高中化學(xué)奧林匹克競賽輔導(dǎo)資料第一章溶液(已修改)
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【正文】 2007高中化學(xué)奧林匹克競賽輔導(dǎo)資料第一章 溶液【競賽要求】分散系。膠體。溶解度。亨利定律。稀溶液通性。溶液濃度。溶劑（包括混合溶劑）?！局R梳理】一、 分散系的基本概念及分類一種或幾種物質(zhì)以細(xì)小的粒子分散在另一種物質(zhì)中所形成的體系稱分散系。被分散的物質(zhì)稱分散質(zhì)，把分散質(zhì)分開的物質(zhì)稱分散劑。按照分散質(zhì)粒子的大小，常把分散系分為三類，見表21。表21 分散系銨分散質(zhì)粒子的大小分類分散系類型分散質(zhì)粒子直徑 / nm分散質(zhì)主要性質(zhì)實(shí)例分散系分散質(zhì)分散劑分子分散系＜1小分子、離子或原子均相*，穩(wěn)定，擴(kuò)散快，顆粒能透過半透膜糖水糖水膠體分散系高分子溶液1~100大分子均相，穩(wěn)定擴(kuò)散慢，顆粒不能透過半透膜血液蛋白質(zhì)水溶膠1~100分子的小聚集體多相，較穩(wěn)定，擴(kuò)散慢，顆粒不能透過半透膜[Fe(OH)3]膠體[Fe(OH)3]n水粗分散系＞100分子的大聚集體多相，不穩(wěn)定，擴(kuò)散很慢，顆粒不能透過半透膜泥水泥土水*在體系中物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)完全相同的一部分稱相。分子分散系又稱溶液，因此溶液是指分散質(zhì)分子、離子或原子均勻地分散在分散劑中所得的分散系。溶液可分為固態(tài)溶液（如某些合金）、氣態(tài)溶液（如空氣）和液態(tài)溶液。最常見也是最重要的是液態(tài)溶液，特別是以水為溶劑的水溶液。二、 溶解度和飽和溶液溶解度在一定溫度下的飽和溶液中，在一定量溶劑中溶解溶質(zhì)的質(zhì)量，叫做該物質(zhì)在該溫度下的溶解度。易溶于水的固體的溶解度用100 g水中溶解溶質(zhì)的質(zhì)量（g）表示；一定溫度下，難溶物質(zhì)飽和溶液的“物質(zhì)的量”濃度也常用來表示難溶物質(zhì)的溶解度。例如298 K氯化銀的溶解度為1105 molL1。飽和溶液在一定溫度下，未溶解的溶質(zhì)跟已溶解的溶質(zhì)達(dá)到溶解平衡狀態(tài)時的溶液稱為飽和溶液。在飽和溶液中，存在著下列量的關(guān)系： = 常數(shù) = 常數(shù)溶解度與溫度溶解平衡是一個動態(tài)平衡，其平衡移動的方向服從勒沙特列原理。一個已經(jīng)飽和的溶液，如果它的繼續(xù)溶解過程是吸熱的，升高溫度時溶解度增大；如果它的繼續(xù)溶解過程是放熱的，升高溫度時溶解度減小。大多數(shù)固體物質(zhì)的溶解度隨溫度的升高而增大。氣體物質(zhì)的溶解度隨著溫度的升高而減小。溶解度與壓強(qiáng)固體或液體溶質(zhì)的溶解度受壓力的影響很小。氣體溶質(zhì)的溶解度受壓力影響很大。對于溶解度很小，又不與水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的氣體，“在溫度不變時，氣體的溶解度和它的分壓在一定范圍內(nèi)成正比”，這個定律叫亨利（Henry）定律。其數(shù)學(xué)表達(dá)式是：Cg = Kgpg （21）式中pg為液面上該氣體的分壓，Cg為某氣體在液體中的溶解度（其單位可用gLLL、molL1表示），Kg稱為亨利常數(shù)。溶解平衡任何難溶的電解質(zhì)在水中總是或多或少地溶解，絕對不溶的物質(zhì)是不存在的。