【正文】 一般植物細(xì)胞汁的滲透壓約可達(dá) 2022 kPa, 所以，水分可以從植物的根部運(yùn)送到數(shù)十米高的頂端。 注意： 即使是稀溶液，其滲透壓也是相當(dāng)大的。 mol1 第 3 章 水化學(xué)與水污染 與理想氣體方程無本質(zhì)聯(lián)系 。為了阻止發(fā)生滲透所需施加的壓力，叫溶液的 滲透壓 。 4． 滲透壓 第 3 章 水化學(xué)與水污染 滲透現(xiàn)象 —— 溶劑通過半透膜進(jìn)入溶液或溶劑從稀溶液通過半透膜進(jìn)入濃溶液的現(xiàn)象 （ 單向擴(kuò)散 ） Π 滲透壓 —— 阻止?jié)B透進(jìn)行所施加的最小外壓 ,用 П表示 。 若被半透膜隔開的兩邊溶液的濃度不等（即單位體積內(nèi)溶劑的分子數(shù)不等），則可發(fā)生滲透現(xiàn)象。 又如自動(dòng)滅火設(shè)備和蒸汽鍋爐裝置的伍德合金 ，熔點(diǎn)為 70℃ ， 組成為 Bi： 50%、 Pb： 25%、 Sn： %、 Cd：%。 食鹽 冰 [30g NaCl + 100g H2O(s)] 22℃ CaCl2冰 [ CaCl2 + 100g H2O(s)] 55℃ ④ 低熔合金的制備 利用固態(tài)溶液凝固點(diǎn)下降原理 ， 可制備許多有很大的實(shí)用價(jià)值的合金 。 ② 防凍劑工作原理 冬天為防止汽車水箱結(jié)冰，可加入甘油、乙二醇等以降低水的凝固點(diǎn)，避免因結(jié)冰、體積膨脹而使水箱破裂。 第 3 章 水化學(xué)與水污染 ① 測(cè)定分子的相對(duì)摩爾質(zhì)量 以凝固點(diǎn)下降應(yīng)用較多 ∵ kfp＞ kbp， ΔTfp＞ ΔTbp 實(shí)驗(yàn)誤差較小 ， 且凝固時(shí)有結(jié)晶析出 ， 易于觀察 。 fp fpT k m? ? ?特點(diǎn)： kfp, kbp只與溶劑種類有關(guān)；同種溶劑 kfp ＞ kbp 3. 凝固點(diǎn)下降 kfp： 溶劑的摩爾凝固點(diǎn)下降常數(shù)； m： 溶質(zhì)的質(zhì)量摩爾濃度。 第 3 章 水化學(xué)與水污染 第 3 章 水化學(xué)與水污染 凝固點(diǎn)： 某 純 物質(zhì) 液體蒸氣壓和它的固相蒸氣壓相等時(shí)的溫度稱為該物質(zhì)的凝固點(diǎn) 。 kg1時(shí)的溶液沸點(diǎn)升高值 。mol1。 其 單位為 K固體與其蒸氣在密閉容器中可達(dá)到平衡。當(dāng)外界氣壓為 kPa (1atm)時(shí)，液體的沸點(diǎn)稱為 正常沸點(diǎn) 。 第 3 章 水化學(xué)與水污染 在沸騰時(shí)液體的溫度恒定不變。 在低于此溫度下的氣化 ， 僅限于在液體表面上進(jìn)行 ，不會(huì)產(chǎn)生氣泡 ， 這是 蒸發(fā) 。 第 3 章 水化學(xué)與水污染 液體的飽和蒸氣壓與外界壓強(qiáng)相等時(shí)的溫度稱為該液體的 沸點(diǎn) 。 第 3 章 水化學(xué)與水污染 第 3 章 水化學(xué)與水污染 BBAABBA ///MWMWMWpp????(3) 蒸氣壓下降的應(yīng)用 ① 測(cè)定溶質(zhì)分子的相對(duì)摩爾質(zhì)量 設(shè)質(zhì)量為 WB的溶質(zhì)溶于質(zhì)量為 WA的溶劑中，則有： ② 干燥劑工作原理 CaCl NaOH、 P2O5等易潮解的固態(tài)物質(zhì)，常用作干燥劑。 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?kg1 糖水的蒸氣壓則為 : p (H2O) = Pa； mol 同一溫度下，純?nèi)軇┑恼魵鈮号c溶液的蒸氣壓之差叫做溶液的 蒸氣壓下降 。 