第二章：溶液

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101.3kPa 蒸 气 压 冰的蒸气压 曲线 (KPa)
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纯水的蒸气压曲线 0.61 水溶液的蒸气压曲线
∆T f
Tf
273
△Tb
373
Tb
温度
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溶液沸点升高和凝固点下降曲线
二、凝固点降低
凝固点： 液体和它的固相平衡共存时的温度称为该液体的凝固点。 液体和它的固相平衡共存时的温度称为该液体的凝固点。
蒸 气 分 子 液相
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不同温度下水 的蒸气压曲线 温度升高， 温度升高，水的蒸气压 也升高。 也升高。
273K 水 0.610KPa 373K 101KPa
610.5
蒸气压 Pa
101000
温度 k
273 373
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实 验：
钟罩
糖水
纯水
经过一段时间
糖水
纯水
配成溶液，测量其∆P 或
特别要注意的是:指每kg溶剂中含溶质的物质的量
二、物质的量浓度： 物质的量浓度： 浓度
CB
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=
nB V
SI单位：mol.L-1
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第一节:溶液浓度表示法
三、摩 尔 分 数
x
i
=
n n
i 总
∑
xi = 1
SI 单 位：1
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ห้องสมุดไป่ตู้
[例1-1]10%氯化钠的密度p=1.07gcm –3 (283k)，该溶液的 1]10%氯化钠的密度 氯化钠的密度p=1.07g (283k)， 浓度是多少？ 物质的量 浓度是多少？ 解： CNaCl=溶质的 物质的量/溶液的体积 物质的量/ =10g/58.5g =10g/58.5gmol –/100g/1.07gcm–3× /100g/1.07g 1000cm3dm –3 =1.83mol =1.83moldm –3 [例1-2]欲配制1.0moldm –3 的硫酸溶液0.50dm3，需取 2]欲配制 欲配制1.0mol 的硫酸溶液0.50dm p=1.84g p=1.84gcm –3 ，98%的浓硫酸多少立方厘米？ 98%的浓硫酸多少立方厘米 的浓硫酸多少立方厘米？ 设需取用浓硫酸xcm 解：设需取用浓硫酸xcm3. 因为稀释前后溶液中的溶质含量不变 1.0mol 98g 固有 0.50dm3×1.0moldm –3 ×98gmol –1 =x×1.84gcm –3 ×98% =x×1.84g 解得 x=27.2cm3
同样： ∆ T f
= K
f
bB
Kf——溶剂的凝固点降低常数，可查表2-2(P21)
如水： 1.86°C · kg · mol-1 苯： 5.10°C · kg · mol-1
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如NaCl：低共熔温度为-21.2°C NaCl：低共熔温度为-21.2° 低共熔混合物组成：100g水中溶30g NaCl可以作冷却剂
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1.溶解3.24克硫于40克苯中，苯的沸点升高0.81K， 1.溶解 溶解3.24克硫于 克苯中 苯的沸点升高0.81K， 克硫于40克苯中， 已知苯的K =2.53， 已知苯的Kb =2.53，问硫在此溶液中的分子是由几 个硫原子组成的？ 个硫原子组成的？
解：设“硫分子”的摩尔质量为M g·mol-1
放热 吸热 <100ml 100ml >100ml 100ml 蓝色
特殊的物理 化学过程
溶质 溶液
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通常状态发生变化(B) B) 溶解前后状态相同(A) 溶解前后状态相同(A) 通常含量大的
4
溶剂
第一节:溶液浓度表示法
一、质量摩尔浓度: 质量摩尔浓度:
bB =
nB mA
SI单位：mol.kg-1
又如乙二醇水溶液，由于Tf降低，可作汽车冷却 水（冬天不结冰）。
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[例1] 溶解0.115克奎宁于1.36克樟脑中 溶解0.115克奎宁于 克奎宁于1.36克樟脑中 为442.6k 计算奎宁摩尔质量
测得其凝固点
解 设奎宁摩尔质量为M 设奎宁摩尔质量为M 樟脑凝固点为452.8k 樟脑凝固点为452.8k kf=39.70 =45208－ △Tf=45208－442.6=10.2 (k) 1000克樟脑中溶解奎宁质量为 在1000克樟脑中溶解奎宁质量为 0.115/1.36× 0.115/1.36×1000=84.56 (g) 该溶液质量摩尔浓度 m=84.56/M 根据 △Tf = Kf · m M=39.7× M=39.7×84.56/10.2≈329 (g·mol –1) (g· 得
