溶液化学和离子平衡省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

第四章第四章 溶液化学与离子平衡溶液化学与离子平衡本本本本 章章章章 目目目目 要要要要 求求求求1.1.了解液体基本性质以及溶液组成。了解液体基本性质以及溶液组成。了解液体基本性质以及溶液组成。了解液体基本性质以及溶液组成。2.2.了解溶液通性了解溶液通性了解溶液通性了解溶液通性(fourfour mainmain colligative propertiescolligative properties)。3.3.初步掌握相图及其应用。初步掌握相图及其应用。初步掌握相图及其应用。初步掌握相图及其应用。4.4.明确酸碱解离平衡、分级解离和缓冲溶液概念。明确酸碱解离平衡、分级解离和缓冲溶液概念。明确酸碱解离平衡、分级解离和缓冲溶液概念。明确酸碱解离平衡、分级解离和缓冲溶液概念。5.5.了解配离子了解配离子了解配离子了解配离子(络离子络离子络离子络离子)解离平衡及平衡移动。解离平衡及平衡移动。解离平衡及平衡移动。解离平衡及平衡移动。6.6.初步掌握溶度积、溶解度基本计算和应用。初步掌握溶度积、溶解度基本计算和应用。初步掌握溶度积、溶解度基本计算和应用。初步掌握溶度积、溶解度基本计算和应用。7.7.了解胶体结构与聚沉、表面活性剂结构及应用。了解胶体结构与聚沉、表面活性剂结构及应用。了解胶体结构与聚沉、表面活性剂结构及应用。了解胶体结构与聚沉、表面活性剂结构及应用。1第1页1.1.分子间作用力与液体性质分子间作用力与液体性质分子间作用力与液体性质分子间作用力与液体性质4.1 液体性质及溶液组成液体性质及溶液组成 物质聚集状态与分子间作用力和分子运动状态物质聚集状态与分子间作用力和分子运动状态物质聚集状态与分子间作用力和分子运动状态物质聚集状态与分子间作用力和分子运动状态：分子间作用力大，分子运动弱，物质呈固态；分子间分子间作用力大，分子运动弱，物质呈固态；分子间分子间作用力大，分子运动弱，物质呈固态；分子间分子间作用力大，分子运动弱，物质呈固态；分子间作用力中等和分子运动中等，物质呈液态；分子间作作用力中等和分子运动中等，物质呈液态；分子间作作用力中等和分子运动中等，物质呈液态；分子间作作用力中等和分子运动中等，物质呈液态；分子间作用力小，分子运动猛烈，物质呈气态。用力小，分子运动猛烈，物质呈气态。用力小，分子运动猛烈，物质呈气态。用力小，分子运动猛烈，物质呈气态。2第2页 分子间作用力与液体表面张力分子间作用力与液体表面张力分子间作用力与液体表面张力分子间作用力与液体表面张力：液体表面分子能：液体表面分子能：液体表面分子能：液体表面分子能量高于液体内部分子能量，使液体尽可能保持最小表量高于液体内部分子能量，使液体尽可能保持最小表量高于液体内部分子能量，使液体尽可能保持最小表量高于液体内部分子能量，使液体尽可能保持最小表面积。要增大液体面积，必须施加额外能量，即液体面积。要增大液体面积，必须施加额外能量，即液体面积。要增大液体面积，必须施加额外能量，即液体面积。要增大液体面积，必须施加额外能量，即液体含有表面张力。含有表面张力。含有表面张力。含有表面张力。分子间作用力与液体粘度分子间作用力与液体粘度分子间作用力与液体粘度分子间作用力与液体粘度：液体表面分子间作用：液体表面分子间作用：液体表面分子间作用：液体表面分子间作用力越大，液体粘度越大。力越大，液体粘度越大。力越大，液体粘度越大。力越大，液体粘度越大。3第3页 溶液溶液溶液溶液(solutionsolution)：广义地说，两种或两种以上广义地说，两种或两种以上广义地说，两种或两种以上广义地说，两种或两种以上物质彼此以分子或离子状态均匀混合所形成体系。物质彼此以分子或离子状态均匀混合所形成体系。物质彼此以分子或离子状态均匀混合所形成体系。物质彼此以分子或离子状态均匀混合所形成体系。2.2.溶液形成与性质溶液形成与性质溶液形成与性质溶液形成与性质 溶液以物态可分为溶液以物态可分为溶液以物态可分为溶液以物态可分为气态溶液气态溶液气态溶液气态溶液、固态溶液固态溶液固态溶液固态溶液和和和和液态液态液态液态溶液溶液溶液溶液。依据溶液中溶质导电性又可分为。依据溶液中溶质导电性又可分为。依据溶液中溶质导电性又可分为。依据溶液中溶质导电性又可分为电解质溶液电解质溶液电解质溶液电解质溶液和和和和非电解质溶液非电解质溶液非电解质溶液非电解质溶液。