水溶液课件.ppt

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1、关于水溶液第1页，此课件共17页哦8-1 溶液的浓度和溶解度溶液的浓度和溶解度 一、溶液的定义一、溶液的定义 一一种种物物质质以以分分子子、原原子子或或离离子子状状态态分分散散于于另另一一种种物物质质中中所所构构成成的均匀而稳定的体系叫做溶液的均匀而稳定的体系叫做溶液。二、组成二、组成 通常将组分多者称为通常将组分多者称为溶剂溶剂，组分少者称为，组分少者称为溶质溶质。三、分类三、分类 气体溶液：空气气体溶液：空气 液体溶液：氨水液体溶液：氨水 固体溶液：合金固体溶液：合金 第2页，此课件共17页哦四、溶解过程四、溶解过程 溶溶解解过过程程是是物物理理-化化学学过过程程，不不是是单单纯纯物物理理

2、过过程程，常常有有能能量量、体体积积、颜色变化。颜色变化。溶解过程包括溶质的离散过程和溶剂化过程。溶解过程包括溶质的离散过程和溶剂化过程。五、五、溶液浓度的表示方法溶液浓度的表示方法 (1)物质的量浓度物质的量浓度(mol/L)(2)质量摩尔浓度质量摩尔浓度(mol/kg)(3)质量分数质量分数 (4)摩尔分数摩尔分数 第3页，此课件共17页哦六、溶解度六、溶解度 习习惯惯上上最最常常用用的的溶溶解解度度表表示示法法是是100g溶溶剂剂中中所所能能溶溶解解的的物物质质的的最最大大克数。影响因素有克数。影响因素有本身的性质、溶剂、温度和压力本身的性质、溶剂、温度和压力。对对固固体体溶溶质质而而言

3、言，温温度度对对溶溶解解度度有有明明显显的的影影响响，压压力力几几乎乎没没有有影响。讨论固体溶质的溶解度时必须标明温度。影响。讨论固体溶质的溶解度时必须标明温度。有有时时，溶溶液液中中固固体体溶溶质质的的量量会会超超过过它它的的溶溶解解度度，这这种种溶溶液液称称为为过过饱和溶液饱和溶液。气气体体的的溶溶解解度度与与气气体体的的分分压压有有关关。讨讨论论气气体体溶溶解解度度时时必必须须注注明明溶溶液的温度和气体的压力。液的温度和气体的压力。亨利定律亨利定律气体的溶解度与气体的分压呈正比。气体的溶解度与气体的分压呈正比。即：即：p=K x（或（或p=Kc、p=Km）(K 为亨利系数为亨利系数)第4

4、页，此课件共17页哦七、相似相溶原理七、相似相溶原理 溶溶质质分分子子与与溶溶剂剂分分子子的的结结构构越越相相似似，分分子子间间作作用用力力大大小小和和类型相近，相互溶解越容易。类型相近，相互溶解越容易。溶溶质质分分子子的的分分子子间间力力与与溶溶剂剂分分子子的的分分子子间间力力越越相相似似，越越易易互互溶溶。这在一定程度上反映在它们的熔沸点是否接近。这在一定程度上反映在它们的熔沸点是否接近。结结构构相相似似的的一一类类固固体体，熔熔点点越越低低，其其分分子子间间作作用用力力越越接接近近于于液液体体，在液体溶在液体溶剂剂中的溶解度也越大。中的溶解度也越大。而而结结构构相相似似的的一一类类气气体

5、体，沸沸点点越越高高，分分子子间间作作用用力力越越接接近近于于液液体，它们在液体中的溶解度也越大。体，它们在液体中的溶解度也越大。水水分分子子间间存存在在氢氢键键，若若溶溶质质分分子子能能与与水水分分子子形形成成氢氢键键，在在水水中溶解度就相对较大，如氨、乙醇、中溶解度就相对较大，如氨、乙醇、HF等。等。第5页，此课件共17页哦8-2 非电解质稀溶液通性非电解质稀溶液通性 物物质质的的溶溶解解是是一一个个物物理理化化学学过过程程，溶溶解解的的结结果果，溶溶质质和和溶溶剂剂的的某某些些性质发生了变化。这些性质变化分为两类：性质发生了变化。这些性质变化分为两类：第一类性质变化决定于溶质的本性，如溶

6、液的颜色，密度第一类性质变化决定于溶质的本性，如溶液的颜色，密度,导电性等。导电性等。第第二二类类性性质质变变化化仅仅与与溶溶质质的的量量有有关关而而与与溶溶质质的的本本性性无无关关，如如非非电电解质溶液的解质溶液的蒸气压下降，沸点上升，凝固点下降和渗透压蒸气压下降，沸点上升，凝固点下降和渗透压等。等。这这些些性性质质变变化化仅仅适适用用于于难难挥挥发发的的非非电电解解质质稀稀溶溶液液，又又称称为为非非电电解解质质稀稀溶溶液液的的依依数数性性(colligative properties of dilute noneletrolyte solutions)。第6页，此课件共17页哦 单单位位时

