浙江大学普通化学(第六版)第三章课件 水溶液化学

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1、第3章水溶液化学3.1溶液的通性3.2酸碱解离平衡3.3难溶电解质的多相离子平衡3.4水的净化与废水处理选读材料：水污染及其危害3.1溶液的通性溶液有两大类性质：1）与溶液中溶质的本性有关：溶液的颜色、比重、酸碱性和导电性等；2）与溶液中溶质的独立质点数有关：而与溶质的本身性质无关————溶液的依数性，如溶液的蒸气压、凝固点、沸点和渗透压等。难挥发的非电解质稀溶液有一定的共同性和规律性。该类性质称为稀溶液的通性，或称为依数性。包括：稀溶液蒸气压的下降、沸点上升、凝固点下降和稀溶液的渗透压。（与纯溶剂比较）。组成的标度——溶剂A+溶质B1.质量摩尔浓度m：1kg溶剂中所含溶质的

2、物质的量，SI单位mol.kg-1mB=nB/wAnB—溶质B的物质的量，单位为mol。wA—溶剂的质量，单位为kg。2.摩尔分数(或物质的量分数)——以溶液中的总物质的量除任何一物质的量，即为该物质的摩尔分数，没有单位。设有双组分溶液，溶剂A和溶质B的物质的量分别为nA和nB，则注意：无论有若干种物质，摩尔分数之和总是等于1。3.1.1非电解质溶液的通性1蒸气压下降在一定温度下，液体及其蒸气达到相平衡时，蒸气所具有的压力称为该温度下液体的饱和蒸气压，简称蒸气压。一般地，不同溶剂蒸气压不同，相同溶剂温度升高，蒸气压增大。例如：p(H2O,l,298K)=3167Pap(H2O

3、,l,373K)=101.325kPa溶液中溶剂的蒸气压下降法国物理学家拉乌尔据实验得出以下定量关系：在一定温度下，难挥发的非电解质稀溶液的蒸气压下降Δp与溶质的摩尔分数成正比，而与溶质的本性无关。即：Δp=pA·xB其中xB是溶质B在溶液中的摩尔分数，pA是纯溶剂的蒸汽压。若溶液的质量摩尔浓度为mB，则式中，k为只与溶剂性质有关的常数。为什么？蒸气压下降的应用干燥剂工作原理CaCl2、NaOH、P2O5等易潮解的固态物质，常用作干燥剂。因其易吸收空气中的水分在其表面形成溶液，该溶液蒸气压较空气中水蒸气的分压小，使空气中的水蒸气不断凝结进入溶液而达到消除空气中水蒸气的目的。2

4、溶液的沸点上升沸点：液体蒸气压达到101.325kPa(1atm)时的温度。沸腾温度：液体蒸气压与外界压力相等时的温度。固体表面的分子也能蒸发，具有一定的蒸气压。固体与其蒸气在密闭容器中可达到平衡。难挥发物质的溶液的沸点总是高于纯溶剂的沸点，二者之差为：△Tbp=Tbp–Tb=kbp•mkbp称为溶剂的摩尔沸点上升常数，单位为K·kg·mol-1。pT溶剂溶液101.325kPaTbpTbp<101.325kPa图3.1沸点上升示意图溶液的凝固点总是低于纯溶剂的凝固点，它们之差为：△Tfp=Tfp－Tf=kfpmkfp称为溶剂的摩尔凝固点下降常数。特点Kfp,kbp只与溶剂种

5、类有关同种溶剂：kfp＞kbp凝固点（熔点）：液相和固相蒸气压相等时的温度——固相与液相共存时的温度。pT溶剂溶液溶剂的液-固平衡线TfTfp图3.2凝固点下降示意图3溶液的凝固点下降沸点和凝固点测定的应用防冻剂工作原理冬天为防止汽车水箱结冰，可加入甘油、乙二醇等以降低水的凝固点，避免因结冰，体积膨胀而使水箱破裂。冷冻剂工作原理工业冷冻剂如在冰水中加氯化钙固体,由于溶液中水的蒸气压小于冰的蒸气压,使冰迅速熔化而大量吸热,使周围物质的温度降低。食盐-冰（30gNaCl+100gH2O(s)）-22℃CaCl2-冰（42.5gCaCl2+100gH2O(s)）-55℃低熔合金的制

6、备利用固态溶液凝固点下降原理，可制备许多有很大的实用价值的合金。如33%Pb(mp.327.5℃)与67%Sn(mp.232℃)组成的焊锡，熔点为180℃，用于焊接时不会使焊件过热，还用作保险丝。又如自动灭火设备和蒸汽锅炉装置的伍德合金，熔点为70℃，组成为Bi：50%、Pb：25%、Sn：12.5%、Cd：12.5%。4溶液的渗透压渗透现象——溶剂通过半透膜进入溶液或溶剂从稀溶液通过半透膜进入浓溶液的现象（单向扩散）Π渗透压——阻止渗透进行所施加的最小外压,用П表示。在数值上，图3.3溶液渗透压示意图渗透压测定的应用1.测定分子的相对摩尔质量渗透压有较大数值，容易测定，因此

7、可以准确测定化合物的相对摩尔质量。2.人体注射或静脉输液用等渗溶液。人体血液：780kPa3.渗透压是水在生物体中运动的推动力。一般植物细胞的渗透压可达2000kPa，所以水分可以从根部运到数十米高的顶端。等渗溶液与反渗透等渗溶液人体血液的渗透压约为780kPa，病人注射或输液时，使用0.9%的NaCl溶液（0.16mol·dm-3）或5%的葡萄糖溶液(0.28mol·dm-3)，这两种溶液与红细胞和血浆都是等渗溶液（即渗透压相等）。反渗透若外加在溶液上的压力大于渗透压，则会使溶液中的溶剂向纯溶剂方向流