4第4页溶剂溶剂溶剂溶剂（solventsolventsolventsolvent）和溶质（和溶质（和溶质（和溶质（solutesolutesolutesolute）假如组成溶液物质有不一样状态，通常将假如组成溶液物质有不一样状态，通常将假如组成溶液物质有不一样状态，通常将假如组成溶液物质有不一样状态，通常将液态液态液态液态物质称为溶剂物质称为溶剂物质称为溶剂物质称为溶剂，气态或固态物质称为溶质气态或固态物质称为溶质气态或固态物质称为溶质气态或固态物质称为溶质。假如都是液态，则把含量多一个称为溶剂，含假如都是液态，则把含量多一个称为溶剂，含假如都是液态，则把含量多一个称为溶剂，含假如都是液态，则把含量多一个称为溶剂，含量少称为溶质。量少称为溶质。量少称为溶质。量少称为溶质。5第5页3.3.溶液浓度表示溶液浓度表示溶液浓度表示溶液浓度表示(ways of expressing concentrationways of expressing concentration)2)2)质量摩尔浓度质量摩尔浓度质量摩尔浓度质量摩尔浓度(molalitymolality)mmB B1)1)物质量分数物质量分数物质量分数物质量分数(mole fractionmole fraction)x xB B摩尔分数摩尔分数摩尔分数摩尔分数(mole fractionmole fraction)x xB B =-=-=-moles of solutemoles of solutemoles of solutionmoles of solutionn ntotaltotal n nB B 溶质溶质溶质溶质B B 物质量与溶液总物质量之比称为溶质物质量与溶液总物质量之比称为溶质物质量与溶液总物质量之比称为溶质物质量与溶液总物质量之比称为溶质B B物质量分物质量分物质量分物质量分数，又称为摩尔分数，单位为数，又称为摩尔分数，单位为数，又称为摩尔分数，单位为数，又称为摩尔分数，单位为1 1。质量摩尔浓度质量摩尔浓度质量摩尔浓度质量摩尔浓度(molalitymolality)mmB B =-=-=-moles of solutemoles of solutekilograms of solventkilograms of solventn nB BmmA A 溶质溶质溶质溶质B B 物质量与物质量与物质量与物质量与溶剂溶剂溶剂溶剂A A 质量质量质量质量之比称为溶质之比称为溶质之比称为溶质之比称为溶质B B 质量摩尔浓质量摩尔浓质量摩尔浓质量摩尔浓度，单位是度，单位是度，单位是度，单位是 molmol kgkg-1-1。6第6页3)3)物质量浓度物质量浓度物质量浓度物质量浓度(molaritymolarity)c cB B4)4)质量分数质量分数质量分数质量分数(mass fractionmass fraction)w wB Bmoles of solutemoles of soluteliters of solutionliters of solution体积摩尔浓度体积摩尔浓度体积摩尔浓度体积摩尔浓度(molaritymolarity)c cB B=-=-=-V Vn nB B质量分数质量分数质量分数质量分数(mass fractionmass fraction)w wB B =-=-=-=-mmB Bmmtotaltotalkilograms of solkilograms of solutionutionkilograms of solkilograms of soluteute 溶质溶质溶质溶质B B 物质量与溶液体积物质量与溶液体积物质量与溶液体积物质量与溶液体积V V 比值称为溶质比值称为溶质比值称为溶质比值称为溶质B B 物质量浓物质量浓物质量浓物质量浓度，或称为溶质度，或称为溶质度，或称为溶质度，或称为溶质B B 浓度，单位是浓度，单位是浓度，单位是浓度，单位是molmol mm-3-3，但惯用单位是但惯用单位是但惯用单位是但惯用单位是molmol dmdm-3-3。溶质溶质溶质溶质B B 质量与溶液总质量之比称为溶质质量与溶液总质量之比称为溶质质量与溶液总质量之比称为溶质质量与溶液总质量之比称为溶质B B 质量分数，质量分数，质量分数，质量分数，单位为单位为单位为单位为1 1。