工程化学课件：第三章水溶液中的化学
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①与溶质本性有关，如酸碱性、导电性、颜色等。 ②与溶质本性无关，只与溶质的数量有关。
依数性：只与溶质粒子的数目有关而与溶质本性无关的 性质称为溶液的依数性，又叫溶液的通性。
包括： 溶液的蒸气压下降 溶液的沸点上升 溶液的凝固点下降 溶液具有渗透压
其中，粒子：溶液中实际存在的分子、离子等。
2020/9/26
Tb- Tb* = △Tb = Kb·b(B) Kb 为沸点上升常数
Tf* - Tf= △Tf = Kf .b(B) Kf 为凝固点降低常数
2020/9/26
例 计算0.100mol·kg-1的NaCl溶液的凝固点。
解 NaCl为AB型电解质，i =2 ΔTf (NaCl) = 2×0.100 mol·kg-1×1.86
在纯溶剂中加入难挥发的物质以后，达平衡时， p溶液总是小于同 T 下的p纯溶剂 ，即溶液的蒸气压下 降。
2020/9/26
蒸汽压下降(△p=p纯－p液)的原因：
2020/9/26
∴p液<p纯剂 ，c液越大，p液越小。 p纯－p液的差值也越大。
拉乌尔定律(Raoult)：在一定的温度下，难挥发 的非电解质稀溶液的蒸气压，等于纯溶剂的蒸气 压乘该溶剂在溶液中的摩尔分数。
计算公式： πV = n(B)RT π = c(B)RT ≈ b(B)RT
（溶液很稀时， c(B) ≈ b(B) ） c(B) 物质的量浓度 R：气体常数 8.314 kPa ·L ·mol-1.K-1 T：热力学温度（绝对温度）
202Байду номын сангаас/9/26
稀溶液依数性的应用：
【例】：为了防止汽车水箱中的水在266 K时凝固，以无
3. 1.1 溶液的蒸气压
蒸发
H2O(l)
H2O(g)
凝聚
气液两相平衡 初始： V蒸发 > V凝聚 平衡： V蒸发 = V凝聚
纯水的蒸气压示意图
2020/9/26
饱和蒸气压：在一定的温度下，当蒸发的速度等于凝聚的 速度，液态水与它的蒸气处于动态平衡，这时的蒸气压称 为水在此温度下的饱和蒸气压，简称蒸气压(P)。
渗透。当v纯水 = v糖水渗透停止。 半透膜两边的水位差所表示的静压就是糖水溶液的渗 透压。
渗透压：在一定的温度下，恰能阻止渗透发生所需
施加的外压力，称为该溶液的渗透压。用符号π表示。
纯水
h 糖水
纯水
糖水
2020/9/26
范特霍夫方程式（Van’t Hoff equation）
实验证明： 1、同一温度下，溶液的渗透压与浓度成正比。 2、相同浓度时，渗透压与热力学温度成正比。
第三章 水溶液中的化学
弱电解质的解离平衡 沉淀-溶解平衡 配位平衡
2020/9/26
溶液的分类:
电解质溶液
（能导电的物质）
强
弱
溶液
物理性质
电
电
解
解
质
质
（不能导电的物质）
溶 液
溶 液
非电解质溶液 溶液的依数性
2020/9/26
教学要求
1. 掌握稀溶液的依数性、酸碱质子理论、酸碱定 义、共轭酸碱对、酸碱的强度；酸碱解离常数及 其应用；弱电解质解离平衡的计算；缓冲溶液的 pH值的计算；缓冲溶液的选择和配制
2020/9/26
p
po
kpa △p 蒸
气
压溶 剂 溶 液
A
101.3kpa
B’
溶 液 的
沸
点
B
上
升
△Tb
示 意
图
温度
Tb* T b
2020/9/26
pº (kPa)
p
纯水A' B'溶液
0.6105 △p
A B
C
△Tf
Tf Tf*(273K)
373K
溶剂的凝固点下降示意图
T
2020/9/26
根据拉乌尔定律，△p与b(B)成正比，而△Tb 、 △Tf与 △p成正比，∴ △Tb 、 △Tf亦应与 b(B)成正比，△p越 大，△Tb 与△Tf也越大 。
2020/9/26
HCl----H+ + Cl-
强电解质（离子型、强极性分子)
HAc----H+ + Ac-
水乙醇（ρ=0.803g/ml）做防冻剂，问每升水须加多少 ml 乙醇？（假设溶液服从拉乌尔定律）
解：已知水的凝固点为273K，Kf =1.86 ∴△Tf=273-266=7(K) ∴△Tf=Kf× b(B)
