第二章溶液讲义.ppt

第二章 溶液和离子平衡 第一节 溶液组成的表示方法 二、 体积摩尔浓度 c 每升溶液中所含溶质B的物质的量，称为溶质B的体积摩尔浓度，用符号c(B)表示。 c(B)=n(B)/V c(B)的SI单位为mol·m-3，常用单位为mol·dm-3，或mol·L-1。 若溶质B的质量为w(B)，摩尔质量为M(B)，则 三、 质量摩尔浓度m 1kg溶剂中所溶解溶质的物质的量，称为质量摩尔浓度，其符号为m(B），单位为 mol·kg-1。 m(B）=n(B)/w(A) w(A)为溶剂的质量，以kg为单位。 例如，将18克葡萄糖(C6H12O6)溶于1kg水中，此葡萄糖溶液的质量摩尔浓度为0.1 mol·kg-1。 摩尔分数浓度和质量摩尔浓度的数值都不随温度变化。对于溶剂是水的稀溶液，m(B）与c(B)的数值相差很小。 第二节 稀溶液的依数性 溶液有许多性质，如颜色、密度、粘度、导电性、酸碱性等，这些性质是由溶质和溶剂的本性共同决定的。 而另一些性质，如蒸汽压下降、沸点升高、凝固点下降和产生渗透压等，则只与溶质的粒子数有关，而与溶质的本性无关，称为稀溶液的依数性。 工业上常用的致冷剂、干燥剂、抗凝剂等与这些性质的应用密切相关。 一、 溶液的蒸汽压下降 一定温度下，当液体的蒸发和凝结两个相反过程的速率相等时，体系处于相平衡状态。如水的蒸发冷凝平衡为 H2O(l)= H2O(g) 此时蒸气的分压强称为该温度下该液体的饱和蒸气压(简称蒸气压)。 当在溶剂中加入难挥发溶质时，溶液的蒸气压总是低于同温下纯溶剂的蒸气压。这种现象称为蒸气压下降。溶液越浓，蒸气压下降值越大。 Δp=p*-p Δp称为溶液蒸汽压下降值。 溶液蒸汽压下降示意图 二、 溶液的沸点升高和凝固点下降 液体的沸点是指液体蒸气压和外界大气压相等时的温度。 液体的凝固点是液体蒸气压和固体蒸气压相等时的温度。 溶液的蒸气压降低是导致沸点升高和凝固点下降的根本原因（参见上图）。 沸点升高和凝固点降低有许多应用 计算未知物的分子量（下页例题）。 冰盐混合物可作冷冻剂，如1份食盐和3份碎冰混合，体系的温度可降到 –20℃而不结冰。 甘油或乙二醇等有机小分子的水溶液可作汽车防冻液。 融雪剂（粗盐）可使冰雪在0℃以下熔化。 溶剂分子可以通过，溶质分子不能通过的膜称为半透膜。 常见半透膜有动物膀胱、肠衣、细胞膜及人工合成的硝化纤维膜、醋酸纤维膜等。 若保持液面等高，溶液上方必须施加压强，施加压强的数值称为该溶液的渗透压。 难挥发非电解质稀溶液的渗透压 π=c(B)RT 应用：动物体中水的循环；植物体中水的上升，盐水静脉点滴；反渗透海水淡化等。 第三节 水溶液中的单相离子平衡 酸碱平衡是水溶液中最重要的平衡体系，本节重点讨论： 水溶液中的酸碱平衡及其影响因素； 酸碱平衡体系中各组分浓度的计算； 缓冲溶液的性质、组成和应用。 一、 水的离解平衡 纯水是极弱的电解质，仅发生微弱离解： H2O=H+ + OH－ 25℃时 ，Kw =[c(H+)/c ][c(OH-)/c ]=1.0×10-14 水溶液中，水的离解平衡始终存在。 溶液的酸碱性又常用pH值表示： pH=-lg[c(H+)/c ] 二、一元弱酸和弱碱的离解平衡 以HAc为例，HAc在水溶液中按下式离解： HAc(aq) + H2O=H3O+(aq) + Ac－(aq) 简写为： HAc = H+ + Ac－ 达平衡时，有 一元弱酸溶液的电离度α和c（H+）可如下求算： 对于一元弱碱溶液，如氨水，可作同样处理 三、二元弱酸的离解平衡 二元弱酸的离解是分步进行的，以H2S水溶液为例： H2S = H+ + HS－ HS－ = H+ + S2－ 四、同离子效应和缓冲溶液 1、同离子效应 在弱电解质溶液中加入含有与弱电解质具有相同离子的易溶强电解质，导致弱电解质电离度降低的现象，称为同离子效应。如HAc溶液中加入NaAc、HCl。 同离子效应的实质是浓度对平衡移动的影响。 有关同离子效应的计算更为简单。 2、缓冲溶液 （1）定义：能在一定范围内抵抗外来酸、碱的影响，维持溶液pH值基本不变的溶液叫做pH缓冲溶液。 （2）缓冲溶液的组成：弱酸及其盐、弱碱及其盐、多元弱酸不同酸度的盐。 （3）缓冲原理：以HAc-Ac-为例。 HAc = H+ + Ac- OH- H+ 外来碱被弱酸“吃”掉，外来酸被其盐“吃”掉，pH基本不变。 例2.9：欲配制