二、重點(diǎn)內(nèi)容

(一)常用濃度的表示方法

1.質(zhì)量摩爾濃度

定義：【溶液中溶質(zhì)B的物質(zhì)的量nB(以mol為單位)與溶劑A的質(zhì)量mA(以kg為單位)之比，稱為溶質(zhì)B的質(zhì)量摩爾濃度。】質(zhì)量摩爾濃度符號(hào)以bB表示，即：

SI單位為mol·kg-1。

2.物質(zhì)的量濃度(簡(jiǎn)稱濃度)

定義：【溶液中溶質(zhì)B的物質(zhì)的量nB(以mol為單位)與溶液的體積V(以L為單位)之比。】物質(zhì)的量濃度符號(hào)以cB表示，即：

SI單位用mol·m-3，但m3的單位太大，不適用，故常用單位為mol·L-1。

在很稀的水溶液中，可近似認(rèn)為cB≈bB。因水溶液很稀時(shí)，可忽略不計(jì)溶質(zhì)的質(zhì)量，水的密度可視為1kg·L-1，則水的體積與水的質(zhì)量相等。

3.摩爾分?jǐn)?shù)

定義：【混合物中物質(zhì)B的物質(zhì)的量nB(以mol為單位)與混合物總物質(zhì)的量n總(以mol為單位)之比，稱為物質(zhì)的摩爾分?jǐn)?shù)?！?/span>摩爾分?jǐn)?shù)符號(hào)以xB表示，即：

SI單位為1。顯然，溶液中各物質(zhì)的摩爾分?jǐn)?shù)之和等于1，即：

4.質(zhì)量分?jǐn)?shù)

定義：【溶質(zhì)B的質(zhì)量mB與溶液的質(zhì)量m之比稱為溶質(zhì)B的質(zhì)量分?jǐn)?shù)?！?/span>質(zhì)量分?jǐn)?shù)符號(hào)以ωB表示，即：

SI單位為1。質(zhì)量分?jǐn)?shù)ωB用百分?jǐn)?shù)表示，亦稱為質(zhì)量百分比濃度。常附有密度，方便換算使用。

5.體積分?jǐn)?shù)

定義：【在與混合氣體相同溫度和壓強(qiáng)的條件下，混合氣體中組分B單獨(dú)占有的體積VB與混合氣體總體積V總之比，稱為組分B的體積分?jǐn)?shù)?！?/span>體積分?jǐn)?shù)符號(hào)以φB表示，即：

SI單位為1。

6.質(zhì)量濃度

定義：【溶質(zhì)B的質(zhì)量mB與溶液的體積V之比。】質(zhì)量濃度符號(hào)以ρB表示，即：

SI單位為kg·m-3，常用單位為g·L-1或g·mL-1。

(二)稀溶液的依數(shù)性

難揮發(fā)非電解質(zhì)稀溶液中，【溶液的某些性質(zhì)只取決于其所含溶質(zhì)分子的數(shù)目，而與溶質(zhì)的種類和本性無(wú)關(guān)，這些性質(zhì)叫作依數(shù)性。】稀溶液的依數(shù)性共有四種，分別是：溶液的蒸氣壓下降、沸點(diǎn)升高、凝固點(diǎn)降低、滲透壓。

1.溶液的蒸氣壓下降

一定溫度下，水(或其他純?nèi)軇?的飽和蒸氣壓是一個(gè)定值。如果在水中加入少量難揮發(fā)的非電解質(zhì)后，溶液的蒸氣壓會(huì)下降。其定量關(guān)系可用拉烏爾定律表示：【在一定溫度下，難揮發(fā)非電解質(zhì)稀溶液的蒸氣壓下降值Δp和溶質(zhì)的摩爾分?jǐn)?shù)成正比，而與溶質(zhì)本性無(wú)關(guān)?！?/span>用公式表示為：

Δp=xB

式中，Δp表示蒸氣壓下降值，表示純?nèi)軇?span id="c1g7xe4" class="emphasis_italic">A的蒸氣壓，xB為溶質(zhì)B的摩爾分?jǐn)?shù)。

拉烏爾定律也可表示為：【在一定溫度下，難揮發(fā)的非電解質(zhì)稀溶液的蒸氣壓下降，近似地與溶液的質(zhì)量摩爾濃度成正比，與溶質(zhì)的本性無(wú)關(guān)。】用公式表示為：

