大学化学第四章1

1.溶液的沸点是指溶液刚开始沸腾时的温度。 2.纯溶剂的沸点恒定,溶液的沸点不恒定。
3.溶剂的沸点升高常数Kb只与溶剂的本性有 关，其值可通过实验确定。
三、溶液的凝固点降低
纯液体的凝固点
凝固点(freezing point)是物质的固、液两相蒸 汽压相等时的温度。
纯水的凝固点（273K）又称为冰点，即在此 温度水和冰的蒸汽压相等。
表1 不同温度下水的蒸汽压
T/K 273 278 283 293 303 313 323 p/kPa 0.610 6 0.871 9 1.227 9 2.338 5 4.242 3 7.375 4 12.333 6 T/K 333 343 353 363 373 423 p/kPa 19.918 3 35.157 4 47.342 6 70.100 1 101.324 7 476.026 2
=CB RT
П：稀溶液的渗透压(osmotic pressure)；
n：非电解质的物质的量
V：溶液的总体积； T：绝对温度
R： 8.314 J·K-1mol-1
或者: Π=CRT
C, 摩尔浓度
渗透压的测量：
通过测定溶液的渗透压力，可以计算溶 质的摩尔质量。
mB RT MB = ΠV
对于稀溶液来说c = bB
对于稀溶液，溶剂物质的量nA 远远大于溶质物质的量 nB ，即nA nB∴
xB nB /(nB nA ) nB / nA
设溶液的浓度以1000g溶剂(水)中含的溶质物质的量 nB为单位, 则溶液的质量摩尔浓度为 b = nB(mol ∙ kg-1) ∵ nA = 1000/18 = 55.5 mol ∴ xB = nB / nA = b /55.5
4.3分配定律和萃取分离
•4.3.1分配定律
表示某溶质在两个互不相溶的溶剂中溶解量之间 的关系。 1、内容：在一定的温度与压力下，某物质在互不相 溶的两相中达到溶解平衡时，该物质在两相中浓度 的比值是一个常数。 2、分配系数：
•4.3.2萃取分离
萃取的含义：利用物质在互不相溶的两种溶剂中的 溶解度的不同，即利用分配定律来实现的分离及纯 化操作称为液液萃取（常称萃取）。
浸取：若用溶剂将固体物质萃取分离。 萃取的计算方法 萃取时采用少量多次方法进行。
多次萃取
若A相为体积为V（L）的溶液，含有某溶质m0（g), 用互不相溶的萃取溶剂B相，每次V’（L）来萃取该溶质，
进行一次萃取后，求A相中残留的溶质为m1(g)。
m1=mo · KV KV+V’ • 经过n次萃取后， mn=m0 · KV )n ( KV+V’
凝结(condensation)
气相 → 液相
液相 → 气相
• 当凝聚的速率和蒸发的速率达到相等时， 液体和它的蒸汽就处于平衡状态，此时蒸 汽所具有的压力即为该温度下液体的饱和 蒸汽压，简称为蒸汽压。
1.蒸汽压与液体的本性有关，在一定温度下 纯净物质具有一定的蒸汽压，不同的物质有不同 的蒸汽压。 2.蒸汽压与温度有关。温度升高，蒸汽压增大。(见 课本） 3.固体也具有一定的蒸汽压 ，温度升高，固体 的蒸汽压增大。 4.无论是固体还是液体，蒸汽压大的称为易挥发 性物质，蒸汽压小的称为难挥发性物质。
p p b / 55.5
* A
p k P b
结论： 难挥发性的非电解质稀溶液，蒸气压下降
数值只取决于溶剂的本性(K)及溶液的质量摩尔浓 度b.
二、溶液的沸点升高
液体的沸点
液体的沸点(boiling point)是液体的蒸汽压等 于外界压强时的温度。
液体的正常沸点(normal boiling point)是指外 压为101.3KPa时的沸点。 注意：液体的沸点必须指明外压。没有专门注 明压力条件的沸点通常都是指正常沸点。 液体的沸点随着外界压力的改变而改变。 P外↑沸点↑ ?
