第三章：水溶液化学1-水溶液通性(2015)
普通化学：第三章 溶液
c c– cα
A+(aq) + 0 cα
B－(aq) 0 cα
c
A B
c
c c c 2
K AB
c AB
c c 1
K 当 c 500 时， 5% AB K c 2 AB
1 1
K
AB
c
稀释定律：在一定温度下，某弱电解质的解离度与其溶液
的平方根成反比，浓度越大， 解离度α越小。
结论： 蒸气压下降，沸点上升，凝固点下降，
渗透压都是难挥发的非电解质稀溶液的通性； 它们只与溶剂的本性和溶液的浓度有关，而与 溶质的本性无关。
§3.2 单相离子反应
阿仑尼乌斯根据电解质溶液不贝尔化学奖。电离理论 认为电解质分子在水溶液中解离成离子，使得溶液中的微粒 数增大，故它们的蒸汽压、沸点、熔点的改变和渗透压数值 都比非电解质大。
§3.1 溶液的通性
2、质量摩尔浓度
b(B) = B物质物质的量
溶剂的质量
n( B) m(solv)
b为质量摩尔浓度的量符号。单位为mol·kg-1。
质量摩尔浓度表达的是1 kg溶剂中溶质的物质的量
§3.1 溶液的通性
3、摩尔分数
x(B)
=
B物质物质的量 各物质的物质的量之和
n( B)
n(A) n(B) ...
3.1.1 溶液的蒸气压下降
图3-1 水、冰和溶液蒸气压曲线。 下图说明溶液的蒸气压小于纯溶剂的蒸气压。
10
3.1.1 溶液的蒸气压下降
实验测定25C时，水的饱和蒸气压: p (H2O) = 3167.7 Pa； 0.5 mol ·kg-1 糖水的蒸气压则为: p (H2O) = 3135.7 Pa； 1.0 mol ·kg-1 糖水的蒸气压为: p (H2O) = 3107.7 Pa。
2022年人教版高中化学选择性必修一第三章水溶液中的离子反应与平衡 第一节电离平衡
第三章水溶液中的离子反应与平衡第一节电离平衡基础巩固1.能说明CH3COOH是弱电解质的事实是()。
A.CH3COOH溶液的导电性比盐酸弱B.CH3COOH溶液与碳酸钙反应,缓慢放出二氧化碳C.CH3COOH溶液用水稀释后,氢离子浓度下降D.0.1 mol·L-1的CH3COOH溶液中,氢离子的浓度约为0.001 mol·L-1答案:D解析:D项中氢离子浓度仅为溶液中CH3COOH浓度的1%,说明CH3COOH只有1%发生了电离,从而证明CH3COOH是弱酸。
2.下列说法正确的是()。
A.电离平衡常数受溶液浓度的影响B.电离平衡常数可以表示弱电解质的相对强弱C.电离常数大的酸溶液中c(H+)一定比电离常数小的酸溶液中的c(H+)大D.可用CH3COOH和H2CO3的电离常数比较其酸性强弱,其中H2CO3的电离常数为K=c 2(H+)·c(CO32-) c(H2CO3)答案:B解析:影响K的因素只有温度,A项错误;酸溶液中c(H+)的大小除了与K有关外,还与酸的浓度有关,C项错误;比较酸的相对强弱时,多元弱酸要用第一步的电离常数,即K a1,D 项错误。
3.H2S是二元弱酸。
在其水溶液中,通入或加入少量的下列物质:①HCl②NH3③NaHS固体④Na固体。
能使溶液中的c(H+)增大的是()。
A.①②B.②④C.③④D.①答案:D解析:在H2S溶液中存在平衡:H2S H++HS-,HS-H++S2-。
当通入HCl时,溶液中n(H+)增大,虽然平衡逆向移动,但c(H+)仍增大;通入NH3或加入金属钠,溶液中c(H+)减小,虽然平衡向右移动,但c(H+)仍减小;加入NaHS固体,使平衡H2S H++HS-逆向移动,故c(H+)减小,故选D。
4.在0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液中存在如下电离平衡:CH3COOH CH3COO-+H+,对于该平衡,下列叙述正确的是()。
普通化学 ppt课件
起始浓度 0.1
0
0
平衡浓度 x
0.1-x
0.1-x
[OH-][HS-]/[S2- ] = 8.3 (0.1-x)2 / x = 8.3
0.1-x 0.1
x = 1.2 10-3 1mol·dm-3= [S2- ]
[OH-] = 0.1-1.2 10-3 = 9.9 10-2 = [HS-]
%= (0.1- 1.2 10-3 / 0.1) 100 = 99%
渗透压
压力计
3.1.2 电解质溶液的性质
电离平衡常数 Ki
Ka
Kb
✓酸（acid）碱（base）
3.2 溶液中的单相离子平衡
一、水的自偶电离
1．水的离子积常数Kwr
H2O + H2O ⇔
H3O+ + OH
H2O ⇔
H+ + OH
298K，纯水中的[H3O+] = [OH] = 1.0 107 mol·dm3
0.1-x
x
x
c/Ka1 >400, 近似地： 0.1-x = 0.1 x2/0.1 = Ka1＝ 1.2 10-7 x = [H+] = [HS-] =7.5 10-5 mol·dm3
