大学化学1溶液和胶体
•1. 与纯溶剂相比, 溶液的蒸 •气压↓, 沸点↑, 凝固点↓。 •2. 其上升值或下降值与溶
液中溶质的浓度有关,与溶质 的本性无关。
•2020/10/13
•1、蒸气压下 降
•蒸汽平 衡
•一定温度下,V蒸发=V凝聚时,此时水面上的蒸气压称为
该温度下的饱和蒸汽压,简称蒸汽压。
•加入一种难挥发的非电解质
•2020/10/13
•依数性的含义
•1.蒸气压下降 •2.凝固点降低 •3.沸点升高 •4.渗透压力
•ΔTf=kf • bB
•ΔTb =kb• bB • = CBRT
•的数值与溶液中质点 的个数成正比
•第 4 章 酸碱解离平衡和沉淀溶解平 衡
•4.1 电解质溶液 •4.2 酸碱理论 •4.3 弱电解质的解离平衡 •4.4 缓冲溶液 •4.5 沉淀溶解平衡
均一,较稳定,有 丁达尔现象,常透 明
>100nm(不能 透过滤纸和半 透膜)
不均一,不稳定, 不透明
>100nm(不能 透过滤纸和半 透膜)
能透光的浊液有丁 达尔现象
实例
NaCl溶液 ,溴水 肥皂水,淀 粉溶液, Fe(OH)3胶 体
水泥,
乳剂水溶液
•1.1.2 溶液组成标度的表示方法
• 在液态的非电解质溶液中,溶质B的浓度表 示法主要有如下四种:
• 在汽车、拖拉机的水箱(散热器)中加入乙二醇、酒 精、甘油等可使其凝固点降低而防止结冰。
• 利用凝固点下降,冰和盐的混合物可作冷冻剂。
• 利用沸点上升原理,工件处理时可以在高于水的沸 点的溶液中进行。
• 因为含杂质的化合物可以看作是一种溶液,因此有 机化学试验中常用测定沸点或熔点的方法来检验化 合物的纯度。
•根据 p*-p溶液 =⊿p•和⊿p = p*·xB计算 。
•解: • n水= m/M = 100g /18g·mol-1 = 5.56mol
•n葡萄糖= m/M= 9g/180g·mol-1= 0.05mol
• nB
•0. 05
•xB = •nA+ nB = •5. 56+0. 05 = 0.0089
•4.1 电解质溶液
• 电解质是一类重要的化合物。凡是在水溶液中或熔融状 态下能解离出离子而导电的化合物称为电解质,它们的水 溶液称为电解质溶液(electrolyte solution)。
• 电解质可分为强电解质与弱电解质两大类。在水溶液 中能完全解离成离子的电解质称为强电解质。在水溶液中 仅部分解离成离子的电解质称为弱电解质。电解质解离成 离子的过程称为解离(dissociation)。
• 溶质B的质量与溶液总质量之比称为溶质B 的质量分数,单位为1。
7•2020/10/13
•实验现象
• 物质
f
• •纯水 •0.5M糖水 •0.5M尿素溶液
蒸气压P
(mmHg , 20℃)
17.5 17.3 17.3
沸点t b
(℃)
100
100.27
100.24
凝固点t
(℃)
0 -0.93 -0.94
• ⊿p = p*·xB= 2.338kPa×0.0089 = 0.021kPa
• p溶液= p*-⊿p = 2.338kPa - 0.021kPa = 2.317kPa
2•2020/10/13
•2.液体的凝固点降低(freezing point )
•凝固点:某物质的液相蒸汽压与固相蒸汽压相等 时的温度。用Tf表示 •或在一定外压下,物质固、液两相平衡共存时的 温度。
•2020/10/13
•溶液的凝固点降低的原因
•是溶液蒸气压下降的直接结果
•P (kPa)
•A :冰-水共存
• B :冰-溶液共存 •水
•0.61
•A •冰 •溶液
•B
•ΔTf
•
Tf 273
•T (K)
4•2020/10/13
•几种溶剂的凝固点降低常数
• 溶剂
•
水
•
苯
• 醋酸
• 樟脑
•
萘
• 溴乙烯
•蒸汽压大小的影响因素: •液体的本性 • 温度:任何溶液的蒸汽压都随温度而变化
•易挥发性物质 :蒸气压大的物质 •难挥发性物质:蒸气压小的物质
•[例1]已知293.15K时水的饱和蒸气压为2.338kPa,若在 100g水中溶解9g葡萄糖(C6H12O6, M=180g·mol-1), 求此 溶液的蒸气压。
491.0
5.80
• 乙醚
307.4
2.16
•2020/10/13
