1、绪论 第二节 溶液的组成标度 一、物质的量浓度一、物质的量浓度 表示溶液的浓或稀；表示溶液的浓或稀；在一定量溶液或溶剂中所含溶质量多少在一定量溶液或溶剂中所含溶质量多少的物理量。的物理量。二、质量浓度二、质量浓度三、质量摩尔浓度三、质量摩尔浓度五、质量分数五、质量分数六、体积分数六、体积分数四、物质的量分数四、物质的量分数：一、物质的量浓度（简称为简称为“浓度浓度”）（amount-of-substance concentration）1.定义：单位体积溶液中所含的溶质的物质的量，定义：单位体积溶液中所含的溶质的物质的量，符号为符号为cB或或 c(B)。2.表达式：表达式：defnBcBV 3
2、.单位：单位：moldm-3 或或molL-1，mmolL-1及及molL-1 关系：关系：1 molL-1=1103 mmolL-1=1106 molL-1=1109 nmolL-14.在使用物质的量浓度时需指明在使用物质的量浓度时需指明基本单元基本单元。nB=mB/MB例例:20g NaOH 加水配成一升加水配成一升基 本 单 元 特点特点:可以实际存在，也可不存在。可以实际存在，也可不存在。如如 H2SO4，1/2H2SO4，2 H2SO4 是不同的基本单元。是不同的基本单元。一种溶液的浓度用不同的基本单元表示，一种溶液的浓度用不同的基本单元表示，其其值不同值不同。如如 c(H2SO4)
3、=1.0 molL-1，定义：原子、分子、离子以及其他粒子的特定定义：原子、分子、离子以及其他粒子的特定 组合体（分数或倍数）。组合体（分数或倍数）。则则 c(1/2H2SO4)=2.0 molL-1，c(2H2SO4)=0.5 molL-1。二、质量浓度(mass concentration)1.定义：溶质定义：溶质B的质量除以溶液的体积，符号为的质量除以溶液的体积，符号为B。2.表达式：表达式：3.单位：单位：kgL-1，常用，常用gL-1，也可用，也可用mgL-1，gL-1等。等。4.cB MB=B mol L-1 gmol-1=gL-1 质量浓度多用于溶质为固体的溶液，质量浓度多用于溶
4、质为固体的溶液，如如生理盐水为生理盐水为9 gL-1的的NaCl溶液溶液。defmBBV 三、质量摩尔浓度（molality）1.定义：溶质定义：溶质B的物质的量除以溶剂的质量，符号为的物质的量除以溶剂的质量，符号为bB。2.表达式：表达式：3.单位：单位：molkg-1(mA为溶剂为溶剂A的质量，的质量，kg)defnBbBmA 4.稀稀的水溶液：数值上的水溶液：数值上 cB bB四、物质的量分数（amount-of-substance fraction）摩尔分数（mole fraction）3.单位：单位：1(one)设溶液由溶质设溶液由溶质B和溶剂和溶剂A组成，则组成，则 2.表达式：表
5、达式：xB nB/i nidefxA=nA/(nA+nB)xA+xB=1 xB=nB/(nA+nB)总和之比，符号为总和之比，符号为xB。1.定义：溶质定义：溶质B的物质的量与溶液中各组分的物质的量的物质的量与溶液中各组分的物质的量1.定义：定义：溶质溶质B的质量与溶液质量之比，符号为的质量与溶液质量之比，符号为B。3.单位：单位：1(one)ppm（10-6）ppb（10-9）ppt（10-12）例例 100 g NaCl溶液中含溶液中含NaCl 10 g，可表示为，可表示为 2.表达式：表达式：defmBBm NaCl=0.1=10%4.换算换算 cB =d B/MB或或 B=d B六、体
6、积分数（volume fraction）1.定义：在一定的温度和压力下，溶质定义：在一定的温度和压力下，溶质B的体积除以溶的体积除以溶3.单位：单位：1(one)例：医用的消毒酒精例：医用的消毒酒精(C2H5OH)=75%，液中各组分的体积液中各组分的体积(混合前混合前)之和，符号为之和，符号为 B。2.表达式：表达式：表示该溶液是纯乙醇表示该溶液是纯乙醇75ml加加25ml水比例配制而成，水比例配制而成，也可近似认为是也可近似认为是100ml溶液中含有乙醇溶液中含有乙醇75ml。defVB BV 例例 1 正常人血浆中每正常人血浆中每100ml含含Na+326mg、Ca2+10mg，它们，它