二级平衡:
HS- =
H+ + S2-
平衡浓度: 7.5 10-5 7.5 10-5
y
Ka2 = [H+][S2-]/[HS-] = 1.2 10-15 y ＝ [S2-] = Ka2 ＝ 1.2 10-15 [H+][OH-]= Kw＝ 10-14 [H+] = 7.5 10-5 [OH-] = 1.3 10-10 mol·dm3 pOH = 10.11
高二化学_第三章_水溶液中离子平衡(人教版选修4)：重难点三_弱电离质在水溶液中的电离平衡
1．电离平衡概念一定条件(温度、浓度)下，分子电离成离子的速率和离子结合成分子的速率相等，溶液中各分子和离子的浓度都保持不变的状态叫电离平衡状态(属于化学平衡)。
任何弱电解质在水溶液中都存在电离平衡，达到平衡时，弱电解质具有该条件下的最大电离程度。
2．电离平衡的特征①逆：弱电解质的电离过程是可逆的，存在电离平衡；②等：弱电解质电离成离子的速率和离子结合成分子的速率相等；③动：弱电解质电离成离子和离子结合成分子的速率相等，不等于零，是动态平衡；④定：弱电解质在溶液中达到电离平衡时，溶液里离子的浓度、分子的浓度都不再改变；⑤变：外界条件改变时，平衡被破坏，电离平衡发生移动；3．影响电离平衡的因素(符合勒沙特列原理)（1）内因-电解质本身的性质，是决定性因素；（2）外因①温度-由于弱电解质电离过程均要吸热，因此温度升高，电离度增大；②浓度-同一弱电解质，浓度越大，电离度越小；在一定温度下，浓度越大，电离程度越小．因为溶液浓度越大，离子相互碰撞结合成分子的机会越大，弱电解质的电离程度就越小．因此，稀释溶液会促进弱电解质的电离；例如：在醋酸的电离平衡 CH3COOH⇌CH3COO-+H+A 加水稀释，平衡向右移动，电离程度变大，但c(CH3COOH)、c(H+)、c(CH3COO-)变小；B 加入少量冰醋酸，平衡向右移动，c(CH3COOH)、c(H+)、c(CH3COO-)增大但电离程度小；③外加物质若加入的物质电离出一种与原电解质所含离子相同的离子，则会抑制原电解质的电离，使电离平衡向生成分子的方向移动；若加入的物质能与弱电解质电离出的离子反应，则会促进原电解质的电离，使电离平衡向着电离的方向移动．以电离平衡CH3COOH⇌CH3COO-+H+为例，各种因素对平衡的影响可归纳为下表：（1）强电解质用“=”，弱电解质用“⇌”（2）多元弱酸分步电离，多元弱碱一步到位．H 2CO3H++HCO3-，HCO3-H++CO32-，以第一步电离为主．NH 3•H2O NH4++OH- Fe(OH)3Fe3++3OH-（3）弱酸的酸式盐完全电离成阳离子和酸根阴离子，但酸根是部分电离；NaHCO 3=Na++HCO3-，HCO3-H++CO32-（4）强酸的酸式盐如NaHSO4完全电离，但在熔融状态和水溶液里的电离是不相同的；熔融状态时：NaHSO4=Na++HSO4-；溶于水时：NaHSO4=Na++H++SO42-；5．电离平衡常数(相当于化学平衡常数)在一定温度下，当弱电解质的电离达到平衡状态时，溶液中电离产生的各种离子浓度的乘积与溶液中未电离的弱电解质分子浓度的比值是一个常数，这个常数叫做电离平衡常数，简称电离常数，通常用K a表示弱酸的电离常数；AB A++B-（1）K的意义：K值越大，则电离程度越大，电解质(即酸碱性)越强；K值越小，电离程度越小，离子结合成分子就越容易，电解质(即酸碱性)越弱．表达式中各组分的浓度均为平衡浓度；（2）K的影响因素：K的大小与溶液的浓度无关，只随温度的变化而变化．温度不变，K值不变；温度不同，K值也不同；（3）多元弱酸的K：多元弱酸的电离是分步电离的，每步电离平衡常数，通常用K1、K2、K3 分别表示，但第一步电离是主要的．如：磷酸的三个K值，K1＞K2＞K3 ，磷酸的电离只写第一步．说明：①一元弱酸、一元弱碱的电离常数表达式：CH 3COOH CH3COO-+H+一定温度下CH3COOH的电离常数为：NH 3•H2O NH4++OH-一定温度下NH3•H2O的电离常数为：②多元弱酸的电离特点及电离常数表达式：1°分步电离：是几元酸就分几步电离．每步电离只能产生一个H+，每一步电离都有其相应的电离常数．2°电离程度逐渐减小，且K1＞K2＞K3，故多元弱酸溶液中平衡时的H+主要来源于第一步．所以，在比较多元弱酸的酸性强弱时，只需比较其K1即可．例如25℃时，H3PO4的电离；H 3PO4H2PO4-+H+H 2PO4-HPO42-+H+HPO 42-PO43-+H+多元弱酸溶液中的c(H+)是各步电离产生的c(H+)的总和，在每步的电离常数表达式中的c(H+)是指溶液中H+的总浓度而不是该步电离产生的c(H+)．6．电离度电离度(α)(相当转化率，与温度、浓度均有关)A 内因：电解质的本性．B 外因：温度和溶液的浓度等．