b(B) =△Tf/Kf=7/1.86=3.76(mol/kg) 即每升水加3.76mol乙醇，已知
p= p*——nA— nA + nB
p ：溶液的蒸气压 p*：纯溶剂的蒸气压 nA ：溶剂的物质的量 nB ：溶质的物质的量
2020/9/26
又因为是稀溶液，
nA >> nB
∴
nA + nB ≈ nA
△p≈ p *——nB nA
而 nA＝ mA/MA
△p＝
p
*
·MA
—n—B ＝K·b(B mA
)
式中，MA ： kg/mol
M乙醇 = 46，ρ=0.803。 ∴应加入乙醇体积为
V=3.76×46/0.803=215.6(ml)
2020/9/26
3.1.4 电解质溶液的通性
一．基本概念：
1、电解质是溶于水中或熔融状态下能导电的化合物， 这些化合物的水溶液称为电解质溶液 2、强电解质指在水溶液中能够全部解离成离子、导电 能力强的电解质 3、弱电解质指在水溶液中部分解离、导电能力弱的电 解质 4、难溶电解质在水溶液中难溶解，但溶于水的那部分能 完全解离，也是强电解质
K·kg·mol –1 =0.372 K
Tf (NaCl) = - 0.372 ℃ 。
2020/9/26
3.1.3 溶液的渗透压力
结论：单位时间内由纯溶剂进入溶液的溶剂分子要比由 溶液进入纯溶剂的多
渗透压产生的两个条件：浓度差、半透膜
2020/9/26
渗透：溶剂分子通过半透膜自动单向扩散的过程称为
mA： kg
2020/9/26
3.1.2 溶液的沸点升高和凝固点降低
一、溶液的沸点与凝固点
沸点：:溶液的蒸气压（p溶液）与外压（p外压）相等时 的温度称为该溶液的沸点。 纯水：p外 = 101.3kPa，t纯水 = 100℃.
凝固点：在一定的外压下，溶液与纯溶剂固体具有相同 的蒸气压时的温度，称为该溶液的凝固点。（固液两相 平衡时的温度）
2. 熟悉熟悉强电解质理论、强电解质溶液表观解 离度和活度、离子强度等概念；酸碱在水溶液中 的质子转移平衡；水的离子积及水溶液pH的表达 ；酸碱溶液的同离子效应和盐效应；
2020/9/26
教学要求
3.了解活度因子及其计算；难溶电解质的同离子效 应和盐效应。
2020/9/26
3.1 水溶液的通性
溶液的性质
依数性：只与溶质粒子的数目有关而与溶质本性无关的 性质称为溶液的依数性，又叫溶液的通性。
包括： 溶液的蒸气压下降 溶液的沸点上升 溶液的凝固点下降 溶液具有渗透压
其中，粒子：溶液中实际存在的分子、离子等。
2020/9/26
Tb- Tb* = △Tb = Kb·b(B) Kb 为沸点上升常数
Tf* - Tf= △Tf = Kf .b(B) Kf 为凝固点降低常数
2020/9/26
例 计算0.100mol·kg-1的NaCl溶液的凝固点。
解 NaCl为AB型电解质，i =2 ΔTf (NaCl) = 2×0.100 mol·kg-1×1.86
在纯溶剂中加入难挥发的物质以后，达平衡时， p溶液总是小于同 T 下的p纯溶剂 ，即溶液的蒸气压下 降。
2020/9/26
蒸汽压下降(△p=p纯－p液)的原因：
2020/9/26
∴p液<p纯剂 ，c液越大，p液越小。 p纯－p液的差值也越大。
拉乌尔定律(Raoult)：在一定的温度下，难挥发 的非电解质稀溶液的蒸气压，等于纯溶剂的蒸气 压乘该溶剂在溶液中的摩尔分数。
计算公式： πV = n(B)RT π = c(B)RT ≈ b(B)RT
（溶液很稀时， c(B) ≈ b(B) ） c(B) 物质的量浓度 R：气体常数 8.314 kPa ·L ·mol-1.K-1 T：热力学温度（绝对温度）
202Байду номын сангаас/9/26
稀溶液依数性的应用：
【例】：为了防止汽车水箱中的水在266 K时凝固，以无
3. 1.1 溶液的蒸气压
蒸发
H2O(l)
H2O(g)
凝聚
气液两相平衡 初始： V蒸发 > V凝聚 平衡： V蒸发 = V凝聚
纯水的蒸气压示意图
2020/9/26
饱和蒸气压：在一定的温度下，当蒸发的速度等于凝聚的 速度，液态水与它的蒸气处于动态平衡，这时的蒸气压称 为水在此温度下的饱和蒸气压，简称蒸气压(P)。