Δp=KbB

式中，為溶劑的摩爾質(zhì)量(g·mol-1)。

2.溶液的沸點(diǎn)升高和凝固點(diǎn)降低

溶液蒸氣壓的下降，導(dǎo)致溶液的沸點(diǎn)升高和溶液凝固點(diǎn)降低。因溶液蒸氣壓下降程度僅與溶液的濃度有關(guān)，因此溶液沸點(diǎn)的升高、凝固點(diǎn)降低程度也只與溶液的質(zhì)量摩爾濃度成正比，而與溶質(zhì)的性質(zhì)無(wú)關(guān)。

根據(jù)拉烏爾定律，稀溶液的沸點(diǎn)升高數(shù)學(xué)近似表達(dá)式為：

ΔTb=KbbB

式中，ΔTb表示溶液沸點(diǎn)的升高值(K)，Kb為溶劑的沸點(diǎn)升高常數(shù)(K·mol-1·kg)。

稀溶液的凝固點(diǎn)下降數(shù)學(xué)近似表達(dá)式為：

ΔTf=KfbB

式中，ΔTf表示溶液凝固點(diǎn)下降值(K)，Kf為溶劑的凝固點(diǎn)下降常數(shù)(K·mol-1·kg)。

不同溶劑的Kb值和Kf值不同。有機(jī)溶劑的Kb值和Kf值一般都大于純水的Kb值和Kf值。

3.溶液的滲透壓

允許溶劑分子通過(guò)而溶質(zhì)分子不能通過(guò)的膜稱為半透膜。例如：許多動(dòng)植物的膜(如細(xì)胞膜、動(dòng)物膀胱、腸衣、蛋衣、蘿卜皮等)，以及人造的火棉膠膜等。溶劑分子通過(guò)半透膜從純?nèi)軇┗驈南∪芤合蜉^濃溶液?jiǎn)蜗驍U(kuò)散的現(xiàn)象稱為滲透。阻止?jié)B透作用進(jìn)行所需施加的壓力稱為溶液的滲透壓。

稀溶液滲透壓與濃度、溫度的關(guān)系，根據(jù)范特霍甫理論：【理想稀釋溶液的滲透壓π與溶液的濃度和溫度的關(guān)系同理想氣體方程式一致】，其數(shù)學(xué)表達(dá)式為：

πV=nRT

π=cBRT

對(duì)于極稀的溶液，bB≈cB。

上式中，π為溶液的滲透壓(kPa)，V為溶液的體積(L)，n是溶質(zhì)的物質(zhì)的量(mol)，R是氣體常數(shù)(8.314kPa·L·mol-1·K-1)，T是絕對(duì)溫度(K)，cB是物質(zhì)的量濃度(mol·L-1)，bB是質(zhì)量摩爾濃度(mol·kg-1)。

從上面式子可以看出，非電解質(zhì)稀溶液的滲透壓π，在一定體積和一定溫度下，與溶液中所含溶質(zhì)的物質(zhì)的量成正比，而與溶質(zhì)的本性無(wú)關(guān)。

(三)依數(shù)性的應(yīng)用

1.根據(jù)沸點(diǎn)上升與凝固點(diǎn)下降與濃度的關(guān)系可以測(cè)定溶質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量。

溶液的凝固點(diǎn)降低在生產(chǎn)、科研方面應(yīng)用廣泛。例如：嚴(yán)寒的冬天，在汽車散熱水箱中加入甘油或乙二醇等物質(zhì)防止水結(jié)冰；用食鹽和冰的混合物作冷凍劑，可獲得-22.4℃的低溫。

2.人體的體液、血液、組織液等，都具有一定的滲透壓。對(duì)人體進(jìn)行靜脈注射時(shí)，必須使用與人體體液滲透壓相等的等滲溶液，如臨床常用的0.9%的生理鹽水和5%的葡萄糖溶液。否則將引起血細(xì)胞膨脹或萎縮而產(chǎn)生嚴(yán)重后果。如果土壤溶液的滲透壓高于植物細(xì)胞液的滲透壓，將導(dǎo)致植物枯死。在化學(xué)上可以利用滲透作用來(lái)分離溶液中的雜質(zhì)。

3.近年來(lái)，電滲析法和反滲透法的新技術(shù)引起了人們的關(guān)注，普遍應(yīng)用于海水、咸水的淡化及凈化廢水等。