7、们的物质的量浓度各为多少？的物质的量浓度各为多少？c(Ca2+)=2.5(mmol L-1)1040 0.1 解解 c(Na+)=0.142 molL-1 326 10-3g23gmol-10.1L例例2 将将22.4 g MgCl2溶于溶于200ml水（水（d=1.00 kg L-1）中，计算所中，计算所 得溶液（得溶液（d=1.089 kg L-1）的）的 c(MgCl2)、(MgCl2)、b(MgCl2)、x(MgCl2)及及(MgCl2)。例例2 将将22.4 g MgCl2溶于溶于200ml水（水（d=1.00 kg L-1）中，计算所）中，计算所 得溶液（得溶液（d=1.089 k
8、g L-1）的）的c(MgCl2)、(MgCl2)、b(MgCl2)、x(MgCl2)及及(MgCl2)。解解=0.235(mol)22.495.2=11.1(mol)0.20 100018.0V(溶液溶液)=0.204(L)md200+22.41.089 1000则则V(溶液溶液)0.2350.204=1.15(mol)=0.0207 0.2350.235+11.1=1.18(mol)0.2350.200 1.00(g)mBV22.40.204=0.10122.4200+22.4例例 已知已知 MgCl2溶液（溶液（d=1.089 kg L-1），(MgCl2)=0.101，M(MgCl2)
9、=95.22 g mol-1，计算溶液的，计算溶液的c(MgCl2)。解：解：=V(溶液溶液)=mdV(溶液溶液)=d m=1.0891000 0.10195.22=1.15(mol)=v 标准平衡标准平衡常数常数(standard equilibrium constant),K 对于任一可逆反应对于任一可逆反应 a A+b B d D+e E 达到平衡时达到平衡时,(D/c)d(E/c)e(A/c)a(B/c)bK =对对气体气体反应反应(pD/p)d(pE/p)e(pA/p)a(pB/p)bK =1、c=1 molL-1，p=100 kPa，K 是单位是单位为为1的量。的量。说明说明：第三
10、节 标准平衡常数的表达式 D相对相对平衡平衡浓度浓度（表示与（表示与热力学标准状态热力学标准状态的比值）的比值）2.K 与温度有关，与浓度或分压无关。与温度有关，与浓度或分压无关。D/c平衡浓度平衡浓度二、标准平衡常数 说明说明：(D)d(E)e(A)a(B)bK=(pD)d(pE)e(pA)a(pB)bK=5.K 的数值与反应方程式的写法有关。的数值与反应方程式的写法有关。3.K 值越大，化学反应向右进行得越彻底。值越大，化学反应向右进行得越彻底。因此因此K是一定温度下，化学反应可能进行是一定温度下，化学反应可能进行的最大限度的量度。的最大限度的量度。(D/c)d(E/c)e(A/c)a(B
11、/c)bK =例：写出下列反应的标准平衡常数：例：写出下列反应的标准平衡常数：（1）HAc（aq）+H2O（l）Ac-（aq）+H3O+（aq）（2）AgCl（s）Ag+（aq）+Cl-（aq）解：解：（1）H3O+Ac-HAcKa =K Ksp=Ag+Cl-标准平衡常数的书写纯固体或纯液体、溶剂不写入方程式纯固体或纯液体、溶剂不写入方程式（因为其浓度与标准态的比值为（因为其浓度与标准态的比值为1）第一章 稀溶液的依数性Colligative properties of dilute solution第一章 稀溶液的依数性 蒸气压下降蒸气压下降(vapor pressure lowering)
12、沸点升高沸点升高(boiling point elevation)凝固点降低凝固点降低(freezing point depression)渗透压渗透压(osmotic pressure)稀溶液的这类只与溶质、溶剂微粒数的比值有稀溶液的这类只与溶质、溶剂微粒数的比值有关，而与溶质的本性无关的性质，称为稀溶液关，而与溶质的本性无关的性质，称为稀溶液（bB0.2 molkg 1）的）的依数性依数性。第一节 溶液的蒸气压下降一、一、蒸气压蒸气压 p（vapour pressure）1.水（水（l）水（水（g）蒸发蒸发凝结凝结 在一定温度下，在一定温度下，当当v蒸发蒸发=v凝结凝结时，气液相达到平衡，
13、这种与时，气液相达到平衡，这种与液相处于液相处于动态平衡的气体动态平衡的气体叫做叫做饱和蒸气饱和蒸气，产生的，产生的压力称为该压力称为该温度下的温度下的饱和蒸气压饱和蒸气压。简称。简称蒸气压蒸气压。符号为符号为p p，单位单位为为Pa（帕）或（帕）或 kPa（千（千帕）。帕）。（与气液相数量无关）（与气液相数量无关）2.影响蒸气压p的因素 液体的本性（同温下不同的物质有不同的液体的本性（同温下不同的物质有不同的p ）；）；p随温度升高而增大；随温度升高而增大；固体具有一定的固体具有一定的p ；易挥发物质：易挥发物质：p大大难难挥发物质：挥发物质：p 小小 。二、溶液的蒸气压下降（p）1.原因：