7第7页4.2 4.2 稀溶液通性稀溶液通性溶质溶质溶质溶质+溶剂溶剂溶剂溶剂 难挥发性溶质难挥发性溶质难挥发性溶质难挥发性溶质B B 与溶剂与溶剂与溶剂与溶剂A A 形成溶液形成溶液形成溶液形成溶液时，含有以下通性：时，含有以下通性：时，含有以下通性：时，含有以下通性：蒸汽压下降蒸汽压下降蒸汽压下降蒸汽压下降、沸点沸点沸点沸点上升上升上升上升、凝固点下降凝固点下降凝固点下降凝固点下降、溶液渗透压溶液渗透压溶液渗透压溶液渗透压。1.1.非电解质稀溶液通性非电解质稀溶液通性非电解质稀溶液通性非电解质稀溶液通性 难挥发非电解质稀溶液难挥发非电解质稀溶液难挥发非电解质稀溶液难挥发非电解质稀溶液(dilute solutions of dilute solutions of nonvolatile non-electrolytesnonvolatile non-electrolytes)ideal solutions ideal solutions。试验结果表明：试验结果表明：试验结果表明：试验结果表明：难挥发非电解质稀溶液性质难挥发非电解质稀溶液性质难挥发非电解质稀溶液性质难挥发非电解质稀溶液性质(蒸汽压下降、蒸汽压下降、蒸汽压下降、蒸汽压下降、沸点上升、凝固点下降和溶液渗透压沸点上升、凝固点下降和溶液渗透压沸点上升、凝固点下降和溶液渗透压沸点上升、凝固点下降和溶液渗透压)与一定量溶剂中所溶与一定量溶剂中所溶与一定量溶剂中所溶与一定量溶剂中所溶解溶质物质量成正比解溶质物质量成正比解溶质物质量成正比解溶质物质量成正比。此定律叫做。此定律叫做。此定律叫做。此定律叫做稀溶液定律稀溶液定律稀溶液定律稀溶液定律，又称为，又称为，又称为，又称为依数依数依数依数定律定律定律定律。以上性质称为。以上性质称为。以上性质称为。以上性质称为稀溶液依数性稀溶液依数性稀溶液依数性稀溶液依数性。8第8页1)1)vapor-pressure loweringvapor-pressure lowering物质饱和蒸汽压物质饱和蒸汽压物质饱和蒸汽压物质饱和蒸汽压(蒸汽压蒸汽压蒸汽压蒸汽压)假如把液体假如把液体假如把液体假如把液体(水水水水)置于置于置于置于密闭密闭密闭密闭容器中，将发生蒸发与凝聚容器中，将发生蒸发与凝聚容器中，将发生蒸发与凝聚容器中，将发生蒸发与凝聚两个过程。蒸发是两个过程。蒸发是两个过程。蒸发是两个过程。蒸发是吸热过程吸热过程吸热过程吸热过程，是，是，是，是系统熵值增大系统熵值增大系统熵值增大系统熵值增大过程。凝聚过程。凝聚过程。凝聚过程。凝聚是是是是放热过程放热过程放热过程放热过程，系统熵值减小系统熵值减小系统熵值减小系统熵值减小。饱和蒸汽压饱和蒸汽压饱和蒸汽压饱和蒸汽压(蒸汽压蒸汽压蒸汽压蒸汽压)：一定条件下，液体蒸发速度与一定条件下，液体蒸发速度与一定条件下，液体蒸发速度与一定条件下，液体蒸发速度与蒸汽凝聚速度相等，液体与其蒸汽处于平衡状态，此时蒸蒸汽凝聚速度相等，液体与其蒸汽处于平衡状态，此时蒸蒸汽凝聚速度相等，液体与其蒸汽处于平衡状态，此时蒸蒸汽凝聚速度相等，液体与其蒸汽处于平衡状态，此时蒸汽所含有压力叫做该温度下汽所含有压力叫做该温度下汽所含有压力叫做该温度下汽所含有压力叫做该温度下饱和蒸汽压饱和蒸汽压饱和蒸汽压饱和蒸汽压(蒸汽压蒸汽压蒸汽压蒸汽压)。9第9页 t t()0 25 0 25 50 75 50 75 100100 p p(kPakPa)0.613 3.17 12.33 38.54 101.325 0.613 3.17 12.33 38.54 101.32520 20 p pHH2 2O O=2.36=2.36kPakPa，p pCHCH3 3CHCH2 2OH OH=5.85=5.85kPakPa。水饱和蒸气压水饱和蒸气压水饱和蒸气压水饱和蒸气压纯水蒸汽压纯水蒸汽压纯水蒸汽压纯水蒸汽压p pgasgasLiquidLiquidGasGasvapor pressurevapor pressure10第10页溶液蒸气压溶液蒸气压溶液蒸气压溶液蒸气压蒸发蒸发蒸发蒸发凝聚凝聚凝聚凝聚平衡状态平衡状态平衡状态平衡状态 I I蒸发蒸发蒸发蒸发聚凝聚凝聚凝聚凝过渡状态过渡状态过渡状态过渡状态蒸发蒸发蒸发蒸发凝聚凝聚凝聚凝聚平衡状态平衡状态平衡状态平衡状态 IIII 在纯溶剂中加入难挥发溶质后，纯溶剂气相与液相之在纯溶剂中加入难挥发溶质后，纯溶剂气相与液相之在纯溶剂中加入难挥发溶质后，纯溶剂气相与液相之在纯溶剂中加入难挥发溶质后，纯溶剂气相与液相之间原来势均力敌蒸发与凝聚两个过程，因为溶剂蒸发速率间原来势均力敌蒸发与凝聚两个过程，因为溶剂蒸发速率间原来势均力敌蒸发与凝聚两个过程，因为溶剂蒸发速率间原来势均力敌蒸发与凝聚两个过程，因为溶剂蒸发速率减小，使减小，使减小，使减小，使凝聚占了优势凝聚占了优势凝聚占了优势凝聚占了优势，结果使系统在较低蒸气浓度或压，结果使系统在较低蒸气浓度或压，结果使系统在较低蒸气浓度或压，结果使系统在较低蒸气浓度或压力下，溶剂蒸气与溶剂重建平衡。