1、 无机及分析化学无机及分析化学& 绪论绪论u 无机及分析化学无机及分析化学是高等农林院校一门重要基础课，系是高等农林院校一门重要基础课，系统介绍化学的统介绍化学的基本理论基本理论和和实验技术实验技术，不仅为今后学习专业，不仅为今后学习专业课打下基础，也可以培养学生严谨的科学态度、耐心细致课打下基础，也可以培养学生严谨的科学态度、耐心细致的工作作风。的工作作风。u 农学与化学之间存在很多交叉点，许多化学知识都可农学与化学之间存在很多交叉点，许多化学知识都可以应用到农业生产实践之中。所以全国各高等农林院校都以应用到农业生产实践之中。所以全国各高等农林院校都非常重视无机及分析化学课程教学。非常重视无
2、机及分析化学课程教学。 化学：化学：是一门在原子、分子或离子层次上研究是一门在原子、分子或离子层次上研究物质的组成、结构以及性质的学科。物质的组成、结构以及性质的学科。化学是一门社会需要的中心科学化学是一门社会需要的中心科学衣衣食食住住行行冶冶 金金能能 源源化化 学学材材 料料医药卫生医药卫生 国国 防防资源利用资源利用 环境保护环境保护 & 绪论绪论四大基础化学四大基础化学无机化学无机化学分析化学分析化学物理化学物理化学有机化学有机化学化学是一门承上启下的中心科学化学是一门承上启下的中心科学& 绪论绪论 无无 机机 化化 学学u研究元素、单质和无机化合物的来源、制备、结构以及研究元素、单质
3、和无机化合物的来源、制备、结构以及性质的一门化学学科。（除去碳氢化合物和其他衍生物）性质的一门化学学科。（除去碳氢化合物和其他衍生物） 分分 析析 化化 学学l研究物质组成、含量和结构等化学信息的研究物质组成、含量和结构等化学信息的分析方法及分析方法及理论理论的一门科学。的一门科学。l是测量和表征物质的组成和结构的分支学科是测量和表征物质的组成和结构的分支学科。& 绪论绪论计算与信息科学计算与信息科学物物 理学理学数数 学学天文学天文学 化化 学学 地地 学学工程学工程学生命科学生命科学材料科学材料科学 化学与其他学科交叉形成多种边缘学科：化学与其他学科交叉形成多种边缘学科： 如：环境化学、农
4、业化学、生物化学、无机与分析化学如：环境化学、农业化学、生物化学、无机与分析化学& 绪论绪论 第十三章第十三章 分析化学中的重要分离方法分析化学中的重要分离方法 （自学）（自学）（自学）（自学）& 课程内容课程内容 第一章第一章 溶液和胶体溶液和胶体 第二章第二章 化学反应的能量和方向化学反应的能量和方向 第三章第三章 化学反应的速率和限度化学反应的速率和限度 第四章第四章 物质结构简介物质结构简介 第五章第五章 重要生命元素重要生命元素 第六章第六章 分析化学概论分析化学概论 第七章第七章 酸碱平衡与酸碱滴定法酸碱平衡与酸碱滴定法 第八章第八章 沉淀沉淀- -溶解平衡与沉淀测定法溶解平衡与沉
5、淀测定法 第九章第九章 配位化合物与配位滴定法配位化合物与配位滴定法 第十章第十章 氧化还原反应与氧化还原滴定法氧化还原反应与氧化还原滴定法 第十一章第十一章 电位分析与电导分析电位分析与电导分析 第十二章第十二章 吸光光度分析法吸光光度分析法 第十四章第十四章 其他仪器分析简介其他仪器分析简介 （自学）（自学）& 教学计划教学计划（1）本课程有本课程有14章，其中第章，其中第5、11、13和和 14章自学，共章自学，共48课时课时（12周时间）周时间）;（2）布置作业，每章讲完交作业；布置作业，每章讲完交作业；（3）期末闭卷考试，自学内容不考期末闭卷考试，自学内容不考;（4）最终成绩由平时成
6、绩最终成绩由平时成绩(30%)和考试成绩和考试成绩(70%) 两部分组成。平时成绩包括作业和考勤。两部分组成。平时成绩包括作业和考勤。& 参考书参考书（1 1）无机化学，北京师范大学）无机化学，北京师范大学 编编（2 2）无机及分析化学典型题解析及自测试题，）无机及分析化学典型题解析及自测试题，主编赵晓农，西北工业大学出版社主编赵晓农，西北工业大学出版社,2002,2002（自学）（自学）第一章第一章 溶液和胶体溶液和胶体 1-4 稀溶液的依数性稀溶液的依数性4 1-1 物质聚集状态物质聚集状态1 1-2 分散系分散系2 1-3 溶液的浓度溶液的浓度3 1-5 胶体溶液胶体溶液5 1-6 乳浊