14、原因：加入一种难挥发性溶质加入一种难挥发性溶质2.拉乌尔定律：拉乌尔定律：溶液的蒸气压：溶液的蒸气压：p=p*xA （p*为纯溶剂的蒸气压）为纯溶剂的蒸气压）p=p*-p=p*-p*xA（一种溶质）（一种溶质）=p*xB2.拉乌尔定律 内容内容：温度一定时，：温度一定时，难挥发性非电解质稀难挥发性非电解质稀溶液溶液的蒸气压下降的蒸气压下降p与溶质的质量摩尔浓与溶质的质量摩尔浓度度bB成正比。成正比。表达式表达式：p=K bB=K nB/mA(溶剂溶剂)表明表明：蒸气压下降只与一定量溶剂中所含的：蒸气压下降只与一定量溶剂中所含的溶质的微粒数有关，而与溶质的种类无关。溶质的微粒数有关，而与溶质的种
15、类无关。K=p*MA第二节 溶液的沸点升高和凝固点降低 一、溶液的沸点升高一、溶液的沸点升高（boiling point elevation）1.沸点沸点Tb：p液液=p外外时的温度（沸腾）。时的温度（沸腾）。液体的正常沸点是指外压为液体的正常沸点是指外压为101.3kPa时的沸点。时的沸点。没有专门注明压力条件的沸点通常都是指正常沸点。没有专门注明压力条件的沸点通常都是指正常沸点。2.溶液的沸点升高原因 原因：原因：p溶液溶液 p溶剂溶剂 Tb=Tb-Tb*101.3P(kPa)373(Tb*)T(K)纯水纯水水溶液水溶液TbTb3.溶液的沸点升高值的计算公式 Tb=Tb-Tb*=Kb bB
16、Kb为溶剂的质量摩尔为溶剂的质量摩尔沸点升高常数沸点升高常数表明表明：难挥发性的非电解质稀溶液的沸点升高与：难挥发性的非电解质稀溶液的沸点升高与溶质的本性无关。溶质的本性无关。2.溶液的凝固点降低原因水水冰冰溶液溶液AB0.61273(Tf*)A：冰：冰-水共存水共存TfP(kPa)T(K)B：冰：冰-溶液共存溶液共存 Tf 原因：原因：p溶液溶液 p溶剂溶剂 Tf=Tf*-Tf1.凝固点凝固点 Tf：p液液=p固固时的温度。时的温度。二、溶液的凝固点Tf降低（freezing point lowing）3.溶液的凝固点降低值的计算公式 Tf=Tf*-Tf=Kf bBKf为溶剂的质量摩尔为溶剂
17、的质量摩尔凝固点降低常数凝固点降低常数水的水的Kf为为1.86Kkgmol-1，Kb为为0.512Kkgmol-1应用一：测定溶质的相对分子质量 例例 取取0.749g谷氨酸溶于谷氨酸溶于50.0g水中，测得凝固水中，测得凝固点为点为-0.188，试求谷氨酸的摩尔质量。，试求谷氨酸的摩尔质量。解：解：Tf=Kf bB=Kf =nBmAKf mBmA MB则则MB=148(g mol-1)Kf mBmA Tf 1.86 0.749 0.050 0.188 测定溶质的相对分子质量说明：说明：利用溶液的沸点升高和凝固点降低都可以测利用溶液的沸点升高和凝固点降低都可以测定溶质的相对分子质量，但是在医学
18、和生物科学实定溶质的相对分子质量，但是在医学和生物科学实验中验中凝固点降低法的应用更为广泛凝固点降低法的应用更为广泛。Tb法会因温度高而引起溶剂挥发，使溶液变浓法会因温度高而引起溶剂挥发，使溶液变浓而引起误差而引起误差；大多大多数数溶溶剂剂的的Kf值值Kb值值，因此同一溶液的，因此同一溶液的 TfTb，因而，因而灵灵敏度高、敏度高、实验误实验误差小差小；某些生物样品不耐高温，在沸点易变性或破坏。某些生物样品不耐高温，在沸点易变性或破坏。应用二：制作防冻剂和冷却剂 盐和冰的混合物可用作冷却剂。冰的表面总盐和冰的混合物可用作冷却剂。冰的表面总附有少量水，当撒上盐后，盐溶解在水中成溶液，附有少量水，
19、当撒上盐后，盐溶解在水中成溶液，此时溶液的蒸气压下降，当它低于冰的蒸气压时，此时溶液的蒸气压下降，当它低于冰的蒸气压时，冰就会融化。冰融化时将吸收大量的热，于是冰冰就会融化。冰融化时将吸收大量的热，于是冰盐混合物的温度就会降低。盐混合物的温度就会降低。采用采用NaCl和冰，温度可降到和冰，温度可降到-22，用，用CaCl22H2O和冰，可降到和冰，可降到-55。在水产事业和食。在水产事业和食品贮藏及运输中，广泛使用食盐和冰混合而成的品贮藏及运输中，广泛使用食盐和冰混合而成的冷却剂。冷却剂。水中加入乙二醇可使水的凝固点降低，水中加入乙二醇可使水的凝固点降低，从而达到抗冻的目的。从而达到抗冻的目的