7、时间间内内由由液液面面蒸蒸发发出出的的分分子子数数和和由由气气相相回回到到液液体体内内的的分分子子数数相相等等时时，气气、液液两两相相处处于于平平衡衡状状态态，这这时时的的蒸蒸气气压压称称为为该该液液体体的的饱饱和和蒸蒸气气压压，简称简称蒸气压蒸气压，纯溶剂的可用，纯溶剂的可用 p*表示。表示。当当溶溶液液中中含含有有难难挥挥发发的的溶溶质质时时，则则有有部部分分溶溶液液表表面面被被这这种种溶溶质质分分子子所所占占据据，于于是是在在单单位位时时间间内内蒸蒸发发和和凝凝聚聚的的溶溶剂剂分分子子的的数数目目要小于纯溶剂。达到平衡时，饱和蒸气压为要小于纯溶剂。达到平衡时，饱和蒸气压为P P，即即 纯

8、纯水水并并未未平平衡衡，继继续续蒸蒸发发，以以致致于于蒸蒸气气压压大大于于 P。纯纯水水分分子子开开始始凝凝聚聚到到糖糖水水中中，使使得得蒸蒸气气压不能达到压不能达到 P*。于是，纯水分子不断蒸发出来而凝聚到糖水中。于是，纯水分子不断蒸发出来而凝聚到糖水中。变化的根本原因是溶液的饱和蒸气压下降变化的根本原因是溶液的饱和蒸气压下降。第8页，此课件共17页哦拉乌尔定律拉乌尔定律：在一定温度下，难挥发非电解质稀溶液的蒸气压等于纯溶：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汽压乘以溶剂的摩尔分数。剂的蒸汽压乘以溶剂的摩尔分数。p=pB*xB p=pB*p=pB*pB*xB=pB*(1

9、xB)=pB*xA 在一定温度下，难挥发非电解质稀溶液的蒸汽压下降在一定温度下，难挥发非电解质稀溶液的蒸汽压下降p和溶质的摩和溶质的摩尔分数成正比。尔分数成正比。Raoult定律只适用于理想溶液，但近似地适用于非电解质的稀溶定律只适用于理想溶液，但近似地适用于非电解质的稀溶液。由于溶剂物质的量液。由于溶剂物质的量nB 远远大于溶质物质的量远远大于溶质物质的量nA，即，即nB nA，所以所以 p=pB*xA=pB*nA/(nA+nB)pB*nA/nB 第9页，此课件共17页哦 以以m表示溶质表示溶质A的质量摩尔浓度，的质量摩尔浓度，M表示溶剂表示溶剂B的摩尔质量，则其的摩尔质量，则其质量摩尔浓度

10、为质量摩尔浓度为1000/M，所以，所以 xA nA/nB=mM /1000 p=pB*xA pB*M/1000 m=K m K为比例常数，称为为比例常数，称为蒸气压下降常数蒸气压下降常数。拉乌尔定律可表述为：在一定温度下，难挥发非电解质稀溶液蒸气压拉乌尔定律可表述为：在一定温度下，难挥发非电解质稀溶液蒸气压下降近似地与溶液的质量摩尔浓度成正比。下降近似地与溶液的质量摩尔浓度成正比。若溶质、溶剂都有挥发性，只要两者不相互作用，溶液仍为理想溶液，若溶质、溶剂都有挥发性，只要两者不相互作用，溶液仍为理想溶液，Raoult定律同样适用。定律同样适用。p=pA+pB=pA*xA+pB*xB 第10页，

11、此课件共17页哦8-2-2 溶液的凝固点下降溶液的凝固点下降 凝凝固固点点：在在一一定定外外界界压压力力下下物物质质的的液液相相蒸蒸气气压压和和固固相相蒸蒸气气压压相相等等时时的温度，即固液共存的温度。的温度，即固液共存的温度。溶溶液液的的凝凝固固点点是是指指溶溶液液中中的的溶溶剂剂和和它它的的固固态态共共存存的的温温度度。由由于于溶液的蒸气压总是低于纯溶剂的蒸气压，溶液的凝固点会下降溶液的蒸气压总是低于纯溶剂的蒸气压，溶液的凝固点会下降。拉拉乌乌尔尔证证明：明：Tf=Tf*Tf=Kf m m为溶液的质量摩尔浓度，为溶液的质量摩尔浓度，Kf 为凝固点下降常数。为凝固点下降常数。第11页，此课件