7、液乳浊液6（重点）（重点）掌握掌握第一章第一章 溶液和胶体溶液和胶体教教 学学 要要 求求3 3掌握掌握胶团的结构（会书写）、溶胶的稳定性胶团的结构（会书写）、溶胶的稳定性和聚沉之间的关系。和聚沉之间的关系。掌握掌握溶液浓度的四种表示方法及计算（物质溶液浓度的四种表示方法及计算（物质的量浓度、质量摩尔浓度、物质的量分数和的量浓度、质量摩尔浓度、物质的量分数和质量分数）；质量分数）；1 12 2理解稀溶液的依数性，理解稀溶液的依数性，掌握掌握其与浓度的定量其与浓度的定量关系，以及在农林等生物科学中的应用。关系，以及在农林等生物科学中的应用。第一章第一章 溶液和胶体溶液和胶体7 7理解溶胶的光学、
8、电学和动力学特性及意义。理解溶胶的光学、电学和动力学特性及意义。了解表面吸附现象的产生原因及其类型。了解表面吸附现象的产生原因及其类型。6 6了解强电解质在溶液中的状况以及活度、活了解强电解质在溶液中的状况以及活度、活度系数、离子强度等概念；度系数、离子强度等概念；5 5了解分散系的基本概念及其分类；了解分散系的基本概念及其分类；4 4教教 学学 要要 求求了解了解& 1.1 物质聚集状态物质聚集状态第一章 溶液和胶体1.1.1 气体气体1.1.2 液体液体1.1.3 固体固体& 1.1.1 气气 体体 理想气体理想气体 (Ideal Gas) 忽略气体分子本身占有的忽略气体分子本身占有的体积
9、体积和和分子间作分子间作用力用力，该气体称为，该气体称为理想气体理想气体。一、一、理想气体理想气体 没有一定的形状和体积可以流动的流体。没有一定的形状和体积可以流动的流体。 基本特征：基本特征：扩散性和可压缩性。扩散性和可压缩性。气体气体实际气体在实际气体在低压高温低压高温下，可近似视为理想气体。下，可近似视为理想气体。 理想气体的状态方程理想气体的状态方程& 1.1.1 气气 体体 其中，其中，p：气体的压力，：气体的压力，Pa V：气体的体积，：气体的体积，m3 n：气体的物质的量，：气体的物质的量，molT：热力学温度，：热力学温度，K R：摩尔气体常数：摩尔气体常数8.314 Jmol
10、 1K 1系统处于平衡态时系统各性质间的数学表达式系统处于平衡态时系统各性质间的数学表达式0=273 KnRTpV 一、一、理想气体理想气体& 1.1.1 气气 体体理想气体状态方程式不仅适应于单一组分理想气体状态方程式不仅适应于单一组分气体；也适应混合气体中各组分气体；同气体；也适应混合气体中各组分气体；同时还适应于气体混合物。时还适应于气体混合物。RTnVpBBnRTpV 二、二、道尔顿分压定律道尔顿分压定律对两种或以上互不发生化学反应的对两种或以上互不发生化学反应的理想气体的混合物理想气体的混合物，总气体物质，总气体物质的量等于各组分物质的量的和。其的量等于各组分物质的量的和。其状态方程
11、状态方程是：是：pV n1RT + n2RT + niRTnRTRTnVppVBBBBnRTRTnVppVBBBBnRTRTnVppVBBBBBBBBn RTppV混合气体的混合气体的总压力总压力(p)等于混合气体中各组分气体等于混合气体中各组分气体(B)的的分压分压(PB )之和。之和。& 1.1.1 气气 体体BBpx p混合气体中某组分气体的分压等于总压乘以该混合气体中某组分气体的分压等于总压乘以该组分物质的量分数。组分物质的量分数。/BBBBnp V RTpxnpV RTp物质的量分数物质的量分数二、二、道尔顿分压定律道尔顿分压定律理想气体状态方程式不仅适应于单一组分理想气体状态方程式
12、不仅适应于单一组分气体；也适应混合气体中各组分气体；同气体；也适应混合气体中各组分气体；同时还适应于气体混合物。时还适应于气体混合物。RTnVpBBnRTpV & 1.1.2 液液 体体有一定的体积而无固定的形状有一定的体积而无固定的形状p 液体的基本性质液体的基本性质： 相似相溶性；相似相溶性； 有一定表面张力；有一定表面张力； 蒸汽压、沸点、凝固点等。蒸汽压、沸点、凝固点等。液体液体& 1.1.3 固固 体体具有一定体积和固定形状，由分子、原子和离具有一定体积和固定形状，由分子、原子和离子等组成。子等组成。如：食盐、金属等有规则的几如：食盐、金属等有规则的几何外形，有固定的熔点何外形，有固