（1）浓度的影响：醋酸稀释时电离度变化的数据：浓度(mol/L) 0.2 0.1 0.001电离度(%) 0.948 1.32 12.4可见，电离度随浓度的降低而增大．(因浓度越稀，离子互相碰撞而结合成分子的机会越少，电离度就越大．)【重难点指数】★★★★【重难点考向一】强酸和弱酸的鉴别【例1】室温下，对于pH和体积均相同的醋酸和盐酸两种溶液，分别采取下列措施，有关叙述正确的是( ) A．加适量的醋酸钠晶体后，两溶液的pH均增大B．温度都升高20℃后，两溶液的pH均不变C．加水稀释两倍后，两溶液的pH均减小D．加足量的锌充分反应后，两溶液中产生的氢气一样多【答案】A【重难点点睛】考查弱电解质电离，盐酸是强酸，醋酸是弱酸，所以醋酸溶液中存在电离平衡，升高温度能促进弱电解质电离，pH相同的醋酸和盐酸，醋酸的浓度大于盐酸，不同的酸和相同金属反应，生成氢气的速率与溶液中离子浓度成正比；易错选项是B，注意对于相同浓度的盐酸和醋酸溶液，升高温度，盐酸的pH不变，但醋酸的pH改变，为易错点。
普通化学3-1溶液通性
例：测得人体血液的凝固点下降值为0.56K， 求人在体温37℃时血液的渗透压。 • 解： = cB RT mBRT
Tf = Tf0－Tf = Kf mB
(Tf /Kf )RT
(Tf /Kf )RT=8.314×310×(0.56/1.86) 776 kPa
例题2 在200克水中溶解10克葡萄糖 (C6H12O6),试 求该溶液在101.3KPa时的沸点。(M =180g· -1) mol
抗冻剂—乙二醇类
雪地上撒盐
在理解溶液通性这一概念时，应注意：
• 不管是稀溶液还是浓溶液，不管是非电解质 溶液还是电解质溶液，都会产生蒸气压下降 等通性。 • 只有非电解质的稀溶液，能进行计算。电解 质稀溶液由于溶质分子发生电离，在计算时 必须进行校正。对于浓溶液，不能计算。 • 稀溶液一般指c＜0.1mol·-1 的溶液 ，其实浓 l 与稀之间并无明确的界线。
溶液通性的应用
1·抗旱性和抗寒性 蒸气压下降可预防动植物过快脱水，但使水果等难干燥 预防冻伤，但食品冷藏时需较低的温度，一般水果在
-1~-4 ℃ 时才结冰。 2· 干燥剂CaCl2，P2O5
3· 冷冻剂 100g冰＋30gNaCl，Tf －22.4℃。 100g冰＋42.5gCaCl2，Tf －55℃。 4· 施肥过多，盐碱土 5· 反渗透：海水淡化，生产成本约为自来水的3倍。 6· 输液 5％的葡萄糖和0.9％生理盐水为等渗溶液。
paq＜ p*，所以要提高温度
才能使Paq＝ P*，即沸腾。
拉乌尔定律：Tb=Tb－Tb* = KbmB
P81
Kb：沸点上升常数，与溶剂性质有关， mB：溶液的质量摩尔浓度。
溶液凝固点下降
• 凝固点(f.p.)： p液 = p固，固、液两相平衡时
给排水化学3.16第三章
≈ 7.52 × 10 − 6 mol . − 3 dm
因此，
pH ≈ − lg(7.52 × 10 ) = 5.12
三
一元弱碱的电离平衡
以弱碱NH3为例：
NH 3(aq) + H 2O(l ) = NH 4 (aq ) + OH −(aq )
+
定义解离常数为：
K ⋅ c eq(OH − ) = c eq(NH )
HAc(aq ) ⇔ H (aq ) + Ac (aq )
向左移动，因此降低了HAc的解离度。
再如，向NH3水溶液中加入少量的NH4Cl晶 体，由于溶液中NH4+的浓度增大，平衡
NH 3(aq ) + H 2O(l ) ⇔ NH 4 (aq ) + OH (aq )
向左移动，因此降低了NH3的解离度。
(7.5 × 10 − 6 )
pH ≈ − lg(1.3 × 10 ) = 8.9
四
多元弱酸的电离平衡
它们的解离特点是： 如：H2S、H2CO3、H3PO4等，它们的解离特点是： 、 分步解离
H2S(aq) H+ (aq) + HS–(aq)
K a1
HS- (aq)
c eq(H + ) ⋅ c eq(HS − ) = = 9.1 × 10- 8 c eq(H 2S )
（3）渗透压 ）
是否与理想气体 方程一样？ 方程一样？
反渗透：在浓溶液一侧增加较大的压 力可使溶剂进入稀溶液（或溶剂）。 反渗透可用于溶液的浓缩、污水处理和海水的淡化。
P
渗 透
反渗透
3.1.2 电解质溶液的通性
与非电解质的稀溶液的相同点： 与非电解质的稀溶液的相同点：
第三章水溶液化学
思考题
1 中学中已学了摩尔浓度，为何还要引进 质量摩尔浓度?
2 试分析糖水稀溶液的冷却凝固过程？
应用
海水不易结冰 冬天马路上撒盐水 汽车水箱中加乙二醇
第三章水溶液化学
3渗 透 压
自然现象
为什么医院给病人作静脉点滴用的葡萄糖溶液的质量分 数是5%?
人们在游泳池中游泳时，睁开眼睛很快就会感到疼痛； 而在海水中游泳却没有不适之感？
失。你知道是什么原因吗?