力下，溶剂蒸气与溶剂重建平衡。力下，溶剂蒸气与溶剂重建平衡。力下，溶剂蒸气与溶剂重建平衡。在到达平衡时，溶液中在到达平衡时，溶液中在到达平衡时，溶液中在到达平衡时，溶液中溶剂蒸气压力低于纯溶剂蒸气压力溶剂蒸气压力低于纯溶剂蒸气压力溶剂蒸气压力低于纯溶剂蒸气压力溶剂蒸气压力低于纯溶剂蒸气压力。11第11页拉乌尔定律拉乌尔定律（Raoults LawRaoults Law）18871887年，法国化学家年，法国化学家RaoultRaoult从试验中归纳出一个经验从试验中归纳出一个经验定律：定律：在定温下，在稀溶液中，溶剂蒸气压等于在定温下，在稀溶液中，溶剂蒸气压等于纯溶纯溶剂蒸气压剂蒸气压 p pA A0 0 乘以溶液中溶剂物质量乘以溶液中溶剂物质量 ，用公式表示，用公式表示为：为：假如溶液中只有假如溶液中只有A A，B B两个组分，则两个组分，则拉乌尔定律也可表示为：拉乌尔定律也可表示为：溶剂蒸气压降低值与纯溶溶剂蒸气压降低值与纯溶剂蒸气压之比等于溶质摩尔分数。剂蒸气压之比等于溶质摩尔分数。12第12页 同一温度下，纯溶剂蒸汽压力与溶液蒸汽压力之同一温度下，纯溶剂蒸汽压力与溶液蒸汽压力之同一温度下，纯溶剂蒸汽压力与溶液蒸汽压力之同一温度下，纯溶剂蒸汽压力与溶液蒸汽压力之差叫做溶液差叫做溶液差叫做溶液差叫做溶液蒸汽压下降蒸汽压下降蒸汽压下降蒸汽压下降。显然，溶液浓度越大，溶液。显然，溶液浓度越大，溶液。显然，溶液浓度越大，溶液。显然，溶液浓度越大，溶液蒸气压下降越多。关系符合蒸气压下降越多。关系符合蒸气压下降越多。关系符合蒸气压下降越多。关系符合拉乌尔定律拉乌尔定律拉乌尔定律拉乌尔定律。溶液蒸气压下降溶液蒸气压下降溶液蒸气压下降溶液蒸气压下降 这里溶液蒸气压实际是指溶液中溶剂蒸气压，因为这里溶液蒸气压实际是指溶液中溶剂蒸气压，因为这里溶液蒸气压实际是指溶液中溶剂蒸气压，因为这里溶液蒸气压实际是指溶液中溶剂蒸气压，因为溶质是难挥发，而且是稀溶液，所以其蒸气压能够忽略溶质是难挥发，而且是稀溶液，所以其蒸气压能够忽略溶质是难挥发，而且是稀溶液，所以其蒸气压能够忽略溶质是难挥发，而且是稀溶液，所以其蒸气压能够忽略不计。不计。不计。不计。稀溶液蒸汽压：稀溶液蒸汽压：稀溶液蒸汽压：稀溶液蒸汽压：p pA A =p pA A0 0(1-(1-x xB B)=p pA A0 0 x xA A 一定温度下，一定温度下，一定温度下，一定温度下，难挥发非电解质稀溶液难挥发非电解质稀溶液难挥发非电解质稀溶液难挥发非电解质稀溶液蒸汽压下降蒸汽压下降蒸汽压下降蒸汽压下降与溶质摩尔分数成正比：与溶质摩尔分数成正比：与溶质摩尔分数成正比：与溶质摩尔分数成正比：p p=p pA A0 0-p pA A =p pA A0 0 -p pA A0 0 x xA A=p pA A0 0 x xB B13第13页 因为溶剂溶解了难挥发溶质，溶因为溶剂溶解了难挥发溶质，溶因为溶剂溶解了难挥发溶质，溶因为溶剂溶解了难挥发溶质，溶剂剂剂剂一部分表面或多或少地被溶质微粒所一部分表面或多或少地被溶质微粒所一部分表面或多或少地被溶质微粒所一部分表面或多或少地被溶质微粒所占据占据占据占据，从而使得单位时间内从溶液中蒸，从而使得单位时间内从溶液中蒸，从而使得单位时间内从溶液中蒸，从而使得单位时间内从溶液中蒸发出溶剂分子数比原来从纯溶剂中蒸发发出溶剂分子数比原来从纯溶剂中蒸发发出溶剂分子数比原来从纯溶剂中蒸发发出溶剂分子数比原来从纯溶剂中蒸发出分子数要少，也就是使得溶剂蒸发速出分子数要少，也就是使得溶剂蒸发速出分子数要少，也就是使得溶剂蒸发速出分子数要少，也就是使得溶剂蒸发速率变小。率变小。率变小。率变小。溶液蒸汽压溶液蒸汽压溶液蒸汽压溶液蒸汽压溶液蒸气压力比纯溶剂要低原因：溶液蒸气压力比纯溶剂要低原因：溶液蒸气压力比纯溶剂要低原因：溶液蒸气压力比纯溶剂要低原因：14第14页例例1 已知已知100时水蒸气压为时水蒸气压为101.3kPa，溶解溶解3.00g尿素尿素CO(NH2)2于于100g水中，计算该溶液蒸气压。水中，计算该溶液蒸气压。