20、。第三节：溶液的渗透压力一、渗透现象和渗透压力一、渗透现象和渗透压力二、溶液的渗透压力与浓度及温度的关系二、溶液的渗透压力与浓度及温度的关系 三、渗透压力在医学上的意义三、渗透压力在医学上的意义 一一、渗透现象和渗透压力渗透现象和渗透压力 渗透现象渗透现象渗透现象渗透现象:溶剂透过半透膜进入溶液的自发过程。溶剂透过半透膜进入溶液的自发过程。结果：结果：溶液一侧的液面升高。溶液一侧的液面升高。原因：原因：单位时间内由纯溶剂进入溶液中的溶剂单位时间内由纯溶剂进入溶液中的溶剂分分子数子数要比由溶液进入纯溶剂的多。要比由溶液进入纯溶剂的多。理想半透膜理想半透膜：只允许溶剂只允许溶剂(水水)分子通过不允
21、许溶质分子通过不允许溶质(蔗糖蔗糖)分子透过的薄膜。分子透过的薄膜。当液面不再变化，就达到了当液面不再变化，就达到了渗透平衡渗透平衡。渗透方向1.1.溶剂分子从纯溶剂一方往溶液一方渗透；溶剂分子从纯溶剂一方往溶液一方渗透；2.2.溶剂分子溶剂分子从稀溶液一方从稀溶液一方往浓溶液往浓溶液一方渗透。一方渗透。产生渗透现象必须具备的两个条件一是有半透膜的存在；一是有半透膜的存在；二是半透二是半透膜两侧单位体积内溶剂分子数不相等膜两侧单位体积内溶剂分子数不相等。（存在渗透浓度差（存在渗透浓度差）渗透压力(osmotic pressure)定义定义 为维持只允许溶剂通过的膜所隔开的溶液与为维持只允许溶剂
22、通过的膜所隔开的溶液与溶剂之间的渗透平衡而需要的超额压力。溶剂之间的渗透平衡而需要的超额压力。符号符号 单位单位 Pa 或或 kPa二、溶液的渗透压力与浓度及温度的关系1.范托霍夫（范托霍夫（Vant Hoff）定律：）定律：单位：单位：R=8.314 JK-1mol-1(或或 kPa L K-1mol-1)V=nBRT=cBRT稀溶液稀溶液(cBbB)bB RT表明表明:非电解质稀溶液的非电解质稀溶液的大小仅与单位体积溶液中大小仅与单位体积溶液中溶质质点数的多少有关，而与溶质的本性无关。溶质质点数的多少有关，而与溶质的本性无关。cB(mol L-1)则则 (kPa)T(K)=273+t同温同
23、浓度的蔗糖溶液与葡萄糖溶液的渗透压相等同温同浓度的蔗糖溶液与葡萄糖溶液的渗透压相等渗透压力的计算 c(C12H22O11)=0.117(molL-1)=cB RT=0.117 8.314 310 =302(kPa)nV2.00342 0.050例例 将将2.00g蔗糖（蔗糖（C12H22O11）溶于水，配成）溶于水，配成50.0ml溶液，求溶液在溶液，求溶液在37时的渗透压。时的渗透压。解解 C12H22O11的摩尔质量为的摩尔质量为342 gmol-1渗透压力的间接测定 例例 测得泪水的凝固点为测得泪水的凝固点为-0.52，求泪水在体，求泪水在体温温37时的渗透压力。时的渗透压力。Tf=Kf
24、 bB=bB RT=Tf RTKf0.528.314(273+37)1.86=解解bB=Tf/Kf=721(kPa)渗透压力法测定相对分子质量例例 将将1.00 g牛血红蛋白溶于适量纯水中，配置成牛血红蛋白溶于适量纯水中，配置成100 ml溶液，在溶液，在20时测得溶液的渗透压力为时测得溶液的渗透压力为0.366 kPa,求求血红素的相对分子质量。血红素的相对分子质量。V=n RT=mB RTMB解解【归纳】牛血红蛋白的浓度仅为牛血红蛋白的浓度仅为1.5010-4 molL-1，凝固点下，凝固点下降仅为降仅为2.7910-4，故很难测定。但此溶液的渗透压力相当，故很难测定。但此溶液的渗透压力相
25、当于于37.3 mmH2O柱，因此完全可以准确测定。因此，柱，因此完全可以准确测定。因此，渗透压力渗透压力法是测定法是测定蛋白质等蛋白质等高分子化合物的相对分子质量的最好方法高分子化合物的相对分子质量的最好方法。=6.66104(g mol-1)1.00 8.314(273+20)0.3660.100MB=mB RT V 总结：总结：非电解质溶液非电解质溶液Tf=Kf bBTb=Kb bB =cBRT bBRT三、渗透压力在医学上的意义1.电解质溶液的依数性 弱电解质的依数性计算可近似等同于非电解质。弱电解质的依数性计算可近似等同于非电解质。Tb=i Kb bB Tf=i Kf bB =icB