對于難溶或微溶于水的物質(zhì)，在一定條件下，當(dāng)溶解與結(jié)晶的速率相等，便建立了固體和溶液中離子之間的動態(tài)平衡，簡稱溶解平衡。三、 溶液的性質(zhì)稀溶液的依數(shù)性稀溶液的某些性質(zhì)主要取決于其中所含溶質(zhì)粒子的數(shù)目，而與溶質(zhì)本身的性質(zhì)無關(guān)，這些性質(zhì)稱為依數(shù)性。稀溶液的依數(shù)性包括溶液的蒸氣壓下降、沸點(diǎn)升高、凝固點(diǎn)降低和和滲透壓。（1）溶液的蒸氣壓下降19世紀(jì)80年代拉烏爾（Raoult）研究了幾十種溶液的蒸氣壓與溫度的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)：在一定溫度下，難揮發(fā)的非電解質(zhì)溶液的蒸氣壓p等于純?nèi)軇┱魵鈮簆與溶劑的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)x的乘積，即：p = px （22） 這就是拉烏爾定律。用分子運(yùn)動論可以對此作出解釋。當(dāng)氣體和液體處于相平衡時，液態(tài)分子氣化的數(shù)目和氣態(tài)分子凝聚的數(shù)目應(yīng)相等。若溶質(zhì)不揮發(fā)，則溶液的蒸氣壓全由溶劑分子揮發(fā)所產(chǎn)生，所以由液相逸出的溶劑分子數(shù)目自然與溶劑的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)成正比，而氣相中溶劑分子的多少決定蒸氣壓大小，因此有： = 即： p = px 由于溶質(zhì)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)x與x之和應(yīng)等于1，因此p = px式可作如下變換： p = p（1–x）p–p = pxp = px （23）這是拉烏爾定律的另一表達(dá)式，p為溶液的蒸氣壓下降值。對于稀溶液而言，溶劑的量n遠(yuǎn)大于溶質(zhì)的量n，n + n ≈n，因此（23）式可改寫為：p = p在定溫下，一種溶劑的p為定值， 用質(zhì)量摩爾度b表示，上式變?yōu)椋簆 ≈ p = Kb （24）式中K = pM/1000，M是溶劑的摩爾質(zhì)量。（24）式也是拉烏爾定律的一種表達(dá)形式。T T圖21溶液的沸點(diǎn)升高溫度溶液純?nèi)軇┱魵鈮海?）液體的沸點(diǎn)升高液體的蒸氣壓隨溫度升高而增加，當(dāng)蒸氣壓等于外界壓力時，液體就沸騰，這個溫度就是液體的沸點(diǎn)（T）。因溶液的蒸氣壓低于純?nèi)軇?，所以在T時，溶液的蒸氣壓小于外壓。當(dāng)溫度繼續(xù)升高到T時，溶液的蒸氣壓才等于外壓，此時溶液沸騰。T與T之差即為溶液的沸點(diǎn)升高值（T）T∝pT = kp ≈ kp = Kb即： T≈ Kb （25） 式中K是溶劑的摩爾沸點(diǎn)升高常數(shù)。不同溶劑的K值不同（表22）。利用沸點(diǎn)升高，可以測定溶質(zhì)的分子量。在實(shí)驗(yàn)工作中常常利用沸點(diǎn)升高現(xiàn)象用較濃的鹽溶液來做高溫?zé)嵩?。?）溶液的凝固點(diǎn)降低在101 k Pa下，純液體和它的固相平衡的溫度就是該液體的正常凝固點(diǎn)，在此溫度時液相的蒸氣壓與固相的蒸氣壓相等。純水的凝固點(diǎn)為0℃，此溫度時水和冰的蒸氣
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