绪论与溶液 - 无机化学
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无机化学
绪 论
(introduction)
济宁医学院化学教研室
E-mail：[email protected]
Tel:
8108286
绪论
化学是一门研究物质的组成、结构、性质、及其
变化规律的基础学科，是自然科学的一个分支。
化学的发展史
萌芽阶段（ 17世纪中叶以前）
近代化学时期(17世纪后半叶到19世纪末)：化学分出四
大化学。
现代化学时期(从20世纪开始) ：大量分支化学的出现
进一步提高了化学的地位。
绪论
无机化学的发展
第一阶段：无机化学的萌芽阶段。
金属的冶炼、制陶等
从医学方面来说，在“本草纲目”中记载的无机
药物就有266种，并且出现了一些经过较为复杂
的无机反应而制得的无机药物。如轻粉(Hg2Cl2)
、红丹(HgO)、水银霜(HgCl2)等的制法。
绪论
第二阶段：无机化学成为一门独立的化学分支
18世纪后半叶到19世纪，无机化学进入它发展中
的第二阶段，成为一门独立的化学分支。促进无
机化学成为独立分支的理论基础主要有：
质量守恒定律（1748年, 罗蒙诺索夫）
科学的原子论基础（1808年, 道尔顿）
分子论（1811年,阿佛加德罗）
盖斯定律（1840年, 盖斯）
元素周期律（1869年, 门捷列夫）
在化学史上，一般把周期律的确立，作为化学成为
独立分支的标志。
绪论
这一时期，在理论上，原子论使人类对物质的
认识深入到原子结构水平；元素周期律证明了各原
子之间不是孤立的，而是存在着紧密的内在联系；
形成了原子、分子的科学概念。
周期律确定后，同时加上这一时期电解方法的
广泛使用，无机化学又发现了不少元素和新的化合
物。
同时，大规模的制酸、制碱、漂白、火药、
无机盐工业的兴起和发展，推动了无机化学的发
展。
绪论
第三阶段：无机化学的“复兴阶段”
二十世纪四十年代后，随着原子能、电子、宇
航、激光等新兴工业发展和具有特殊性能的无机材
料的需求增多，无机化学的发展重新获得巨大的推
动力。
量子力学、现代物理测试技术以及计算机的应
用等，使得一个完整的、具有雄厚的实验和理论基
础的现代无机化学新体系建立起来。
绪论
无机化学的研究内容
内容：所有元素的单质和化合物(碳氢化合物及其
衍生物除外)的制备、组成、结构和反应。
制备—性能—组成
结构
实验测定
立体化学
对称性
与成键关系
理论阐明
实际应用
反应
成键类型
键强度
键与价
键与结构
理论阐明
实际应用
产物
表征
计量
实验条件
理论阐明
实际应用
热力学
平衡研究
常数测定
(K,ΔG,ΔH, ΔS)
理论阐明
实际应用
动力学
实验测试
速率研究
理论阐明
机理推测
实际应用
绪论
普通元素化学
配位化学
无机合成化学
稀土元素化学
无机化学
生物无机化学
农业化学
工业化学
环境化学
医用化学
药物化学
绪论
化 学 与 药 学
生命科学：以人体为主要研究对象，探索疾病发生
和发展的规律，寻找预防和治疗的途径。
药学：生命科学的一部分，研制预防和治疗疾病、
促进身体健康、保护劳动力的药物，并揭示药物
与人体及病原体相互作用的规律。
绪论
化学与药学的关系如何呢？
•化学的发展得益于医药学
•化学是药学的基础
1.用无机化学和有机化学的理论和方法合成
有特定功能的药物，研究各种无机和有机化学反应
以了解药物的结构-性质-生物效应关系。
2.用化学分析和仪器分析的方法从动物、植
物以及人体组织、体液中分离出有生物活性的物质或
有治疗作用的成分，确定其结构，检测它们在体内的
代谢物；在药物生产中，分析原料药、药物中间体及
制剂中的有效成分及杂质。
绪论
3.用物理化学方法研究药物的稳定性、生
物利用度和药物代谢动力学。
4.用化学的概念和理论解释病理、药理和
毒理过程，提出解决问题的方法。
药学类专业用《无机化学》是大学课程中第一
门化学基础课，内容包括普通化学原理和元素化学
两大部分。
是学习后续课程（如有机化学、物理化学、生
物化学、药物分析化学、药物化学等）的基础，也
是今后从事专业工作所必需的。
绪论
无机化学的学习方法
目的要求：①为学习专业课打好理论基础。
②掌握基本实验技能。
③培养自学能力，提高独立思考与解
决问题的能力。
学科特点：化学是一门实验科学。
无机化学尤其如此。
学习方法： “三个注重”
绪论
(一)注重以基本自然规律为指导
自然规律统治整个宇宙，人类的一切活动必须遵
循自然规律。
(二)注重模型的引出，理想模型与实际状态的比较
化学研究程序：观察实验—数据处理—综合归纳—理
论分析—理论模型—理论模型校正—应用于实际状态
(三)注重由特殊到一般、性质到结构
性质与结构的关系是化学的本质问题。学习中，习惯
运用演绎的方法，即由一般到特殊，由结构到性质。
科学探索中却相反，往往是由性质出发探索结构，研
究性质时往往是由特殊到一般，即采用归纳的方法。
绪论
参考书：
1.《无机化学》第五版
许善锦、姜凤超主编，人民卫生出版
社.
