物理化学中科大第四章溶液课件.ppt

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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