13、定的熔点如：玻璃、石蜡等无规则的几如：玻璃、石蜡等无规则的几何外形，无固定的熔点何外形，无固定的熔点晶晶 体体无定形体无定形体分类分类固体固体& 1.2 1.2 分散系分散系1.2.1 分散系的概念分散系的概念1.2.2 分散系的分类分散系的分类1.2.3 分散度与比表面积分散度与比表面积第一章 溶液和胶体& 1.2 1.2 分散系分散系1.2.1 分散系的概念分散系的概念p 分散系：分散系：一种或几种物质分散在另一种物质里所一种或几种物质分散在另一种物质里所形成的系统称为分散系统形成的系统称为分散系统 ，简称分散系。如泥浆，简称分散系。如泥浆（黏土（黏土/ /水）、云雾水）、云雾( (水滴水
14、滴/ /空气）、牛奶等分散系。空气）、牛奶等分散系。p 分散质：分散质：被分散的物质叫做分散质被分散的物质叫做分散质( (或分散相或分散相) )。 如黏土如黏土, ,水滴水滴, ,奶油奶油+ +蛋白质蛋白质+ +乳糖）乳糖）p 分散剂：分散剂：容纳分散质的物质称为分散剂。容纳分散质的物质称为分散剂。& 1.2.2 分散系的分类分散系的分类1. 按分散质和分散剂的聚集状态分类按分散质和分散剂的聚集状态分类 （9类）类）2. 按分散质粒子直径大小分类按分散质粒子直径大小分类类型类型粒子直径粒子直径 /nm分散系名称分散系名称主要特征主要特征分子、离子分子、离子分散系分散系1100 100乳状液乳状
15、液悬浊液悬浊液不稳定不稳定, ,扩散慢扩散慢, ,不能透不能透过滤纸及半透膜过滤纸及半透膜, ,无光散无光散射射注：在体系内部物理性质和化学性质完全均匀的部分称为相。注：在体系内部物理性质和化学性质完全均匀的部分称为相。& 1.2.2 分散系的分类分散系的分类1& 1.2.3 分散度与比表面积分散度与比表面积 比表面积（比表面积（S0）： 等于分散质粒子的总表面积等于分散质粒子的总表面积(S)(S)除以其总体积除以其总体积(V)(V)。比表面积比表面积S S0 0增加，系统分散度增加；增加，系统分散度增加；分散质粒度减少，系统分散度增大。分散质粒度减少，系统分散度增大。 例如：例如：2cm2c
16、m 2cm2cm 2cm2cm方块切成方块切成1cm1cm 1cm1cm 1cm1cm方块，比表面积有何变化？方块，比表面积有何变化？ S0 =SV分散系中分散质分散系中分散质粒子直径粒子直径不同不同, ,分散度分散度不同不同, ,用用比表面积比表面积表示。表示。切前：切前： S0 = S / V =22x6 / 23 = 3cm2切后：切后： S0 = S / V = 12x6 / 13 = 6cm2立方体边长愈小，立方体边长愈小，S S0 0愈大，系统分散度越高。愈大，系统分散度越高。& 1.3 1.3 溶液的浓度溶液的浓度第一章 溶液和胶体1.3.1 物质的量浓度物质的量浓度 (cB)1
17、.3.2 质量摩尔浓度质量摩尔浓度 (bB)1.3.3 物质的量分数物质的量分数 (xi)1.3.4 质量分数质量分数 (wB)& 1.3 1.3 溶液的浓度溶液的浓度p 物质的量物质的量 (n)：表示系统中所含基本单元的量，用符号表示系统中所含基本单元的量，用符号“n”表示，其单表示，其单位为位为“mol”，叫做，叫做“摩尔摩尔”。 摩尔质量摩尔质量 (M)：物质的物质的质量质量(m)除以该物质的除以该物质的物质的量物质的量(nB)。MB =Bmn单位：单位：gmol 1 1 mol 任何物质所含基本单元数均与任何物质所含基本单元数均与0.012kg 12C的原子数目相等的原子数目相等( 6
18、.021023 阿伏加德罗常数阿伏加德罗常数 “N”)。 下标下标B表示溶质，表示溶质，下标下标A表示溶剂表示溶剂p 物质的量物质的量 (n)：& 1.3 1.3 溶液的浓度溶液的浓度 注意：注意：使用物质的量时，基本单元应指明，可以是分子、原子使用物质的量时，基本单元应指明，可以是分子、原子、离子、电子等，也可以是这些粒子的组合。基本单元用加圆括号的、离子、电子等，也可以是这些粒子的组合。基本单元用加圆括号的化学式化学式( (或其组合或其组合) )表示，不宜用中文名称。表示，不宜用中文名称。u 1mol 氢氧化钠氢氧化钠()； u 1mol NaOH() ； u n(NaOH)=1mol()
19、un (NaOH)= n( NaOH) = 2 n(2NaOH)同一系统中的同一物质，所选的基本单元不同，则物质的量也不同。同一系统中的同一物质，所选的基本单元不同，则物质的量也不同。例如：分别选例如：分别选NaOHNaOH， NaOHNaOH和和2NaOH2NaOH为基本单元，则相同质量的氢氧为基本单元，则相同质量的氢氧化钠的物质的量之间有以下关系：化钠的物质的量之间有以下关系：121212记住！记住！1. 物质的量浓度物质的量浓度(cB)：溶液中溶质溶液中溶质B的物质的量的物质的量 (nB) 除以溶液的体积除以溶液的体积 (V)。单位：单位：mol L 1BBBmMnBBBmnMBBBmc
