【北京大学】《分析化学》第一章-溶液

溶液形成过程总伴随着能量变化、体积变化或颜色变化：
如： H2SO4溶于水 NH4NO3溶于水
放热 吸热
特殊的物理、 化学过程
50mlC2H5OH＋50mlH2O 100ml
50mlHAc＋50mlH2O
100ml
白色的无水CuSO4溶于水 蓝色
北京大学
《分析化学》 为什么溶解过程往往伴随着能量变化、体积改变呢？
解：草酸的摩尔质量：2×1+2×12+4×16=90g/mol
mB
63.0g
90g mol1 126g mol1
45.0g
nB
45.0g 90g mol1
0.500mol
北京大学
《分析化学》
mA 1000cm3 1.02g cm3 45.0g 975g 0.975kg
cB
nB V
0.500mol 1.00L
（四）质 量 浓 度
= ρB
mB V
SI单位：kg ·L-1
药典中常采用这种浓度的表示方法
北京大学
《分析化学》
（五）体积分数
B
VB V
（六）质 量 分 数
B
mB m
北京大学
《分析化学》
【例1-1】将63.0g草酸晶体（H2C2O4·2H2O）溶于水 中，使之成为体积为1.00L,密度为1.02g·cm-3的草酸 溶液，求该溶液的物质的量浓度和质量摩尔浓度。
例如
溶液 胶体
粗分散体系
r<1
CuSO4溶液、生理盐水、
1<r<100 Fe(OH)3溶胶、AgI溶胶、泡 沫
r>100
奶油、泥浆水、烟尘等
另外，按照分散体系所处相态的不同，分散体系还可以分成：
北京大学
《分析化学》
二、分类
溶液可以分为：液态溶液(如糖水、食盐水)、固态溶液(如合 金)、气态溶液(如空气) 。
北京大学
《分析化学》
cB
nB V
1000ml 1.84g ml1 0.980 98g mol1 1.00L
18.4mol L1
98g
bB
nB mA
(100g
98g mol 1 98g) 103 kg g 1
5.00 102 mol kg 1
98g
xH2SO4
nH2SO4
n n H2SO4
第一节： 溶液浓度
定义: 把一种或几种物质分散在另一种物质中就构成分散体系。 其中，被分散的物质称为分散相。
溶液
r<10-9
分散体系 胶体 10-9<r<10-7
粗分散体系 r>10-7
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。（真溶液）
北京大学
《分析化学》
二、分类
分类
半径r/nm
0.500mol L1
bB
nB mA
0.500mol 0.975kg
0.513mol kg 1
北京大学
《分析化学》
【例1-2】将8.0gNaOH溶解在180g水中配成溶
液， 求该溶液中NaOH和H2O的摩尔分数。
nNaOH
8.0g 40g mol1
0.20mol
nH2O
18
180g g mol
北京大学
《分析化学》
提示：气体的溶解度一般用单位体积的溶液中气 体溶解的质量或物质的量表示。
气体溶质的溶解度随温度的升高而减小。如 101kPa、0℃时氢气在水中的溶解度是 2.14ml/100g水，而101kPa 、80℃则是0.88 ml/100g水。
气体在液体中的溶解度随其分压的增大而增大。 如20℃时，氨气的分压为93.2 kPa,100g水中的 溶解度为65.3L,而分压为266 kPa，100g水中的 溶解度,126L。
北京大学
《分析化学》
解：2.50 gNaCl的物质量： nB
2.50 g 58.5g mol 1
0.04274
mol
质量摩尔浓度： bB
nB mA
0.04274 497 .510 3
0.086 mol kg1
V mAB (2.50 497 .5)g 499 ml 0.499 L
d
1.002 g / ml
H2O
98g mol1
98g 98g mol
1
18g
2g mol 1
0.900
xH2O 1 xH2SO4 1 0.900 0.100
北京大学
《分析化学》
例题1-4:将2.50gNaCl溶于497.5g水中配制成溶液,此 溶液的密度为1.002g/ml ,求NaCl溶液的质量摩尔浓 度、物质量浓度、物质的量分数。
从微观层面看，溶解其实包括两个过程： （1）溶质在溶剂中的分散 吸热、体积增大 （2）溶质的“溶剂化”过程 放热、体积减少
整个溶解过程到底是放热还是吸热、体积如何改变 取决于上述两微观过程总体效应。
北京大学
《分析化学》
三、组成 溶质：溶解前后物质状态发生改变。
溶液 溶剂：溶解前后物质状态不发生改变。
溶质：
北京大学
《分析化学》
四： 溶液及其浓度的表示方法
（一）质量摩尔浓度
= bB
nB mA
SI单位：mol·kg-1
特别要注意的是:指每1kg溶剂中含溶质的物质的量.
（二）物质的量浓度
cB =
nB V
SI单位：mol·L-1
北京大学
《分析化学》
（三）摩 尔 分 数
= xi
ni n总
xi 1
SI 单 位：1
CB
nB V
0.04274 0.08565mol L1 0.499
xB
nB nA nB
0.04274 497.5 0.04274
0.0015
18
北京大学
《分析化学》
五、溶解度与相似相溶原理 一、溶解度 1.定义 在一定温度和压力下，一定量饱和溶液 中溶质的含量。 2.表示方法 A.可用饱和溶液的浓度表示溶解度 B.习惯上最常用在一定温度和压力下，溶质在 100g溶剂中达饱和状态时所溶解的质量来表示溶 解度。 如：20℃时硝酸钾的溶解度是31.6g/100gH2O。
1
10mol
xNaOH
nNaOH nNaOH nH2O
0.20mol 0.20mol 10mol
0.020
xH2O 1 xNaOH 1 0.020 0.98
北京大学
《分析化学》
【例1-3】浓硫酸的质量分数为0.980，密度为1.84 g·ml-1，求浓硫酸的①物质的量浓度；②质量摩尔 浓度；③H2SO4和H2O的摩尔分数。
《分析化学》
第一章 溶 液
北京大学ຫໍສະໝຸດ Baidu
《分析化学》
本章教学要求
1.掌握关于溶液的基本概念：分散系、物质的量及其单位、 摩尔质量、溶液的浓度、溶解度与相似相溶原理。 2.理解非电解质稀溶液的依数性； 3.初步掌握溶液依数性在实际工作中的应用； 4.了解渗透压在生物医学上的应用。
北京大学
《分析化学》
一、概述