大一 无机化学.ppt

热力学基础 第四节 电解质溶液 （二）离子氛 P.Debye和E .Hückel 认为： 离子间通过静电力相互作用，每一个离子都 　　被周围带异号电荷的离子包围着，形成所谓离子氛（ionic atmosphere）。 离子在外电场作用下迁移时，原有的离子氛来不及分散，新的离子氛来不及建立，于是就限制了离子的迁移。 离子浓度越大，离子所带电荷越多，离子间的相互牵制作用越强。 第四节 电解质溶液 离子间相互作用→离子氛 →互相牵制→不是独立的自由离子→不能完全自由运动→不能百分之百地发挥离子的效能→ 表观解离度＜理论解离度 (如 ：NaCl = Na+ + Cl- 表观解离度 100% )→ 离子的有效浓度(即表观浓度) ＜ 理论浓度。 离子氛是一个平均统计模型 第四节 电解质溶液 根据离子氛模型，对于具有两种离子的电解质的极稀溶液（仅适用于离子强度小于0.010mol·kg-1），可以导出这两种离子的平均活度因子γ±公式： ——Debye-Hückel极限公式 式中：A为常数，298K的水溶液中值为0.509(kg·mol-1)；z+、z-分别表示正、负离子的电荷数；I称作离子强度(ionic strength)。 第四节 电解质溶液 [例] 求下列溶液的离子强度： (1) 0. 10mol·kg-1NaNO3溶液； (2)含0.10mol·L-1HCl和0.10mol·L-1CaCl2 　　　　　　　 解： （1） 电离方程式：NaNO3 = Na + + NO3- 第四节 电解质溶液 （2） 电离方程式：HCl = H + + Cl- CaCl2= Ca2+ + 2Cl- 第四节 电解质溶液 用活度计算更接近实际情况。但在作近似计算、处理弱电解质溶液、难溶强电解质溶液以及无限稀溶液时，通常忽略活度。 离子强度I 反映了溶液中离子间作用力的强弱，I 值愈大，离子间的作用力愈大，活度系数 γ 就愈小；反之，I 值愈小，离子间的作用力愈小，活度系数 γ 就愈大。 第四节 电解质溶液 [例]分别用离子浓度和离子活度计算0.020mol·L-1 NaCl溶液在298K时的渗透压。 解: 0.020mol·L-1 NaCl溶液中的离子浓度为 c = 0.020mol·L-1 ×2=0.040mol·L-1 （1）用浓度计算： ∏ = cRT = 0.040×8.314×298 = 99.10(kPa) （2）用活度计算： 第四节 电解质溶液 ∏ = aRT = 0.0339×8.314×298 = 84. 0(kPa) ∏ 的实验值为86.11kPa，与采用活度计算的结果更接近。， 小结 溶液的浓度 质量浓度: ρB ＝ mB/ V 质量分数: wB ＝ mB/ m 物质的量浓度： cB = nB / V 质量摩尔浓度: bB = nB/mA 摩尔分数: xB= nB/(nA+nB) 稀溶液的依数性： 小结 蒸气压下降 Δp=K·bB 沸点升高 ΔTb= kb ·bB 凝固点降低 ΔTf = kf · bB 渗透压 Π= cBRT ≈ bB RT Δp= i KbB ΔTb= i kb·bB ΔTf=i kf·bB Π= icBRT ≈ ibBRT 电解质 非电解质 第三节 稀溶液的依数性 解： (1)蔗糖的摩尔质量M＝342g·mol-1，其物质的量为： 第三节 稀溶液的依数性 对于尿素，同理可求得： 这两种溶液，质量分数虽然不同，但是溶剂 的摩尔分数相同，蒸气压也相同。 知识回顾 wB = mB/m cB = nB / V bB = nB / mA xB = nB / n ρB = mB/V Δp ? K bB T 大， P大 第三节 稀溶液的依数性 二、沸点升高 （一）液体的沸点 1.提取和精制对热不稳定的物质，用减压方法。 2.高压消毒法，提高水的温度，缩短灭菌时间。 3. 生活中利用高压锅快速作饭。 定义：液体的蒸气压等于外界压力时的温度。 p外↑，沸点↑。 液体的沸点必须指明外界压力。