2.《无机化学》
徐春祥主编，高等教育出版社.
3.《无机化学》第三版
天津大学编，高等教育出版社.
4.《无机化学学习指导》
姜凤超、许善锦主编，人民卫生出版
第一章 溶液
（ Chapter 1：Solution）
内容提要
第一节 溶解
第二节 溶液的浓度
第三节 稀溶液的依数性
第四节 电解质溶液
溶液 （solution）：一种(或几种)物质以分子、
原子或离子状态分散在另一物质中所构成的均
匀而又稳定的分散体系。
溶质（solute）和溶剂（solvent）：气体、固
体溶于液体时，前者是溶质，后者是溶剂；液
体溶于液体时，少的是溶质，多的是溶剂。
溶液分类：
按溶剂的种类分为两类：
电解质溶液
水溶液
非电解质溶液
非水溶液 (如酒精、苯、四氯化碳等)
气态溶液
按聚集状态分为三类： 液态溶液
固态溶液
第一节 溶解
溶液的形成过程就是溶质溶解于溶剂的过程，总
是伴有能量和体积的变化，有时还有颜色的变化。
一、溶解和水合作用
分子溶液：溶质以分子的形式存在于溶液中。
如：乙醇、葡萄糖等溶液。
离子溶液：溶质以离子的形式存在于溶液中。
如：NaCl等溶液。
溶解过程的吸、放热：
离子离开晶格吸收能量与离子与溶剂分子相互
吸引生成水合离子释放能量的能量差。
第一节 溶解
溶解机理：特殊的物理化学过程。
一是溶质分子或离子的分散；吸热（克服质点
引力），体积增大。
二是溶质分子的溶剂化作用；放热，体积缩小。
最终的体积和热效应受两种因素的共同制约。
二、溶解度和“相似相溶”
饱和溶液(saturated solution)：已溶解的溶质与未溶
解的部分稳定共存时的溶液称为该溶质的饱和溶液。
溶解度（solubility）：在一定温度下，单位体积饱
和溶液中所含溶质的量。
第一节 溶解
溶解度（solubility）：饱和溶液中溶剂和溶质的
相对含量。
浓度（concentration）：溶液中溶质和溶剂的相
对含量。
“相似相溶”原理：
极性相似的物质彼此容易溶解 。
（既适用于非电解质溶液也适用于许多电解质溶液）
例如：食盐溶于水
碘溶于四氯化碳
第二节 溶液的浓度
溶液的浓度：指一定量的该溶液中所含溶质的量。
一、浓度的表示方法
（一）质量浓度(mass concentration)
定义：溶质B的质量mB除以溶液的体积(V)。
ρB = mB/V
符号：ρB。SI单位：kg.m-3；常用单位：g.L-1。
（二）质量分数(mass fraction)
定义：溶质B的质量 mB与溶液质量m之比称为该
溶质的质量分数（mass fraction）。
wB ＝ mB/m
符号：wB ；无单位。
第二节 溶液的浓度
（三）物质的量浓度(amount-of-substance concentration)
定义：B的物质的量(nB)除以溶液的体积(V)。
cB = nB / V
符号：cB。SI单位：mol·m-3; 常用单位：mol·L-1、
mol·dm-3 。
注意：与物质的量有关的浓度，必须指出物质B的
基本单元——原子、分子、离子、基本粒子或它们
的特定组合。
物质的量浓度有时简称浓度。
摩尔浓度（molar concentration or molarity)。
第二节 溶液的浓度
（四）质量摩尔浓度(molality)
定义：溶质B的物质的量nB除以溶剂A的质量mA
bB = nB / mA
符号：bB；SI单位：mol·kg-1
（五）摩尔分数(mole fraction)
定义：B的物质的量(nB)与溶液总的物质的量(n)之比
x B = nB / n
符号 ：xB；无单位。
若溶液由溶质B和溶剂A组成，则溶质B的摩尔分数
为：
x = n /(n +n )
B
B
A
B
第二节 溶液的浓度
二、浓度之间的换算关系
浓度
质量浓度ρB
质量分数wB
物质的量浓度cB
ρB
—
B
d
B
MB
B
质量摩尔浓度bB (d B ) M B
换算关系
wB
cB
bB
wBd
cB·MB
dbB M B
1 bB M B
—
cB M B
d
bB M B
1 bB M B
—
dbB
1 bB M B
dwB
MB
wB
cB
(1 wB ) M B d cB M B
—
第三节 稀溶液的依数性
稀溶液的依数性（colligative properties）：
