廈大無機(jī)化學(xué)氣體和溶液演示文檔

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氣體和稀溶液,謝素原,第一節(jié) 氣體,1、理想氣體的狀態(tài)方程 理想氣體： （1）忽略氣體分子自身體積 （2）忽略分子間作用力 理想氣體狀態(tài)方程 pV＝nRT 單位：p－Pa；V－m3；T－K；n－mol； R＝8.314J·mol－1·K－1,在STP下（p =101.325kPa, T=273.15K） n=1.0 mol時(shí), Vm=22.414L=22.414×10-3m3,2、實(shí)際氣體的狀態(tài)方程,理想氣體： 分子不占體積 分子間無相互作用,實(shí)際氣體： 分子有體積 分子間有相互作用,,低壓 高溫,實(shí)際氣體的狀態(tài)方程 [p實(shí)＋α(n/V)2](V實(shí)－nb)＝ nRT,混合氣體的總壓力等于 各組分氣體分壓之和,分壓：各組分氣體單獨(dú) 占有整個(gè)體積時(shí)的壓強(qiáng),,3、道爾頓分壓定律,4、氣體的速率分布,5,分子速率分布圖,: 分子總數(shù),,: 間的分子數(shù).,表示速率在 區(qū)間的分子數(shù)占總數(shù)的百分比 .,,,,最概然速率,平均速率,5、氣體的能量分布,,第二節(jié) 溶液 溶液： 分子分散系。 分散質(zhì)以分子或比分子更小的質(zhì)點(diǎn)（原子或離子）均勻地分散在分散劑中體系。 （ 氣態(tài)溶液、固態(tài)溶液、液態(tài)溶液） 溶解過程： ① 溶質(zhì)分子或離子的離散過程 ② 溶劑化過程 溶液的形成伴隨隨能量、體積、顏色的變化。,溶液：電解質(zhì)溶液、非電解質(zhì)溶液 導(dǎo)電性,2.1、難揮發(fā)非電解質(zhì)稀溶液的依數(shù)性 稀溶液的依數(shù)性： 只與溶液的濃度有關(guān)，而與溶質(zhì)的本性無關(guān)。 這些性質(zhì)包括：蒸氣壓下降、沸點(diǎn)升高、凝固點(diǎn)下降及滲透壓等,2.1.1 蒸氣壓下降 稀溶液蒸氣壓下降的實(shí)驗(yàn) 說明溶液的蒸氣壓小于純?nèi)軇┑恼魵鈮骸?,,,,,,,實(shí)驗(yàn)測(cè)定25?C時(shí)，水的飽和蒸氣壓: p (H2O) = 3167.7 Pa； 0.5 mol · kg-1 糖水的蒸氣壓則為: p (H2O) = 3135.7 Pa； 1.0 mol · kg-1 糖水的蒸氣壓為: p (H2O) = 3107.7 Pa。,結(jié)論： 溶液的蒸氣壓比純?nèi)軇┑?，溶液濃度越大，蒸氣壓下降越多?拉烏爾定律： (1887年，法國物理學(xué)家) 在一定溫度下，難揮發(fā)非電解質(zhì)稀溶液的蒸氣壓等于純?nèi)軇┑恼魵鈮撼艘匀軇┑哪柗謹(jǐn)?shù) ? p： 溶液的蒸氣壓； 純?nèi)軇┑恼魵鈮海? ：溶劑的摩爾分?jǐn)?shù) 設(shè)溶質(zhì)的摩爾分?jǐn)?shù)為XA Δp: 純?nèi)軇┱魵鈮号c稀溶液蒸氣壓之差。,對(duì)于稀溶液，溶劑物質(zhì)的量nB 遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于溶質(zhì)物質(zhì)的量nA ，即nB ?? nA 溶液的濃度以1000g溶劑(水)中含的溶質(zhì)物質(zhì)的量nA為單位時(shí), 則為溶液的質(zhì)量摩爾濃度b XA = nA / nB = b/55.5 ∴,結(jié)論： 難揮發(fā)性的非電解質(zhì)稀溶液，蒸氣壓下降數(shù)值只取決于溶劑的本性(K)及溶液的質(zhì)量摩爾濃度b,2.1.2． 沸點(diǎn)上升 沸點(diǎn)： 液體的沸點(diǎn)是指其蒸氣壓等于外界大氣壓力時(shí)的溫度。溶液的蒸氣壓總是低于純?nèi)軇┑恼魵鈮?；溶液的沸點(diǎn)升高 Tb* 為純?nèi)軇┑姆悬c(diǎn)； Tb 為溶液的沸點(diǎn) Kb：溶劑沸點(diǎn)上升常數(shù)，決定于溶劑的本性。 與溶劑的摩爾質(zhì)量、沸點(diǎn)、汽化熱有關(guān)。 b： 溶質(zhì)的質(zhì)量摩爾濃度。,2.1.3． 凝固點(diǎn)下降 凝固點(diǎn)：在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，純液體蒸氣壓和它的固相蒸氣壓相等時(shí)的溫度為該液體的凝固點(diǎn)。 溶液蒸氣壓總是低于純?nèi)軇┑恼魵鈮?，溶液凝固點(diǎn)會(huì)下降。 Kf：溶劑凝固點(diǎn)降低系數(shù)； b： 溶質(zhì)的質(zhì)量摩爾濃度。 凝固點(diǎn)下降原理的應(yīng)用。,1.1.4． 滲透壓 半透膜： 可以允許溶劑分子自由通過而不允許溶質(zhì)分子通過。 溶液的滲透壓：由于半透膜兩邊的溶液單位體積內(nèi)溶劑分子數(shù)目不同而引起稀溶液溶劑分子滲透到濃溶液中的傾向。為了阻止發(fā)生滲透所需施加的壓力，叫溶液的滲透壓。 滲透壓平衡與生命過程的密切關(guān)系： ① 給患者輸液的濃度；② 植物的生長； ③ 人的營養(yǎng)循環(huán)。,Van’t Hoff (范特霍夫) 與理想氣體方程無本質(zhì)聯(lián)系。 II：滲透壓； V：溶液體積； T： 溫度； n： 溶質(zhì)物質(zhì)的量； c：體積摩爾濃度； R：氣體常數(shù)； R = 8.315 kPa · L · mol-1 · K-1,結(jié)論： 蒸氣壓下降，沸點(diǎn)上升，凝固點(diǎn)下降，滲透壓都是難揮發(fā)的非電解質(zhì)稀溶液的通性；它們只與溶劑的本性和溶液的濃度有關(guān)，而與溶質(zhì)的本性無關(guān)。,例: 谷氨酸分子式為[COOHCH·NH2·(CH2)2COOH],取0.749g谷氨酸溶于50.0g水中，測(cè)的凝固點(diǎn)為-0.188 oC,試求水溶劑的凝固點(diǎn)下降常數(shù)kf. 解:,