20、M V 应用应用BBncV& 1.3 1.3 溶液的浓度溶液的浓度例：例：80 %80 %的硫酸的密度为的硫酸的密度为1.74g/mL1.74g/mL，求该硫酸溶液的物质，求该硫酸溶液的物质的量浓度的量浓度c(Hc(H2 2SOSO4 4) )和和c(1/2 Hc(1/2 H2 2SOSO4 4) )各为多少？各为多少？解解: :由公式由公式 (1) (2) 1L该溶液的质量为：该溶液的质量为：m=V=1.74 g/mL1000 mL80%=1392 gM =mncB =BnVc (H2SO4) = = = 14.2 molL-1 2424()()H SOH SOmMV1139298.071g
21、g molLc ( H2SO4)= 2 c (H2SO4) =214.2 molL-1 = 28.4 molL-1 12 cB =BBmM Vn ( H2SO4)= 2n(H2SO4) 12c ( H2SO4)= 2c (H2SO4) 121. 物质的量浓度物质的量浓度(cB)：& 1.3 1.3 溶液的浓度溶液的浓度2. 质量摩尔浓度质量摩尔浓度(bB)：溶液中溶液中溶质溶质B的物质的量的物质的量(nB)除以除以溶剂溶剂A的质量的质量 (mA，单位为，单位为kg)。BBAnbm单位：单位：mol kg 1BBBmnMp 1. 应用应用bB =BBAmM m& 1.3 1.3 溶液的浓度溶液的
22、浓度例：例：在在50.0 g 水中溶有水中溶有2.00 g 甲醇（甲醇（CH3OH），求该溶液），求该溶液的质量摩尔浓度的质量摩尔浓度。 M(CH3OH)=32.0 gmol-1解解: :由公式由公式 (1) (2)M =mnbB =BAnmbB =BBAmM mb (CH3OH) = mMm332CH OHCH OHH O（）（）（）12 0032.050.0gg molg.= = 0.00125 molg-1 = 1.25 molkg-12. 质量摩尔浓度质量摩尔浓度(bB)：& 1.3 1.3 溶液的浓度溶液的浓度3. 物质的量分数物质的量分数(xi)：混合体系中某组分混合体系中某组分i
23、的物质的量的物质的量(ni)除以混合物总物质的量除以混合物总物质的量 (n)。 对于双组份系统，若溶质为对于双组份系统，若溶质为B B，溶剂为，溶剂为A A，则，则AAABnxnnBBABnxnn，xA + xB = 1iinxn& 1.3 1.3 溶液的浓度溶液的浓度解解: :根据题意根据题意100 g 100 g 溶液中含有溶液中含有10.0 g NaCl 和和 90.0 g H2O1()10.0()58.4m NaClgM NaClg moln(NaCl) = 0.171 mol212()90.0()18.0m H OgM H Og moln(H2O) = 5.0 mol2()0.171
24、()0.1715.0()()n NaClmolx NaClmolmoln NaCln H O= 0.033 mol222()5.0()0.1715.0()()n H Omolx H Omolmoln NaCln H O= 0.967 mol例：在例：在100g 水溶液中有水溶液中有10.0 g NaCl，求，求H2O和和NaCl的摩尔分数。的摩尔分数。iinxn3. 物质的量分数物质的量分数(xi)：& 1.3 1.3 溶液的浓度溶液的浓度4. 质量分数质量分数(wB)：混合体系中某组分混合体系中某组分B B的质量的质量(m(mB B) )除以混合物总质量除以混合物总质量(m)(m)。BBmw
25、m& 1.3 1.3 溶液的浓度溶液的浓度p 对比四种浓度表示方法对比四种浓度表示方法 注：注：xA+xB = 1 浓度表示方法浓度表示方法 名称名称 定义定义 公式公式 单位单位 物质的量浓度物质的量浓度cB 溶质溶质nB/溶液溶液V cB= nB /V molL-1质量摩尔浓度质量摩尔浓度bB 溶质溶质nB/溶剂溶剂mA bB= nB /mA molkg-1 摩尔分数摩尔分数xB 溶质溶质nB/溶液溶液ni 总总 xB = nB /(nA+ nB) 1 质量分数质量分数wB 溶质溶质mB/溶液溶液m总总 wB = mB / m 1 摩尔质量摩尔质量MB 质量质量m/物质的量物质的量nB M