难挥发非电解质稀溶液的某些性质（溶液的
蒸气压下降、沸点升高、凝固点降低、渗透压）
取决于其中所含溶质粒子的浓度，而与溶质本身
的性质无关。
对电解质或非电解质的浓溶液，会偏离上述
性质。但是，可以此为基础，然后从理论上加以
修正。
第三节 稀溶液的依数性
一、溶液的蒸气压下降
（一）溶剂的饱和蒸气压(简称蒸气压，vapor pressure)
蒸发(evaporation)
凝聚(condensation)
蒸发
凝聚
定义：一定温度下，气、液两相
处于平衡状态时蒸气的压强叫做该液体的饱和蒸
气压，简称蒸气压。
符号:用p表示
单位:Pa或kPa。
第三节 稀溶液的依数性
1.蒸气压与液体的本性有关，在一定温度
下纯净物质具有一定的蒸气压，不同的物
质有不同的蒸气压。
2.蒸气压与温度有关。温度升高，蒸气压
增大。
3.固体也具有一定的蒸气压 ，温度升高，
固体的蒸气压增大。
第三节 稀溶液的依数性
第三节 稀溶液的依数性
（二）溶液的蒸气压
大量的实验证明，含有
难挥发性溶质溶液的蒸气
压总是低于同温度纯溶剂
的蒸气压。这种现象称为
溶液的蒸汽压下降。
溶液中难挥发性溶质
浓度愈大，溶剂的摩尔分
数愈小，蒸气压下降愈多。
纯溶剂与溶液的蒸气压曲线图
第三节 稀溶液的依数性
解释：溶质分子一方面结合若干水分子，束缚了
水分子的逸出，溶剂分子蒸发速率减少；另一方
面占据溶剂表面，减少了单位面积上的溶剂分子
数。
所以平衡时溶液的蒸气压必然低于纯溶剂蒸气压。
显然，溶质浓度越大，其蒸气压下降越多。
第三节 稀溶液的依数性
1887年法国化学家Raoult F.M.根
据大量实验结果，对于难挥发性的非
电解质稀溶液，得出如下规律：
温度一定时，难挥发非电解质稀溶液的蒸气
压下降与溶质的摩尔分数成正比，而与溶质的
本性无关（拉乌尔定律，Raoult’s Law）。
nB
θ
p p p xB p
pA
nA nB
θ
A
θ
A
式中， Δp 为溶液的蒸气压降低值， p为溶液的蒸
气压， p A θ为纯溶剂的蒸气压， xB为溶剂B的摩尔分
数。
第三节 稀溶液的依数性
若溶剂的物质的量为nA，质量为mA；溶质的物质的
量为nB
对于稀溶液中，nA >> nB ， nA + nB ≈ nA
nB
nB θ
θ
p xB p
pA
pA
nA nB
nA
nB
θ
θ
pA bB M A pA
mA M A
θ
A
对于给定的温度和溶剂，MA 和pAө 均为定值，令K=
MA·pAө ，可得
Δp= pө- p K bB
第三节 稀溶液的依数性
Δp K bB
即：在一定温度下，难挥发非电解质稀溶液的蒸气
压下降与溶液的质量摩尔浓度成正比，而与溶质的
本性无关。—— Raoult 定律的又一表述。
[例] 已知293K时水的饱和蒸气压为2.34 kPa，将
17.1g蔗糖(C12H22O11)与3.00g尿素[CO(NH2)2]分别溶
于100g水中，计算这两种溶液的蒸气压各是多少？
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：
17.1 g
nB
0.0500mol
1
342g mol
100g
nA
5.66mol
1
18.0 g mol
0.05mol
xB
0.009
5.56mol 0.0500mol
p p x 2.34kPa 0.009 0.02kPa
θ
A B
p p p 2.34kPa 0.02kPa 2.32kPa
θ
A
第三节 稀溶液的依数性
对于尿素，同理可求得：
3.00 g
nB
0.0500mol
1
60.0 g mol
0.05mol
xB
0.009
5.56mol 0.0500mol
p p x 2.34kPa 0.009 0.02kPa
θ
A B
p p p 2.34kPa 0.02kPa 2.32kPa
θ
A
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
ρB = mB/V
wB = mB/m
cB = nB / V
bB = nB / mA
xB = nB / n
nB
θ
p p p xB p
pA
nA nB
θ
A
Δp K bB
θ
A
