溶液与离子平衡

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1、第四章溶液与离子平衡[内容提要]本章将把前面所讨论的化学反应的一般规律应用于溶液中的离子互换反应，并着重讨论稀溶液的通性、水溶液中的酸碱平衡、配离子解离平衡、难溶电解质的多相离子平衡以及这些平衡关系的应用。1学习要求初步掌握稀溶液的通性及其应用；掌握酸碱平衡、缓冲溶液的概念，能进行溶液pH的计算；掌握配离子的解离平衡及其移动规律则并会做简单计算；掌握溶度积规则及其应用并会进行有关计算。2第四章溶液与离子平衡4.1稀溶液的通性4.2水溶液中的酸碱平衡4.3配离子的解离平衡4.4难溶电解质的多相离子平衡34.1稀溶液的通性溶液

2、有两类性质一类是与溶质本性有关的特性，如酸碱性、溶液的颜色、导电能力、体积的变化等等。另一类是与溶质本性无关的通性，包括溶液的蒸气压下降、溶液的沸点上升和凝固点下降、溶液的渗透压。这些性质也叫依数性。本节讨论稀溶液的这些通性。44.1稀溶液的通性4.1.1溶液的蒸汽压下降4.1.2溶液的沸点上升4.1.3溶液的凝固点下降4.1.4溶液的渗透压5蒸汽压蒸汽压的定义：在一定温度下，把液体置于密闭容器中，当液体（或固体）的蒸发（蒸发过程：较高能量的分子可以溢出液体表面而形成气体分子的过程）速率与凝聚（蒸汽分子回到液体表面的过程

3、）速率相等时，气、液（或固）两相达到平衡。此时的压力称为饱和蒸汽压（简称蒸汽压）。温度一定，液体或固体的蒸气压就一定。单位为Pa(帕)或kPa（千帕）。6同一物质的蒸气压随温度的升高而增大;不同物质在同一温度下蒸气压不同。7273.150.6105T(K)ACDBp(kPa)固相液相气相水的相图相图：用图解的方法描述由一种或数种物质所过程的相平衡系统的性质（如沸点、熔点、蒸汽压、溶解度等）与条件（如浓度、压力）及组成等间的关系。把表示这种关系的图叫做相平衡状态图，简称相图。82.溶液的蒸汽压下降在一定温度下，当纯溶剂中加入

4、溶质时，溶液的蒸气压总是低于纯溶剂的蒸气压。纯溶剂的蒸气压与溶液的蒸气压之差称为溶液的蒸气压下降。p=pA-pp：溶液的蒸气压下降值；pA：纯溶剂的蒸气压；p：溶液的蒸气压。91887年法国化学家拉乌尔从实验中发现：在一定温度下，难挥发的非电解质的稀溶液蒸气压下降值与溶质的摩尔分数成正比，与溶质的本性无关。故称拉乌尔定律（Raoultlaw)。10拉乌尔定律的数学表达式:式中：nA—溶质（solute)的物质的量；nB—溶剂(solvent)的物质的量；χA—溶质的摩尔分数；pA—纯溶剂的蒸气压11溶液的蒸气压为什么下

5、降？？当溶剂中加入难挥发溶质而形成溶液时，每个溶质分子与若干个溶剂分子结合，形成溶剂化分子；溶剂化分子一方面束缚了一些高能量的溶剂分子；另一方面又占据了一部分溶剂的表面，结果使得在单位时间内从溶液表面蒸发出来的溶剂分子减少，即溶剂分子的蒸发速率降低，结果使系统在较低的蒸气压下重新建立气相与液相间的平衡。因此，溶液的蒸气压低于纯溶剂的蒸气压,溶液的浓度越高，溶液的蒸气压下降越多。12134.1.2溶液的沸点上升沸点：液体的蒸汽压等于外界压力时的温度。记为：Tbp液体的沸点受外压影响，外压越大沸点越高，反之亦然。14水冰273

6、.15373.150.6105101.325蒸气压P/kPa温度T/KTfpTbp溶液TbpTfp△p15溶液的沸点上升:溶液的沸点总是高于纯溶剂的沸点，溶液的沸点与纯溶剂的沸点之差称为溶液沸点上升。即：Tbp=溶液的沸点-纯溶剂的沸点16拉乌尔定律：难挥发的非电解质的稀溶液的沸点上升与溶液的质量摩尔浓度成正比，而与溶质的本性无关。式中:m—溶液的质量摩尔浓度（即1kg溶剂中所含溶质的物质的量）。Kbp—溶剂的沸点上升系数（K·kg·mol-1)174.1.3溶液的凝固点下降凝固点(FreezingPoint)：液相

7、蒸气压等于固相蒸气压时所对应的温度称为液体的凝固点。符号：Tfp18溶液的凝固点总是低于纯溶剂的凝固点，纯溶剂的凝固点与溶液的凝固点之差称为溶液的凝固点下降。即：Tfp=纯溶剂的凝固点-溶液的凝固点溶液的凝固点下降：19拉乌尔定律：难挥发的非电解质的稀溶液的凝固点下降(凝固时仅析出溶剂)与溶液的质量摩尔浓度成正比，而与溶质的本性无关。Tfp=Kfp.m式中:m—溶液的质量摩尔浓度（即1kg溶剂中所含溶质的物质的量）。Kfp—溶剂的凝固点下降系数（K·kg·mol-1)20表4.4一些溶剂的摩尔沸点上升常数和摩尔凝固点

8、下降常数溶剂沸点（℃）kbpK·kg·mol-1凝固点（℃）kfpK·kg·mol-1醋酸117.92.53016.663.9苯80.1002.535.5335.12氯仿61.1503.62——萘217.9555.8080.296.94水100.000.5150.01.853213.1.4溶液的渗透压2