普通化学

溶剂 温度/K p*/kpa
H2O 298 3.17 H2O 293 2.33 C6H6 299 13.3
Makg/mol 0.018 0.018 0.078
K(kPa·kg/mol) 0.057 0.042 1.04
4
Example 16 已知20 ℃时水的饱和蒸汽压为2.33 kPa. 将
Solution
3、 基本量
1）物质的量：表示组成物质的基本单元数目的多
少的物理量。
单位：摩尔（mol）
摩尔定义：物系所含的基本单元数与0.012kgC12的
原子数目相等(6.023×1023阿伏加德罗常数NA)，该数 量则为1mol。
2）基本单元：系统中组成物质的基本组分， 可以是分子、离子、电子等及其这些粒子的 特定组合。如O2、½(H2SO4)、（H2+ ½O2）
2
SO4
)
=
n(
1 2
H
2
SO4
)
•
2M
(
1 2
H
2
SO4
)
4、溶液组成量度的表示方法
溶液的浓度是指一定量的溶液中所含溶质的量或一定量 溶剂中所含溶质的量。
A表示溶剂，用B表示溶质。
■ 物质量的浓度 CB (mol ·L-1或mol · dm-3) ■ 质量摩尔浓度 bB (mol ·kg-1) ■ 摩尔分数 x ( 无单位 )
【例】：在100ml水中溶解17.1g蔗糖(C12H22O11), 溶液的密度为1.0638g/ml，求蔗糖的物质的量浓 度，质量摩尔浓度，物质的量分数。 解：(1)M蔗糖＝342(g/mol) n蔗糖=17.1/342=0.05(mol)
V = (100+17.1)/1.0638 = 110.0 (ml)=0.11(L) （1） c(蔗糖) = 0.05/0.11 = 0.454 (mol/L)
b2
=
3.00g 60.0g ⋅ mol −1
×
1000gH 2O 100gH 2O
=
0.500mol ⋅ kg−1
两种溶液中水的摩尔分数相同：
xH2 0
=
55.5 55.5 + 0.5
=
0.991
所以，两种溶液的蒸汽压均为：p=2.33 kPa×0.991=2.31 kPa
只要溶液的质量摩尔浓度相同，其蒸汽压也相同.
a)分子或离子分散体系--真溶液（单相体系）：
0.1~1 nm (< 10-9 m), 分子/离子分散体系，例如NaCl 水溶液等。是一种稳定的体系。
b)胶体分散体系：
1~100 nm (10 -9~10-7 m), 胶粒分散体系，例如天然水 中的杂质、蛋清等。外观与溶液相似，但透光可观察到 “丁泽尔效应”。能保持相对的稳定。
M (HCl )
=
1ຫໍສະໝຸດ Baidu2M(
HCl )
=
1
M (2HCl )
2
2
M(H
2
SO4
)
=
2M(
1 2
H
2
SO4
)
【例】1molH3PO4与3mol(1/3 H3PO4 )的基本单 元和基本单元数是否相同？质量是否也相同？
摩尔质量比是多少？
基本单元分别是：H3PO4, 1/3H3PO4
3n(
H
3
PO4
)
=
n(
= 17.9 mol n(1/2H2SO4) = 1.84×1000×0.956/49.04
= 35.9 mol c(H2SO4)= 17.9/1 = 17.9 mol/L
c(1/2 H2SO4) = 35.9/1 = 35.9 mol/L
2) 质量摩尔浓度
定义：指1 kg 溶剂中所含溶质的物质的量，符
b B = 111 / 36 .5 = 3 .04 mol / kg
(3) nB
=
10 36 .5
=
0 .27 mol
nA
=
90 18
= 5 .0 mol
xB
=
0 .27 5 .27
= 0 .051
4
第三节 非电解质稀溶液的依数性
（colligative properties dilute nonelectroiyte solution） 各种溶液各有其特性，但有几种性质是一般稀溶液所共
＜1 nm
小分子、离子或 原子
不稳定
很稳定
稳定
最稳定
主要性质 实例
多相
单相
多相
均相
普通显微镜可 见
不能透过滤纸
泥浆
超显微镜可见
能透过滤纸 不能透 过半透膜 血液 Fe(OH)3溶胶
电子显微镜也不 可见
能透过半透膜
糖水、常见溶液
第二章: 分散系
第二节 溶液
溶液：定义？
广义地说，两种或两种以上的物质均匀混合
第二章
分散系
重点：1、分散系的概念； 2、溶液的组成量度及计算； 3、稀溶液的通性； 4、溶胶的性质及胶团结构； 5、溶胶的聚沉。
第二章: 分散系
第一节 分散体系
1、什么是“分散体系”？
一种（几种）物质 的 细小粒子 分散于 另一种物质中
分散质 (大小有别)
分散剂（分散介质）
被分散
起分散作用
2、三种常见的分散体系
17.1g蔗糖（C12H22O11）与3.00g尿素 [CO(NH2)2]分 别溶于100g 水. 计算形成溶液的蒸汽压.
