普通化学1章气体溶液和胶体课件.pptx

1、山西农业大学文理学院山西农业大学文理学院 化学的定义与研究对象化学的定义与研究对象 化学的地位化学的地位 化学概况化学概况 教学目的与教学内容教学目的与教学内容 要求与考核要求与考核绪绪 言言化学的分支化学的分支( (二级二级) )学科：学科：化化学学无机化学无机化学有机化学有机化学分析化学分析化学物理化学物理化学高分子化学高分子化学应用应用交叉边缘学科交叉边缘学科燃料化学燃料化学环境化学环境化学材料化学材料化学生物化学生物化学放射化学放射化学激光化学激光化学地质化学地质化学计算化学计算化学能源化学能源化学绿色化学绿色化学纳米化学纳米化学化学信息学化学信息学化学生物学等。化学生物学等。化学发展

2、史化学发展史 四次革命四次革命教学内容教学内容。 普通化学普通化学1.基本知识和理论基本知识和理论2. 单质、化合物的基本性质单质、化合物的基本性质3. 胶体化学胶体化学4. 化学实验化学实验物质的存在状态物质的存在状态化学平衡电离、沉淀、氧化还化学平衡电离、沉淀、氧化还 原、原、 络合络合物物 化学热力学化学热力学物质结构物质结构化学动力学化学动力学电化学电化学 教学基本要求：教学基本要求： 深刻理解和掌握原子、分子的结构和性质，深刻理解和掌握原子、分子的结构和性质，络合物的结构和性能，化学反应动力学、热力络合物的结构和性能，化学反应动力学、热力学基础，溶液中离子平衡及相关化学学科最基学基础

3、，溶液中离子平衡及相关化学学科最基础概念；础概念； 了解物质状态，胶体的一般概念和金属元了解物质状态，胶体的一般概念和金属元素、非金属元素的一般知识；素、非金属元素的一般知识； 掌握化学实验的基本操作，认识化学反应掌握化学实验的基本操作，认识化学反应的直观变化；的直观变化； 课程安排：课程安排： 本课程授课时数为本课程授课时数为6666学时，实验课另学时，实验课另设为实验化学，其中普化实验占设为实验化学，其中普化实验占3131学时。学时。考试为期末闭卷考试。课程成绩期末考考试为期末闭卷考试。课程成绩期末考试成绩（试成绩（8080）+ +作业成绩（作业成绩（2020）。实）。实验为单双周。验为单

4、双周。 教学方法教学方法教学过程的注意事项教学过程的注意事项参考书参考书1 1、普通化学，赵士铎主编，中国农业大学出版社、普通化学，赵士铎主编，中国农业大学出版社2 2、普通化学，北京农业大学主编，中国农业出版社、普通化学，北京农业大学主编，中国农业出版社3 3、普通化学，山东农业大学、江西农业大学、江苏、普通化学，山东农业大学、江西农业大学、江苏 农业大学合编，北京农业大学出版社农业大学合编，北京农业大学出版社4 4、普通化学，翟仁通主编，中国农业出版社、普通化学，翟仁通主编，中国农业出版社1.11.1气体气体1.21.2液体液体1.31.3分散系分散系1.41.4溶液溶液1.51.5胶体溶

5、液胶体溶液1.61.6高分子溶液和凝胶高分子溶液和凝胶1.71.7表面活性物质和乳浊液表面活性物质和乳浊液依数性的计算、胶团结构的依数性的计算、胶团结构的书写、胶粒的电性书写、胶粒的电性、胶体的胶团结构、性质、胶体的胶团结构、性质、稀溶液的依数性、稀溶液的依数性 1.1.1理想气体状态方程理想气体状态方程 1.1.2Dalton分压定律分压定律 1.1.3气体分子的速度和能量气体分子的速度和能量1.1.1 理想气体状态方程理想气体状态方程 低压低压、高温高温条件下的实际气体的性质条件下的实际气体的性质非常接近于理想气体性质。非常接近于理想气体性质。pV = nRT 称为称为理想气体状态方程理想