26、B=m / nB gmol-1& 1.3 1.3 溶液的浓度溶液的浓度作业：记公式作业：记公式& 1.4 稀溶液的依数性稀溶液的依数性第一章 溶液和胶体1.4.1 水的相图水的相图1.4.2 稀溶液的依数性稀溶液的依数性1.4.3 强电解质溶液简介强电解质溶液简介例如：溶液的密度、例如：溶液的密度、颜色、气味、体积、颜色、气味、体积、导电性、溶解度等导电性、溶解度等分两类分两类溶液的溶液的蒸气压下降蒸气压下降溶液的溶液的沸点升高沸点升高溶液的溶液的凝固点降低凝固点降低溶液的溶液的渗透压渗透压溶液的性质溶液的性质& 1.4 稀溶液的依数性稀溶液的依数性与溶质本质与溶质本质有关的性质有关的性质与溶
27、质本质与溶质本质无关的通性无关的通性溶液的依数性溶液的依数性& 1.4 稀溶液的依数性稀溶液的依数性p 溶液的依数性：溶液的依数性：只与溶液中溶质粒子数目有关，只与溶液中溶质粒子数目有关，而与溶质的本性无关的性质。而与溶质的本性无关的性质。只有稀溶液的依数性才有规律，且浓度越稀，规律只有稀溶液的依数性才有规律，且浓度越稀，规律性越强。性越强。溶液的依数性与溶剂的相平衡有关。溶液的依数性与溶剂的相平衡有关。先介绍溶剂水的相平衡及其相图先介绍溶剂水的相平衡及其相图溶液的依数性溶液的依数性几个概念几个概念& 1.4.1 水的相图水的相图 在科学研究中，往往将研究讨论的对象称为在科学研究中，往往将研究
28、讨论的对象称为系统，如一杯液体、一块固体都为一个系统。系统，如一杯液体、一块固体都为一个系统。系系 统统 系统中化学性质和物理性质完全相同的部分系统中化学性质和物理性质完全相同的部分称为相，且异相之间有明显的界面。称为相，且异相之间有明显的界面。相相只含一个相的系统称为只含一个相的系统称为单相系统单相系统；含有两个；含有两个或两个以上相的系统称为或两个以上相的系统称为多相系统多相系统。单单(多多)相系统相系统当相变达到各种相态能稳定共存的状态称当相变达到各种相态能稳定共存的状态称相相平衡平衡。不同相之间的相互转化称为。不同相之间的相互转化称为相变相变。 相相 平平 衡衡& 1.4.1 水的相图
29、水的相图 表示水的相平衡与温度、蒸汽压表示水的相平衡与温度、蒸汽压的关系图称为水的相图。的关系图称为水的相图。水的相图水的相图& 1.4.1 水的相图水的相图l 沸沸 点：点： tb=100 ，pb=1.01105Pal 三相点：三相点： t0=0.0098 p0=6.11102Pa l 临界点：临界点： tc=374 ， pc=2.21107Pa三个区：三个区：气相区、液相区和固相区。气相区、液相区和固相区。三条线：三条线：OAOA、OBOB和和 OCOC线分别为水的气液、气固和固液平衡线，线分别为水的气液、气固和固液平衡线， 在在OAOA线上当蒸汽压等于外界压力时液体沸腾。线上当蒸汽压等于
30、外界压力时液体沸腾。一个点：一个点：三条线交于三条线交于O O点，它代表冰、水、水蒸气三相平衡的点，它代表冰、水、水蒸气三相平衡的 温度压力条件，称为温度压力条件，称为水的三相点水的三相点。 化合物的分类化合物的分类化化合合物物非非 电电 解解 质质电电 解解 质质 电解质：溶解于水中或熔融状态下能导电的化合物。电解质：溶解于水中或熔融状态下能导电的化合物。 非电解质：溶解于水中或熔融状态下不导电的化合物。非电解质：溶解于水中或熔融状态下不导电的化合物。强电解质：在水中完全解离为离子的化合物；强电解质：在水中完全解离为离子的化合物；弱电解质：在水中部分解离为离子的化合物；弱电解质：在水中部分解
31、离为离子的化合物；强强 电电 解解 质质弱弱 电电 解解 质质例：例：NaCl，NaOH，H2SO4 ，HNO3例：例： HAc，H2CO3，H3PO4， H2C2O4& 1.4.2 稀溶液的依数性稀溶液的依数性& 1.4.2 稀溶液的依数性稀溶液的依数性1、溶液的蒸汽压下降溶液的蒸汽压下降u 蒸发：蒸发：液体表面高能量分子克服其他分子吸引从表面逸出，液体表面高能量分子克服其他分子吸引从表面逸出， 成为蒸汽分子，这种液体表面的气化现象称为成为蒸汽分子，这种液体表面的气化现象称为 u 凝聚：凝聚：液体上方蒸汽分子呗液面吸引或受外界压力进入液面。液体上方蒸汽分子呗液面吸引或受外界压力进入液面。.