固相蒸气压： 固体表面的分子也会蒸发，在密闭容器中，固体与其蒸
气之间平衡时所具有的蒸气压力称为固相蒸气压。 凝固点： 物质的液相蒸气压和固相蒸气压相等时的温度称为该物
质的凝固点，以符号T第f三p章表水溶示液化。学
水溶液的沸点和凝固点(溶质是难、非、稀)
液体的蒸气压随温度的升高而增大， 固体的蒸气压随温度的升高也增大。 结论：溶液的沸点上升，凝固点下降。
规律： 难挥发的Байду номын сангаас电解质稀溶液的渗透压与溶液的浓 度及热力学温度成正比。
其数学表达式为： π = nRT/V = cRT
式中，c为溶质的浓度(mol/m3)； T为热力学温度(K)； R为气体常数； n为溶质的物质的量(mol)； V为溶液 体积(m3)。 特别注意： c的单位是第m三章o水l/溶m液化3 学
第三章水溶液化学
总 结(定量)
难挥发的非电解质稀溶液的沸点上升和凝固点下降与溶 液的质量摩尔浓度成正比。
其数学表达式为：
ΔTbp = kbp m ΔTfp = kfp m m ：质量摩尔浓度 定义：1000g溶剂中所含溶质的物质的量。 m = n溶质 / 1000g溶剂，单位为 mol/kg。 kbp、 kfp分别为溶剂的摩尔沸点上升常数和摩尔凝固点下 降常数。它与溶剂的本性有关，不同的溶剂数值不同， 与溶质的本性无关。
普通化学第三章补充习题及答案
第3章 水化学与水污染重点内容概要 1. 溶液的通性难挥发非电解质的稀溶液的蒸汽压下降，沸点上升——ΔT bp = k bp m 凝固点下降——ΔT fp = k fp m 渗透压cRT =∏难挥发电解质溶液也具有蒸汽压下降、沸点上升，凝固点下降和渗透压等现象，由于电解这些稀溶液的依数性与浓度关系有一定偏差（引入i 值） 2. 酸碱的近代概念，酸碱的解离平衡和缓冲溶液的概念（1）酸碱质子理论人为：凡能给出质子的物质都是酸；凡能与质子结合的物质都是碱。
酸碱共轭关系：共轭酸⇔质子+ 共轭碱 w b a K K K =•（2）一元酸碱的解离平衡αα-=12c K a 2ααc K a≈很小时 c K a ≈α c K Hc a ⋅=+)( αα-=12c K b 2ααc K b≈很小时 cK b ≈α c K OHc b ⋅=-)(由于解离度与c 成反比，与)(b a K 或成正比，所以c/Ka 越大，解离度越小。
当c/Ka>500时，可采用近似计算。
注意：上述计算公式只适用于水溶液中只有弱酸或弱碱的计算。
若溶液中又添加了影响解离平衡的离子（如H + 、弱酸根离子则要考虑同离子效应，根据平衡具体分析计算。
不要随便套公式。
（3）多元酸碱的解离平衡 分级解离 1a K 2a K +H浓度近似按一级解离计算注意：解离度和解离平衡常数都可以反应弱酸、碱的强弱， 但 a K b K 与浓度无关，α与浓度有关。
（4）同离子效应与缓冲溶液同离子效应——实质是平衡移动问题，导致弱酸、碱的解离度减低缓冲溶液——由弱的共轭酸及其共轭碱或弱的共轭碱及其共轭酸组成；具有外加少量酸、碱或稀释时，pH 基本不变的性质。
缓冲溶液的pH 计算：共轭碱）共轭酸）((lg eqeq a c c pK pH -= 共轭碱）共轭酸）((lg00c c pK a -≈缓冲溶液的缓冲能力：c(共轭酸)=c(共轭碱),能力大。
c(共轭酸)、c(共轭碱)大时,能力大c(共轭酸)大时对碱缓冲大，c(共轭碱)大时对酸缓冲大。
大学化学第三章
渗透压的作用
1.半透膜
只允许小分子通过，不允许大分子通过 的膜。
2.渗透
定义
a b
B室(H2O)
溶剂分子通过半透膜向溶液方向移动的现象。
d c
半透膜
H2O
A室(糖水)
H2O
产生渗透的条件
存在半透膜 半透膜两侧浓度不同
（高、低、等）渗溶液
渗透现象会无止境地进行下去吗?
溶液体积逐渐增大，液面不断上升，产生的液体压 力逐渐增大，使溶液中的溶剂分子在单位时间内透 过半透膜的数目增多。当液面上升到一定高度，增 加的液体压力就会抵消由于单位体积内溶剂分子数 目不等而造成的渗透现象。此时单位时间内从半透 膜两侧透过的溶剂分子数目相等，溶液液面不再上 升，体系达到渗透平衡。
nB mB T f K f bB K f Kf mA M B mA
MB K f mB T f mA
1.86o C kg / mol 0.2 g 0.180kg / mol o 0.207 C 10.0 g
四 溶液的渗透压
夏天腌黄瓜为什么“出汤”？
在一密闭罩内，放有浓度不同的两半杯糖水， 长时间放臵两杯溶液浓度各有何变化？为什 么？
解释： 稀的变浓，浓的变稀。因为溶液的蒸气压对稀 溶液饱和，但对浓溶液即为过饱和，所以水蒸 气将在浓度大的一杯水的表面凝结成水，使水 量增加，溶液浓度变小，相反原来稀的溶液溶 剂不断蒸发，溶剂量减少，浓度变大，直到两 杯糖水浓度相同。
农作物施肥后不浇水可使作物脱水枯死。
海水鱼和淡水鱼不能交换生活环境，否则 会导致死亡。 人生病时，应输入等渗溶液（临床上常用 的有9.0g/L的NaCl溶液和50g/L葡萄糖溶 液等），否则血细胞会遭破坏。 当人们所吃的食物过咸时，会感到口渴。 在淡水中游泳时，眼球容易“红胀”。
普通化学第三章课件
A+B
△P = PA －PB △TbP = TB －TA
△TbP
△TfP
` △TfP = TA － TB`
TB`
` TA
TA
TB
T
水溶液的沸点上升和凝固点下降示意图P114
8
§3.1.1非电解质溶液的通性
△Tbp= kbpm
△Tfp = kfpm
Hale Waihona Puke kbp——溶剂的摩尔沸点上升常数（K.kg.mol） kfp ——溶剂的摩尔凝固点下降常数（K.kg.mol） m ——质量摩尔浓度：1kg溶剂中所含溶质的物质的量 kbp 、kfp仅取决于溶剂的特征而与溶质的本性无关 应用：乙二醇用作防冻剂、无机盐和冰作蓄冷剂等。