解解：nurea3.00/60.00.05 mol nwater100.0/18.05.55 mol15第15页物质物质物质物质沸点沸点沸点沸点和和和和凝固点凝固点凝固点凝固点2)2)Boiling point elevation&freezing point depressionBoiling point elevation&freezing point depression 当液体蒸气压力等于外界压力时，液体就会沸腾，此当液体蒸气压力等于外界压力时，液体就会沸腾，此当液体蒸气压力等于外界压力时，液体就会沸腾，此当液体蒸气压力等于外界压力时，液体就会沸腾，此时温度称为该液体时温度称为该液体时温度称为该液体时温度称为该液体沸点沸点沸点沸点，以，以，以，以bpbp(boil pointboil point)表示。表示。表示。表示。物质物质物质物质凝固点凝固点凝固点凝固点(或熔点或熔点或熔点或熔点)是该物质液相蒸气压力和固相是该物质液相蒸气压力和固相是该物质液相蒸气压力和固相是该物质液相蒸气压力和固相蒸气压力相等时温度，以蒸气压力相等时温度，以蒸气压力相等时温度，以蒸气压力相等时温度，以fpfp(freezing pointfreezing point)表示。表示。表示。表示。若固相蒸气压力大于液相蒸气压力，固体融化。若固相蒸气压力大于液相蒸气压力，固体融化。若固相蒸气压力大于液相蒸气压力，固体融化。若固相蒸气压力大于液相蒸气压力，固体融化。若固相蒸气压力小于液相蒸气压力，则液相向固相转变。若固相蒸气压力小于液相蒸气压力，则液相向固相转变。若固相蒸气压力小于液相蒸气压力，则液相向固相转变。若固相蒸气压力小于液相蒸气压力，则液相向固相转变。总之，若固液两相蒸气压力不等，两相就不能共存。总之，若固液两相蒸气压力不等，两相就不能共存。总之，若固液两相蒸气压力不等，两相就不能共存。总之，若固液两相蒸气压力不等，两相就不能共存。16第16页 若向纯溶剂中加入溶质形成溶液，则溶液沸点高于若向纯溶剂中加入溶质形成溶液，则溶液沸点高于若向纯溶剂中加入溶质形成溶液，则溶液沸点高于若向纯溶剂中加入溶质形成溶液，则溶液沸点高于纯溶剂沸点，溶液凝固点低于纯溶剂凝固点。纯溶剂沸点，溶液凝固点低于纯溶剂凝固点。纯溶剂沸点，溶液凝固点低于纯溶剂凝固点。纯溶剂沸点，溶液凝固点低于纯溶剂凝固点。溶液溶液溶液溶液沸点上升沸点上升沸点上升沸点上升和溶液和溶液和溶液和溶液凝固点下降凝固点下降凝固点下降凝固点下降 难挥发非电解质稀溶液难挥发非电解质稀溶液难挥发非电解质稀溶液难挥发非电解质稀溶液沸点上升值和凝固点下降值沸点上升值和凝固点下降值沸点上升值和凝固点下降值沸点上升值和凝固点下降值与溶质与溶质与溶质与溶质质量摩尔浓度质量摩尔浓度质量摩尔浓度质量摩尔浓度成正比。成正比。成正比。成正比。17第17页 称为凝固点降低系数（称为凝固点降低系数（称为凝固点降低系数（称为凝固点降低系数（freezing point lowering freezing point lowering freezing point lowering freezing point lowering coefficientscoefficientscoefficientscoefficients），），），），单位单位单位单位 为为为为非电解质溶质质量摩尔浓度，单位：非电解质溶质质量摩尔浓度，单位：非电解质溶质质量摩尔浓度，单位：非电解质溶质质量摩尔浓度，单位：惯用溶剂惯用溶剂惯用溶剂惯用溶剂 值有表可查。用试验测定值有表可查。用试验测定值有表可查。用试验测定值有表可查。用试验测定 值，查出值，查出值，查出值，查出 ，就可计算溶质摩尔质量。，就可计算溶质摩尔质量。，就可计算溶质摩尔质量。，就可计算溶质摩尔质量。凝固点降低凝固点降低18第18页 称为沸点升高系数（称为沸点升高系数（boiling point elevation boiling point elevation coefficientscoefficients），），单位单位 。惯用溶剂。惯用溶剂 值值有表可查。有表可查。测定测定 值，查出值，查出 ，就能够计算溶质摩尔质量。，就能够计算溶质摩尔质量。沸点升高沸点升高19第19页溶液溶液溶液溶液蒸汽压下降是造成凝固点下降、沸点升高原因。蒸汽压下降是造成凝固点下降、沸点升高原因。蒸汽压下降是造成凝固点下降、沸点升高原因。蒸汽压下降是造成凝固点下降、沸点升高原因。