26、RT i bBRT校正因子校正因子i：一：一“分子分子”电解质解离出的粒子个数。电解质解离出的粒子个数。A-B2或或A2-B型强电解质如型强电解质如(MgCl2、Na2SO4等等)，i=3 A-B型强电解质型强电解质(如如KCl、CaSO4、NaHCO3等等)，i=2混合溶液依数性的计算思考：一溶液含思考：一溶液含0.01molL-1蔗糖、蔗糖、0.02molL-1葡萄葡萄糖和糖和0.01molL-1MgCl2，如何求溶液的依数性（如，如何求溶液的依数性（如Tf或在或在37时的渗透压）。时的渗透压）。三、渗透压力在医学上的意义 2.2.渗透浓度渗透浓度(osmolarity)溶液中产生渗透效应
27、的溶质粒子（分子、溶液中产生渗透效应的溶质粒子（分子、离子）统称为离子）统称为渗透活性物质。渗透活性物质。单位单位 mmolL-1定义定义 渗透活性物质的物质的量除以溶液的体积。渗透活性物质的物质的量除以溶液的体积。符号符号 cos粒子总浓度粒子总浓度=cosRT 可用可用渗透浓度衡量渗透压渗透浓度衡量渗透压 含含0.01molL-1MgCl2,0.02molL-1NaCl,0.01molL-1 C6H12O6的溶的溶液的液的Cos?80mmolL-1例例 计算医院补液用的计算医院补液用的50.0 gL-1葡萄糖溶液（葡萄糖溶液（C6H12O6）和生理盐水的渗透浓度。和生理盐水的渗透浓度。解解
28、 C6H12O6是非电解质，是非电解质，NaCl是是i=2的强电解质的强电解质 C6H12O6 和和NaCl的摩尔质量分别为的摩尔质量分别为180 和和58.5(gmol-1)C6H12O6：cos=278 mmolL-150.0 1000180NaCl：cos=2=308 mmolL-19 100058.53.等渗、高渗和低渗溶液（1）正常人血浆的渗透浓度为正常人血浆的渗透浓度为303.7 mmolL-1 常用的等渗溶液有常用的等渗溶液有生理盐水、生理盐水、50.0 gL-1葡葡萄糖溶液萄糖溶液、12.5 gL-1的的NaHCO3 溶液。溶液。（2）临床上规定临床上规定:等渗溶液等渗溶液:c
29、os在在280-320 mmolL-1的溶液的溶液;高渗溶液高渗溶液:cos320 mmolL-1的溶液；的溶液；低渗溶液低渗溶液:cos280 mmolL-1的溶液的溶液 等渗、高渗和低渗溶液在医学上的应用 a.等渗溶液等渗溶液 (生理盐水生理盐水):“维持原状维持原状”b.高渗溶液高渗溶液(15 gL-1NaCl):c.低渗溶液低渗溶液(4 gL-1NaCl):“皱缩皱缩”“溶血溶血”基本原则基本原则:大量补液时应大量补液时应用等渗溶液。用等渗溶液。4.晶体渗透压和胶体渗透压血浆渗透压血浆渗透压晶体渗透压晶体渗透压:胶体渗透压胶体渗透压:维持细胞内外水的相对平衡维持细胞内外水的相对平衡维持
30、血容量和毛细血管内外维持血容量和毛细血管内外水的相对平衡水的相对平衡(血浆蛋白质所产生血浆蛋白质所产生)(NaCl、NaHCO3、葡萄糖、尿素等晶体物质所产生、葡萄糖、尿素等晶体物质所产生)(占总压的占总压的99.5%)(占总压的占总压的0.5%)习题11.1.相同浓度的葡萄糖和相同浓度的葡萄糖和NaClNaCl溶液的溶液的也相同。也相同。（）3.3.血红细胞置于下列溶液中将会引起何种现象？血红细胞置于下列溶液中将会引起何种现象？A A、29g/LNaCl29g/LNaCl溶液溶液 B B、5g/L5g/L葡萄糖溶液葡萄糖溶液 C C、生理盐水和等体积的水的混合液、生理盐水和等体积的水的混合液
31、 D D、生理盐水和、生理盐水和50g/L50g/L葡萄糖溶液等体积的混合液葡萄糖溶液等体积的混合液2.2.若两种溶液的渗透压相等，其物质的量的浓度若两种溶液的渗透压相等，其物质的量的浓度 也相等。也相等。（）(皱缩皱缩)(溶血溶血)(溶血溶血)(维持原状维持原状)习题24.下列各对溶液中，中间用半透膜隔开，有较下列各对溶液中，中间用半透膜隔开，有较多水分子自左向右渗透的是多水分子自左向右渗透的是 A、0.1molL-1 NaCl 0.1molL-1 葡萄糖葡萄糖 B、0.1molL-1 NaCl 0.1molL-1 BaCl2 C、0.1molL-1 葡萄糖葡萄糖 0.1molL-1 蔗糖蔗