• 【例2】2.6克尿素CO(NH2)2溶于50克水中,计算 此溶液的凝固点和沸点
• 【解】尿素CO(NH2)2摩尔质量为60g·mol-1
•
2.6克尿素的物质的量n=2.6/60=0.0433mol
• 1kg溶剂中尿素的物质的量
• n=0.0433×1000 /50=0.866mol
B. H3PO4—HPO42D. H2PO4-—HPO42F. HPO42-—PO43-
•注意: 共轭酸碱对是不能单独存在的半反应。
• 酸1 碱2
• HCl + H2O • HAc +
H• 2HO2O + NH3 • H3O+ + OH-
•H2O + Ac• NH4+ + •HH2O+
• A1
B2 • 或
凝固点/K
kf
273.0
1.86
278.5
4.90
289.6
3.90
452.8
39.7
353.0
6.90
283.0
12.5
•2020/10/13
•3.溶液的沸点上升(boiling point )
•液体的沸点 ( boiling point ) •当P 液 = P 外,液体沸腾时的温度。
•正常沸点:当P外=P标时的液体的沸点。
•2020/10/13
•4.溶液的渗透压
•渗透现象:
•Π
•溶
•溶
液
剂
•(a) 渗透现 象
•溶
•溶
液
剂
• (b) 渗透压
力
•通过半透膜发生表面上单方 面的扩散现象
•⑴ 产生条 件
•有半透膜
•膜两侧有 浓度差
•⑵ 渗透方向:从稀溶液 向浓溶液进行渗透。
1•2020/10/13
•达渗透平衡时溶液液面上的所加的额外压力: 渗透压。
•共轭酸
•共轭
• (2) 酸碱共轭关系
•HB
碱
•H+ + B-
• HB - B-
•酸
H+ + 碱
•共轭酸碱对 (conjugate acid-base pair)
•[练习1] 下列各组物质中属于共轭酸碱对的是(• A D F )
• A. H3PO4—H2PO4• C. H3PO4—PO43• E. H2PO4-—PO43-
• 能作酸的是 • H2S, HCO3-, NH4+, H2O
;
• 能作碱的是 • CO32-, HCO3-, H2O, OH- ;
• 又可作酸又可作碱的是 • HCO3-, H2O
;
• [练习3] 根据酸碱质子理论, 下列各组物质中,
• 全是酸的一组是(• C );全是碱的一组是(• D )。
• (A) H2S、CO32-、HCO3-; (B) NH4+、H3O+、OH-; • (C) HAc、HS-、HCO3-; (D) H2O、CO32-、S2-
• 中和反应的实质是:H++OH -- ===H2O。
•无法解释NH3·H2O的弱碱
•无NH4OH
•局
性 •不适用于非水体系或无溶剂体
•限
系•NH3(g)+HCl( •苯 NH4Cl(
•性
•Hg+)不能单独存在于水溶液中s)
•4.2 酸碱理论
•4.2.1 酸碱质子理论
•1. 酸碱的定义
•凡能给出质子(H+)的物质称为酸。
•
cB=Π/RT=366/[8.314l·m-3
• =1.50×10-4mol·dm-3
• (2)设血红素的摩尔质量为M,
• 则1.50×10-4mol·dm-3=1.0g/M/0.1dm-3
•
M=1.0/1.50×10-4mol=6.7×104g·mol-1
酸2 碱1 •H3O+ + Cl•H3O+ + A•NcH- 4+ + OHH2O + H2O
• HAc + OH-
• H3O+ + NH3 •H+
A2
B1
• 根据酸碱质子理论, 酸碱反应的实质就是在两 个共轭酸碱对之间发生质子传递反应。
• [练习2] 根据酸碱质子理论, 试判断下列物质中:
• H2S, CO32-, HCO3-, NH4+, H2O, OH-
•束缚一部分高能水分
子
•P
•占据了一部分水的表
↓
面
•2020/10/13
•在一定温度下,难挥发性非电解质稀溶液的蒸气压 (P)等于纯溶剂的蒸气压(PA*)乘以溶液中溶剂的 摩尔分数(xA )。
•即 : •表明 :•在一定温度下,难挥发性非电解质稀溶液的
蒸气压下降与溶液中溶质的摩尔分数成正比。
•2020/10/13
•溶液的沸点升高
•是溶液蒸气压下降的直接结 果
6•2020/10/13
•P (k Pa)
•101.3