华中科技大学物理化学ch4PPT课件
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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）。
8
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。
一般说来物质溶解于某一液体中时，往 往有热效应，即产生吸热现象或放热现 象，故物质的溶解度往往与温度有关：
11
1）气体溶于水多为放热，故温度升高时，气 体的溶解度将减小；
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-温度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。
12
注意：
溶液中的所谓溶质和溶剂也是相对的。 习惯上： 气体或固体溶于液体中时，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。
13
本章着重讨论非电解质溶ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ的溶液 ( 非电解质溶液 )。
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。
1887年，拉乌尔（Raoult）总结了这方 面的规律，得到拉乌尔定律。
24
一、拉乌尔定律表述
定温下稀溶液中溶剂的饱和蒸气压PA 正 比于溶剂在溶液中的摩尔分数 xA；
其比例系数即为该温度下纯溶剂 A 的饱 和蒸气压 PA*：
9
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。
10
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 的方法还是用实验方法来测定。
温度与溶解度：
PA= PA* xA （稀溶液）
上式适用于单溶质或多溶质稀溶液。
25
对于单溶质（i =1）溶液(两组分溶液)， 上式可写为：
PA = PA* xA = PA* (1 x1) = PA* PA* x1
这些浓度表示法都是可以相互换算的。
20
例：在足够稀的溶液中：
ni nnA W i W W A
xin n i n n A i n n A i//W W A A1/m M iAM Am i
(稀溶液) …① 式中： MA为溶剂的摩尔质量（kg /mol）。
21
ci n V i W n/i W ni W n A i m i
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。
6
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，现在还没有理论来定量地预 测。
但在定性方面可有一些规律可循，如：
7
1）物质的结构和性质相近者，多半能 互溶。
2
气态溶体（混合气体） 液态溶体（溶液） 固态溶体（固溶体）
3
气态溶体：
即气体混合物，一般地不同的气体能以任 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，气体混合物行为可适用 理想气体定律，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。
4
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 的形成方式有三种：
气体溶解在液体中：气-液溶体 固体溶解在液体中：固-液溶体 液体溶解在液体中：液-液溶体
5
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， 现在已认识到了溶液中各物质分子之间 的化学相互作用对溶液性质的影响；
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，下册 “电解质溶液” 一章有讨 论。
14
§4.2 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 质的一个基本问题。
一般常用的溶液组成表示法有以下几种：
五、摩尔分数
组分 i 的摩尔分数：xi（无量纲），组分 i 的摩尔数与溶液总摩尔数之比 ：
xi
ni ni ni n
19
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）； 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） 则在分析化学中较常用。
(稀溶液) …② 式中：为溶液的密度（ kg / m3 ） 。
22
xi MAmi …① ci mi …②
由 ① ②：
ci MA xi
…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 xi、mi 表示浓度。
23
§4.3 拉乌尔（Raoult）定律
mi
ni (mol) WA(kg)
（下标 “A” 表示溶剂）
17
三、体积摩尔浓度
组分 i 的体积摩尔浓度：ci（mol / dm 3， 或 mol / m 3），组分 i 的摩尔数与溶液 的体积之比：
ci
ni(mo)l V(dm3,或m3)
18
四、当量浓度
组分 i 的当量浓度：Ni（N），每升溶液含 组分 i 的当量数（在分析化学中常用）。
第四章 溶 液
§4.1 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 (按聚集状态) 分类有 三类：
1
整体概述
概述一
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概述二
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概述三
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15
一、重量百分数：
组分 i 的重量百分数： Wi ； 组分 i 的质量分数：Wi（溶质质量与
溶液总质量之比）。 重量浓度百分数：
数值上等于每 100g 溶液中所含溶质 的克数（无量纲）。
16
二、质量（重量）摩尔浓度
组分 i 的质量摩尔浓度：m i（mol / kg）， 溶质 i 的摩尔数与溶剂的千克数之比：
液体。（相似相溶）。
8
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。
一般说来物质溶解于某一液体中时，往 往有热效应，即产生吸热现象或放热现 象，故物质的溶解度往往与温度有关：
11
1）气体溶于水多为放热，故温度升高时，气 体的溶解度将减小；
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-温度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。
12
注意：
溶液中的所谓溶质和溶剂也是相对的。 习惯上： 气体或固体溶于液体中时，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。
13
本章着重讨论非电解质溶ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ的溶液 ( 非电解质溶液 )。
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。
1887年，拉乌尔（Raoult）总结了这方 面的规律，得到拉乌尔定律。
24
一、拉乌尔定律表述
定温下稀溶液中溶剂的饱和蒸气压PA 正 比于溶剂在溶液中的摩尔分数 xA；
其比例系数即为该温度下纯溶剂 A 的饱 和蒸气压 PA*：
9
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。
10
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 的方法还是用实验方法来测定。
温度与溶解度：
PA= PA* xA （稀溶液）
上式适用于单溶质或多溶质稀溶液。
25
对于单溶质（i =1）溶液(两组分溶液)， 上式可写为：
PA = PA* xA = PA* (1 x1) = PA* PA* x1
这些浓度表示法都是可以相互换算的。
20
例：在足够稀的溶液中：
ni nnA W i W W A
xin n i n n A i n n A i//W W A A1/m M iAM Am i
(稀溶液) …① 式中： MA为溶剂的摩尔质量（kg /mol）。
21
ci n V i W n/i W ni W n A i m i
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。
6
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，现在还没有理论来定量地预 测。
但在定性方面可有一些规律可循，如：
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1）物质的结构和性质相近者，多半能 互溶。
2
气态溶体（混合气体） 液态溶体（溶液） 固态溶体（固溶体）
3
气态溶体：
即气体混合物，一般地不同的气体能以任 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，气体混合物行为可适用 理想气体定律，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。
4
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 的形成方式有三种：
气体溶解在液体中：气-液溶体 固体溶解在液体中：固-液溶体 液体溶解在液体中：液-液溶体
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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， 现在已认识到了溶液中各物质分子之间 的化学相互作用对溶液性质的影响；
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，下册 “电解质溶液” 一章有讨 论。
14
§4.2 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 质的一个基本问题。
一般常用的溶液组成表示法有以下几种：
五、摩尔分数
组分 i 的摩尔分数：xi（无量纲），组分 i 的摩尔数与溶液总摩尔数之比 ：
xi
ni ni ni n
19
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）； 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） 则在分析化学中较常用。
(稀溶液) …② 式中：为溶液的密度（ kg / m3 ） 。
22
xi MAmi …① ci mi …②
由 ① ②：
ci MA xi
…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 xi、mi 表示浓度。
23
§4.3 拉乌尔（Raoult）定律
mi
ni (mol) WA(kg)
（下标 “A” 表示溶剂）
17
三、体积摩尔浓度
组分 i 的体积摩尔浓度：ci（mol / dm 3， 或 mol / m 3），组分 i 的摩尔数与溶液 的体积之比：
ci
ni(mo)l V(dm3,或m3)
18
四、当量浓度
组分 i 的当量浓度：Ni（N），每升溶液含 组分 i 的当量数（在分析化学中常用）。
第四章 溶 液
§4.1 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 (按聚集状态) 分类有 三类：
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整体概述
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一、重量百分数：
组分 i 的重量百分数： Wi ； 组分 i 的质量分数：Wi（溶质质量与
溶液总质量之比）。 重量浓度百分数：
数值上等于每 100g 溶液中所含溶质 的克数（无量纲）。
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二、质量（重量）摩尔浓度
组分 i 的质量摩尔浓度：m i（mol / kg）， 溶质 i 的摩尔数与溶剂的千克数之比：