32、糖 D、0.1molL-1 CaCl2 0.1molL-1 Na2SO4第二章第二章 电解质溶液电解质溶液第一节第一节 强电解质溶液理论强电解质溶液理论第二节第二节 酸碱质子理论酸碱质子理论第三节第三节 酸碱溶液酸碱溶液pH的计算的计算Electrolytic Solution第二章第二章 电解质溶液电解质溶液第一节 强电解质溶液理论解离度解离度(degree of dissociation)：电解质的解离程度。电解质的解离程度。电解质电解质：在水溶液中或熔化状态下能导电的化合物。在水溶液中或熔化状态下能导电的化合物。强电解质强电解质：在水溶液中能在水溶液中能完全完全解离成离子的化合物。解离成
33、离子的化合物。弱电解质弱电解质：在水溶液中在水溶液中部分部分解离成离子的化合物。解离成离子的化合物。如如HCl、NaOH如如HAc、NH3原有分子总数已解离的分子数 5%5%按定义，强电解质：按定义，强电解质：=100%几种强电解质的解离度几种强电解质的解离度(0.10molL-1,298K)电解质电解质 KCl HCl HNO3 H2SO4 NaOH Ba(OH)2 ZnSO4 (%)86 92 92 61 91 81 40 100%第一节 强电解质溶液理论表观解离度表观解离度 1.强电解质在水中完全解离；强电解质在水中完全解离；-+-+-一、离子相互作用理论一、离子相互作用理论ion in
34、teraction theory：2.离子间通过静电力相互作用；离子间通过静电力相互作用；3.离子氛和离子对限制了离子的运动。离子氛和离子对限制了离子的运动。离子氛离子氛(ion atmosphere):某一离子相反电荷的离子包围形成。某一离子相反电荷的离子包围形成。离子对离子对：正、负离子部分缔合形成。：正、负离子部分缔合形成。由于由于离子氛（对）离子氛（对）的存在，使得每个离子不能完全的存在，使得每个离子不能完全发挥其作为独立的自由离子的作用，好像是发挥其作为独立的自由离子的作用，好像是自由运动自由运动的离子数减少的离子数减少一样。一样。(似乎浓度降低了似乎浓度降低了)100%一、离子相互
35、作用理论一、离子相互作用理论 强电解质溶液的浓度越大，离子价数越高强电解质溶液的浓度越大，离子价数越高,离离子氛作用越强，解离度下降得越显著。子氛作用越强，解离度下降得越显著。由于离子相互作用由于离子相互作用,离子表现出来的浓度离子表现出来的浓度(有有效浓度效浓度)比理论浓度小。比理论浓度小。物质实际表现出的有效浓度称为活度。物质实际表现出的有效浓度称为活度。二、离子的活度和活度因子二、离子的活度和活度因子 1.活度活度a(activity)：2.活度因子活度因子：溶液极稀：溶液极稀：11，1 1；溶液中的中性分子：溶液中的中性分子：=1=1有效浓度。有效浓度。cB 理论浓度理论浓度 B 活度
36、因子活度因子c 标准态的浓度标准态的浓度(1 molL-1)离子间相互牵制作用越大，离子间相互牵制作用越大，越小，越小，一般一般 1。对于溶液对于溶液,反映了离子间相互牵制作用的大小。反映了离子间相互牵制作用的大小。液态、固态及稀水溶液中的水液态、固态及稀水溶液中的水:a=1单位为单位为1(one)aB=BcB/c 对于溶液对于溶液三、离子强度和活度因子三、离子强度和活度因子离子强度离子强度 I(ionic strength)bi：离子的质量摩尔浓度离子的质量摩尔浓度;defI (b1Z12+b2Z22+biZi2)=21iiiZb221Zi：离子的电荷数离子的电荷数单位：单位：mol kg-
37、1 A A为常数为常数,298K,298K时为时为0.5090.509 I IIz2iiAlg（相关计算不作要求）（相关计算不作要求）复习：酸碱电离理论复习：酸碱电离理论(阿累尼乌斯酸碱理论）阿累尼乌斯酸碱理论）酸酸(acid)：在水中解离出的阳离子全是在水中解离出的阳离子全是H+的物质。的物质。局限性：局限性：Na2CO3有弱碱性有弱碱性第二节第二节 酸碱质子理论酸碱质子理论碱碱(base)：在水中解离出的阴离子全是在水中解离出的阴离子全是OH-的物质。的物质。酸碱反应酸碱反应的实质是：的实质是：H+OH H2O不适用于非水体系或无溶剂体系不适用于非水体系或无溶剂体系NH3(g)+HCl(g
38、)NH4Cl(s)(proton theory of acid and base)酸：酸：凡能凡能给出给出质子（质子（H H+）的物质；质子的给予体）的物质；质子的给予体 。如：如：酸（一）（一）酸碱的定义酸碱的定义 HAc H+Ac-NH4+H+NH3 H2CO3 H+HCO3-HCO3-H+CO32-碱：碱：凡能凡能接受接受质子（质子（H H+）的物质；质子的接受体）的物质；质子的接受体 。H3O+H+H2OH2O H+OH-碱质子 +酸碱半反应酸碱半反应 HCl H+Cl-两性物质两性物质HCO3-,H2O1.1.酸和碱可以是酸和碱可以是分子分子，也可以是，也可以是阳、阴离子阳、阴离子。