相同浓度的电解质溶液凝固点的高低顺序为：
A2B(AB2) 型 ＜ AB型 ＜ 弱电解质 ＜ 非电解质
A
101325pa
A+B
△P
△TfP
△TbP
作业 P157 习题4 T
17
T
` B
T
` A
TA
TB
§3.1.2 电解质溶液的通性
活度a
为了定量地讨论强电解质由于静电引力限制 了离子的活动，而引入活度( a ) 的概念。
0 X
X2 C0 X
0 X
当 K < 10-4 时, (C0－X) ≈ C0 通式:
eq X C H K a C0
eq CH
(3.9)
Ka C0
解离度
C0
K a C0 C0
(3.8)
28
§3.2.1 酸和碱在水溶液中的解离平衡
P121例3.1
计算0.100 mol.dm-3HAc溶液中的H+浓度极其pH值。
第三章水化学重要概念稀溶液定律（依数性定律）由难挥发的非电解质
第三章 水化学重要概念1.稀溶液定律（依数性定律）：由难挥发的非电解质所形成的稀溶液的性质，溶液的蒸气压下降，沸点上升，凝固点下降和溶液渗透压与一定量溶剂中所溶剂溶质的数量（物质的量）成正比，而与溶质本身的性质无关，故称依数性。
2.蒸气压：在一定条件下，液体内部那些能量较大的分子会克服液体分子间的引力从液体表面逸出，成为蒸气分子，这个过程称为蒸发或者气化，此过程吸热。
相反蒸发出来的蒸气分子也可能撞到液面，为液体分子所吸引，而重新进入液体中，此过程称为液化，此过程放热。
随着蒸发的进行，蒸气浓度逐渐增大，凝聚的速度也就随之增大，当凝聚的速度和蒸发的速度达到相等时，液体和它的蒸气就达到了平衡状态。
此时蒸气所具有的压力叫做该温度下液体的饱和蒸气压。
3.蒸气压下降：向溶剂（如水）中加入难挥发的溶质，使它溶解成为溶液时，可以测得溶剂的蒸气压下降。
同一温度下，纯溶剂蒸气压与溶液蒸气压之差叫做溶液的蒸气压下降。
4.在一定的温度下，难挥发的非电解质稀溶液中溶剂的蒸气压下降（p ∆）与溶质的摩尔分数成正比：A B A B p x p nn p =⨯=∆ 。
5.溶液的沸点上升和凝固点下降：当某一液体的蒸气压等于外界压力时（无特殊说明外界压力均指101.325kPa ），液体就会沸腾，此时温度称为液体的沸点。
表示为bp T 。
6.凝固点：该物质的液相蒸气压和固相蒸气压相等时的温度。
表示为fp T 。
7.一般由于溶质的加入会使溶剂的凝固点下降，溶液的沸点上升，而且溶液越浓，凝固点和沸点改变越大。
8.难挥发的非电解质稀溶液的沸点上升和凝固点下降与溶液的质量摩尔浓度成正比（所谓的质量摩尔浓度指1kg 溶剂中所含溶质的物质的量）。
用公式表示为：m K mk fp fp bp =∆=∆T T bp 式中fp bp K K 和分别称为溶剂的摩尔沸点上升常数，和溶剂的摩尔凝固点下降常数，单位为1mol kg K -⋅⋅。
9.渗透压：是维持被半透膜所隔开的溶液与纯溶剂之间的渗透平衡而需要的额外压力。
水化学——水污染 PPT
以HAc-NaAc系统为例，
100℃时，饱和蒸气压为101.325kPa。
(2) 蒸气压下降
往溶剂(如水)中加入一种难挥发的溶质，使它溶 解而生成溶液时，溶剂的蒸气压力便下降。同一温 度下，纯溶剂蒸气压力与溶液蒸气压力之差叫做溶 液蒸气压下降。
（3）拉乌尔定律（Raoult’s law） 在一定温度下稀溶液的蒸汽压等于纯溶剂的蒸
但是，稀溶液定律所表达的依数性与溶液浓度的 定量关系不适用于浓溶液和电解质溶液。
因为在浓溶液中，溶质微粒之间的相互影响以及 溶质微粒与溶剂分子之间的相互影响大大加强。这 些复杂的因素使其对稀溶液定律的定量关系产生了 偏差。
在电解质溶液中，由于电解质的解离，溶液中溶 质粒子数增加，其凝固点下降数值比相同浓度(m)的 非电解质溶液的凝固点下降数值要大。
例题5 向1.0L浓度为0.10mol.L-1的HAc溶液中 加入0.10mol的NaAc(s)，溶液的pH变化多少？ （已知Ka＝1.8×10-5） 解： 1.0L 0.10mol.L-1的HAc溶液的pH
c(H+) K ac1.8 1 50 0.1 0 1.3 1 3 30
p H(1)=2.87 加入0.10molNaAc(s)后，设H+浓度为x
HAc + H2O = H3O+ + Ac-
平衡浓度 0.10-x x 0.10+x
Ka(HA )cce
q(H)ce q(Ac) ceq(HA ) c
1.81 05x(0.10 x) 0.10 x
∵ x很小，0.10+x≈0.10，0.10-x≈0.10 ∴ x＝1.8×10-5
第三章 溶液和胶体
溶解过程是个既有物理变化、又有化学变化的复杂过程，并且通常伴 随着颜色变化、体积变化和能量变化等。
单位溶剂中最多能溶解的溶质的量叫做溶解度，通常用100克溶剂中 能溶解的溶质的克数来表示。溶解度的大小与温度、压力等因素有关。
《工程化学》
溶液和胶体
化学化工学院
2
二、溶液浓度的表示方法
假设溶液中有A、B两种组分，其中A为溶剂，B为溶质。溶液的浓度 是指溶液中溶质含量的多少，根据表达方式的不同，溶液的浓度有以下几 种表示方法：
《工程化学》
溶液和胶体
化学化工学院
13
2、沸点升高和凝固点降低
例题2：某浓度的蔗糖水溶液，其Tf =-0.2℃，已知25℃时 纯水的饱和蒸气压为3169 Pa，求该溶液的沸点和25℃时的蒸 气压。
T K m，T K m b b f f T K K b b ，T T T 100 b T 100.05(℃) b b b f T K K f f f m T / K 0.2 /1.86 0.1075(mol kg 1) f f (1 x ) P (1 n / n ) 3169 1 0.1075 ） 3162( Pa) PP （ B B A 1000 /18