4-4
非电解质稀溶液的依数性
液体溶液：电解质---非电解质溶液； 稀溶液---浓溶液
依数性：溶液的某些性质仅取决于所含溶质的浓度， 而与溶质自身性质无关，溶液的这种性质为依数性。
•4.4.1非电解质稀溶液的通性
一.溶液的蒸气压下降 蒸汽压(vapor pressure)： 蒸发(evaporation)
b(NaCl) = (2) V(溶液) =
2.50 0.0428( mol ) 58.44
c (NaCl) =
(3) n(H2O) = x (NaCl) =
0.0428 0.0860 mol kg 1 ) ( 3 497.5 10 497.5 2.50 499( mL ) 0.449( L) 1.002 0.0428 0.0858 mol L1 ) ( 0.499 497.5 27.6( mol ) 18.02 0.0428 1.55 10 2 27 .60 0.0428

（1）必须有半透膜存在; （2）半透膜两侧相同体积的液体中水分 子数目不相等。
渗透压：为维持被半透膜隔开的溶液和纯溶剂之间 的渗透平衡而需要的额外压力。
渗透压力与浓度、温度的关系 1886 年，荷兰理论化学家 Van’t Hoff 归纳出非电解质稀溶液渗透压力与浓度、
温度之间的关系。
V nRT
xA+xB=1
2、质量摩尔浓度（bB）：用每千克质量溶剂中所 含溶质的物质的量表示的溶液浓度称为质量摩尔 浓度。
nB bB m
m为溶剂的质量，单位：kg。
所以质量摩尔浓度的单位是mol• kg-1。
温度对此浓度大小无影响。
3、物质的量浓度（c）：用一升溶液中所含某溶质 的物质的量表示的溶液浓度称为该溶质的物质的量 浓度。
上式的意义：难挥发非电解质稀溶液的凝固点
降低与溶液的质量摩尔浓度成正比。
4.溶液的渗透压与反渗透技术
半透膜：只能允许溶剂的分子通过，而不能允许 溶质的分子通过的膜。
渗透：是溶剂通过半透膜进入溶液的单方向扩散 过程。
渗透现象
Π
纯 溶 剂
半透膜
溶 液
纯 溶 剂
半透膜
溶 液
纯 溶 剂
溶 液
半透膜
产生渗透现象的条件：
结论： 溶液的蒸气压比纯溶剂低，溶液浓度越大，
蒸气压下降越多。
蒸汽压下降原因：
纯溶剂
溶液
溶剂+溶质=溶液，溶剂表面多少被溶质微粒
占据，从而使单位时间内从溶液中蒸发出来
的溶剂分子比纯溶剂少，使纯溶液蒸发速率
下降，但不影响凝结成液体的速率，其结果
是系统在较低的浓度和压力下重建平衡，蒸
汽压下降。
拉乌尔定律： (1887年，法国物理学家) 在一定温度下，难挥发非电解质稀溶液的蒸气压等于 纯溶剂的蒸气压乘以溶剂的摩尔分数
此浓度表示的溶液浓度与温度有关。 物质的量的浓度的单位是 mol• L-1。 4、各种浓度的相互换算：
例1 将2.50g NaCl溶于497.5g 水中配制成溶液，此 溶液的密度为1.002g•L-1，求溶液的质量摩尔浓度(b)、 物质的量浓度(c)和物质的量分数(x)。 解:
(1) n(NaCl) =
B、如果溶质是电解质，则不仅由于溶质分子电离 产生复更多粒子，增大了对溶液通性的影响，而且 不同电解其电离的粒子数不同，对溶液的通性的影 响也不同。
其强电解质影响较大；分子中含离子较多的电 解质影响较大。
例4-2： 已知20º C时水的蒸气压为2333Pa，将17.1g某易溶难挥发 非电解质溶于100g水中，溶液的蒸气压为2312Pa，试计 算该物质摩尔质量。 解：设该物质的摩尔质量为M， 则溶质的质量摩尔浓度为：
因此由Raoult定律，可以得到溶液的沸点上 升也只与溶液中所含溶质的颗粒数有关，而于溶 质的本性无关。
它们之间的定量关系为：
△Tb=Tb－ Tb0 = Kb·B b
式中， △Tb为溶液的沸点升高，Tb为溶液的 沸点， Tb0为纯溶剂沸点， Kb为溶剂的沸点升高 非电解质的 稀溶液的沸点升高与溶液的质量摩尔浓度成正 比。溶液浓度越大，其蒸汽压下降越多，则沸 点升高值越大。
溶液的凝固点降低