39、一一、质子理论的酸碱定义质子理论的酸碱定义特点：2.2.既是酸又是碱（既是酸又是碱（两性物质两性物质）如）如 HCO3-,H2O。3.3.没有没有“盐盐”的概念。的概念。如如NaCl中中Cl 为碱；为碱；NH4Ac为为两性物质两性物质 例：下列各组属于共轭酸碱对的是例：下列各组属于共轭酸碱对的是 A.H3PO4 H2PO4-B.H2CO3 CO32-C.H3O+OH-D.H2PO4-HPO42-E.H2PO4-PO43-F.HAc Ac-共轭酸碱对共轭酸碱对H+B-HBHB B-（一）（一）酸碱的定义酸碱的定义 酸 碱质子 +(conjugate acid-base pair)相差一个质子相差
40、一个质子练习练习：1.指出下列物质何者为酸，何者为碱？指出下列物质何者为酸，何者为碱？H2O、H3O+、NH3、H2CO3、H2PO4-、NH4+、H2S、HS-、CO32-、OH-只能为酸：只能为酸：H3O+、H2CO3、NH4+、H2S、只能为碱：只能为碱：NH3、CO32-、OH-两性物质：两性物质：H2O、H2PO4-、HS-实质：两个共轭酸碱对之间的质子传递反应。HAc+NH3 NH4+Ac-H+H+H+（二）（二）酸碱反应的实质酸碱反应的实质反应方向：反应方向：较强酸较强酸1+1+较强碱较强碱2 2生成生成较弱酸较弱酸2+2+较弱碱较弱碱1 1。酸1碱2酸2碱1（二）（二）酸碱反应
41、的实质酸碱反应的实质中和中和水解水解 H3O+OH-H2O +H2O H2O +Ac-HAc +OH-解离解离 HCl +H2OH3O+Cl-HAc +H2OH3O+Ac-NH3+H2O NH4+OH-HCl(g)+NH3(g)苯苯NH4Cl(s)H+（三）（三）酸碱酸碱相对相对强度强度酸给出质子能力越强，酸性越强，其共轭碱的碱性越弱；酸给出质子能力越强，酸性越强，其共轭碱的碱性越弱；碱接受质子能力越强，碱性越强，其共轭酸的酸性越弱；碱接受质子能力越强，碱性越强，其共轭酸的酸性越弱；HCl-HCl-强酸强酸1.1.与酸碱本性有关与酸碱本性有关ClCl-较弱的碱较弱的碱HAc-HAc-弱酸弱酸A
42、cAc-较强的碱较强的碱酸性酸性HClHCl HAc HAc碱性碱性C1C1-Ac Ac-在在水水中中HNO3 +HAc H2Ac+NO3-2.2.与溶剂的性质有关与溶剂的性质有关 （四）（四）酸碱的相对强度酸碱的相对强度HAc在在水水中为弱酸，在中为弱酸，在液氨液氨中为强酸中为强酸解释：解释：接受质子的能力接受质子的能力 水水 HClHNO3，称为冰醋酸的称为冰醋酸的区分效应区分效应（一）水的质子自递平衡H+H2O +H2O H3O+OH-二、水溶液中的质子传递平衡二、水溶液中的质子传递平衡K H2O2=H3O+OH-=KwKw：水的质子自递平衡常数水的质子自递平衡常数水的离子积水的离子积(
43、ion product of water)=1.010-14（298K）Kw 的意义：的意义：水的解离是吸热反应，水的解离是吸热反应，当温度升高时当温度升高时Kw增大。增大。水的离子积常数与温度的关系水的离子积常数与温度的关系T/KKw2731.510-153235.510-143737.410-13298K，任何物质的稀水溶液：任何物质的稀水溶液：H+OH-=Kw=1.010-14HB +H2O H3O+B-酸常数酸常数1.一元弱酸（二）酸碱的质子传递平衡二）酸碱的质子传递平衡平衡时平衡时 OHHBBOH23iKHBBOH3aKKa：弱酸的质子传递平衡常数弱酸的质子传递平衡常数酸的解离常数酸
44、的解离常数(dissociation constant of acid)HBBHB-+H2OHB+OH-碱常数2.一元弱碱（二）酸碱的质子传递平衡二）酸碱的质子传递平衡平衡时平衡时 Kb：弱碱的质子传递平衡常数弱碱的质子传递平衡常数碱的解离常数碱的解离常数(dissociation constant of base)BOHHB-bK关于关于Ka 和和 Kb Ka值越大，弱酸的强度越大值越大，弱酸的强度越大Kb值越大，值越大，弱碱的强度越大。弱碱的强度越大。Ka表示酸在水中释放表示酸在水中释放H+的能力的大小。的能力的大小。Kb表示碱在水中接受表示碱在水中接受H+的能力的大小。的能力的大小。（1