p p(HH2 2O,gO,g)/)/PaPawaterwatersolutionsolutioniceiceT/KT/K101325101325611611T TfpfpT Tbpbp273.1273.16 6373.15373.15gasgas T TfpfpO OB B T TbpbpA A 因为溶液蒸汽压比纯溶剂低，只有在更高温度下才能因为溶液蒸汽压比纯溶剂低，只有在更高温度下才能因为溶液蒸汽压比纯溶剂低，只有在更高温度下才能因为溶液蒸汽压比纯溶剂低，只有在更高温度下才能使蒸汽压到达与外压相等而沸腾，即沸点上升；一样，因使蒸汽压到达与外压相等而沸腾，即沸点上升；一样，因使蒸汽压到达与外压相等而沸腾，即沸点上升；一样，因使蒸汽压到达与外压相等而沸腾，即沸点上升；一样，因为溶液蒸汽压下降，只有在更低温度下才能使溶液与冰蒸为溶液蒸汽压下降，只有在更低温度下才能使溶液与冰蒸为溶液蒸汽压下降，只有在更低温度下才能使溶液与冰蒸为溶液蒸汽压下降，只有在更低温度下才能使溶液与冰蒸汽压相等，即凝固点下降。汽压相等，即凝固点下降。汽压相等，即凝固点下降。汽压相等，即凝固点下降。20第20页3)3)o osmotic pressuresmotic pressure渗透渗透渗透渗透压压压压 半透膜半透膜半透膜半透膜 ：溶剂分子能透过，溶剂分子能透过，溶剂分子能透过，溶剂分子能透过，而溶质分子不能透过膜。而溶质分子不能透过膜。而溶质分子不能透过膜。而溶质分子不能透过膜。渗透现象：渗透现象：渗透现象：渗透现象：溶剂分子透过半透膜由纯溶剂进入溶溶剂分子透过半透膜由纯溶剂进入溶溶剂分子透过半透膜由纯溶剂进入溶溶剂分子透过半透膜由纯溶剂进入溶液，或由稀溶液进入浓溶液现象。液，或由稀溶液进入浓溶液现象。液，或由稀溶液进入浓溶液现象。液，或由稀溶液进入浓溶液现象。半透膜左边放溶液，右边放溶剂。因为纯溶剂一侧半透膜左边放溶液，右边放溶剂。因为纯溶剂一侧半透膜左边放溶液，右边放溶剂。因为纯溶剂一侧半透膜左边放溶液，右边放溶剂。因为纯溶剂一侧溶剂浓度大于溶液一侧中溶剂浓度，溶剂能透过半透溶剂浓度大于溶液一侧中溶剂浓度，溶剂能透过半透溶剂浓度大于溶液一侧中溶剂浓度，溶剂能透过半透溶剂浓度大于溶液一侧中溶剂浓度，溶剂能透过半透膜。膜。膜。膜。纯水纯水纯水纯水溶液溶液溶液溶液半透膜半透膜半透膜半透膜纯水纯水纯水纯水溶液溶液溶液溶液半透膜半透膜半透膜半透膜21第21页p pp+p+纯水纯水纯水纯水溶液溶液溶液溶液半透膜半透膜半透膜半透膜纯水纯水纯水纯水溶液溶液溶液溶液半透膜半透膜半透膜半透膜渗透是溶剂经过半透膜进入溶液渗透是溶剂经过半透膜进入溶液渗透是溶剂经过半透膜进入溶液渗透是溶剂经过半透膜进入溶液“单方向单方向单方向单方向”扩散过程扩散过程扩散过程扩散过程。为了阻止溶剂渗透，在左边施加额外压力，使单位时间为了阻止溶剂渗透，在左边施加额外压力，使单位时间为了阻止溶剂渗透，在左边施加额外压力，使单位时间为了阻止溶剂渗透，在左边施加额外压力，使单位时间内溶剂分子从半透膜两侧经过数目相等，即到达渗透平衡。内溶剂分子从半透膜两侧经过数目相等，即到达渗透平衡。内溶剂分子从半透膜两侧经过数目相等，即到达渗透平衡。内溶剂分子从半透膜两侧经过数目相等，即到达渗透平衡。这么，溶液液面上所增加压力就是这个溶液渗透压力。这么，溶液液面上所增加压力就是这个溶液渗透压力。这么，溶液液面上所增加压力就是这个溶液渗透压力。这么，溶液液面上所增加压力就是这个溶液渗透压力。渗渗渗渗透压是为维持被半透膜所隔开溶液与纯溶剂之间渗透平衡透压是为维持被半透膜所隔开溶液与纯溶剂之间渗透平衡透压是为维持被半透膜所隔开溶液与纯溶剂之间渗透平衡透压是为维持被半透膜所隔开溶液与纯溶剂之间渗透平衡需要额外压力。需要额外压力。需要额外压力。需要额外压力。22第22页 稀溶液渗透压大小与溶质粒子稀溶液渗透压大小与溶质粒子稀溶液渗透压大小与溶质粒子稀溶液渗透压大小与溶质粒子数成正比，即服从数成正比，即服从数成正比，即服从数成正比，即服从范特霍夫范特霍夫范特霍夫范特霍夫定律。定律。定律。定律。Vant Hoff LawVant Hoff Law：=cRTcRT范霍夫范霍夫范霍夫范霍夫(J.H.Vant.Hoff)J.H.Vant.Hoff)J.H.Vant.Hoff)J.H.Vant.Hoff)方程方程方程方程：非电解质：非电解质：非电解质：非电解质稀溶液渗透压大小与溶液浓度关系含有与稀溶液渗透压大小与溶液浓度关系含有与稀溶液渗透压大小与溶液浓度关系含有与稀溶液渗透压大小与溶液浓度关系含有与理想气体状态方程式相同形式。