6、气体状态方程。p是气体是气体压力，压力，V是气体体积，是气体体积，n是气体的物质的量是气体的物质的量（mol），），T是热力学温度（是热力学温度（K）, R为摩尔气为摩尔气体常数。体常数。n如果如果p单位为单位为kPa ， V单位为单位为dm3(L)，则，则R单位为单位为kPadm3K-1 mol-1 理想气体方程的不适用范围理想气体方程的不适用范围（1）高压、高压、（2）低温的气体、（）低温的气体、（3）气体同液体）气体同液体或固体共存的气体不遵守理想气体方或固体共存的气体不遵守理想气体方程。程。 高温高温：比沸点高得多的温度：比沸点高得多的温度 低压低压：1个大气压个大气压 g/mol17

7、.781000/2 .2479 .98)2 .273100(314. 8616. 0MpVmRTMRTmpV解解:根据理想气体状态方程根据理想气体状态方程pV = nRT 设苯的摩尔质量为设苯的摩尔质量为M,苯的最简式苯的最简式CH的摩尔式量为的摩尔式量为12+1=13g/mol 78.17/13=6 苯的分子式为苯的分子式为C6H6例例: :已知苯分子中已知苯分子中C:H=1:1, ,如果在如果在247.2cm247.2cm3 3的烧瓶中的烧瓶中装装0.616g苯苯, ,加热至加热至100100全部变成蒸气全部变成蒸气, ,此时气体压此时气体压力为力为98.9kPa试计算苯的摩尔质量并推断其

8、分子式。试计算苯的摩尔质量并推断其分子式。 例例:NH3在在67,106.64kPa下的密度是多少？下的密度是多少？ 解解:pV = nRT3g/dm641. 0)2 .27367(314. 81764.106,RTpMRTpMRTMmpV1.1.2 Dalton分压定律分压定律 T 、V一定时，气体混合物的总压力等于其中一定时，气体混合物的总压力等于其中各组分气体分压力之和各组分气体分压力之和pVnRT piVniRTiiixnnppi321pppppn：混合气体总物质的量，：混合气体总物质的量，i：某一组分：某一组分iipxp 根据道尔顿分压定律，可以计算组分气体的根据道尔顿分压定律，可以

9、计算组分气体的分压力。分压力。 p气气p总总 p水水例例:在水面上收集一瓶在水面上收集一瓶250cm3氧气氧气,25时测时测得压力为得压力为94.1kPa.求求标准状态标准状态下干燥氧气的下干燥氧气的体积体积.（25 时水的饱和蒸气压时水的饱和蒸气压3.17kPa解解:根据道尔顿分压定律根据道尔顿分压定律,p(O2)=94.13.17=90.93kPa3dm206. 02983 .10127325. 093.90)O(2VRTVpRTpV标标标例例:一容器中有一容器中有4.4 g CO2，14 g N2和和12.8 g O2，气体，气体的总压为的总压为202.6 kPa，求各组分的分压。，求各

10、组分的分压。 解解:各组分气体的物质的量为各组分气体的物质的量为mol 0.4mol32g12.8g)O(mol 0.5mol28g14g)N(mol 0.1mol44g4.4g)CO(121212nnn总总pnnpii20.26kPa202.6kPa0.4mol0.5mol0.1mol0.1mol)(CO2p101.3kPa202.6kPa0.4mol0.5mol0.1mol0.5mol)(N2p81.04kPa202.6kPa0.4mol0.5mol0.1mol0.4mol)(O2p由道尔顿分压定律由道尔顿分压定律 例例：测得空气的体积分数为：测得空气的体积分数为N2 78%，O2 21%

11、，Ar 1%，求空气的表观分子量。，求空气的表观分子量。 解解：1mol空气中含空气中含0.78molN2，m(N2)=0.7828=21.84g0.21molO2, m(O2)=0.2132=6.72g0.01molAr, m(Ar)=0.0140=0.40g总计总计28.96g/mol,即为空气的表观分子量即为空气的表观分子量.)()N()()N()Ar()O()N()(N()N(222222总总）（总）nnVVpRTnnnVpRTnVVVnnTpii一定，1.1.3 气体分子的速度和能量气体分子的速度和能量 麦克斯韦玻尔兹曼分麦克斯韦玻尔兹曼分布定律布定律: :T一定，速率和一定，速率和

