西安建筑科技大学：《大学化学 General Chemistry》精品课程教学资源（PPT课件讲稿）第5章 水溶液中的反应、水污染 Aquatic Chemical Reaction & Water Pollution

NAN UMMERSTY OF NAHTLCTUO NO TLONOLOOY 第5章水溶液中的反应 水污染 Chapter 5 Aquatic Chemical eaction eter olution

Aquatic Chemical Reaction & Water Pollution Chapter 5 第5章 水溶液中的反应 水污染

NAN UMMERSTY OF NAHTLCTUO NO TLONOLOOY 本章散学要求 (1)了解溶液的通性。 (2)明确酸碱的近代概念,酸碱的解离平衡和缓 冲溶液的概念,掌握有关pH的计算。 (3)掌握沉淀与溶解平衡、溶度积规则及其有 关计算。 (4)了解水体的主要污染物的来源及其危害 制作张思敬等 理学院化学系2

制作:张思敬等 理学院化学系 2 (3)掌握沉淀与溶解平衡、溶度积规则及其有 关计算。 (1)了解溶液的通性。 (2)明确酸碱的近代概念，酸碱的解离平衡和缓 冲溶液的概念，掌握有关pH的计算。 本章教学要求 (4)了解水体的主要污染物的来源及其危害

NAN UMMERSTY OF NAHTLCTUO NO TLONOLOOY 碑5.1溶液的通性 章52均相离子平衡 53多相离子平衡 客54水污染及处理 制作张思敬等 理学院化学系

制作:张思敬等 理学院化学系 3 5.1 溶液的通性 5.2 均相离子平衡 5.3 多相离子平衡 5.4 水污染及处理

NAN UMMERSTY OF NAHTLCTUO NO TLONOLOOY 5.1溶液的通性 溶液有两大类性质: 1)与溶液中溶质的本性有关:溶液的颜色、密度、酸 碱性和导电性等; 2)与溶液中溶质的独立质点数有关:而与溶质的本身 性质无关—溶液的依数性,如溶液的蒸气压、凝固 点、沸点和渗透压等。 发的非电解质稀溶灌有一定的共同性和规律性 该类性质称为稀溶液的通性,或称为依数性 稀溶液蒸气压的下降、沸点上升、凝固点下降 和稀溶液的渗透压。(与纯溶剂比较)。 制作张思敬等 理学院化学系4

制作:张思敬等 理学院化学系 4 5.1 溶液的通性 溶液有两大类性质： 1）与溶液中溶质的本性有关：溶液的颜色、密度、酸 碱性和导电性等； 2）与溶液中溶质的独立质点数有关：而与溶质的本身 性质无关————溶液的依数性，如溶液的蒸气压、凝固 点、沸点和渗透压等。 ⚫难挥发的非电解质稀溶液有一定的共同性和规律性。 该类性质称为稀溶液的通性，或称为依数性。 ⚫包括：稀溶液蒸气压的下降、沸点上升、凝固点下降 和稀溶液的渗透压。（与纯溶剂比较）

NAN UMMERSTY OF NAHTLCTUO NO TLONOLOOY 1.蒸气压下降 在一定温度下,液体及其蒸气达到相平衡时,蒸气所 具有的压力称为该温度下液体的饱和蒸气压,简称蒸气压 思考:蒸气压与温度有什么关系 答:不同溶剂蒸气压不同,相同溶剂温度升高,蒸气 压增大。例如 p(H2O31,298K)=3167Pa p(H2O,1,373K)=101.325kPa 制作张思敬等 理学院化学系5

制作:张思敬等 理学院化学系 5 1. 蒸气压下降 在一定温度下，液体及其蒸气达到相平衡时，蒸气所 具有的压力称为该温度下液体的饱和蒸气压，简称蒸气压。 思考：蒸气压与温度有什么关系？ 答：不同溶剂蒸气压不同，相同溶剂温度升高，蒸气 压增大。例如： p(H2O, l , 298K)=3167 Pa p(H2O, l, 373K)=101.325kPa

NAN UMMERSTY OF NAHTLCTUO NO TLONOLOOY 法国物理学家拉乌尔据实验得出以下定量关系:在 一定温度下,难挥发的非电解质稀溶液的蒸气压下降Ap 与溶质的摩尔分数成正比,而与溶质的本性无关。即 Ap PAx 其中x2是溶质B在溶液中的摩尔分数,pA是纯溶剂的蒸 汽压。若溶液的质量摩尔浓度为m,则 Dp=PA、?x3pA、谆B na+ nB (P4)当=km 式中,为只与溶剂性质有关的常数。 制作张思敬等 理学院化学系6

制作:张思敬等 理学院化学系 6 法国物理学家拉乌尔据实验得出以下定量关系：在 一定温度下，难挥发的非电解质稀溶液的蒸气压下降Δp 与溶质的摩尔分数成正比，而与溶质的本性无关。即： Δp = pA·xB 其中xB是溶质B在溶液中的摩尔分数， pA是纯溶剂的蒸 汽压。若溶液的质量摩尔浓度为mB，则 式中，k为只与溶剂性质有关的常数。 ( ) B B A B A A A B A B B A A A B A A A n n p p x p p n n n n n p p M k m w w M D = ? 谆 ? + = ? 鬃 = ?