第三节 稀溶液的依数性
二、沸点升高
（一）液体的沸点
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。如标准大气压
(101.3KPa)下水的沸点为373K。
正常沸点：指外压101.3KPa时的沸点。
应用：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。
第三节 稀溶液的依数性
（二）溶液的沸点升高
溶液的沸点升高和凝固点降低
第三节 稀溶液的依数性
实验表明，难挥发非电解质溶液的沸点总是高
于纯溶剂的沸点。这一现象称为溶液的沸点升高
（boiling point elevation）。
△Tb= Tb－ Tbө
溶液的沸点升高(△Tb)
溶液的沸点(Tb)
纯溶剂的沸点(Tb Ө)
溶液沸点升高的原因是蒸气压的降低。
第三节 稀溶液的依数性
由Raoult定律推，可得到溶液的沸点上升与溶液
的质量摩尔浓度成正比，而与溶质的本性无关。
它们之间的定量关系为：
△Tb = Tb－ TbӨ ≈ kb·bB
式中： △Tb为溶液的沸点升高值；Tb为溶液的沸
点； TbӨ为纯溶剂沸点；bB为溶质的质量摩尔浓度；
kb （表1-4）为溶剂的沸点升高常数，单位为
K·kg·mol-1，它只与溶剂的本性有关。
注：1、纯溶剂的沸点恒定,溶液的沸点不恒定。
2、溶液的沸点是指溶液刚开始沸腾时的温度。
第三节 稀溶液的依数性
实际应用：利用沸点升高测溶质摩尔质量。
[例] 已知苯的沸点是353.2K，将2.67g某难挥发性物
质溶于100g苯中，测得该溶液的沸点升高了0.531K，
试求该物质的摩尔质量。
解：查表得：苯的摩尔沸点升高常数kb=2.53K·kg ·mol-1
根据 ΔTb = kbbB
代入
得
2.67 g
MB
1
0.531K 2.53 K kg mol
100
kg
1000
M B 128g mol 1
第三节 稀溶液的依数性
三、凝固点下降
（一）纯液体的凝固点
纯液体凝固点 (freezing point ，TfӨ)是同一物质
固、液两相平衡共存时的温度。
纯水的凝固点（273K）又称为冰点，即在此温度
水和冰的蒸气压相等。
（二）溶液的凝固点
溶液的凝固点是指溶液与其固态溶剂具有相同
蒸气压时的温度，即刚有溶剂固体析出时的温度。
第三节 稀溶液的依数性
对于溶液，在TfӨ 时，溶液蒸气压低于纯溶剂蒸
气压，溶液不凝固。要使其凝固，必须降低温度到
Tf ,使溶液蒸气压等于纯溶剂蒸气压。
ΔTf = TfӨ – Tf
ΔTf 称作溶液的凝固点降低(freezing point
depression)。
溶液的凝固点降低与溶液的质量摩尔浓度成正比，
而于溶质的本性无关。
ΔTf = kf bB
第三节 稀溶液的依数性
实际应用：利用溶液的凝固点降低测定溶质的摩
尔质量。
该方法的优点：
１、kf 较大，实验误差较小。
２、析出晶体，现象明显。
３、低温下测量，适用于某
些不宜加热和挥发性物质。
第三节 稀溶液的依数性
[例]取0.749g谷氨酸溶于50.0g水，测得凝固点降低
了0.188 K，试求谷氨酸的摩尔质量。
解： △Tf = kf ·bB
mB
MB
Tf kf
mA
1
kf mB 1.86 K kg mol 0.749 g
MA
mA Tf
50 g 0.188K
0.148kg mol 1
第三节 稀溶液的依数性
四、溶液的渗透压
（一）渗透现象和渗透压
扩散现象
水
浓溶液
浓溶液
稀溶
液
扩散：是一种双向运动，是溶质分子和溶剂分子
相互运动的结果。
第三节 稀溶液的依数性
半透膜(semi-permeable membrance)：只允许溶
剂分子透过，而溶质分子不能透过。
渗透：溶剂(水) 分子通过半透膜，由纯溶剂进入溶
液(或从稀溶液向浓溶液)的自发过程（净迁移）。
第三节 稀溶液的依数性
渗透平衡：单位时间内溶剂分子进出半透膜数目
相等的状态。
(1)半透膜的存在
(2)膜两边单位体积内溶剂分子数不相等。
（即膜两侧存在浓度差）。
渗透的方向：
总是溶剂分子从纯溶剂一方往溶液一方，或是
从稀溶液往浓溶液迁移。
第三节 稀溶液的依数性
渗透压（osmotic pressure）：为维持只允许溶剂通