思考 ： 蒸氣壓與溫度有什么關(guān)系？ 不同溶劑蒸氣壓不同，相同溶劑溫度升高，蒸氣壓增大。 蒸發(fā)或氣化作用 第 3 章 水化學(xué)與水污染 1．溶液的蒸氣壓下降 (1) 蒸氣壓 例如： 20℃ 時(shí)， p(H2O)＝ kPa 100℃ 時(shí)， p(H2O)＝ kPa 在封閉系統(tǒng)中，一定溫度下，當(dāng)液體的蒸發(fā)速率和其蒸氣凝聚的速率相等時(shí)的蒸氣壓力叫做該溫度下 液體的飽和蒸氣壓 ， 簡稱 蒸氣壓 。 溶液的通性 第 3 章 水化學(xué)與水污染 在液體中，靠近液面的具有高能量的分子克服了周圍分子對(duì)它的引力而從液面逸出，這就是 蒸發(fā)或氣化作用 。 這些性質(zhì)包括： 溶液的蒸氣壓下降、沸點(diǎn)上升、凝固點(diǎn)下降及溶液滲透壓等 。 總nnnnnx ABAAA ??? 1BA ?? xx第 3 章 水化學(xué)與水污染 167。 第 3 章 水化學(xué)與水污染 2. 摩爾分?jǐn)?shù) (或物質(zhì)的量分?jǐn)?shù) ) 以溶液中的總物質(zhì)的量除任何一物質(zhì)的量，即 為該 物質(zhì)的摩爾 分?jǐn)?shù)，是單位為一的量。kg1 mB = nB/wA nB —溶質(zhì) B的物質(zhì)的量，單位為 mol。 溶液：電解質(zhì)溶液、非電解質(zhì)溶液 167。 溶液的形成伴隨著能量 、 體積 、 顏色的變化等 ，是由溶液的本性決定的 。凡兩種以上的物質(zhì)混和形成的均勻穩(wěn)定的分散系統(tǒng)，叫做 溶液 。 膠體與界面化學(xué)（自學(xué)） 167。 水溶液中的單相離子平衡 167。第 3 章 水化學(xué)與水污染 第 3章 水化學(xué)與水污染 167。 溶液的通性 167。 水污染及其危害（自學(xué)） 167。 難溶電解質(zhì)的多相離子平衡 第 3 章 水化學(xué)與水污染 溶液： 由溶質(zhì)和溶劑組成。 氣體溶液、固體溶液、液體溶液 由不同的溶質(zhì)和水或其他溶劑組成的溶液有不同的性質(zhì) 。 溶液的另外一些性質(zhì) ， 如蒸氣壓 、 沸點(diǎn) 、 凝固點(diǎn)等與溶質(zhì)的本性無關(guān) ， 只與溶質(zhì)的數(shù)量有關(guān) ， 稱為 溶液的依數(shù)性 。 溶液的通性 第 3 章 水化學(xué)與水污染 組成的標(biāo)度 —— 溶劑 A + 溶質(zhì) B 1. 質(zhì)量摩爾濃度 m： 1 kg溶劑中所含溶質(zhì)的物質(zhì)的量， SI單位mol wA—溶劑的質(zhì)量，單位為 kg。 設(shè)有雙組分溶液，溶劑 A和溶質(zhì) B的物質(zhì)的量分別為 nA和 nB，則 總nnnnnx BBABB ???注意：無論有若干種物質(zhì)，摩爾分?jǐn)?shù)之和總是等于 1。 溶液的通性 一、 非電解質(zhì)稀溶液的通性 1．溶液的蒸氣壓下降 2. 沸點(diǎn)上升 3. 凝固點(diǎn)下降 4. 滲透壓 5. 稀溶液的依數(shù)性 二、 電解質(zhì)稀溶液的通性 第 3 章 水化學(xué)與水污染 一、 非電解質(zhì)稀溶液的通性 稀溶液的依數(shù)性定律： 難揮發(fā)的非電解質(zhì)稀溶液的性質(zhì)只與溶液的 濃度 有關(guān) ， 而與溶質(zhì)的 本性 無關(guān) 。 167。 