液面 上升
液面 下降
17
实验证明： 实验证明：
在相同的温度下， 在相同的温度下，当把不挥发的非电解质溶入 溶剂形成溶液后，稀溶液的蒸气压比溶剂的低， 溶剂形成溶液后，稀溶液的蒸气压比溶剂的低， 这一现象称为溶液的蒸气压下降 蒸气压下降。 这一现象称为溶液的蒸气压下降。
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纯溶剂
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三、渗透与反向渗透
用半透膜使两种不同浓度的溶液（或一种为溶剂） 隔开，产生渗透现象。
π = cR T
R：8.314 kPa ⋅L ⋅mol-1 ⋅K-1 c： mol-1 ⋅K-1 π：kPa
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πV = nRT
T：绝对温度
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由于渗透现象，使高达百米的参天大树，能吸到根 部的水，得以存活。
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纯水的蒸气压曲线 0.61 水溶液的蒸气压曲线
∆T f
Tf
273
△Tb
373
Tb
温度
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溶液沸点升高和凝固点下降曲线
二、凝固点降低
溶剂凝固点 液相与固相具有相同蒸汽压而能平衡共存时温度 例 273K 101.3kPa 水 610.5 Pa
≒
冰 610.5 Pa
溶液凝固点降低 在101.3kPa下将273K的冰加入至273K水溶液中时 101.3kPa下 273K的冰加入至 的冰加入至273K水溶液中时 水溶液 ≒ 冰 600 Pa 610.5 Pa 由于冰蒸汽压大于水溶液蒸汽压 冰将会融化
拉乌尔定律（Raoult）
x质＋x剂＝1 代入上式得到：
∆ = p x质 p
在一定的温度下， 在一定的温度下，难挥发非电解质稀溶液的蒸气压 的下降值，近似地与溶质的摩尔分数成正比， 的下降值，近似地与溶质的摩尔分数成正比，而与 溶质的本性无关。 溶质的本性无关。
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二、沸点升高
硫在苯溶液中的摩尔质量是253 g·mol-1，因硫的 原子量是32.06,因此硫分子是由8个硫原子组成的。
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三、渗透现象
分子热运动图
热运动轨迹 溶质分子 溶质
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半透膜
只允许小分子物质通过而不允许大分子物质通过的多孔性 薄膜
半透膜原理图 半透膜原理图
沸点：液体的蒸气压等于外界压力时的温度， 称为该液体的沸点。
由于溶液的蒸气压比纯溶剂的蒸气压低，所以要使 蒸气压＝p外＝101.325kPa，必须溶液所需的温度（即 沸点）高于纯溶剂的沸点 . 近似公式： 近似公式：
∆ Tb = K b b
B
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101.3kPa 蒸 气 压 冰的蒸气压 曲线 (KPa)
溶液
拉乌尔定律（Raoult）
1887年法国的物理学家拉乌尔（ Raoult F.M）根据实验总结 出一条规律： “在一定的温度下，稀溶液的蒸气压等于纯溶剂的蒸气压与溶 在一定的温度下， 在一定的温度下 剂摩尔分数的乘积。 剂摩尔分数的乘积。”
P溶液 ＝
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p
x剂
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p ——纯溶剂的蒸汽压 X剂——溶剂的物质的量分数
P <π
P
P >π
P
淡水
盐 水
淡水
盐水
(a)
正常渗透系统
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(b)
反渗透系统
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渗透、反渗透：海水淡化，污水处理（浓缩） 渗透、反渗透：海水淡化，污水处理（浓缩）
四、测定相对分子质量（分子量）
∆ P = P x质
∆Tb = K b m
∆T f = K f m
称取一定量未知分子量
π = cRT
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第二节:其他溶液浓度表示法
国家标准 １ 质量分数和体积分数 溶质与溶液质量之比用符号ω 质量分数 溶质与溶液质量之比用符号ω表示 ω= m溶质/m溶液 m溶质/m溶液 （ g/g ) 溶质(液态) 体积分数 溶质(液态)与溶液体积之比 B = VB / V总 V总 （ml / ml ) 在药典中常见 ２ 比例浓度 溶质的质量(固体)或体积(液体)与溶液的质量( 溶质的质量(固体)或体积(液体)与溶液的质量(固 体)或体积(液体)的比例 或体积(液体) 1:x (g/g) （ml/ml）（ g /ml） ml/ml）（ /ml） 表示方法