过的膜所隔开的溶液与溶剂之间的渗透平衡而需要
的额外压力。符号: Π，单位：Pa 或 kPa
反渗透（reverse osmosis）：在额外压力作用下，
溶剂分子自溶液一侧通过半透膜进入溶剂一侧。
第三节 稀溶液的依数性
（二）Van’t Hoff 定律
1886年荷兰物理化学家Van’t Hoff通
过实验得出非电解质稀溶液的渗透压
力与溶液的浓度、温度的关系：
Π = cB RT
式中:Π为溶液的渗透压力；T为绝对温度；cB为溶液
的物质的量浓度；R为气体常数，8.314 kPa·L·mol-1·K-1。
Van’t Hoff公式的意义：
在一定温度下，溶液的渗透压力与单位体积溶液中
溶质的物质的量成正比，而与溶质的本性无关。
第三节 稀溶液的依数性
[例 ]将35.0g血红蛋白(Hb)溶于足量纯水中，配制成
1.00L溶液，若此溶液在298K的渗透压是1.33kPa，
计算Hb的摩尔质量。
解:
mB M B
cB RT
V
Hb的摩尔质量：
RT mB
MB
V
8.314 298 35.0 103
65.2(kg mol 1 )
1.33
1
第三节 稀溶液的依数性
此时，溶液凝固点下降ΔTf = kfbB = 9.98×10-4 K ,与
П（1.33kPa）相比，难测准确。
可见：对于摩尔质量较大的溶质，△p、△Tb和
△Tf 很小，难于准确测量。而Π值确很大，常测定
高聚物的平均摩尔质量。
第三节 稀溶液的依数性
综上所述：难挥发非电解质稀溶液的所有
依数性决定于溶液中溶质粒子的浓度，而
与溶质粒子的本性无关。
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
第三节 稀溶液的依数性
（三）等渗、高渗和低渗溶液
渗透压相等的两种溶液称为等渗溶液(isotonic)；
渗透压不等的两种溶液，则渗透压高的称为高渗
溶液(hypertonic)；渗透压低的称为低渗溶液
(hypotonic)。
渗透浓度(osmolarity)：就是渗透活性物质的总的
物质的量与溶液体积的比值（mol· L-1或mmol· L1）。用符号c 表示。
os
280～320mmol·L-1
第三节 稀溶液的依数性
思考:
1、临床输液中，输入液体的浓度有何要求？
2、输入高渗或低渗溶液，对人体有什么影响？
可能导致体内水分失调及细胞变形和破坏(见图)。
第四节 电解质溶液
一、电解质稀溶液的依数性
电解质（electrolyte) ：在水溶液中或熔融状态
下能导电的化合物。
电解质溶液的依数性：
Δp= i KbB
ΔTb= i kb·bB
ΔTf=i kf·bB
Π= icBRT ≈ ibBRT
i是校正系数，溶液很稀时，i 接近于一个化学
式组分的强电解质电离出的离子个数，称为van’t
Hoff系数。如AB型为2，AB2 或A2B型为3等。
第四节 电解质溶液
1887年瑞典化学家S.A.Arrhenius根据
电解质溶液依数性的反常行为及这类溶
液具有导电性等事实，提出了电离理论。
电解质在水溶液中有一部分自发地解离为带相反
电荷的粒子的过程称为电离(ionization)。
因电离而产生的带电荷的粒子称为离子：。
未电离的分子与离子之间存在电离平衡。
电解质溶液中，由于溶质电离，使得单位体积溶
液中，粒子的总数比相同浓度非电解质溶液所含粒
子数多，所以导致依数性的数值增大。
第四节 电解质溶液
强电解质(strong electrolyte)：在水溶液中完全电
离的电解质。
弱电解质(weak electrolyte) ：在水溶液中只能部
分电离的电解质。
在平衡状态下，弱电解质的电离程度可以定量地
用电离度（degree of ionization）来表示：
第四节 电解质溶液
电离度：弱电解质已电离的分子数与原有分子总
数之比称作电离度，用α表示。
已电离的分子数
100%
原有分子总数
电离度大小反映了电解质的相对强弱。
电离度的大小，除决定电解质的本性外，还与外
界因素有关(溶剂、温度、浓度)。
同一弱电解质溶液，浓度愈小，电离度愈大。
第四节 电解质溶液
二、强电解质溶液
（一）活度和活度因子
几种强电解质在298K的表观电离度(0.01mol·L-1)
强电解
质
HCl
表观电