理想气体状态方程式相同形式。理想气体状态方程式相同形式。理想气体状态方程式相同形式。:溶液渗透压，溶液渗透压，溶液渗透压，溶液渗透压，kPakPakPakPa V:V:V:V:溶液体积，溶液体积，溶液体积，溶液体积，dmdmdmdm-3-3-3-3 n:n:n:n:溶质物质量，溶质物质量，溶质物质量，溶质物质量，molmolmolmol c:c:c:c:溶液浓度，溶液浓度，溶液浓度，溶液浓度，moldmmoldmmoldmmoldm-3-3-3-3或Vant HoffVant Hoff23第23页渗透原理应用渗透原理应用渗透原理应用渗透原理应用a a.测大分子物质分子量测大分子物质分子量测大分子物质分子量测大分子物质分子量(c Mc M)例例例例1.11.1dmdm-3-3溶液中含溶液中含溶液中含溶液中含5.05.0g g马血红素，在马血红素，在马血红素，在马血红素，在298298K K时测得溶液时测得溶液时测得溶液时测得溶液渗透压为渗透压为渗透压为渗透压为1.80101.80102 2PaPa，求马血红素摩尔质量。求马血红素摩尔质量。求马血红素摩尔质量。求马血红素摩尔质量。解：解：解：解：=-RT=-RT=-RT=-RTn nV Vm/Mm/MV VM=-=-=M=-=-=6.9 6.9 10104 4g g molmol-1-1 mRTmRTV V5.05.0 8.314 8.314 298.15298.15180 180 1010-3-3 1 124第24页b b.等渗输液等渗输液等渗输液等渗输液(动植物动植物动植物动植物)例例例例2.2.非电解质水溶液冰点为非电解质水溶液冰点为非电解质水溶液冰点为非电解质水溶液冰点为0.530.53。求此溶液渗透压，并指。求此溶液渗透压，并指。求此溶液渗透压，并指。求此溶液渗透压，并指出其是否与血浆等渗。出其是否与血浆等渗。出其是否与血浆等渗。出其是否与血浆等渗。KKfpfp摩尔凝固点常数摩尔凝固点常数摩尔凝固点常数摩尔凝固点常数1.86K.kg.mol1.86K.kg.mol-1-1解：解：解：解：T Tfpfp=k=kfpfp m m=1.86=1.86 m m m m=0.53/1.86=0.2849=0.53/1.86=0.2849 molkg molkg-1-1 =cRTbRT=cRTbRT=0.2849=0.2849 8.3148.314 (273.15+37)=(273.15+37)=734.76(734.76(kPakPa)与血浆为等渗溶液。与血浆为等渗溶液。与血浆为等渗溶液。与血浆为等渗溶液。cellcell低渗输液低渗输液低渗输液低渗输液(0.9%0.9%生理盐水生理盐水生理盐水生理盐水 oror (0.9%0.9%生理盐水生理盐水生理盐水生理盐水 o or r 5%5%葡萄糖水葡萄糖水葡萄糖水葡萄糖水)25第25页26第26页c c.水净化水净化水净化水净化(反渗透反渗透反渗透反渗透)假如外加在溶液上压力超出了渗透压假如外加在溶液上压力超出了渗透压假如外加在溶液上压力超出了渗透压假如外加在溶液上压力超出了渗透压，则反而会使溶则反而会使溶则反而会使溶则反而会使溶液中溶剂向纯溶剂方向流动，使纯溶剂体积增加，这个过液中溶剂向纯溶剂方向流动，使纯溶剂体积增加，这个过液中溶剂向纯溶剂方向流动，使纯溶剂体积增加，这个过液中溶剂向纯溶剂方向流动，使纯溶剂体积增加，这个过程叫做反渗透。反渗透原理广泛应用于海水淡化、工业废程叫做反渗透。反渗透原理广泛应用于海水淡化、工业废程叫做反渗透。反渗透原理广泛应用于海水淡化、工业废程叫做反渗透。反渗透原理广泛应用于海水淡化、工业废水或污水处理和溶液浓缩等方面水或污水处理和溶液浓缩等方面水或污水处理和溶液浓缩等方面水或污水处理和溶液浓缩等方面。盐溶液盐溶液盐溶液盐溶液纯水纯水纯水纯水纯水纯水纯水纯水多孔支撑层多孔支撑层多孔支撑层多孔支撑层膜表皮层膜表皮层膜表皮层膜表皮层界面纯水层界面纯水层界面纯水层界面纯水层0.250.25 100100 压力压力压力压力 NaNa3 3POPO4 4 AlAl2 2(SOSO4 4)3 3CaClCaCl2 2 MgClMgCl2 2 NaNONaNO3 3 NaClNaCl KClKCl1010 27第27页 电解质溶液，或者浓度较大溶液也与非电解质稀溶液一电解质溶液，或者浓度较大溶液也与非电解质稀溶液一电解质溶液，或者浓度较大溶液也与非电解质稀溶液一电解质溶液，或者浓度较大溶液也与非电解质稀溶液一样含有样含有样含有样含有蒸汽压下降蒸汽压下降蒸汽压下降蒸汽压下降、沸点上升沸点上升沸点上升沸点上升、凝固点下降凝固点下降凝固点下降凝固点下降和和和和渗透压渗透压渗透压渗透压等性质。