質(zhì)

水的蒸氣壓是由于水中一部分能量較高的水氣分子逸出水面，并作熱運(yùn)動(dòng)撞擊容器壁所產(chǎn)生的“壓力”

2023/6/911氣相液相蒸氣分子水蒸發(fā)動(dòng)態(tài)平衡過(guò)程圖動(dòng)態(tài)平衡當(dāng)溫度恒定時(shí)，水中的水蒸氣分子的蒸發(fā)與凝聚的的速度達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，此時(shí)的蒸汽壓也是恒定的。2023/6/912

溫度升高，水的蒸氣壓也升高。蒸氣壓Pa

溫度k273610.5373101000不同溫度下水的蒸氣壓曲線273K373K水0.610KPa101KPa2023/6/913實(shí)驗(yàn)：經(jīng)過(guò)一段時(shí)間糖水液面上升純水純水糖水液面下降鐘罩2023/6/914實(shí)驗(yàn)：經(jīng)過(guò)一段時(shí)間糖水液面上升純水純水糖水液面下降鐘罩2023/6/915實(shí)驗(yàn)：經(jīng)過(guò)一段時(shí)間糖水液面上升純水純水糖水液面下降鐘罩2023/6/916實(shí)驗(yàn)：經(jīng)過(guò)一段時(shí)間糖水液面上升純水純水糖水液面下降鐘罩證明：2023/6/917實(shí)驗(yàn)證明：

在相同的溫度下，當(dāng)把不揮發(fā)的非電解質(zhì)溶入溶劑形成溶液后，稀溶液的蒸氣壓比溶劑的低，這一現(xiàn)象稱為溶液的蒸氣壓下降。純?nèi)軇┤芤?023/6/918拉烏爾定律（Raoult）1887年法國(guó)的物理學(xué)家拉烏爾（RaoultF.M）根據(jù)實(shí)驗(yàn)總結(jié)出一條規(guī)律：“在一定的溫度下，稀溶液的蒸氣壓等于純?nèi)軇┑恼魵鈮号c溶劑摩爾分?jǐn)?shù)的乘積?！?/p>

P溶液＝px劑p

——純?nèi)軇┑恼羝麎篨劑——溶劑的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)2023/6/919拉烏爾定律（Raoult）x質(zhì)＋x劑＝1代入上式得到：在一定的溫度下，難揮發(fā)非電解質(zhì)稀溶液的蒸氣壓的下降值，近似地與溶質(zhì)的摩爾分?jǐn)?shù)成正比，而與溶質(zhì)的本性無(wú)關(guān)。2023/6/920二、沸點(diǎn)升高沸點(diǎn)：液體的蒸氣壓等于外界壓力時(shí)的溫度，稱為該液體的沸點(diǎn)。

由于溶液的蒸氣壓比純?nèi)軇┑恼魵鈮旱?，所以要使蒸氣壓＝p外＝101.325kPa，必須溶液所需的溫度（即沸點(diǎn)）高于純?nèi)軇┑姆悬c(diǎn).近似公式：bBKTbb=D2023/6/921蒸氣壓(KPa)

溫度Tf273純水的蒸氣壓曲線水溶液的蒸氣壓曲線冰的蒸氣壓曲線0.61溶液沸點(diǎn)升高和凝固點(diǎn)下降曲線101.3kPa373Tb△Tb2023/6/922溶液凝固點(diǎn)降低在101.3kPa下將273K的冰加入至273K水溶液中時(shí)水溶液≒

冰

600

Pa

610.5Pa由于冰蒸汽壓大于水溶液蒸汽壓冰將會(huì)融化第二節(jié)：稀溶液的依數(shù)性

例273K

101.3kPa

水≒冰

610.5Pa

610.5Pa溶劑凝固點(diǎn)

液相與固相具有相同蒸汽壓而能平衡共存時(shí)溫度二、凝固點(diǎn)降低

2023/6/923蒸氣壓(KPa)

溫度Tf273純水的蒸氣壓曲線水溶液的蒸氣壓曲線冰的蒸氣壓曲線0.61溶液沸點(diǎn)升高和凝固點(diǎn)下降曲線101.3kPa373Tb△Tb2023/6/924二、凝固點(diǎn)降低

凝固點(diǎn)：液體和它的固相平衡共存時(shí)的溫度稱為該液體的凝固點(diǎn)。bBKTff=D同樣：Kf——溶劑的凝固點(diǎn)降低常數(shù)，可查表2-2(P21)如水：1.86C·kg·mol-1

苯：5.10C·kg·mol-12023/6/925應(yīng)用如NaCl：低共熔溫度為-21.2C低共熔混合物組成：100g水中溶30gNaCl可以作冷卻劑又如乙二醇水溶液，由于Tf降低，可作汽車(chē)?yán)鋮s水（冬天不結(jié)冰）。2023/6/926[例1]溶解0.115克奎寧于1.36克樟腦中測(cè)得其凝固點(diǎn)為442.6k計(jì)算奎寧摩爾質(zhì)量解設(shè)奎寧摩爾質(zhì)量為M