12、共17页哦8-2-3 溶液的沸点上升溶液的沸点上升 沸点：沸点：沸点是指液体的蒸气压和外界大气压相等时的温度。沸点是指液体的蒸气压和外界大气压相等时的温度。溶液的蒸气溶液的蒸气压总压总是低于是低于纯纯溶溶剂剂的蒸气的蒸气压压,这导这导致溶液的沸点升高。致溶液的沸点升高。Tb=Tb Tb*=Kb m Kb为沸点上升常数，为沸点上升常数，决定于溶剂的本性。决定于溶剂的本性。利利用用凝凝固固点点下下降降或或沸沸点点上上升升实实验验可可测测量量溶溶质质的的摩摩尔尔质质量量，检检验验化化合物纯度。合物纯度。第12页，此课件共17页哦8-2-4 溶液的渗透压溶液的渗透压 渗渗透透现现象象：溶溶剂剂分分子子

13、透透过过半半透透膜膜由由纯纯溶溶剂剂（或或较较稀稀溶溶液液）向向溶溶液液（或或较浓溶液）扩散使溶液变稀的现象。较浓溶液）扩散使溶液变稀的现象。半透膜：半透膜：可允许溶剂分子自由通过而不允许溶质分子通过。可允许溶剂分子自由通过而不允许溶质分子通过。溶溶液液的的渗渗透透压压：施施于于溶溶液液液液面面而而阻阻止止纯纯溶溶剂剂通通过过半半透透膜膜向向溶溶液液渗渗透透的压强。的压强。Vant Hoff 发现：发现：溶液的渗透压与浓度和温度有关。溶液的渗透压与浓度和温度有关。=cRT R为为气体常量气体常量(8.31 kPa L mol-1 K-1)利利用用渗渗透透压压实实验验也也可可测测量量溶溶质质的的

14、摩摩尔尔质质量量(尤尤其其是是摩摩尔尔质质量量大大的的分分子子)。第13页，此课件共17页哦8-3 电解质溶液电解质溶液 一、阿仑尼乌斯电离理论一、阿仑尼乌斯电离理论 Arrhenius根根据据电电解解质质溶溶液液对对非非电电解解质质溶溶液液的的依依数数性性的的偏偏差差和和溶溶液液导电性实验提出了电离理论，要点是：导电性实验提出了电离理论，要点是：1.电解质在溶液中会自发解离成带电离子。电解质在溶液中会自发解离成带电离子。2.正正、负负离离子子不不停停的的运运动动，又又会会结结合合成成分分子子，电电解解质质只只发发生生部部分分电电离离，电离的百分率称为电离度。电离的百分率称为电离度。3.溶溶液

15、液导导电电是是由由于于离离子子迁迁移移引引起起的的。溶溶液液中中的的离离子子越越多多，导导电电性性越强。越强。能很好地解释弱电解质的行为，但对强电解质溶液发生很大偏差。能很好地解释弱电解质的行为，但对强电解质溶液发生很大偏差。第14页，此课件共17页哦二、二、Ddbye和和Hckel的的“离子氛离子氛”观点观点 1.强电解质在水溶液中完全电离；强电解质在水溶液中完全电离；2.异异性性离离子子之之间间互互相相吸吸引引，形形成成“离离子子氛氛”，使使得得离离子子在在溶溶液液中中不不完完全自由，迁移速率下降。全自由，迁移速率下降。为为定定量量描描述述强强电电解解质质中中离离子子间间的的牵牵制制作作用

16、用，需需用用活活度度a，即即表表观上单位体积溶液所含的离子浓度。观上单位体积溶液所含的离子浓度。a=f c f 称称为为活活度度系系数数，且且 0 f 1。f 越越小小，活活度度与与浓浓度度差差别别越越大大；当溶液无限稀时，当溶液无限稀时，f 1，ac。单单个个离离子子的的活活度度系系数数无无法法从从实实验验中中测测得得，一一般般取取电电解解质质的的两两种离子的平均活度系数种离子的平均活度系数 f =(f+f)。第15页，此课件共17页哦二、二、Ddbye和和Hckel的的“离子氛离子氛”观点观点 1.强电解质在水溶液中完全电离；强电解质在水溶液中完全电离；2.异异性性离离子子之之间间互互相相

17、吸吸引引，形形成成“离离子子氛氛”，使使得得离离子子在在溶溶液液中中不不完全自由，迁移速率下降。完全自由，迁移速率下降。为为定定量量描描述述强强电电解解质质中中离离子子间间的的牵牵制制作作用用，需需用用活活度度a，即即表表观观上上单位体积溶液所含的离子浓度。单位体积溶液所含的离子浓度。a=f c f 称称为为活活度度系系数数，且且 0 f 1。f 越越小小，活活度度与与浓浓度度差差别别越越大大；当溶液无限稀时，当溶液无限稀时，f 1，ac。单单个个离离子子的的活活度度系系数数无无法法从从实实验验中中测测得得，一一般般取取电电解解质质的的两种离子的平均活度系数两种离子的平均活度系数 f =(f+f)。第16页，此课件共17页哦04.04.2023感感谢谢大大家家观观看看第17页，此课件共17页哦