药学类无机化学
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B cB M B
例:1L NaHCO3 注射液中含50g NaHCO3,计算该
注射液的质量浓度和物质的量浓度。
解: mB 50g , V 1L mB 50g 1 B 50g L V 1L 又 M B 84g m ol1 , B cB M B 50g L 1 cB 0.60m ol L 1 M B 84g m ol
Ⅱ 物质的量浓度:CB
定义:溶质B的物质的量除以溶液的体积, 用CB表示: 即: CB =nB / V
国际单位(SI): (mol/ m3)
常用单位:(mol/ dm3)或(mol/ L)
例1:怎样由浓HCl (12mol/L)配制0.10L,2.0 mol/L的盐酸溶液? (解题的关键是溶液内溶质的物质的量(mol)
n H 2O 0.49 XH 2 O 0.0540.49 0.90 nNaCl nH 2 O
3.173 0.054 58.5
V 体积分数:B
在与混合气体相同温度和压强的条件下, 混合气体中组分 B 单独占有的体积与混合气 体总体积之比,叫组分B的体积分数,用
B
表示:
B= V B/ V 总
100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 273
溶解度 g/100g水
硝酸钾 硫酸钠 氯化钠 硫酸铈
293
313 T(K)
333
353
KNO3 : T↑ S↑ Ce(SO4)3 : T↑ S↓ NaCl : T对S影响不大 Na2SO4 : 305.4K 以 下 为 Na2SO4 · 10H2O 的 S 曲 线 T↑ S↑ 305.4K 以 上 为 无 水 Na2SO4 的 S 曲 线 T↑ S↓。
=0.2mol/12mol/L=0.017L
结论:取12mol/L浓盐酸
稀释到0.10L
0.017L 加水
例 2 : 10.00mLNaCl 饱和溶液重 12.003g, 将其 蒸干后得NaCl 3.173g,试计算该溶液的物质 的量浓度为多少? 解:3.173gNaCl : nB=3.173/(23+35.5) =3.173/58.5 =0.0542mol ∴该NaCl饱和溶液的 CB=nB/V =0.0542mol/(10.00X10-3) =0.0542mol/0.010L=5.42mol/L
溶质 蒽 菲 萘 联二苯
mp(K) 491 393 353 342
X溶质 0.008 0.21 0.26 0.39
Ⅲ 气液溶解 同样遵循结构相近、极性相近溶解度 大的原则。具有与气体溶质最为近似分子 间力的溶剂是最佳溶剂。且高沸点的气体 比低沸点的气体在同一溶剂中的溶解度大。 例:HCl气体较稀有气体易溶于水,而且随 着卤素原子序数增大,bp越来越高,卤化 氢在水中的溶解度增大。
Ⅲ
质量分数: wB
溶质的质量与溶液质量之比为该溶
质的质量分数,用wB表示。 即:w
B
=m溶质/m溶液
Ⅳ
摩尔分数: XB
混合物中,物质B的物质的量nB与混合物的总
物质的量之比n总叫物质B的摩尔分数, 用XB表示 。 XB=nB/n总 XA+XB = 1 混合物中各物质的摩尔分数之和为1。 XA=nA/n总
解: B 98%, M B 98g m ol1
cB
1.84g m l B 98% 1.84g m l1
1
MB
98g m ol1
0.0184 m ol m l1 0.0184 m ol 1 18 . 4 m ol L 1 103 L
B也适用于溶液
Ⅵ
质量浓度:ρB
溶质B的质量mB与溶液的体积V之比。
SI单位:kg· m-3 常用单位:g· L-1, mg· L-1,μg· L-1。
问:6种浓度中受温度影响的浓度是?