NAN UMMERSTY OF NAHTLCTUO NO TLONOLOOY 2.溶液的沸点上升 沸点:液体蒸气压达到101.325kPa(lam)时的温度。 沸腾温度:液体蒸气压与外界压力相等时的温度。 固体表面的分子也能蒸发,具有一定的蒸气压。固体与其 蒸气在密闭容器中可达到平衡。 溶剂 难挥发物质的溶液的沸点 01.325kPa 溶液 总是高于纯溶剂的沸点, 者之差为 m p<101.325kPa 称为溶剂的摩尔沸点上 开常数,单位为 K kg mol-I 图5-1沸点上升示意图 制作张思敬等 理学院化学系7

制作:张思敬等 理学院化学系 7 2. 溶液的沸点上升 沸点：液体蒸气压达到101.325kPa(1atm)时的温度。 沸腾温度：液体蒸气压与外界压力相等时的温度。 固体表面的分子也能蒸发，具有一定的蒸气压。固体与其 蒸气在密闭容器中可达到平衡。 难挥发物质的溶液的沸点 总是高于纯溶剂的沸点， 二者之差为： △Tbp = Tbp – Tb = kbp•m kbp称为溶剂的摩尔沸点上 升常数，单位为K·kg·mol-1 。 p T 溶剂 101.325kPa 溶液 Tb Tbp p<101.325kPa 图5-1 沸点上升示意图

NAN UMMERSTY OF NAHTLCTUO NO TLONOLOOY 3.溶液的凝固点下降 凝固点(熔点):液相和固相蒸气压相等时的温度—固 相与液相共存时的温度。 溶液的凝固点总是低 于纯溶剂的凝固点,它 剂 之差为 溶液 k称为溶剂的摩尔凝固点 下降常数。 特点 溶剂的液-固平衡线 >Kpk只与溶剂种类有关 >同种溶剂:kn>kn 图5-2凝固点下降示意图 制作张思敬等 理学院化学系8

制作:张思敬等 理学院化学系 8 溶液的凝固点总是低 于纯溶剂的凝固点，它们 之差为： △Tfp = Tfp－Tf = kfp m kfp 称为溶剂的摩尔凝固点 下降常数。 特点 ➢Kfp, kbp只与溶剂种类有关 ➢同种溶剂：kfp＞kbp 凝固点（熔点）：液相和固相蒸气压相等时的温度——固 相与液相共存时的温度。 p T 溶剂 溶液 溶剂的液-固平衡线 T Tf fp 图5-2 凝固点下降示意图 3. 溶液的凝固点下降

NAN UMMERSTY OF NAHTLCTUO NO TLONOLOOY 沸点和凝固点测定的应用 测定分子的相对分子质量 以凝固点下降应用较多。因为k1>kn,△7h>△m 所以实验误差较小,且凝固时有结晶析出,易于观察。 当溶质的相对摩尔质量M很大时,由于△7大小,准 确性差,因此只适用于M较大的情况。 >防冻剂工作原理 冬天为防止汽车水箱结冰,可加入甘油、乙二醇等 以降低水的凝固点,避免因结冰,体积膨胀而使水箱破 裂 制作张思敬等 理学院化学系9

制作:张思敬等 理学院化学系 9 沸点和凝固点测定的应用 ➢ 测定分子的相对分子质量 以凝固点下降应用较多。因为kfp＞kbp，ΔTfp ＞ΔTbp， 所以实验误差较小，且凝固时有结晶析出，易于观察。 当溶质的相对摩尔质量MB很大时，由于ΔTf太小，准 确性差， 因此只适用于MB较大的情况。 ➢ 防冻剂工作原理 冬天为防止汽车水箱结冰，可加入甘油、乙二醇等 以降低水的凝固点，避免因结冰，体积膨胀而使水箱破 裂

NAN UMMERSTY OF NAHTLCTUO NO TLONOLOOY 4.溶液的渗透压 渗透现象——溶剂通过 半透膜进入溶液或溶剂 从稀溶液通过半透膜进 入浓溶液的现象(单向 扩散) 渗透压—阻止渗透进 行所施加的最小外压,用 Ⅰ表示。在数值上, Ⅰ=nRT或 N=-RTE CRT 图5-3溶液渗透压示意图 制作张思敬等 理学院化学系10

制作:张思敬等 理学院化学系 10 4. 溶液的渗透压 渗透现象——溶剂通过 半透膜进入溶液或溶剂 从稀溶液通过半透膜进 入浓溶液的现象（单向 扩散） π 渗透压——阻止渗透进 行所施加的最小外压,用 П表示。在数值上， ΠV nRT n Π RT cRT V = = = 或 图5-3 溶液渗透压示意图