制 主
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作 讲
人：衷 友 泉 人：程 林
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第二章： 第二章：溶 液
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2
溶液：由两种或多种组分所组成的物理、 溶液：由两种或多种组分所组成的物理、 化学性质均匀.稳定的分散体系。 化学性质均匀.稳定的分散体系。 均匀 的分散体系
(本章重点讨论液体溶液)
溶液 分散体系 胶体 粗分散体系
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H2O(g) H2O(l)
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蒸气压本质
水蒸气分子
水的蒸气压是由 于水中一部分能 量较高的水气分 子逸出水面， 子逸出水面，并 作热运动撞击容 器壁所产生的 压力” “压力”
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水蒸发动态 平衡过程 过程图 平衡过程图 气相
动态平衡 当温度恒定 时，水中的 水蒸气分子 的蒸发与凝 聚的的速度 达到动态平 衡，此时的 蒸汽压也是 恒定的。 恒定的。
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乙醇(C 溶于50.0gCCl4所配成溶液的密度为 把30.3g乙醇 2H5OH)溶于 乙醇 溶于 1.28g/cm3。计算：(1)乙醇的质量百分数；(2)乙醇的物质的量 计算： 乙醇的质量百分数 乙醇的质量百分数； 乙醇的物质的量 分数； 乙醇的质量摩尔浓度 乙醇的质量摩尔浓度； 乙醇的物质的量浓度 分数；(3)乙醇的质量摩尔浓度；(4)乙醇的物质的量浓度 （mol·L－1）。 解：(1)w(C2H5OH)=30.3/(30.3 + 50.0) = 0.377 = 37.7% (2) n(C2H5OH) = 30.3/46 = 0.6587 ； n(CCl4) = 50.0/154 = 0.3247 ∴ x C2H5OH = 0.6587/(0.6587+ 0.3247) = 0.670 (3) bC2H5OH = 0.6587/0.05 =13.2 (mol·kg－1) (4) n(C2H5OH) = 0.6587, V溶液 = W/ρ = (30.3 +50.0)/1.28 = 62.73 (mL) c(C2H5OH) =n(C2H5OH) / V溶液 =0.6587/62.73 =0.01050mol·mL－1 =10.50mol·L－1
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第三节： 第三节：难挥发非电解质稀溶液的依数性 (Colligative properties)
非电解质——不发生离解 稀溶液
依数性——只与溶质数量有关而与其种类无关的性质 只与溶质数量有关而与其种类无关的性质
一、蒸气压降低（p）
蒸气压，也叫饱和蒸气压 在密闭容器中，恒温条件下，某物质的液 体和其气体处于平衡（饱和）时，该气体 的压力——（饱和）蒸气压。
液面 上升
液面 下降
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实 验：
钟罩
糖水
纯水
经过一段时间
糖水
纯水
液面 上升
液面 下降
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实 验：
钟罩
糖水
纯水
经过一段时间
糖水
纯水
液面 上升
液面 下降
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实 验：
钟罩
糖水
纯水
经过一段时间
糖水
纯水
证明：
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p纯水 > p糖水
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r <10-9 10-9<r<10-7 r>10-7
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溶液形成过程种总伴随着能量变化、 溶液形成过程种总伴随着能量变化、体积变化或颜色变化等
如：
H2SO4溶于水 NH4NO3溶于水 50mlC2H5OH＋50mlH2O 50mlHAc＋50mlH2O 白色的无水CuSO4溶于水
多孔性薄膜 大分子 小分子
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三、渗透现象
H 纯水 溶液 半透膜 只允许一些物质通过， 只允许一些物质通过，不允许另一些物质通过 水柱H产生的压力＝渗透压π 水柱H产生的压力＝渗透压π
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从蒸气压大的向蒸气压小的方向渗透。 H2O从蒸气压大的向蒸气压小的方向渗透。