3.浓度相互换算
(1)质量浓度与物质的量浓度间的换算
mB nB B ,c B V V mB nB mB B cB B cB nB 又 nB mB mB MB MB nB
§2-2 稀溶液的依数性 化合物水溶液能否导电,可区分非电解 质溶液和电解质溶液。 人们发现非电解质稀溶液的某些性质: 如蒸气压下降,沸点升高,凝固点降低和渗透 压,这些性质变化主要取决于溶质粒子数目的 多少,而与溶质本性无关,这一性质叫非电解 质稀溶液的依数性。而对于电解质溶液或非电 解质浓溶液,则变化规律有所不同。
溶质和溶剂在结构和极性上相似,因而分子间
的作用力的类型和大小相近,所以彼此互溶。
Ⅰ 液—液互溶
甲醇、乙醇各有一羟基(-OH),与H2O结构相
近,因此彼此互溶。
小分子醇~水,水~水,醇~醇分子间作用力 大致相等 ∴彼此互溶。
Ⅱ 固—液溶解
固体在液体中的溶解度也遵循结构极性相近互 溶的原理: 非极性或弱极性的固体易溶于弱极性或非极性 溶剂中,而难溶于极性溶剂(如水中)。
例如:一些离子型盐类在水中的溶解度大。
另外:固体的mp对其在液态溶剂中的溶解
度也有影响:
例298K时,I2~CCl4Fra Baidu bibliotek
Br2~CCl4
X(I2 )=0.011(摩尔分数) X(Br2 )无限溶于CCl4中。 预言:在同一溶剂中,低熔点的固体将比具有 类似结构的高熔点固体易溶解。
表:一些固体有机物在苯中的溶解度(298K) X溶质在饱和溶液中的摩尔分数。
因此,溶液既不是溶质和溶剂的 机械混合物,也不是两者的化合物。 严格的讲,溶解过程是一个物理化学 过程。
2.溶液浓度的表示方法: 把单位体积溶液中含溶质少量的溶
液叫稀溶液,反之叫浓溶液。溶液浓度
可以有很多种表示方法,以下介绍几种
表示方法。
Ⅰ 质量摩尔浓度:bB
溶液中溶质B的物质的量除以溶剂的质量称 为溶质B的质量摩尔浓度。用符号bB表示。 bB = nB /mA 国际单位(SI) :mol/㎏
例: 12.003gNaCl 水溶液蒸干后,得 NaCl 3.173g ,试计 算该NaCl溶液中NaCl和水的摩尔分数?
n NaCl XNaCl nNaCl nH 2 O
nNaCl
3.173 58 .5 3.173 12 .003 3.173 58 .5 18
0.1
3.173 nH 2 O 12.003 0.49 18
1.什么是溶液:
⑴定义:一种物质以分子、原子或离子状态 分散到另一种物质中所构成的均匀而又稳定 的体系叫溶液。 例如:白糖→水.糖水溶液, 食盐→水.盐水溶液; 酒精、汽油做溶剂,可溶解有机物构成 非水溶液。(溶液中,质量少的物质叫溶质, 质量多的物质叫溶剂。)
⑵溶液的分类 按组成溶液的溶质和溶剂分为三类: ①液态溶液: ⅰ 气态溶于液态:HCl气体溶于水, 将液态物质定为溶剂。 ⅱ 固态溶于液态:NaCl溶于水, 将液态物质定为溶剂。 ⅲ 液态溶于液态:乙醇溶于水, 将含量多的物质定为溶剂。
②气态溶液:所有的气态混合物均为气态溶液
例:空气
③固态溶液:各金属合金,H2 溶解在Pd中等形成
固态溶液。
溶液与化合物不同: ⅰ溶液中溶质和溶剂相对含量可以在一定范围内变动。 ⅱ溶质与溶剂形成溶液的过程中表现出化学反应的某些 特征:NaOH溶于水,放热;NH4NO3 溶于水,吸热酒 精溶于水,体积变小;苯与醋酸混合,体积变大。
若 323K 制饱和溶液,冷至 293K 时,无晶体析出,
即形成过饱和溶液。但若向此溶液中加入很少几粒
NaAc晶体,立即析出大量沉淀。
b 气体溶于液体 气体溶于液体是放热的。 ∴ T↑ S↓
Ⅱ 压强的影响—亨利Henry定律 固体、液体的溶解度受压力影响不大, 因为它们本身难压缩,而气体的溶解度受压 强的影响较大,见下表:
B
1
(2)质量分数与质量浓度间的换算