溶液的凝固点是指刚有溶剂固体析出时的温度。 注意：溶液的凝固,开始析出的是溶剂的固体(不 含溶质，水为溶剂时析出的是冰)。
和沸点升高一样，对于难挥发性的非电解质溶 液，凝固点降低亦正比于溶液的质量摩尔浓度，而 与溶质的本性无关。
△Tf=Tf0- Tf= Kf·B b
式中△Tf 为溶液的凝固点降低值， Tf0为溶剂 的凝固点， Tf 为溶液的凝固点，Kf 为溶剂的凝固 点降低常数，它只与溶剂本性有关。
4-2 溶解度及相似相溶原理 4.2.1溶解度
1、定义 在一定的温度和压力下，一定量饱和溶 液中溶质的含量称为溶解度。 2、表示方法
①习惯上用100克溶剂中所能溶解溶质的最大克数来 表示溶解度。 ②也可用溶解后溶液的浓度来表示。
4.2.2气体、液体和固体在液体中的溶解 1、气体在液体中的溶解
①亨利定律：在中等压力下，气体在液体中的溶解 度与液体上方气相中该气体的分压成正比。 ②影响因素：与气体和溶剂的本性有关外，还与温 度和压力有关。 气体在液体中的溶解过程为放热过程。
π= bB RT
一定温度下，稀溶液的渗透压力的 大小只取决于单位体积溶液中所含溶质 的微粒数，与溶质的本性无关。
——溶液的依数性
反向渗透：在溶液一侧若是施加的外压大 于渗透压力，则溶液中会有更多的溶剂分子通 过半透膜进入溶剂一侧，这种使渗透作用逆向 进行的过程称为反向渗透。
Π P
渗 透
渗透压力
反向渗透
p p xA
* A
p： 溶液的蒸气压； pA* 纯溶剂的蒸气压； xA 溶剂的摩尔分数，设溶质的摩尔分数为xB x A xB 1
p p * (1 xB ) A p * p p * xB A A p p * xB A
Δp: 纯溶剂蒸气压与稀溶液蒸气压之差。
实验测定25C时，水的饱和蒸气压:
p (H2O) = 3167.7 Pa；
30 C p (H2O) = 4247.4 Pa 0.5 mol · -1 糖水的蒸气压则为: kg p (H2O) = 3135.7 Pa； 1.0 mol · -1 糖水的蒸气压为: kg p (H2O) = 3107.7 Pa。
溶液的沸点升高
实验表明，难挥发非电解质溶液的沸点总是高 于纯溶剂的沸点。这一现象称为溶液的沸点升高 (boiling point elevation) 溶液的沸点升高(△Tb) =溶液的沸点(Tb) －纯溶剂的沸点(Tb0)
即:
△Tb=Tb－ Tb0
难挥发性非电解质稀溶液的沸点升高的原因 是溶液的蒸汽压低于纯溶剂的蒸汽压。
2、固体和液体在液体中的溶解
一般固体溶于水多为吸热过程，所以升高温 度，固体的溶解度增大。
4.2.3相似相溶原理
1、相似是指溶质与溶剂在结构上相似； 2、相溶是指溶质与溶剂彼此互溶。 对于结构相似的一类固体溶质，其熔点愈低， 则其分子间作用力愈小，也就愈接近于液体，因此 在液体中的溶解度也愈大。 见课本表格
第四章 溶液及溶液中的离子平衡 4.1 溶液及其浓度表示方法
4.1.1溶液概述 1、溶液：由溶质和溶剂组成的均一的混合物。 ①溶剂：溶解时状态不变的组分。溶液中含量较 多的部分。
②溶质：溶解时状态改变的组分。溶液中含量较少 的部分。
溶质和溶剂是两个相对的概念。两种物质组成 同一溶液时，溶质和溶剂可互换。
依此可实现溶液的浓缩、海水的淡化和污水处理。
稀溶液定律：难挥发的非电解质溶液的性质（溶液 的蒸气压下降、沸点上升、凝固点下降和溶液渗透 压）与一定量溶剂中所溶解溶质的物质的量成正比。
适用范围：难挥发非电解质的稀溶液。
若不符合上述条件，则稀溶液的通性将有所改变。
②其他溶液：
A、如果溶质不是难挥发的，则不同的溶质产生不同 的蒸气压，但对溶液的凝固点下降通常可不考虑溶质 的挥发性。
2、溶液的共同特性：
①均匀性；②无沉淀；③组分均以分子或离子状 态存在。 溶质溶于溶剂的过程既不完全是化学过程也 不单纯是物理过程，而是一个复杂的物理化学过程。 3、溶液的种类： ①气态溶液；②固态溶液；③液态溶液.
4.1.2溶液浓度的表示方法
1、摩尔分数（x）：用溶质物质的量占全部溶液物质的 量的分数表示的溶液浓度称为摩尔分数。