等性质。等性质。等性质。不过，稀溶液定律所表示这些依数性与溶液浓度定量关系不过，稀溶液定律所表示这些依数性与溶液浓度定量关系不过，稀溶液定律所表示这些依数性与溶液浓度定量关系不过，稀溶液定律所表示这些依数性与溶液浓度定量关系不适合用于浓溶液和电解质溶液。不适合用于浓溶液和电解质溶液。不适合用于浓溶液和电解质溶液。不适合用于浓溶液和电解质溶液。浓溶液：溶质微粒之间相互作用以及溶质微粒与溶剂分浓溶液：溶质微粒之间相互作用以及溶质微粒与溶剂分浓溶液：溶质微粒之间相互作用以及溶质微粒与溶剂分浓溶液：溶质微粒之间相互作用以及溶质微粒与溶剂分子之间相互作用大大增加。电解质溶液：电解质解离等。子之间相互作用大大增加。电解质溶液：电解质解离等。子之间相互作用大大增加。电解质溶液：电解质解离等。子之间相互作用大大增加。电解质溶液：电解质解离等。2.2.电解质溶液通性电解质溶液通性电解质溶液通性电解质溶液通性 电解质溶液表现出比非电解质稀溶液更强更显著改变。电解质溶液表现出比非电解质稀溶液更强更显著改变。电解质溶液表现出比非电解质稀溶液更强更显著改变。电解质溶液表现出比非电解质稀溶液更强更显著改变。这个更强影响可近似地用一个修正系数这个更强影响可近似地用一个修正系数这个更强影响可近似地用一个修正系数这个更强影响可近似地用一个修正系数 i i 来表示。来表示。来表示。来表示。28第28页电解质溶液：电解质溶液：因为因为电解质解离电解质解离产生偏差。产生偏差。电解质溶液表现出比非电解质稀溶液更强更显著改电解质溶液表现出比非电解质稀溶液更强更显著改变。这个更强影响可近似地用一个修正系数变。这个更强影响可近似地用一个修正系数i i来表来表示。示。=icBRT Tfp=ikfpm Tbp=ikbpmCH3COOH i1NaCl、HCl(AB)i2K2SO4(A2B)i23电解质正负电荷总数越大，电解质正负电荷总数越大，电解质正负电荷总数越大，电解质正负电荷总数越大，i i i i值越大，最大值为值越大，最大值为值越大，最大值为值越大，最大值为（n+mn+mn+mn+m）,解离度越大，解离度越大，解离度越大，解离度越大，i i i i值越靠近其最大值值越靠近其最大值值越靠近其最大值值越靠近其最大值AnBm=n Am+m Bn-29第29页对于对于同浓度同浓度溶液，其沸点高低、渗透压大小次序：溶液，其沸点高低、渗透压大小次序：A A2 2B orABB orAB2 2强电解质溶液强电解质溶液ABAB强电解质溶液强电解质溶液 弱电解质溶液弱电解质溶液 非电解质溶液非电解质溶液对于对于同浓度同浓度溶液，其蒸气压、凝固点大小次序：溶液，其蒸气压、凝固点大小次序：A A2 2B or ABB or AB2 2强电解质溶液强电解质溶液ABAB强电解质溶液强电解质溶液 弱电解质溶液弱电解质溶液 非电解质溶液非电解质溶液30第30页3.3.溶液依数性应用溶液依数性应用溶液依数性应用溶液依数性应用汽车冷冻液汽车冷冻液汽车冷冻液汽车冷冻液乙二醇溶液乙二醇溶液乙二醇溶液乙二醇溶液冬天道路撒盐融雪冬天道路撒盐融雪冬天道路撒盐融雪冬天道路撒盐融雪静脉注射或输液时采取静脉注射或输液时采取静脉注射或输液时采取静脉注射或输液时采取“等渗液等渗液等渗液等渗液”：0.9%0.9%0.9%0.9%生理盐水；生理盐水；生理盐水；生理盐水；5.0%5.0%5.0%5.0%葡萄糖溶液葡萄糖溶液葡萄糖溶液葡萄糖溶液淡水中游泳时，眼球轻易淡水中游泳时，眼球轻易淡水中游泳时，眼球轻易淡水中游泳时，眼球轻易“红胀红胀红胀红胀”水净化水净化水净化水净化(反渗透反渗透反渗透反渗透)31第31页例：海水中盐总浓度约为例：海水中盐总浓度约为例：海水中盐总浓度约为例：海水中盐总浓度约为0.60 moldm0.60 moldm-3-3（以质量分数计约为（以质量分数计约为（以质量分数计约为（以质量分数计约为3.53.5）。若均以主要组分）。若均以主要组分）。若均以主要组分）。若均以主要组分NaClNaCl计，试估算海水开始结冰温计，试估算海水开始结冰温计，试估算海水开始结冰温计，