mB mB B , B m V m B V B m B B V m 又 V B B
例:已知10%NaCl溶液的密度为1.074g· ml-1,计 算该溶液的质量浓度。
解: B 10%, 1.074g m l1 又 B B B 10% 1.074g m l 0.1074g m l
第一章 主要内容:
1.溶液的浓度 2.稀溶液的依数性
溶液
3.电解质在水中的存在状态
§2-1 溶液 溶液在我们日常生活中并不陌生,比如:啤 酒、白酒、牛奶等都是溶液。溶液在化学中非常 重要。因为绝大多数化学反应都需在溶液中进行。 那么,究竟什么是溶液?本章重点解决溶液的哪 些问题? 本章将解决:1.溶液的定义及分类 2.溶液浓度的表示 3.溶解度原理 4.非电解质稀溶液的依数性
25.3 ×105 50.7×105 101.3×105 202.6×105
亨利定律Henry:在中等压强时,气体的 溶解度与溶液上面气相中,该气体的分压 成正比。 Ci :i种气体在溶液内的浓度 即: Ci = K Pi K : 亨利常数 Pi :第i 种气体在溶液上面的分 压 实例:打开瓶的啤酒、汽水,CO2气泡迅速逸 出液面,形成泡沫,当 CO2 散去后,饮料“淡 而 无味”了。
P增大,气体溶解度增大,一般压强增加
1倍,溶解度也近似的增加1倍
气体溶解度与压强的关系
压强Pa CO2的溶解度 mol/L 80.1×105 106.5×105 120.0×105 160.1×105 200.1×105 0.386 0.477 0.544 0.707 0.887
压强Pa
CO2的溶解度 mol/L 0.0155 0.0301 0.061 0.100
B 2 V2 V1 B1
75% 1000m l V1 789.5m l 95%
5.溶解度原理
(1)相似相溶原理
限于理论水平的发展,至今我们尚无法预言气
体、液体、固体在液体中的溶解度。我们只能按相
似相溶原理来估计不同的溶质在水中的相对溶解度。
所以“相似相溶”原理的意思是:
1 1
0.1074g 1 107.4 g L 3 110 L
(3)质量分数与物质的量浓度间的换算
B cB M B , B B cB M B B
B cB MB
例:计算98%的浓硫酸(密度=1.84g/ml) 的物质的量浓度。
4.溶液的稀释
浓溶液稀释成稀溶液时:
溶质的质量mB保持不变
B1 V1 B2 V2
cB1 V1 cB 2 V2
B1 V1 B 2 V2
溶质的物质的量nB保持不变 溶质的体积VB保持不变
例:配制1000ml 75%的医用酒精,需要95%的乙 醇多少毫升?
解: 已 知 B1 95%, B 2 75%,V2 1000m l 又 B1 V1 B 2 V2
(2)影响溶解度的因素 Ⅰ 温度对溶解度的影响
a 固体、液体溶于液体
溶解过程是一个吸热过程,则升高T,S增大。
溶解过程是一个放热过程,则升高T,S降低。
当溶解过程中,水合热较大时,有可能使溶解
变成一个放热过程,升高温度溶解度降低。
温度对溶解度的影响可从溶解度曲线看出:以 溶解度为纵坐标,以温度K为横坐标所得的曲线:
利用不同温度下溶解度S不同,可以提纯 某些物质,这种方法叫重结晶。有几种方法? 有时溶质在溶剂中可以形成过饱和溶液,
通常高温下溶解,形成饱和溶液,随温度降低
时并未析出晶体,形成过饱和溶液。(主要是 无晶种,难以形成晶型沉淀)
例:100g水,323K时,溶解度:83g NaAc,而298K时,溶 解度:46g。
不随稀释而改变 . 即 2.0mol/L 盐酸中 HCl 的 物质的量应等于所取浓HCl的物质的量) ∴ nHCl=0.10L×2.0 mol/L=0.2 mol 稀 HCl 中所含物质的量应等于所取浓 HCl 的物 质的量)
∴ 设取浓HCl体积为V 则:根据:CB=nB (mol)/V(L)
∴V=nB(mol)/CB(mol/L)