chapter 1 气体+溶液

3.依数性包括： 1) 蒸气压下降 Decrease of vapor pressure 2) 沸点升高 Boiling point elevation 3) 凝固点下降 Freezing point lowering 4) 渗透压 Osmotic pressure
一、 溶液的蒸气压下降
1.蒸气压 vapor pressure
解： n= n（NH3）+n（O2）+n（N2） =0.320mol+0.180mol+0.700mol =1.200mol
n NH 3 0.320 p(NH 3 ) p 133.0kPa 35.5kPa n 1.200
pO2 nO2 0. 180 p 35.5k Pa 20.0k Pa n 0.320
解:
四、 摩尔分数 xi
1.定义：某组分的物质的量与全部溶液的 物质的量之比 。 2. 公式:
nA xA nA nB
nB xB nA nB
溶液中各组分物质的摩尔分数和等于1
x 1
i
五、 质量分数ω
1.定义:用溶质的质量除以溶液的质量表示浓度 用ω表示。
2. 公式:
m( B ) ( B) 100% m(液 )
**六、浓度的相互换算
溶质的质量
=溶质的物质的量浓度(cB)×溶液的体积(V)×摩尔质量(M) =溶液的体积(V) ×溶液密度(ρ)×质量百分浓度
溶液的体积× 溶液密度× 质量百分比浓度 溶质的物质的量＝ 摩尔质量
体积浓度与质量浓度换算的桥梁是密度。
溶液的稀释中溶质的量不变。
cBV1=cBV2
例 48%的硫酸溶液的密度为1.38g· -1, 计算此溶液的 ml
已知：在STP下，p =101.325kPa, T=273.15K n=1.0 mol时, Vm=22.414L=22.414×10-3m3
pV R nT 101325Pa 22.414 10 3 m 3 1.0mol 273.15K 8.314 J mol 1 K 1 R=8.314 kPaLK-1mol-1
6
3. 理想气体状态方程式的应用
1. 计算p，V，T，n 四个物理量之一。
应用范围： 温度不太低，压力不太高的真实气体。 pV = nRT
2. 气体摩尔质量的计算
pV nRT m (n ) M m pV RT M mRT M pV
M=Mr (gmol-1)
3. 气体密度的计算
液体分子(l) 气态分子(g)
当蒸发速率与凝结速 率相等时，液体上方 的蒸气所具有的压力 称为液体的饱和蒸气 压（简称蒸气压）。
纯溶剂
2. 溶液的蒸气压下降 Decrease of solution vapor pressure
在一定温度下，溶液 的蒸气压总是低于纯 溶剂的蒸气压，称为 溶液的蒸气压下降。
第一章
§1.1
*
气体和溶液
气体 水 溶液
§1.2 §1.3
§1.4
胶体溶液
学习要求：