32、. . . . . . . . . . . . . . . . .蒸气饱和蒸气饱和. . . . . . . .一定温度下一定温度下( (密闭）密闭）蒸发蒸发凝聚凝聚. . . . . . . = 蒸发速度蒸发速度凝聚速度凝聚速度液体蒸汽两相平衡液体蒸汽两相平衡液体液体& 1.4.2 稀溶液的依数性稀溶液的依数性u 难挥发非电解质：难挥发非电解质：常温下蒸气压较小的非电解质物质常温下蒸气压较小的非电解质物质( (如如蔗糖、甘油、葡萄糖蔗糖、甘油、葡萄糖等）称为难挥发非电解质，其稀等）称为难挥发非电解质，其稀溶液称为难挥发非电解质稀溶液。溶液称为难挥发非电解质稀溶液。u饱和蒸气压饱和蒸气压(p)
33、: 当液体蒸发速度和凝聚速度相等时，液当液体蒸发速度和凝聚速度相等时，液体和它的蒸气处于两相平衡状态，此时蒸气称为体和它的蒸气处于两相平衡状态，此时蒸气称为饱和蒸气饱和蒸气，饱和蒸气产生的压力称为饱和蒸气产生的压力称为饱和蒸气压饱和蒸气压。P：液体分子向外逸出的趋势，蒸汽压：液体分子向外逸出的趋势，蒸汽压越易挥发；温度越易挥发；温度 蒸汽压蒸汽压1、溶液的蒸汽压下降溶液的蒸汽压下降& 1.4.2 稀溶液的依数性稀溶液的依数性在纯水中溶入少量难挥发非电解质后，则发现在同一温在纯水中溶入少量难挥发非电解质后，则发现在同一温度下，稀溶液的蒸气压总是低于纯水的蒸气压。度下，稀溶液的蒸气压总是低于纯水的
34、蒸气压。 蒸发蒸发少少蒸发蒸发多多溶液溶液纯水纯水纯水纯水0.1 mol/kg 糖水糖水0.5 mol/kg 糖水糖水p0t. . . . . . . . . . . . . . .溶液的蒸汽压下降溶液的蒸汽压下降溶质分子占据液体部分表面阻碍溶剂蒸发溶质分子占据液体部分表面阻碍溶剂蒸发溶质溶质1、溶液的蒸汽压下降溶液的蒸汽压下降& 1.4.2 稀溶液的依数性稀溶液的依数性拉乌尔拉乌尔(Raoult)定律：定律：在一定温度下在一定温度下, ,难挥发非电解质难挥发非电解质稀稀溶液溶液的蒸气压的蒸气压( (p p) )等于等于纯溶剂的蒸气压纯溶剂的蒸气压( (p p* * ) )乘以溶剂乘以溶剂A
35、A在溶液中的摩尔分数在溶液中的摩尔分数( (xA) )。 - (蒸汽压定量研究）蒸汽压定量研究） 对于双组分系统，对于双组分系统， xA + xB =1 p = p* (1- xB)= p* - p* xB *Bppppx 一定一定T下，稀溶液的蒸气压下降下，稀溶液的蒸气压下降(p)与溶质的摩尔分数成正比，与溶质本性无关。与溶质的摩尔分数成正比，与溶质本性无关。 p = p* * xA1、溶液的蒸汽压下降溶液的蒸汽压下降蒸汽压下降蒸汽压下降& 1.4.2 稀溶液的依数性稀溶液的依数性u拉乌尔定律：拉乌尔定律：一定温度下，难挥发非电解质稀溶液的蒸一定温度下，难挥发非电解质稀溶液的蒸气压下降气压下
36、降p p，近似与溶质的质量摩尔浓度，近似与溶质的质量摩尔浓度b bB B成正比。成正比。 当溶液很稀时当溶液很稀时，nAnB , nA + nB nA/BBABABBAAnppxpnnppMbK bmM BBBABAnnxnnn BpK b 1、溶液的蒸汽压下降溶液的蒸汽压下降& 1.4.2 稀溶液的依数性稀溶液的依数性2、溶液的沸点升高溶液的沸点升高p 沸点（沸点（t tb b）：）：指液体的蒸汽压等于外界大气压力时液体指液体的蒸汽压等于外界大气压力时液体对应的温度。沸点与外界压力有关，对应的温度。沸点与外界压力有关，压力压力，沸点，沸点。溶液的蒸溶液的蒸汽压总低汽压总低于纯溶剂于纯溶剂的蒸
37、汽压的蒸汽压当纯溶剂的蒸当纯溶剂的蒸汽压达到外界汽压达到外界压力而开始沸压力而开始沸腾时，溶液的腾时，溶液的蒸汽压尚低于蒸汽压尚低于外界压力外界压力若要维持溶液的若要维持溶液的蒸汽压也等于外蒸汽压也等于外界压力，必须要界压力，必须要使溶液的温度进使溶液的温度进一步升高一步升高p 溶液的沸点升高：溶液的沸点升高：溶液的沸点总是高于纯溶剂的沸点。溶液的沸点总是高于纯溶剂的沸点。& 1.4.2 稀溶液的依数性稀溶液的依数性2、溶液的沸点升高溶液的沸点升高纯溶剂纯溶剂溶液溶液p0t101.325 kPaptbtbtb*()bbbbtttKbK Kb b-沸点升高常数沸点升高常数溶液浓度溶液浓度 蒸汽压
38、下降越显著蒸汽压下降越显著沸点升高也越显著沸点升高也越显著由拉乌尔定律推导：由拉乌尔定律推导：溶液的沸点升高溶液的沸点升高难挥发非电解质稀溶液的沸点升高与溶质质量摩尔浓度成正比，与溶质本性无关。难挥发非电解质稀溶液的沸点升高与溶质质量摩尔浓度成正比，与溶质本性无关。& 1.4.2 稀溶液的依数性稀溶液的依数性3、溶液的凝固点降低溶液的凝固点降低p 凝固点：凝固点：是指液体的蒸气压等于固体蒸气压时的温度，是指液体的蒸气压等于固体蒸气压时的温度，此时液体的凝固和固体的熔化处于平衡状态。此时液体的凝固和固体的熔化处于平衡状态。纯溶剂纯溶剂溶液溶液p0tptftftf*溶液的凝固点降低溶液的凝固点降低
39、*()fffftttKb由拉乌尔定律推导：由拉乌尔定律推导：难挥发非电解质稀溶液的凝固点降低与溶质质量摩尔浓度成正比难挥发非电解质稀溶液的凝固点降低与溶质质量摩尔浓度成正比,与溶质本性无关。与溶质本性无关。溶液的凝固点总低于纯溶剂的凝固点溶液的凝固点总低于纯溶剂的凝固点溶液浓度溶液浓度凝固点凝固点下降越显著下降越显著Kf-凝固点降低常数凝固点降低常数表表1-4 常见溶剂的常见溶剂的 Kb 与与 Kf 值值& 1.4.2 稀溶液的依数性稀溶液的依数性溶剂溶剂 Tb/ Kb /(Ckgmol-1) Tf/ Kf /(Ckgmol-1) 水水 100 0.512 0 1.86乙醇乙醇 78.5 1.