《工程化学》 溶液和胶体 化学化工学院 14
2、沸点升高和凝固点降低
（3）应用
溶液的沸点升高和凝固点降低在生活、生产和科研中有着广泛的应用。 A 炒菜时油中加盐防炸锅、撒盐除积雪等。 B 防冻剂：在汽车的水箱(散热器)中加入乙二醇、酒精、甘油等可使凝固 点下降，防止因结冰使得体积膨胀而引起水箱破裂；在水泥砂浆中加入食 盐、亚硝酸钠或氯化钙，冬天可照样施工而不凝结。 C 冷却剂：用盐和冰的混合物可以获得低温以作冷却剂。 食盐-冰 （30g NaCl + 100g H2O(s)） -22℃ CaCl2-冰（42.5g CaCl2 + 100g H2O(s)） -55℃ D 低熔合金的制备：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。 E 摩尔质量的测定：凝固点下降的规律来测定非电解质的摩尔质量。
3.1溶液的通性
图3.3 溶液渗透压示意图
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（0.16 mol· 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
解：查Kf（水）= 1.86
2.76 92 △T f K f bB 1.86 1000 200 1.86 0.15 0.279 K
Tf 273.000 0.279 272.721K
答：该溶液的凝固点为272.721K。
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
渗透压——阻止渗透进行所 施加的最小外压,用П表示。
入浓溶液的现象（单向扩散）
渗透压表达式： π
渗透膜， 浓度差
ΠV nRT或 n Π RT cRT V
以Π表示渗透压(Pa），c表示浓度 (mol.m-3)，T表示热力学温度(K)，n表示 溶质的物质的量(mol)，V表示溶液的体 积（m3)，
* A
* ( p*表示p溶剂） A
在一定温度下， 难挥发的非电解质的稀溶液的 蒸气压下降值与溶液中溶质的摩尔分数成正比。
拉乌尔定律（Raoult’s law）
例题 298K时，pH2O=3167.73Pa,在100g水中溶解3.3g尿素，求p 溶液=？ （尿素CO(NH2)2的分子量为60） 解：
沸点和凝固点测定的应用
测定分子的相对分子质量
以凝固点下降应用较多。因为kfp＞kbp，ΔTfp ＞ΔTbp，所以
实验误差较小，且凝固时有结晶析出，易于观察。
第三章-溶液的通性
反渗透(reverse osmosis):如果在溶液上方施加 的压力大于渗透压，则溶液中的溶剂分子会通过 半透膜进入纯溶剂中，这个过程叫反渗透。 反渗透的原理多用于海水淡化、污水处理及溶液浓 缩等方面。
渗透压与反渗透技术
p 透 膜 溶剂 p h 渗 透 溶剂 溶液 溶剂 溶液 溶液 p’>p+π 反 渗 透 溶剂 半 p p h 溶液 加 压 π p
π = 0.366kPa
ΔTbp=kbpmB ≈ kbpcB ={0.52×1.50×10-4}K =7.80×10-5K ΔTfp=kfpmB ≈ kfpcB= {1.86×1.50×10-4}K=2.79×10-4K 结论： ΔTbp、 ΔTfp的数值很小，测量较困难。所以 测量具有较大分子量的物质时，常采用渗透压法。
= 0.150 mol ⋅ m = 1.50× 10 mol ⋅ dm
-3
−4
-3
wB 1.00g MG = = Vc B 100 × 10 − 3 dm 3 × 1.50 × 10 − 4 mol ⋅ dm − 3
= 6.66 × 10 4 g ⋅ mol −1
⑵ 与溶液的沸点升高和凝固点降低值比较。
1. 乙醚 2. 正己烷 3. 乙醇 4. 苯 5. 水
物质的蒸气压—— 温度关系图
几点说明：
蒸气压的影响因素： 1.与温度有关，同一物质温度不同，蒸气压不同； 2.与物质本性有关，相同温度下不同物质具有不同的蒸气压； 3.液体的蒸气压大小与容器的形状、液面积大小无关。 一般说来，在一定温度下，蒸气压大的物质称为易挥发性的 物质；把蒸气压小的物质称难挥发性的物质。 本章讨论难挥发性非电解质稀溶液通性的定量计算。
Example
将血红素1.00g溶于适量水中，配成100cm3的溶液，此溶液 的渗透压为0.366kPa(20℃)。求：⑴血红素的相对分子质量； ⑵与溶液的沸点升高和凝固点降低值比较。
第三章 水溶液化学
1 溶液的蒸气压下降
拉乌尔定律： 在一定温度下,难挥发的非电解质稀溶液中溶剂的蒸气 压下降( p)与溶质的摩尔分数成正比。 nB p = n pA = pA xB nB——溶质B的物质的量； xB——溶质B的摩尔分数； pA——纯溶剂的蒸气压。 p = pAxA p——溶液的蒸气压； xA——溶剂A的摩尔分 数；
1 溶液的蒸气压下降
蒸气压的变化规律 ①蒸气压是温度的函数，对于一种纯液体， 在不同的温度下有不同的蒸气压。 变化规律: 液体的蒸气压力随温度的增高而增 大，随温度的降低而下降。 ②同样温度下，液体的种类不同蒸气压的大 小不同，同样条件下易挥发液体的蒸气压大， 难挥发液体的蒸气压小。 ③固体也有蒸气压，其变化规律与液体相同。 例如，冰、碘、樟脑等固体都有较高的蒸气压。
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、密度、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。
3.1.1 非电解质稀溶液的通性
3.1.2 电解质溶液的通性
电解质溶液，或者浓度较大的溶液也与非电解质稀溶 液一样具有溶液蒸气压下降、沸点上升、凝固点下降和渗 透压等性质。