两种溶质的摩尔质量是M1=342 g/mol和M2=60.0 g/mol
则
b1
=
17.1g 342g ⋅ mol −1
×
1000gH 2O 100gH 2O
=
0.500mol ⋅ kg−1
定义：某组分的物质的量与溶液的总物质的量
之比称为物质的量分数，符号Ｘ。
∑ xB = nB ni i
两组分 溶液
xB
=
nB nA + nB
nB：溶质的物质的量 nA：溶剂的物质的量
xA
=
nA nA + nB
3
【例】：将10克NaOH溶于90克水中，求此溶 液的物质的量分数。
解： n（NaOH） =10/40 = 0.25 (mol) n（H2O） = 90/18 = 5(mol) X(NaOH) = 0.25 /(0.25+5) = 0.048
质量分数w
1) 物质的量浓度
定义：一升溶液中所含溶质的物质的量称为 物质的量浓度，用符号CB表示，单位是mol·L-1
CB
=
nB V
= mB MB •V
【例】：已知浓硫酸的密度ρ为1.84g/ml， 其质量分数为95.6%，一升浓硫酸中含有的 n(H2SO4)、n(1/2H2SO4)、c(H2SO4)、c(1/2 H2SO4)各为多少？ 解： n(H2SO4) = 1.84×1000×0.956/98.08
c)粗分散体系：
100 nm (> 10-7 m), 例如：泥浆水(悬浊液）、牛奶、 豆浆等。肉眼或在显微镜下可观察到微粒，静置易沉淀， 是一种不稳定的体系。
分散系类型 粗分散系 胶体分散系
分子分散系
颗粒大小
＞100 nm
分散质存在形 分子的大聚集
式
体
100～1 nm
高分子溶液 溶 胶 大分子 小分子的 聚集体
5、几种溶液组成标度之间的关系
（1）物质的量浓度CB与质量分数ωB
• 若已知B的质量分数ωB的溶液密度为ρ(g/ml)，
则该溶液的物质的量浓度与质量分数的关系为：
CB
=
ωB
× ρ ×1000 MB
（2）物质的量浓度CB与质量摩尔浓度bB 若已知溶液的密度ρ和溶液质量m，则有： 若两组分系统，且B组分含量较少，则溶液质量m 近似等于溶剂质量mA，则有：
1 3
H
3
PO4
)
M
(
H
3
PO4
)
=
3M
(
1 3
H
3
PO4
)
2
【例】已知M(KMnO4 )=158.04g/mol, 求 M（1/5KMnO4）是多少？
【例】已知M(H2SO4)=98g/mol,求147gH2SO4中 n(1/2H2SO4)=？n(H2SO4) =？
m
=
n( H
2
SO4
)
•
M
(
H
实验： 在液体中加入任何一种难挥发的物质时，液体的蒸汽压便下 降，在同一温度下，纯溶剂蒸汽压与溶液蒸汽压之差，称为溶液 的蒸汽压下降（Δp）.
解释： 同一温度下，由于溶质的加入，使溶液中单位体积溶剂蒸发 的分子数目降低，逸出液面的溶剂分子数目相应减小, 因此在较 低的蒸汽压下建立平衡，即溶液的蒸汽压比溶剂的蒸汽压低.
100.27
-0.93
0.5mol·kg -1尿素水溶液 100.24
-0.94
ρ 20℃ / (g·cm-3) 0.9982 1.0687 1.0012
1
2.3.1 溶液里的蒸汽压下降 （lowering of the vapor pressure of the solvent）
(1) 溶液蒸汽压下降实验
相同质量的H 2 SO4
2n( H
2
SO4
)
=
n(
1 2
H
2
SO4
)
3）摩尔质量（M） 定义：1mol物质所具有的质量，用M表示。 单位：kg·mol-1. 常用单位：g·mol-1
M =m n
原子：M=原子量 分子：M=分子量 离子晶体、原子晶体、金属：M=化学式的式量
★注：相同质量的物质，基本单元不同，物质的量不 同，其摩尔质量也不同。
而且彼此呈现分子（或离子）状态分布者均称为
溶液。
溶
气态溶液(空气)
溶质
液
液态溶液：(酸、碱) 溶剂
固态溶液 (合金)
1
1、溶液的一般概念
■分子分散系 ■单相 ■按聚集状态：气态溶液、液态溶液、固态溶液
2、溶解过程与溶液的形成
溶质均匀分散于溶剂中的过程——溶解 ■分散质：溶质；分散剂：溶剂 ■是个既有化学变化，又有物理变化的复杂过程 ■常伴随：颜色变化，体积变化，能量变化
有的. 这类性质与浓度有关，或者是与溶液中的“粒子数” 有关，而与溶质的性质无关. Ostwald 称其为“依数性” . 这里是非常强调溶液是“难挥发的”，“非电解质的”和“稀的 ”这几个定语的.