蒸發(fā)或氣化的結(jié)果是使液體的溫度降低了，因?yàn)楦吣芰糠肿拥囊菔挂后w中剩余分子的平均動(dòng)能降低，周圍環(huán)境及時(shí)向液體傳遞熱量使該液體的溫度保持恒定，使高能量分子的個(gè)數(shù)得以恢復(fù)，蒸發(fā)過程就可以繼續(xù)進(jìn)行直到液體全部蒸發(fā)完全。 或：在一定溫度下，液體及其蒸氣達(dá)到相平衡時(shí)，蒸氣所具有的壓力稱為該溫度下液體的 飽和蒸氣壓 ，簡稱 蒸氣壓 。 第 3 章 水化學(xué)與水污染 (2) 蒸氣壓下降 若往溶劑 (如水 )中加入一種難揮發(fā)的溶質(zhì)，使它溶解形成溶液時(shí)，由實(shí)驗(yàn)可以測(cè)出溶劑的蒸氣壓下降。 拉烏爾定律： (1887年，法國物理學(xué)家 ) 在一定溫度下，難揮發(fā)的非電解質(zhì)稀溶液中溶劑的蒸氣壓下降 (△ p)與溶質(zhì)的摩爾分?jǐn)?shù)成正比，即 ABAB pxpnnp ????第 3 章 水化學(xué)與水污染 如實(shí)驗(yàn)測(cè)定 ， 25?C時(shí) ， 水的飽和蒸氣壓 : p (H2O) = Pa； mol kg1 糖水的蒸氣壓為 : p (H2O) = Pa。 對(duì)于稀溶液 ， 溶劑物質(zhì)的量 nA 遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于溶質(zhì)物質(zhì)的量 nB ， 即 nA ?? nB / ) /B B B A B Ax n n n n n? ? ?（/ 55. 5Ap p m? ? ? p k m? ? ?設(shè)溶液的濃度以 1000g溶劑 (水 )中含的溶質(zhì)物質(zhì)的量 nB為單位 , 則溶液的質(zhì)量摩爾濃度 m為： m = nB(mol ? kg1) ∵ nA = 1000/18 = mol ∴ xB = nB / nA = m/ BA xpp ???∴ 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 m。因其易吸收空氣中的水分在其表面形成溶液，該溶液蒸氣壓較空氣中水蒸氣的分壓小，使空氣中的水蒸氣不斷凝結(jié)進(jìn)入溶液而達(dá)到消除空氣中水蒸氣的目的。 在此溫度下 ， 氣化在整個(gè)液體中進(jìn)行 ， 產(chǎn)生氣泡 ， 稱之為液體的 沸騰 。 2. 沸點(diǎn)上升 這就是在沸點(diǎn)時(shí)和在沸點(diǎn)以下時(shí)液體氣化的區(qū)別。液體的沸點(diǎn)隨外界氣壓而變，外界氣壓升高，液體的沸點(diǎn)升高；外界氣壓降低，液體的沸點(diǎn)也隨之下降。 注意： 固體表面的分子也能蒸發(fā)，具有一定的蒸氣壓。 第 3 章 水化學(xué)與水污染 kbp: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) 。kg 可以理解為： 溶液的濃度 m = 1 mol mkT bpbp ???2．沸點(diǎn)上升 溶液的蒸氣壓總是低于純?nèi)軇┑恼魵鈮海?溶液的沸點(diǎn)升高與溶液的質(zhì)量摩爾濃度成正比，即 幾種溶劑的沸點(diǎn)、凝固點(diǎn) kbp、 kfp的數(shù)值見 P114表 32。 或液態(tài)純物質(zhì)與其固態(tài)純物質(zhì)平衡共存的溫度 。 溶液蒸氣壓總是低于純?nèi)軇┑恼魵鈮海?溶液凝固點(diǎn)會(huì)下降。 當(dāng)溶質(zhì)的相對(duì)摩爾質(zhì)量 MB很大時(shí) ，由于 ΔTf 太小，準(zhǔn)確性差 , 因此只適用于 MB較大的情況。 