稀溶液定律所表达的一些依数性与溶液浓度的定量关系不 适用浓溶液和电解质溶液。 浓溶液：溶质的微粒较多，溶质微粒之间的相互影响以及溶 质微粒与溶剂分子之间的相互影响大大加强。 电解质溶液：电解质的解离（电离）。 思考：相同浓度的电解质溶液的蒸气压与非电解质比如何变化？ 答：其蒸气压下降，沸点上升和凝固点下降，以及溶液渗透 压的数值变化均比同浓度的非电解质大。
3.1 溶液的通性
非挥发性溶质溶液的沸点、凝固点与水的比较
物质
纯水
Tb / ℃
100.00
Tf / ℃
0.00
0.5mol· kg -1糖水
0.5mol· kg -1尿素水溶液
100.27
100.24
-0.93
-0.94
纯液体和它的蒸气处 于平衡状态时，蒸气具有 的压力叫做该温度下液体 的饱和蒸气压。
蒸发 = 凝聚 饱和蒸气压 pA
过去食物防止腐败，需要杀死微生物： 盐渍、糖浸、加热
☻反渗透 若外加 在溶液上的压力大 于渗透压，生成纯 溶剂，就是反渗透。
反渗透广泛用于海水淡化、工业废水
的处理及溶液的浓缩等，关键在于耐 高压半透膜的制备。
反渗透需要施加巨大的力，消耗很多
能量。
耶鲁大学现在已经发展一种反渗透的
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降低，小于冰的蒸气 压,就使冰迅速熔化而大量吸热,使周围物 质的温度降低。
食盐-冰 （30g NaCl + 100g H2O(s)） -22℃ CaCl2-冰（42.5g CaCl2 + 100g H2O(s)）-55℃
4. 渗透压
Π
范特霍夫公式：
ΠV=nBRT
或
Π=cBRT
与理想气体方程无本质联系。 ：渗透压；V：溶液体积； R：气体常数； n： 溶质物质的量； c：体积摩尔浓度； T： 温度； R = 8.314 J · mol-1 · K-1
渗透是溶剂移向其浓度高的地方。
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溶液或5%的葡萄糖溶液，这 两种溶液与红细胞和血浆都是等渗溶液（即渗透 压相等）。 如果输液的浓度太小，水就向细胞中转移，使细 胞中的体积增大，直至破裂。
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§ 3－ 1
溶液的通性
四、溶液依数性的应用 1、解释现象： （5）冬季在积雪或结冰的路上撒盐，达到路面除雪的 目的，因溶液的凝固点降低，冰雪溶解。 （6） 食盐和冰的混合物是常用的制冷剂，可达-10℃， 用冰与氯化钙的混合液作制冷剂。可达-50℃。 由于凝固点下降， （7）物质因含有杂质而熔点比纯组分要低，例如：氯 化钡的熔点为963℃，氯化钠的熔点为801℃，而 77.5%的氯化钡和22.5%的氯化钠的混合盐的熔点 则下降到630℃。——由于凝固点下降，
二、非电解质稀溶液的通性——依数性
4、溶液的渗透压： П = c ·RT≈bB· RT
绝对温度T=273+t(K), 温度t(℃); 渗透压П(kPa)
气体摩尔常数 R=8.314kPa· L· mol-1· K-1
≈8.314kPa·kg·mol-1· K-1 物质的量浓度cB (mol· L-1)，质量摩尔浓度bB(mol· kg-
m RT 101 103 g 8.314 298 3 M 5 . 76 10 g / m ol 3 V 4.34kPa 10.0 10 L
nB xB n A n B 101 103 101 103 5.76 103 3.16 105 10.0 3 18 5.76 10
量浓度，简称摩尔浓度或浓度。
因 MaB = a MB 则
1 naB nB a
c aB
1 cB a
即 M 、 n、 c 都已基本单元是aB或B有关。
§ 3－ 1 一、溶液浓度的表示方法
溶液的通性
2. 质量摩尔浓度bB ，常用单位: mol· kg-1
1kg溶剂A中所含溶质B的物质的量（nB），称为
bB Tf Kf 3.15 1.69mol/ kg 1.86
nB bB mA 1.69 100 103 0.169mol
所以mB M B nB 92g mol 0.169mol 15g
1
四、溶液依数性的应用
例4：101mg胰岛素溶于10cm3水中，该溶液在25℃时 的渗透压为4.34kPa，求（1）胰岛素的摩尔质量； （2）溶液蒸汽压下降（已知在25℃时，水的饱和蒸 汽压为3.17kPa）。 m V nRT RT 解：（1） M
§ 3－ 1
溶液的通性
例1 判断及选择题（补充） （7）葡萄糖与蔗糖的混合水溶液(总的质量摩尔浓 度为bB) 的沸点与质量摩尔浓度为bB的尿素水 溶液的沸点不同。 (× )
所以
2.53 0.81 2.53 x
x=、为了防止水箱结冰，可加入甘油以降低其凝固点 ，如需使凝固点降低到-3.15℃，在100g水中应加入甘 油多少g（已知甘油的分子量为92，水的℃· kg/mol）
解： T f 0 (3.15) 3.15 ℃
《普通化学》
第三章 水溶液化学
主讲：梅崇珍
§3—1 溶液的通性
§ 3－ 1
溶液的通性
一、溶液浓度的表示方法 物质(B)的量nB ( 单位：mol )
物质(B)的摩尔质量MB ( 单位：kg· mol-1或g· mol-1 )
物质(B)的质量为mB( 单位：g )
mB 则： nB MB
例如: M(H2SO4) = 0.098kg· mol-1=98g· mol-1；
1 M( H 2SO4 ) = 0.049kg mol -1 = 49g mol -1 2
当选择不同基本单元时，有 MaB = a MB
1 naB nB a
§ 3－ 1 一、溶液浓度的表示方法
溶液的通性
1. 物质的量浓度cB ，常用单位: mol· L-1 1升溶液中所含溶质B的物质的量，称为物质的