溶液的几种性质与水的比较
物质 纯水
Tb / ℃ 100.00
Tf / ℃ 0.00
0.5mol·kg -1糖水
当
nA
>> nB，xB
=
nB nA + nB
≈
nB nA
=
M AbB
即 Δp = pA0 ⋅ xB = p0A M AbB
令
Kp
=
p
0 A
M
A
则
Δp = K pbB
3
Kp =pA0 ·MA △p = Kp bB 拉乌尔定律的另 一种表述。 Kp与溶剂、T有关的常数 ①同一温度，溶剂不同，其Kp不同； ②同一溶剂，温度不同，其Kp也不同; ③同一温度，同一溶剂，其Kp相同。
2
（2）拉乌尔定律（Raoult’s law）
根据实验结果，在一定温度下，稀溶液的蒸汽压等 于纯溶剂的蒸汽压乘以溶剂在溶液中的摩尔分数，即
p
=
pA0
⋅
xA ,
其中x A
=
nA nA + nB
由于 xA + xB = 1
所以 p = pA0（1 − xB） 或 Δp = pA0 − p = pA0 xB
（2） b(蔗糖) = 0.05/0.1 = 0.5 (mol/kg)
（3） n水 ＝ 100/18.02 = 5.55 (mol) X(蔗糖) = 0.05/(0.05+5.55) = 0.0089
4） 质量分数
定义：溶液中某一组分B的质量与溶液总质量之比。 其数学表达式为:
ωB
=
mB m
× 100%
5
蒸气压下降引起的直接后果之一
2.3.2 沸点升高 实验证明：难挥发物质溶液的沸点总是高于纯 溶剂的沸点。
当溶液的蒸汽压下降，要使其沸腾，即蒸汽压达到外 界压力，就必须使其温度继续升高 ΔTb ，达到新的沸点， 才能沸腾. 这叫稀溶液的沸点升高. 溶液越浓，其 Δp 越 大，ΔTb 越大，即ΔTb ∝ Δp，则
CB ≅ bB
【例】10%HCl溶液的密度为1.047g/ml,求 此盐酸溶液的（1）物质的量浓度；（2） 质量摩尔浓度；（3）摩尔分数。
解：（
1） C B
=
ω B ρ × 1000 MB
= 2 .9 mol • L − 1
( 2 ) 1000 g 水中含 HCl 质量 x ,
1000 : x = 90 : 10 ⇒ x = 111 ( g )
= mB × 100% mA + mB
• 式中, ωB为溶质的质量分数，单位为1；mB为溶质的质
量，SI单位为μg、mg、kg等；m为溶液的质量，SI单位 为kg；
• 稀溶液中，通常用每kg溶液中所含溶质的mg数表示，单 位为mg·kg-1，表示痕量组分的浓度时，采用每kg溶液中 所含溶质的μg表示，单位为μg·kg-1。
号bB ，单位为：mol/kg
bB
=
nB mA
=
nB nAM A
=
mB MBmA
【例】：250克溶液中含有40克NaCl，计算此
溶液的质量摩尔浓度。
解： 水的质量＝250-40 = 210（克） b(NaCl) = [40/(58.5×210)] ×1000 = 3.26 mol/kg
3) 物质的量分数 （摩尔分数）
★注：使用摩尔时须指明基本单元。 如：n(H2SO4)=1mol; n(1/2H2SO4)=2mol
相同质量不同基本单元的物质的量之间： n(H2)=1/2n(1/2H2); n(HCl)=1/2n(1/2HCl)=2n(2HCl)
H2½HSO2S4HO2½S4O4H2½HSO2SH4 2O½SO4 4H2½HSO2S4HO2½S4O4H2½HSO2S4HO2½S4O4H2½HSO2S4HO2½S4O4