40、22 -117.3 丙酮丙酮 56.2 1.71 -95.4 苯苯 80.1 2.53 5.53 5.12乙酸乙酸 117.9 3.07 16.6 3.9 萘萘 218.0 5.80 80.3 6.943、溶液的凝固点降低溶液的凝固点降低& 1.4.2 稀溶液的依数性稀溶液的依数性例：将例：将2.6g尿素尿素CO(NH2)2溶于溶于100.0g水中水中,计算此溶液计算此溶液在标准压力下的沸点和凝固点在标准压力下的沸点和凝固点? (MCO(NH2)2=60.0gmol-1)解：解： ；*bbbbtttKb*fffftttKb-1-12.6g0.433mol kgM60g mol100.0gmbm
41、尿尿素素尿尿素素水水*-1-1C kg mol0.433mol kg =0.20.5122CbbbbtttKb溶液的沸点：溶液的沸点：*+100 C+0.22 C=100.22 Cbbbttt *-1-1ffffC kg mol0.431.83mol kg =0.8C61tttKb溶液的凝固点：溶液的凝固点：*fff-0 C-0.81 C=-0.81 Cttt & 1.4.2 稀溶液的依数性稀溶液的依数性p 溶液凝固点降低和蒸汽压下降的应用溶液凝固点降低和蒸汽压下降的应用 植物的防寒抗旱功能；植物的防寒抗旱功能；当外界气温变化时，植物细胞内会强烈生成可溶性糖类，使细胞液当外界气温变化时，植物细
42、胞内会强烈生成可溶性糖类，使细胞液浓度增大，凝固点降低，保证在低温条件下细胞液不会结冰；此外，浓度增大，凝固点降低，保证在低温条件下细胞液不会结冰；此外，蒸汽压降低，水分蒸发变慢，植物在高温下不枯萎。蒸汽压降低，水分蒸发变慢，植物在高温下不枯萎。& 1.4.2 稀溶液的依数性稀溶液的依数性p 溶液凝固点降低和蒸汽压下降的应用溶液凝固点降低和蒸汽压下降的应用 植物的防寒抗旱功能；植物的防寒抗旱功能；当外界气温变化时，植物细胞内会强烈生成可溶性糖类，使细胞液当外界气温变化时，植物细胞内会强烈生成可溶性糖类，使细胞液浓度增大，凝固点降低，保证在低温条件下细胞液不会结冰；此外，浓度增大，凝固点降低，保
43、证在低温条件下细胞液不会结冰；此外，蒸汽压降低，水分蒸发变慢，植物在高温下不枯萎。蒸汽压降低，水分蒸发变慢，植物在高温下不枯萎。秋冬树叶为什么变红？秋冬树叶为什么变红？& 1.4.2 稀溶液的依数性稀溶液的依数性p 溶液凝固点降低和蒸汽压下降的应用溶液凝固点降低和蒸汽压下降的应用通过测定沸点通过测定沸点检验液体的纯度。检验液体的纯度。 汽车防冻液；汽车防冻液；严冬在汽车水箱加入乙二醇或甘油严冬在汽车水箱加入乙二醇或甘油来降低水的凝固点，防止水结冰涨裂来降低水的凝固点，防止水结冰涨裂水箱。水箱。大多数纯液体都有固定的沸点，如大多数纯液体都有固定的沸点，如液体含有杂质沸点就会升高。液体含有杂质沸点
44、就会升高。4、溶液的渗透压溶液的渗透压& 1.4.2 稀溶液的依数性稀溶液的依数性渗透压示意图渗透压示意图PP+纯水纯水蔗糖溶液蔗糖溶液渗透作用：溶剂分子通过半透膜向溶液中扩散的过程渗透作用：溶剂分子通过半透膜向溶液中扩散的过程半透膜半透膜4、溶液的渗透压溶液的渗透压纯水纯水蔗糖溶液蔗糖溶液p1p2h& 1.4.2 稀溶液的依数性稀溶液的依数性1）有半透膜存在有半透膜存在; 2）半透膜两边溶液浓度不同。半透膜两边溶液浓度不同。渗透作用：溶剂分子通过半透膜向溶液中扩散的过程渗透作用：溶剂分子通过半透膜向溶液中扩散的过程PP+纯水纯水蔗糖溶液蔗糖溶液渗透压示意图渗透压示意图p 渗透作用渗透作用：溶