离度
92
HNO3 H2SO4 NaOH Ba(OH)2 KCl ZnSO4
92
61
91
81
86
40
原因：离子之间的静电作用使溶质的“有效浓度”
小于总浓度。
溶质的“有效浓度”称为活度(activity)，用a表示。
第四节 电解质溶液
活度a与溶液其他浓度的关系为：
aB=γB(bB/bӨ)
aB=γB(cB/cӨ)
其中:γB称作B的活度因子(activity factor)；bӨ =
1mol·kg-1，称作标准质量摩尔浓度； cӨ= 1mol·L-1，称
作标准摩尔浓度
γB反映了电解质溶液中离子相互牵制作用的大小；溶
液越浓，离子电荷越高，离子间的牵制作用越大，γB越
小，活度与浓度间的差别就愈大。
在无限稀的溶液中，离子彼此间作用力很弱， γB →1，
离子的活度近似等于浓度。
第四节 电解质溶液
注意：
(1)溶液中的中性分子也有活度和浓度的区别，但
不像离子的区别那么大，所以，通常把中性分子的
活度系数看作1。
(2)对于弱电解质溶液，因其离子浓度很小，一般
可以把弱电解质的活度系数也视为1。
(3)液态或固态的纯物质，以及稀溶液中的溶剂
(如水)，其活度均规定为a=1。
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
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：
lg A z z
I
——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)。
1
1
2
2
2
2
I (b1 z1 b2 z2 bn zn ) bB zB
2
2 B
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-
1
2
2
I [bNa z Na bNO z NO ]
3
3
2
-1
1
2
-1
2
[(0.10mol kg )( 1) (0.10mol kg )(-1) ]
2
-1
0.10mol kg
第四节 电解质溶液
（2）电离方程式：HCl = H + + ClCaCl2= Ca2+ + 2Cl1
I [b H z H 2 b Cl z Cl 2 b Ca 2 z Ca 2 2 ]
2
1
[(0.10mol L1 ) ( 1) 2 (0.30mol L-1 ) ( 1) 2
2
(0.10mol L-1 ) ( 2) 2 ]
0.40mol L-1
第四节 电解质溶液
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。
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。
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：
1
2
2
I [bNa z Na
b
z
]
Cl Cl
2
-1
1
[(0.020mol L )( 1) 2 (0.020mol L-1 )(-1) 2 ]
2
0.020mol L-1
第四节 电解质溶液
lg A z z
I
o.509 1 0.020 0.072
2
0.847
a (cB / c ) 0.847 0.04 0.0339(mol L )
θ
1
∏ = 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:
ρ B ＝ 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)
小结
稀溶液的依数性：
非
电
解
质
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
电
解
质
Δp= i KbB
ΔTb= i kb·bB
ΔTf=i kf·bB
Π= icBRT ≈ ibBRT
小结
电离度：
已电离的分子数
100%
原有分子总数
离子强度
1
2
I bB zB
2 B
平均活度因子 ——Debye-Hückel极限公式
lg A z z
I
练习：如何将15克氯化钠配制成wNaCl为0.25的氯化
钠溶液?