2、溶液的凝固点下降：tf=Kf ·bB 拉乌尔定律推论一
3、溶液的沸点上升： tb=Kb ·bB 拉乌尔定律推论二 4、溶液的渗透压：П= c·RT≈bB· RT R=8.314kPa· L· mol-1· K-1
1、蒸气压下降——拉乌尔定律
法国物理学家拉乌尔在1887年根据大量实验结果总结出 在溶剂A中加入非挥发性溶质B形成二组分稀溶液， 则溶剂A的蒸气压会下降。这是造成凝固点下降、沸 点升高和渗透压的根本原因。蒸气压会下降量：
质量摩尔浓度bB(mol· kg-1), 只与溶液中溶质粒子数
(nB)有关，而与溶质本性无关。
1),
所以溶液的渗透压 只与溶液中溶质粒子数(nB)
有关,而与溶质本性无关。
三、电解质溶液的通性 电解质溶液的依数性： ⊿p′，⊿tf ′，⊿tb′，П′
根据非电解质的依数性⊿p 、⊿tf 、⊿tb 、П进行修正
tfo是指纯溶剂的凝固点， tf是指溶液中溶剂的凝固
tf是指凝固点降低值，单位：℃或K
凝固点降低常数Kf (℃· kg· mol-1或K· kg· mol-1)与溶 剂 性质有关，可查表得。水的Kf =1.86℃· kg· mol-1
质量摩尔浓度bB(mol· kg-1), 只与溶液中溶质粒子数
§ 3－ 1
溶液的通性
四、溶液依数性的应用 1、解释现象： （11）炒冬瓜、调黄瓜，一撒盐就有很多水流出。 （12）人体在正常情况下，血液和细胞液的渗透压大小 相近，血液平均渗透压约为 780kPa, 发烧时，由于 体内水分大量蒸发，血液浓度增加，其渗透压加大 ，若 此时不及时补充水分，细胞中的水分就会因为 渗透压低而向血液渗透，于是就会造成细胞脱水， 给生命带来危险，所以人体发高烧时，需要及时喝 水或静脉注射与细胞液等渗透压的0.9%的NaCl生理 盐水 或5.0%葡萄糖溶液——等渗液来补充水分。
§ 3－ 1
溶液的通性
四、溶液依数性的应用 例1 ：293.15K时水的蒸气压是2.4kPa，将114g 蔗糖
溶于1000g水中，溶液的蒸气压降低了0.015kPa。
* * * * 求蔗糖的分子量。 p pA p pA pA xA pA xB
蔗糖的分子式C12H22O11，理论分子量342.3，因要将 蒸气压测准很难，故多用其它依数性求分子量M。
(nB)有关，而与溶质本性无关。 所以凝固点降低值⊿tf ,只与溶液中溶质粒子数(nB)
二、非电解质稀溶液的通性——依数性 3、沸点升高——拉乌尔定律推论二 tb=tb-tbo=Kb· bB (℃) 或 Tb=Tb-Tbo=Kb· bB , T=273+t (K)
tbo是指纯溶剂的沸点， tb是指溶液的沸点, tb是指
沸点升高值，单位：℃或K
沸点升高常数Kb (℃· kg· mol-1或K· kg· mol-1)与溶剂
性质有关，可查表得。水的Kb =0.512℃· kg· mol-1
质量摩尔浓度bB(mol· kg-1), 只与溶液中溶质粒子数
(nB)有关，而与溶质本性无关。
所以沸点升高值⊿tb ,只与溶液中溶质粒子数(nB)
（ 2）
所以 P PA* xB 3.17 3.16105 1.0 104 kPa
§ 3－ 1
溶液的通性
例1 判断及选择题（补充）
（1）难挥发非电解质溶液在不断沸腾时，溶液的
沸点是恒定的。（×） （因不断沸腾时bB变化） （2）难挥发非电解质稀溶液的依数性不仅与溶液 浓度成正比而且与溶质的种类有关。（×）
⊿p′= i· ⊿p；⊿tf′= i· ⊿ t f；
⊿tb′ = i· ⊿tb；П′= i·П
i＞1且i 随电解质本性及浓度的不同而不同 因为表观浓度即活度α=γ· c ，与真实浓度c不同， 所以i 不等于强电解质粒子增加的倍数， 如: Na2SO4溶液 i≠3， i＜3
NaCl溶液 i≠2 ， i＜2
溶质B的质量摩尔浓度.
nB bB mA
mB wB mB mA
3 、质量分数WB（或百分数，无单位） mB为溶质B的质量 ，
mA为溶剂A的质量
§ 3－ 1
溶液的通性
二、非电解质稀溶液的通性——依数性
非电解质稀溶液性质只与溶液中溶质粒子数(nB)有关，
而与溶质本性无关，包括溶液蒸气压降低、沸点上升、 凝固点下降和具有渗透压，且溶液越稀，其依数性的 规律性越强。依数性如下： 1、溶液的蒸气压降低： p=p*· xB 拉乌尔定律
有关,而与溶质本性无关。
二、非电解质稀溶液的通性——依数性
4、具有渗透压
如图所示，在半透膜左边放 纯溶剂，右边放溶液。只有 溶剂水能透过半透膜。所以 溶剂有自左向右渗透的倾向， 为了阻止溶剂渗透，需在右 边施加额外压力，这个额外 施加的压力就定义为渗透压
。
所以，渗透压也是溶剂向溶 液或低浓度向高浓度渗透的 压力。
§ 3－ 1 四、溶液依数性的应用
溶液的通性
例2、溶解0.324g的S与4.00g的C6H6中，使C6H6的沸点
上升了0.81℃，问此溶液中的硫分子由几个原子组成？
解：设此溶液中的硫分子由x个S原子组成，则其摩尔 质量为32x g/mol。 tb=tb-tbo=Kb· bB 查表知C6H6的Kb为2.53℃kg/mol 0.324 nB 2.53 32 x bB m ol/ kg 3 mA 4 10 x
§ 3－ 1
溶液的通性
四、溶液依数性的应用 1、解释现象： （1） 冬天吃的火锅温度高。——溶液的沸点升高 （2）冬天汽车水箱中加乙二醇作防冻剂，海水较河水 难结冰。——溶液的凝固点降低 （3） 植物的防寒（凝固点降低）抗旱（蒸气压降低） 能力——温度变化时，变冷或变热，植物体都会 强烈产生可溶性碳水化合物，体液浓度增加，凝 固点降低，蒸气压降低。 （4）某些固体物质在空气中易吸收水分而潮解，常用 作干燥剂，如氯化钙、五氧化二磷等。 是和溶液 蒸气压下降有关。
§ 3－ 1