樟腦凝固點(diǎn)為452.8k

kf=39.70△Tf=45208－442.6=10.2(k)在1000克樟腦中溶解奎寧質(zhì)量為

0.115/1.36×1000=84.56(g)該溶液質(zhì)量摩爾濃度m=84.56/M根據(jù)△Tf

=

Kf

·

m得M=39.7×84.56/10.2≈329(g·mol–1)2023/6/9271.溶解3.24克硫于40克苯中，苯的沸點(diǎn)升高0.81K，已知苯的Kb=2.53，問(wèn)硫在此溶液中的分子是由幾個(gè)硫原子組成的？

解：設(shè)“硫分子”的摩爾質(zhì)量為Mg·mol-1硫在苯溶液中的摩爾質(zhì)量是253g·mol-1，因硫的原子量是32.06,因此硫分子是由8個(gè)硫原子組成的。2023/6/928溶質(zhì)溶質(zhì)分子分子熱運(yùn)動(dòng)圖熱運(yùn)動(dòng)軌跡三、滲透現(xiàn)象2023/6/929半透膜原理圖大分子小分子多孔性薄膜半透膜只允許小分子物質(zhì)通過(guò)而不允許大分子物質(zhì)通過(guò)的多孔性薄膜2023/6/9302023/6/931

只允許一些物質(zhì)通過(guò)，不允許另一些物質(zhì)通過(guò)

水柱H產(chǎn)生的壓力＝滲透壓

H2O從蒸氣壓大的向蒸氣壓小的方向滲透。純水溶液半透膜H三、滲透現(xiàn)象2023/6/932

用半透膜使兩種不同濃度的溶液（或一種為溶劑）

隔開(kāi)，產(chǎn)生滲透現(xiàn)象。三、滲透與反向滲透

R：8.314kPaLmol-1K-1：kPac：mol-1K-1T：絕對(duì)溫度2023/6/933由于滲透現(xiàn)象，使高達(dá)百米的參天大樹(shù)，能吸到根部的水，得以存活。淡水鹽水P(a)正常滲透系統(tǒng)淡水鹽水P(b)反滲透系統(tǒng)

滲透、反滲透：海水淡化，污水處理（濃縮）2023/6/934四、測(cè)定相對(duì)分子質(zhì)量（分子量）稱取一定量未知分子量配成溶液，測(cè)量其P或Tb或Tf或均可測(cè)出分子量。提示：由于P、Tb、Tf一般數(shù)值較小，測(cè)量分子量大的物質(zhì)較為困難，此時(shí)可用方法。2023/6/935五、滲透壓在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用生物體的細(xì)胞膜、毛細(xì)血管壁——半透膜當(dāng)遇到半透膜兩邊溶液濃度不等時(shí)，產(chǎn)生滲透現(xiàn)象。紅細(xì)胞純水溶血H2O萎縮濃鹽水H2O生理等滲透:

5%葡萄糖0.9%生理鹽水等滲2023/6/936課堂習(xí)題1.測(cè)得人體血液的凝固點(diǎn)降低值△Tf=0.56K，求在體溫37℃時(shí)血液的滲透壓。

解：根據(jù)△Tf=KfbB

得bB=Kf=△Tf/Kf

П=bBRT=2023/6/937課堂習(xí)題2.與人體具有相同滲透壓的葡萄糖溶液，其凝固點(diǎn)降低值為0.543。求此葡萄糖溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)和血液的滲透壓？解：由△T

f=Kf

bB

得溶液的質(zhì)量摩爾溶度該葡萄糖溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)Wb為根據(jù)П=bBRT，且稀溶液中c≈b，且血液的溫度為37oC，即T＝310K。則血液滲透壓為2023/6/938

某水溶液的沸點(diǎn)是100.278℃，（1）求該溶液的凝固點(diǎn)；（2）已知25℃時(shí)純水的蒸氣壓為3167.73Pa，求該溫度下溶液的蒸氣壓；（3）求0℃時(shí)此溶液的滲透壓力。(已知Kb=0.518；Kf=1.86)⑴∵△Tb=(100.278+273)－(100+273)=0.278K；bB=△Tb/Kb=0.278/0.518=0.537mol·kg－1；∴△Tf=Kf·bB=1.86×0.537=0.998K；

Tf=Tf－△Tf=273－0.998=272.002K；⑵由bB的定義可知該溶液中溶質(zhì)的物質(zhì)的量是0.537mol；水的物質(zhì)的量是mol，p=pxA=3167.73×0.9904=31370（Pa）⑶∵溶液很稀，c在數(shù)值上與bB相等，∴

=cRTbBRT=0.537×8.314×273=1219kpa。2023/6/939（theoryofstrongelectrolytesolution）

人們最先認(rèn)識(shí)非電解質(zhì)稀溶液的規(guī)律，然后再逐步認(rèn)識(shí)電解質(zhì)溶液及濃溶液的規(guī)律.幾種鹽的水溶液的冰點(diǎn)下降情況鹽m/mol·kg-1Ti/K（計(jì)算值）Ti/K（實(shí)驗(yàn)值）KCl0.200.3720.6731.81KNO3

0.200.3720.6641.78MgCl20.100.1860.5192.79Ca(NO3)20.100.1860.4612.48強(qiáng)電解質(zhì)溶液理論2023/6/940電解質(zhì)溶液的依數(shù)性i

稱為等滲系數(shù)i>1

1887年，Arrhenius

是這樣在電離理論中解釋這個(gè)現(xiàn)象的：●電解質(zhì)在水溶液中是電離的.●電