渗透。当v纯水 = v糖水渗透停止。 半透膜两边的水位差所表示的静压就是糖水溶液的渗 透压。
渗透压：在一定的温度下，恰能阻止渗透发生所需
施加的外压力，称为该溶液的渗透压。用符号π表示。
纯水
h 糖水
纯水
糖水
2020/9/26
范特霍夫方程式（Van’t Hoff equation）
实验证明： 1、同一温度下，溶液的渗透压与浓度成正比。 2、相同浓度时，渗透压与热力学温度成正比。
第三章 水溶液中的化学
弱电解质的解离平衡 沉淀-溶解平衡 配位平衡
2020/9/26
溶液的分类:
电解质溶液
（能导电的物质）
强
弱
溶液
物理性质
电
电
解
解
质
质
（不能导电的物质）
溶 液
溶 液
非电解质溶液 溶液的依数性
2020/9/26
教学要求
1. 掌握稀溶液的依数性、酸碱质子理论、酸碱定 义、共轭酸碱对、酸碱的强度；酸碱解离常数及 其应用；弱电解质解离平衡的计算；缓冲溶液的 pH值的计算；缓冲溶液的选择和配制
2020/9/26
p
po
kpa △p 蒸
气
压溶 剂 溶 液
A
101.3kpa
B’
溶 液 的
沸
点
B
上
升
△Tb
示 意
图
温度
Tb* T b
2020/9/26
pº (kPa)
p
纯水A' B'溶液
0.6105 △p
A B
C
△Tf
Tf Tf*(273K)
373K
溶剂的凝固点下降示意图
T
2020/9/26
根据拉乌尔定律，△p与b(B)成正比，而△Tb 、 △Tf与 △p成正比，∴ △Tb 、 △Tf亦应与 b(B)成正比，△p越 大，△Tb 与△Tf也越大 。
2020/9/26
HCl----H+ + Cl-
强电解质（离子型、强极性分子)
HAc----H+ + Ac-
水乙醇（ρ=0.803g/ml）做防冻剂，问每升水须加多少 ml 乙醇？（假设溶液服从拉乌尔定律）
解：已知水的凝固点为273K，Kf =1.86 ∴△Tf=273-266=7(K) ∴△Tf=Kf× b(B)
b(B) =△Tf/Kf=7/1.86=3.76(mol/kg) 即每升水加3.76mol乙醇，已知
p= p*——nA— nA + nB
p ：溶液的蒸气压 p*：纯溶剂的蒸气压 nA ：溶剂的物质的量 nB ：溶质的物质的量
2020/9/26
又因为是稀溶液，
nA >> nB
∴
nA + nB ≈ nA
△p≈ p *——nB nA
而 nA＝ mA/MA
△p＝
p
*
·MA
—n—B ＝K·b(B mA
)
式中，MA ： kg/mol
M乙醇 = 46，ρ=0.803。 ∴应加入乙醇体积为
V=3.76×46/0.803=215.6(ml)
2020/9/26
3.1.4 电解质溶液的通性
一．基本概念：
1、电解质是溶于水中或熔融状态下能导电的化合物， 这些化合物的水溶液称为电解质溶液 2、强电解质指在水溶液中能够全部解离成离子、导电 能力强的电解质 3、弱电解质指在水溶液中部分解离、导电能力弱的电 解质 4、难溶电解质在水溶液中难溶解，但溶于水的那部分能 完全解离，也是强电解质
K·kg·mol –1 =0.372 K
Tf (NaCl) = - 0.372 ℃ 。
2020/9/26
3.1.3 溶液的渗透压力
结论：单位时间内由纯溶剂进入溶液的溶剂分子要比由 溶液进入纯溶剂的多
渗透压产生的两个条件：浓度差、半透膜
2020/9/26
渗透：溶剂分子通过半透膜自动单向扩散的过程称为
mA： kg
2020/9/26
3.1.2 溶液的沸点升高和凝固点降低
一、溶液的沸点与凝固点
沸点：:溶液的蒸气压（p溶液）与外压（p外压）相等时 的温度称为该溶液的沸点。 纯水：p外 = 101.3kPa，t纯水 = 100℃.
凝固点：在一定的外压下，溶液与纯溶剂固体具有相同 的蒸气压时的温度，称为该溶液的凝固点。（固液两相 平衡时的温度）
2. 熟悉熟悉强电解质理论、强电解质溶液表观解 离度和活度、离子强度等概念；酸碱在水溶液中 的质子转移平衡；水的离子积及水溶液pH的表达 ；酸碱溶液的同离子效应和盐效应；
2020/9/26
教学要求
3.了解活度因子及其计算；难溶电解质的同离子效 应和盐效应。
2020/9/26
3.1 水溶液的通性
溶液的性质