解：
m
m
NaCl
NaCl
ω
＝
NaCl
m
m
m
NaCl 溶剂
溶液
15
0.25
15 m溶剂
m溶剂＝60－15＝45g
即：将15克氯化钠溶于45克的水中就可配制成
NaCl质量分数为0.25的氯化钠溶液。
质量分数也可用百分数表示，如质量分数为0.25
的氯化钠溶液，也可表示为25％（以往使用的质量
百分比浓度）。
练习：将5.85gNaCl溶于100g水中，求NaCl质量摩尔
浓度。
解：
bNaCl = n NaCl / mH2O
5.85 g
1
58.5 g.mol
bNaCl
1.00mol.kg 1
100
kg
1000
练习： 将7.00g结晶草酸(H2C2O4 ·2H2O )溶于93.0g水中，
求草酸的质量摩尔浓度b(H2C2O4)和摩尔分数
x(H2C2O4)。
解: 结晶草酸的摩尔质量M(H2C2O4 ·2H2O ) =126
g·mol-1，而M(H2C2O4)=90.0g·mol-1。则7.00g
H2C2O4·2H2O中含H2C2O4的质量为：
7.00 90 .0
5.00g
126
bH2C2O4
xH 2C2O4
5.00
1000
0.585 mol kg 1
90.0 100 5.00
5.00 90.0
0.0104
5.00 90.0 95.0 18.0
练习：市售浓硫酸质量浓度为1.84g/ml,质量分数为
98％，计算物质的量浓度C(H2SO4) 和C(1/2H2SO4)
解： H2SO4 的摩尔质量为98g.mol-1
1/2H2SO4 的摩尔质量为49g.mol-1
cH 2 SO4
1
98
%
1
.
84
g
m
l
1000m l
dwB
cH 2 SO4
98g m ol1 1L
MB
1
18.4m ol L
98% 1.84 g ml 1000ml
49 g mol 1 1L
1
c
1
2 H 2 SO 4
36.8mol L
1
(市售浓硫酸质量浓度为1.84g/ml,质量分数为98％)
（1）计算H2SO4的质量浓度
（2）计算H2SO4的质量摩尔浓度
（1）
B dwB 1.84 9810 1.80(kg L )
2
1
（2）
wB
98%
bB
(1 wB ) M B (100 98)% 9810003
1
500(m ol kg )
实验进度安排
3周：溶液的配制与酸碱滴定
6周：药用氯化钠的制备和检验
8周：葡萄糖酸锌制备
9周：醋酸电离常数的测定
10周：溶液的渗透压及渗透压对细胞形态的影响
11周：影响化学反应速率相关因素的研究
12周：硫酸亚铁铵的制备及纯度分析
13周：葡萄糖注射液中葡萄糖含量的测定
14周：铜、锌、汞重要化合物的性质
15周：配位化合物的组成和稳定常数测定
要
求
实
验
报
告
订
本
1：(1)12.06mol·L-1, 0.22; (2)14.82mol·L-1,0.29
2：BaCl2＞NaCl＞HAc＞蔗糖和葡萄糖
3：9.89g
4：Tf(葡萄糖)＞Tf(甘油)；Tb(葡萄糖)＜Tb(甘油);
Π(葡萄糖)＜Π(甘油)
5：1.1g
6：C10H14N2
7：98%；752.42KPa
8：C21H30O2
9：68.07kg·mol-1
10：0.25mol·L-1