12、能量特别小和特别大的能量特别小和特别大的分子所占的比例都是很分子所占的比例都是很小的，小的，温度升高时，速温度升高时，速率的分布曲线变得较宽率的分布曲线变得较宽而平坦，高峰向右移，而平坦，高峰向右移，曲线下面所包围的面积曲线下面所包围的面积表示的是分子的总数，表示的是分子的总数，对一定的体系它是常数对一定的体系它是常数. . 氮的速率分布曲线1.2 液体液体1.2.1 气体的液化气体的液化1.2.2 液体的蒸发液体的蒸发1.2.3 液体的沸腾液体的沸腾1.2.4 相平衡相平衡 1.2.1 气体的液化气体的液化 实验发现：采用单纯降温的方法可以使气实验发现：采用单纯降温的方法可以使气体液化，但单

13、纯采用加压的方法却不能奏体液化，但单纯采用加压的方法却不能奏效，必须首先把温度降低到一定数值，然效，必须首先把温度降低到一定数值，然后加以足够的压力才可实现后加以足够的压力才可实现 。 临界温度临界温度: :在加压下使气体液化所需的最高温在加压下使气体液化所需的最高温度度，用用Tc(critical temperature)表示。表示。 临界压力临界压力:在临界温度时，使气体液化所要求在临界温度时，使气体液化所要求的最低压力，用的最低压力，用pc(critical pressure)表示。表示。 临界体积临界体积:在临界温度和临界压力下，在临界温度和临界压力下，1摩尔气摩尔气态物质所占有的体积

14、，用态物质所占有的体积，用Vc(critical volume)表表示示。1.2.2 液体的蒸发液体的蒸发蒸发蒸发：液体变成蒸气或气体的过程。液体变成蒸气或气体的过程。 蒸发指的是液体表面的气化现象。蒸发指的是液体表面的气化现象。饱和蒸气压饱和蒸气压：当温度一定，把液体置于密闭：当温度一定，把液体置于密闭容器，当冷凝速率与蒸发速率相等时，体系容器，当冷凝速率与蒸发速率相等时，体系达到了一种平衡状态。这时蒸气所产生的压达到了一种平衡状态。这时蒸气所产生的压力叫做饱和蒸气压。力叫做饱和蒸气压。 （1）液体的饱和蒸气压是液体的重要性质，）液体的饱和蒸气压是液体的重要性质，它仅与液体的它仅与液体的本质

15、本质和和温度温度有关，而与液体的有关，而与液体的数量数量以及液面上空间的以及液面上空间的体积体积无关。无关。 蒸气压的大小取决于蒸气压的大小取决于液体内部分子间相互液体内部分子间相互作用力的强弱作用力的强弱。如。如293.15K时水的蒸气压是时水的蒸气压是2.33 kPa，乙醇的是，乙醇的是5.88 kPa，而乙醚的是，而乙醚的是58.97 kPa；温度升高，蒸气压增加。；温度升高，蒸气压增加。 （2）必须在密闭容器中，气液共存的平衡状）必须在密闭容器中，气液共存的平衡状态才可测得蒸气压。态才可测得蒸气压。20406080100T/20406080101.3P/Kpa34.678.5100(C

16、2H5)2OC2H5OHH2O注注：升高温：升高温度，蒸气压度，蒸气压增加，蒸气增加，蒸气虽然也是气虽然也是气体，但是波体，但是波义尔等人的义尔等人的气体定律以气体定律以及理想气体及理想气体状态方程并状态方程并不适用不适用 蒸气压曲线蒸气压曲线气化热或蒸发热气化热或蒸发热：使液体在使液体在恒温恒压恒温恒压下气化或下气化或蒸发所必须吸收的热量。蒸发所必须吸收的热量。 摩尔蒸发热摩尔蒸发热：在一定温度、压力下在一定温度、压力下1mol液体的液体的蒸发热。以蒸发热。以vapHm表示。例如水的蒸发热表示。例如水的蒸发热H2O(l)=H2O(g) vapHm = 44.01 kJ mol-1即即298