掌握理想气体的状态方程。 掌握道尔顿分压定律。 理解溶液的依数性及其应用。 熟悉溶胶的结构、性质、稳定性及聚沉作用。 了解大分子溶液与凝胶。
1.1 气 体
一、理想气体的状态方程 二、道尔顿分压定律
一、质量百分浓度（wB）
1.定义：每100个质量单位（例如100g）溶液中所 含溶质的质量，即质量百分浓度（wB）。
溶质质量 质量百分比浓度＝ 100% （溶质＋溶剂）质量
2. wB与温度关系： 质量百分浓度是不随温度的变化而变化的。
二、物质的量浓度 c(B)
1.定义：一升溶液中所含溶质B的物质的量
B
称为B的体积分数
pB V xB B B p V pB B p
为什么要学习溶液与胶体
胶体是物质在自然界中存在的最主要的形式之一。不了解溶液 的性质，就无法了解生命现象。人体中的血液、淋巴液以及生 命中的各种腺体的分泌液都是以溶液的状态存在。日常生活中， 人们药临床使用的药剂，必须配置成 溶液才能使用。 溶液在工农业上也有重要的应用。工业上许多物质必须配制 成溶液才能进行合成。在农业上，无是哪种化肥和农药都要配 置成一定浓度的溶液才能被农作物有效的吸收。化工生产中的 萃取、浓缩盐析等单元操作以及化学生物化学学科及生命科学 等研究领域都离不开溶液。
m RT M V p ρRT M p pM ρ RT (ρ m/V)
1.1
1.1.2道尔顿分压定律
一、分压定律
1. 组分气体：
理想气体混合物中每一种气体叫做组分气体。
2. 分压：
组分气体B在相同温度下占有与混合气体相同体 积时所产生的压力，叫做组分气体B的分压。
nB RT pB V
(3)设：溶液质量为100g n(H 2SO 4 ) x B n(H 2SO 4 )+n(H 2 O) 48/98 0.15 48/98 52/18 xA 1 x B 0.85
1.2.2稀溶液的通性
1.依数性——稀溶液的某些性质主要取决于所含溶质的 粒子浓度。
2.讨论溶液的依数性，溶液必须具备的条件： 1.且该物质必须是难挥发性物质， 2.溶液必须为稀溶液，不考虑粒子间的相互作用。
***（三）分体积定律
分体积: 混合气体中某一组分B的分体积VB是该组份单独存在 并具有与混合气体相同温度和压力时所占有的体积。
VB
nB RT p
VB
nB RT p
V = V1 + V2 +
或
V VB
B
n1 RT n2 RT V p p n1 n2 RT p VB nB V nRT B p V n
根据溶液的状态不同可分为：
A．固态溶液如合金； B．液态溶液如食盐水、糖水； C．气态溶液如空气。 日常生活和工业上所指的是水溶液。
溶液的基本特性： a.均匀性：溶液中任一部分的浓度均相同；
b.稳定性：当外界的条件如温度、压力、 等 不 发 生改变时溶质和溶剂不会发生分解。
溶液浓度的表示方法
1.2 溶 液
1.2.1分散系
1.分散系:一种物质或几种物质以细小的粒子分 散在另一种物质里形成的体系。
分散质——被分散的物质 分散系 分散剂——把分散质分散的物质
根据分散质颗粒的大小分散系可分为三类
分散系
溶液 胶体
直径/nm
实 例
蔗糖水 食盐水 血液 AgI 溶 胶
特征
最稳定,不沉降、 能透过滤纸 微浑浊,半透明 或不浑浊透明, 有Tyndal尔现象
x( B ) 9.0 10
*
4
3
P P x B 2.1 10 kPa
或
P K b( B) 2.1 10 kPa
3

气体的最基本特征： 具有可压缩性和扩散性
1.1.1理想气体的状态方程 1. 理想气体：
理想气体:分子本身不占体积，分子间没有相互作用。
（理想气体只是一种物理模型）
实际气体处于低压（<数百千帕）高温（>273K） 的条件下，可以近似为理想气体。
2. 理想气体的状态方程： pV=nRT R：摩尔气体常数。
P总
PB
A,B,C
B
3. 分压定律
混合气体的总压等于混合气体中各组分气体分 压之和。 p = p1 + p2 + 或 p = pB
n1 RT n2 RT p1 , p2 , V V n1RT n2 RT RT p n1 n2 V V V
（1） 物质的量浓度;
（2） 质量摩尔浓度; （3） 摩尔分数；
解:
（1）设：溶液体积为1ml n( B) % V ml c B V (总) M ( B ) V L 48% 1.38 6.76mol L 1 98 110 3
（2）设：溶液质量为100g n( B ) b B W ( A) 48 / 98 9.42mol kg 1 100 48 103
2.公式：c( B) n( B) / V
3.单位：mol · -3 dm (mol· -1) L
cB＝
nB (mol / L) V
4.与温度关系：由于溶液的体积随着温度而
变，所以cB随温度变化而改变。
三、 质量摩尔浓度 b(B)
1.定义:1千克溶剂中所含溶质B的物质的量。
2.公式:
3.单位: mol· -1 kg
蒸
发
凝 聚
p p * p
溶液蒸气压下降的原因： A.溶液表面溶剂分子数减少； B.形成溶剂化分子；
3 Raoult (拉乌尔) 定理
在一定温度下， 稀溶液的蒸气压 与溶液中溶剂的 摩尔分数成正比。
p
纯水 0.1mol· -1 kg 0.2mol· -1 kg
p p * xA
T p*:纯 溶剂的蒸汽压
浓度很小时：b c
Raoult定律又可表述为：在一定温度下，难挥发 非电解质稀溶液的蒸气压下降，近似地与溶质B 的质量摩尔浓度成正比，而与溶质的本性无关。
例 计算293K时，17.1g蔗糖溶于1000 g水中 溶液的蒸汽压下降值。 解：293K时，P*(H2O)=2.33kPa M(B)=342g.mol-1
4.优点:与温度无关。在极稀的水溶液中 c(B) ≈ b(B)
例 500克水中溶解17.1克蔗糖, 求蔗糖 液的质量摩尔浓度。
溶
m( B ) n( B ) m( B) M ( B) b( B ) m( A) m( A) M ( B )m( A) 17.1 1000 1 0.1mol kg 342 500