45、）含义（2）数值只与温度有关值只与温度有关，与弱酸、弱碱的浓度无关。，与弱酸、弱碱的浓度无关。（3）数值小，可用值小，可用pKa=-lgKa，pKb=-lgKb表示。表示。分步进行3.3.多元弱酸碱多元弱酸碱H2PO4-+H3O+H3PO4+H2OKa1Kb1HPO42-+H3O+H2PO4-+H2OKa2PO43-+H3O+HPO42-+H2OKa3Kb2Kb3（二）酸碱的质子传递平衡二）酸碱的质子传递平衡Ka1 Ka2 Ka3Kb1 Kb2 Kb3（三）（三）共轭酸碱对的共轭酸碱对的Ka 和和 Kb 的关系的关系HB+H2O H3O+B-HBBOH3aKB-+H2O HB+OH-BOHHB
46、-bKBOHHBHBBOH-3baKKOHOH3Ka Kb=H+OH-=Kw=1.0 10-14 已知其中一个，可求另一个已知其中一个，可求另一个10514,awAcb,1068.51076.1100.1HAcKKK例例1 1：已知：已知HAcHAc的的K Ka a=1.76=1.761010-5-5，求，求AcAc-的的K Kb bKa Kb=Kw=1.0 10-14pKa+pKb=14例例2 2：已知：已知H H3 3POPO4 4的的K Ka1a1、K Ka2a2、K Ka3a3，求，求HPOHPO4 42-2-的碱常数的碱常数（三）（三）共轭酸碱对的共轭酸碱对的Ka 和和 Kb 的关系
47、的关系2awKK酸愈强，其共轭碱愈弱；碱愈强，其共轭酸愈弱。酸愈强，其共轭碱愈弱；碱愈强，其共轭酸愈弱。Ka与与Kb成反比。成反比。Ka Kb=Kw=1.0 10-14Ka 1.7410-5 5.5910-10HAc NH4+酸的强度酸的强度 大大 小小 Ac-NH3碱的强度碱的强度 小小 大大（三）（三）共轭酸碱对的共轭酸碱对的Ka 和和 Kb 的关系的关系HB +H2O H3O+B-稀释定律1.浓度对平衡移动的影响（四）质子传递平衡的移动四）质子传递平衡的移动初始浓度初始浓度 c c 0 0 0 0 HBBOH3aK一般弱电解质的一般弱电解质的5%Ka=c2 平衡浓度平衡浓度 c-c c
48、c cccc12c 1 1cKa结论：稀释时，弱电解质结论：稀释时，弱电解质c c减小，减小，增大。增大。cKb弱碱：反应的浓度反应的浓度 c c c 思考题思考题当弱酸浓度稀释到原来四分之一时，当弱酸浓度稀释到原来四分之一时，、HH+如何变化？如何变化？HB +H2O H3O+B-c c 1/4 1/4c c 2 2 HH+H H+/2/22.同离子效应同离子效应（四）质子传递平衡的移动四）质子传递平衡的移动定义：在弱电解质溶液中加入含有定义：在弱电解质溶液中加入含有相同离子相同离子的的强强电解质，使其电解质，使其 降低降低的现象。的现象。HAc +H2O H3O+Ac-NaAc Na+Ac
49、-平衡向左方移动平衡向左方移动 0.10 molL-1 HAc溶液，溶液，=1.32%，若还含，若还含0.10 molL-1 NaAc，则，则=0.0174%。3.盐效应盐效应（四）质子传递平衡的移动四）质子传递平衡的移动定义：在弱电解质溶液中加入定义：在弱电解质溶液中加入不不含含相同离子相同离子的的强强电解质，使其电解质，使其 略有增大略有增大的现象。的现象。如：如：0.10molL-1 HAc =1.32%解释：解释：如果还含有如果还含有0.10molL-1 NaCl =1.82%溶液中离子之间的相互牵制作用增大。溶液中离子之间的相互牵制作用增大。HAc +H2O H3O+Ac-HAc A
50、cOH3a(H3O+)K(Ac-)(HAc)（四）质子传递平衡的移动四）质子传递平衡的移动 产生同离子效应的同时产生同离子效应的同时,也存在着盐效应。也存在着盐效应。二者结果正好相反，但同离子效应远远超过盐二者结果正好相反，但同离子效应远远超过盐效应。所以效应。所以通常情况下通常情况下,可以忽略盐效应。可以忽略盐效应。在一在一般计算中般计算中,也可不予考虑。也可不予考虑。习题：分别将习题：分别将0.1mol0.1mol氨气加入下述氨气加入下述1 1升液体中，升液体中，则则 最大的是最大的是 ，OH-最小的是最小的是 。1、纯水、纯水2、0.10molL-1 KCl 3、0.10molL-1 N