沸點(diǎn)和凝固點(diǎn)測(cè)定的應(yīng)用 第 3 章 水化學(xué)與水污染 ③ 冷凍劑工作原理 工業(yè)冷凍劑：如在冰水中加氯化鈣固體 ,由于溶液中水的蒸氣壓小于冰的蒸氣壓 ,使冰迅速熔化而大量吸熱 ,使周圍物質(zhì)的溫度降低。 如 33%Pb(mp ℃ )與 67%Sn(mp 232℃ )組成的焊錫 ， 熔點(diǎn)為 180℃ ， 用于焊接時(shí)不會(huì)使焊件過熱 ， 還用作保險(xiǎn)絲 。 第 3 章 水化學(xué)與水污染 (1) 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。溶劑透過半透膜進(jìn)入溶液的趨向取決于溶液濃度的大小，溶液濃度大，滲透趨向大。 在數(shù)值上 ， c R TRTVnΠn R TΠV??? 或圖 溶液滲透壓示意圖 4． 滲透壓 第 3 章 水化學(xué)與水污染 (2) 溶液的滲透壓 ： 由于半透膜兩邊的溶液單位體積內(nèi)水分子數(shù)目不同而引起稀溶液溶劑分子滲透到濃溶液中的傾向。 在一定溫度下， 滲透壓 只和一定體積中所含溶質(zhì)的粒子數(shù)成正比，即與溶質(zhì)的濃度成正比，而與溶質(zhì)的本性無關(guān)。 Π－ 滲透壓； V－ 溶液體積； R－ 氣體常數(shù)； n－ 溶質(zhì)物質(zhì)的量； c－ 體積摩爾濃度； m－ 質(zhì)量摩爾濃度； T－ 溫度； R = J K1 V nR T??c RT mRT? ? ?Van’t Hoff (范特霍夫 )于 1886年提出： 第 3 章 水化學(xué)與水污染 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)。例如，298K時(shí)，某溶液的濃度 c = 第 3 章 水化學(xué)與水污染 測(cè)定分子的相對(duì)摩爾質(zhì)量 滲透壓有較大數(shù)值 ， 容易測(cè)定 ， 因此可以準(zhǔn)確測(cè)定化合物的相對(duì)摩爾質(zhì)量 。kg1的某高分子物質(zhì) （ 如蛋白質(zhì) ） 的 水 溶 液 ， 其 沸 點(diǎn) 升 高 的 數(shù) 值 為 ΔTfp = ， 因此用沸點(diǎn)升高的方法測(cè)定是十分困難的 。 (3) 滲透壓測(cè)定的應(yīng)用 第 3 章 水化學(xué)與水污染 等滲溶液 人體血液的滲透壓約為 780kPa， 病人注射或輸液時(shí) ， 使用 %的 NaCl溶液 （ moldm3)， 這兩種溶液與紅細(xì)胞和血漿都是等滲溶液 （ 即滲透壓相等 ） 。廣泛用于海水淡化、工業(yè)廢水或污水的處理及溶液的濃縮等，關(guān)鍵在于耐高壓半透膜的制備。 這種性質(zhì)稱為 稀溶液的依數(shù)性 或 依數(shù)定律 。 5. 稀溶液的依數(shù)性 第 3 章 水化學(xué)與水污染 濃溶液中溶質(zhì)的微粒數(shù)較多 ， 溶質(zhì)微粒間的相互作用及溶質(zhì)微粒與溶劑分子間的相互作用復(fù)雜 ，使稀溶液依數(shù)定律的定量關(guān)系產(chǎn)生偏差 。 思考 ： 相同濃度的電解質(zhì)溶液的蒸氣壓與非電解質(zhì)比如何變化？ 其蒸氣壓下降，沸點(diǎn)上升和凝固點(diǎn)下降，以及溶液滲透壓的數(shù)值變化均比同濃度的非電解質(zhì)大。C時(shí)水的蒸氣壓為 2333Pa，將 某易溶難揮發(fā)非電解質(zhì)溶于 100g 水中，溶液的蒸氣壓為2312Pa，試計(jì)算該物質(zhì)摩爾質(zhì)量。 1903年他獲得了諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。 解離度 —