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时间:2020-10-03
《物理化学中科大第四章溶液课件.ppt》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、本课内容提要第四章溶液§1、引言一、溶体;二、溶解现象及溶解度§2、溶液的组成表示法§3、拉乌尔(Raoult)定律一、拉乌尔定律表述;二、拉乌尔定律适用范围三、不挥发性溶质溶液§4、亨利定律一、亨利定律表述;二、Henry定律的不同表达式三、亨利定律的适用范围1第四章溶液§1、引言一、溶体两种以上的物质互相混合,其分散程度达到分子状态,这样的分散体系就称为溶体。溶体是各部分的化学组成和物理性质皆相同的均相体系。溶体分类:按聚集状态分,溶体有:气态溶体(混合气体)液态溶体(溶液)固态溶体(固溶体)2气态溶体:即气体混合物,一般地不
2、同的气体能以任意比例互相混合,而且其分散程度达分子状态,没有相互溶解度的问题。在压力不太大时,气体混合物可用理想气体定律来描述其行为,并且可根据道尔顿分压定律描述气体混合物中各种气体的行为,这些规律大家已熟知,故气态溶体不在本章中讨论了。固溶体:将在后面的多相平衡一章中讨论。液态溶体:本章着重讨论液态溶体——溶液,溶液的形成方式有三:气体溶解在液体中:(气-液)固体溶解在液体中:(固-液)液体溶解在液体中:(液-液)3二、溶解现象及溶解度以前人们认为溶解现象仅是一物理现象,现在已认识到溶液中各物质分子之间的化学相互作用对溶液性质的
3、影响,对于稀溶液还建立了一系列定量的理论,这些理论使我们有可能根据溶液的组成来预测溶液的某些性质。可是对浓溶液来说,由于互相作用的复杂性,尚未很好地解决此问题。例如,关于物质在某一液体中的溶解度问题,现在还没有找出肯定的规律,更没有理论来定量地预测。但在定性方面可有一些规律可循,如:4(1)物质的结构和性质相近者,多半能互溶。如苯和甲苯互溶;而甲苯和水就几乎完全不互溶。苯和甲苯为非极性液体,水为极性液体。(相似相溶)。(2)根据这一观点,醇类既有非极性官能团烃基,又有极性官能团羟基,故其应当既可溶于水也可溶于甲苯。但随着醇中碳
4、链的增长,非极性官能团增大,它在水中的溶解度应随之减小。事实上,C10以上的醇几乎不溶于水了。(3)固态盐类通常是离子晶体,离子间的引力很大,只有用强极性的溶剂方能溶解,非极性溶剂不能溶解。这也说明为什么一般无机盐在水中均有一定的溶解度,而在有机溶剂的溶解度则大大降低。上述定性规则也有不少例外,故欲知物质在一液体中的溶解度,最可靠而直接的方法还是用实际方法来测定。5温度与溶解度:一般说来物质溶解于某一液体中时,往往有热效应,既产生吸热或放热现象,故物质的溶解度往往与温度有关:(1)气体溶于水多为放热,故温度升高时,气体的溶解度将减
5、小;(2)固体在水中的溶解度一般随温度升高而增大(少数例外)。若固体的晶型在温度变化范围内不变,则溶解度随温度的变化曲线是光滑连续的;若在某温度点发生晶型转变,则在该温度处其溶解度会突变,溶解度—温度曲线不连续。6溶液中,溶质和溶剂之间也是相对的。习惯上气体或固体溶于液体时,后者称为溶剂,前者称为溶质;如果是液体溶于液体时,量多者为溶剂,量少者为溶质。本章着重讨论非电解质溶质的溶液(非电解溶液)。至于电解质溶液,由于溶质溶解时部分或全部解离成离子,而离子在溶液中的相互作用较复杂,不在本章中讨论,放到下册电化学部分“电解质溶液”一章
6、讨论。7§2、溶液的组成表示法溶液的性质与溶液的组成关系密切,组成改变,就会引起性质变化。所以怎样表示溶液的组成是研究溶液性质的一个很基本的问题。一般常用的溶液组成表示法有以下几种。一、重量百分数:Wi(组分i的重量百分数)或质量分数:Wi(溶质质量与溶液总质量之比)。重量浓度百分数其数值上等于每100g溶液中所含溶质的克数(无量纲)。8二、质量(重量)摩尔浓度mi(mol/kg)(组分i的质量摩尔浓度),溶质的摩尔数与溶剂的千克数之比:(下标“A”表示溶剂)三、体积摩尔浓度Ci(mol/dm3,mol/L,或mol/m3),组
7、分i的摩尔数与溶液的体积之比:四、当量浓度Ni(N),每升溶液含组分i的的当量数(以前在分析化学中常用)。9五、摩尔分数xi(无量纲),组分i的摩尔数与溶液总摩尔数之比:在物理化学中最常用的溶液浓度表示法为:摩尔分数(xi)、质量摩尔浓度(mi)、和质量分数(Wi)(重量百分数Wi)。而体积摩尔浓度(Ci)和当量浓度(Ni)则通常用在分析化学中。这些浓度表示法都是可以相互换算的。10例:在足够稀的溶液中:(极稀溶液)…①式中:MA(=WA/nA)为溶剂的摩尔质量(㎏/mol)。(极稀溶液)…②式中为溶液的密度:㎏/m3。11由
8、①②:…③由于A随温度变化而变化,故Ci随温度变化而变化;但xi、mi与温度无关,所以物理化学中常用后者表示浓度。12§3、拉乌尔(Raoult)定律很早以前人们就已经知道,当溶质溶于溶剂中时,将使溶剂的蒸气压降低。在1887年,拉乌尔(Ra
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