45、剂分子通过半透膜向溶液中扩散的过程。溶剂分子通过半透膜向溶液中扩散的过程。& 1.4.2 稀溶液的依数性稀溶液的依数性4、溶液的渗透压溶液的渗透压p 渗透压渗透压 ：在一定温度下，为了阻止渗透作用的进行而在一定温度下，为了阻止渗透作用的进行而必须向溶液施加的最小压力称为渗透压。必须向溶液施加的最小压力称为渗透压。 渗透的方向：渗透的方向： 由低渗溶液由低渗溶液高渗溶液进行高渗溶液进行； 由稀溶液由稀溶液浓溶液进行浓溶液进行。u高渗溶液高渗溶液：渗透压高的溶液；渗透压高的溶液；低渗溶液：低渗溶液：渗透压低的溶液。渗透压低的溶液。p 范特霍夫定律范特霍夫定律：在一定温度下，在一定温度下，难挥发非电
46、解质稀溶液难挥发非电解质稀溶液的的渗透压与溶质的质量摩尔浓度成正比渗透压与溶质的质量摩尔浓度成正比, 与溶质的本性无关。与溶质的本性无关。& 1.4.2 稀溶液的依数性稀溶液的依数性4、溶液的渗透压溶液的渗透压u当水溶液很稀，则当水溶液很稀，则 cb = bRT V = nRT或或 = RT = cRT nV vant Hoff 荷兰荷兰1988& 1.4.2 稀溶液的依数性稀溶液的依数性例：例：20时，将时，将1.00g血红素溶于水中，配制成血红素溶于水中，配制成100mL溶液，溶液，测得其渗透压为测得其渗透压为0.366kPa，求血红素的摩尔质量，求血红素的摩尔质量.解解: :1131.0
47、08.3142930.36610010gkPa L molKKkPamLncRTRTV mRTMVmRTMV416.66 10 g mol4、溶液的渗透压溶液的渗透压& 1.4.2 稀溶液的依数性稀溶液的依数性p 渗透现象的应用渗透现象的应用 测定溶质的摩尔质量测定溶质的摩尔质量尤其是大分子尤其是大分子mRTMV 正常人血浆蒸汽压正常人血浆蒸汽压: =303.7 mmolL-1生理等渗溶液生理等渗溶液: 280320 mmolL-1高渗溶液高渗溶液: 320 mmolL-1低渗溶液低渗溶液: 1。b，i& 1.4.3 强电解质溶液的依数性强电解质溶液的依数性p=K i bB蒸气压下降蒸气压下降
48、tb=Kb i bB沸点升高沸点升高tf=Kf i bB凝固点降低凝固点降低 = i bB RT溶液的渗透压溶液的渗透压为什么电解质溶液的依数性偏离了拉乌尔定律？为什么电解质溶液的依数性偏离了拉乌尔定律？i 为矫正因子，对于非电解质为矫正因子，对于非电解质( (i = 1);对于对于电解质电解质(i 1).& 电解质溶液的电离学说电解质溶液的电离学说Arrhenius 瑞典瑞典 1884阿仑尼乌斯认为：电解质溶于水后可以阿仑尼乌斯认为：电解质溶于水后可以解离成阴、阳两种离子，而使溶液中溶质解离成阴、阳两种离子，而使溶液中溶质的粒子数增加，导致校正系数的粒子数增加，导致校正系数 i 总是大于总是
49、大于1.强电解质如果完全电离，校正系数强电解质如果完全电离，校正系数i i应该等应该等于强电解质溶质粒子增加的倍数。但实验值和于强电解质溶质粒子增加的倍数。但实验值和计算值却不成倍数，为什么呢？计算值却不成倍数，为什么呢？ KCl 0.01 0.0186 0.0372 0.0361 电解质电解质 b(molkg-1) tf (计算计算)(i =1) tf (计算计算)(i =2) tf (实验实验)(i =1.94) c, 离子电荷离子电荷, 离子间牵制作用离子间牵制作用, ；当当c0, 牵制作用最小牵制作用最小, 1。p 离子互吸学说（离子互吸学说（ 浓度和活度）浓度和活度）1923年年&
50、1.4.3 强电解质溶液简介强电解质溶液简介a = c 德拜（荷兰）和休克尔（德国）德拜（荷兰）和休克尔（德国）认为：电解质在水溶液中虽认为：电解质在水溶液中虽然已经完全电离，但因异号离子间的吸引，离子的行动不能完然已经完全电离，但因异号离子间的吸引，离子的行动不能完全自由，因此全自由，因此离子的离子的“表观浓度表观浓度”即活度即活度总低于其浓度。总低于其浓度。离子活度离子活度(a )：电解质溶液中参与电化学反应的离子的有效浓度。电解质溶液中参与电化学反应的离子的有效浓度。 为活度因子为活度因子c为离子浓度为离子浓度0 1& 例例 题题例：例：试比较浓度均为试比较浓度均为1molkg-1 Na