17、K时将时将1mol水变成水蒸气，并使水蒸气的水变成水蒸气，并使水蒸气的分压为分压为101.3 kPa时需要吸收时需要吸收44.01 kJ的热量。的热量。 1.2.3 液体的沸腾液体的沸腾沸腾沸腾：液体的蒸气压随着温度的升高迅速增：液体的蒸气压随着温度的升高迅速增 大，当蒸气压与外界大气压相等时，气化在大，当蒸气压与外界大气压相等时，气化在整个液体中进行，这一过程叫沸腾。整个液体中进行，这一过程叫沸腾。沸点沸点：沸腾时液体保持着一定的温度，这个：沸腾时液体保持着一定的温度，这个温度叫沸点，缩写为温度叫沸点，缩写为b.p (boiling point)。正常沸点正常沸点：当外界气压为：当外界气压为

18、101.3 kPa时液体的时液体的沸点。沸点。1.2.4 相平衡相平衡相相(phase)：化学上将宏观性质完全均匀的部：化学上将宏观性质完全均匀的部分叫相，相与相之间存在着明显的分界面。分叫相，相与相之间存在着明显的分界面。相变相变(phase change)：物质从一相转变成另一：物质从一相转变成另一相。相。 相平衡相平衡(phase equilibrium)：如果保持外界条：如果保持外界条件不变时，相变维持一种平衡状态。件不变时，相变维持一种平衡状态。液体的沸腾就是维持一定液体的沸腾就是维持一定温度温度和和压力压力时，气时，气液两相间的相平衡。液两相间的相平衡。固体的蒸气压固体的蒸气压：如

19、果将一固体放在一个：如果将一固体放在一个密闭容器中，也会形成固气间的两相平密闭容器中，也会形成固气间的两相平衡，此时蒸气的压力就是固体的蒸气压，衡，此时蒸气的压力就是固体的蒸气压，它只与温度有关而与固体的量无关。它只与温度有关而与固体的量无关。n例例：298.15K(25)时水的蒸气压是时水的蒸气压是3.17 kPa，如果水蒸气的分压大于这个数值，如果水蒸气的分压大于这个数值，它就要冷凝成水，直至降到它就要冷凝成水，直至降到3.17 kPa为止。为止。反之水就要继续蒸发成水蒸气。反之水就要继续蒸发成水蒸气。 两相达成相平衡时，它们的蒸气压必须相两相达成相平衡时，它们的蒸气压必须相等。等。固液两

20、相平衡时，二者的蒸气压也必固液两相平衡时，二者的蒸气压也必须相等。若液相的蒸气压大时就要凝结成须相等。若液相的蒸气压大时就要凝结成固相，若固相的蒸气压大时它就会继续熔固相，若固相的蒸气压大时它就会继续熔化成液体。化成液体。 相图相图:若用压力对温度作图即得若用压力对温度作图即得p-T图，这种图，这种p-T图又叫相图图又叫相图 1.3 分散系 分散质分散质（相相）：在分散系中，被分散开的物）：在分散系中，被分散开的物质。它是不连续的。质。它是不连续的。 分散剂分散剂（分散介质分散介质）：容纳分散质的物质。）：容纳分散质的物质。它是连续的部分。它是连续的部分。 按分散质的大小将分散系分成三大类，粗

21、分按分散质的大小将分散系分成三大类，粗分散系、胶体分散系、分子分散系。散系、胶体分散系、分子分散系。 表表 分散系按分散质粒子的大小分类分散系按分散质粒子的大小分类分散系类型分散系类型 粗分散系粗分散系 胶体分散系胶体分散系 分子分散系分子分散系 颗粒大小颗粒大小 100 nm 1001 nm 1 nm 高分子溶液高分子溶液 溶溶 胶胶分散质存在分散质存在形式形式 分子的大聚集分子的大聚集体体 大分子大分子 小分子的聚集体小分子的聚集体 小分子、离子或小分子、离子或原子原子 主要性质主要性质 不稳定不稳定多相多相 普通显微镜普通显微镜可见可见不能透过滤不能透过滤纸纸 很 稳 定很 稳 定 稳

22、定稳 定 单 相单 相 多 相多 相 超显微镜可见超显微镜可见 能透过滤纸能透过滤纸 不能透过半透膜不能透过半透膜 最稳定最稳定均相均相 电子显微镜也电子显微镜也不可见不可见 能透过半透膜能透过半透膜 实实 例例 泥浆泥浆血液血液 Fe(OH)3溶胶溶胶糖水糖水1.4溶液u1.4.1溶液浓度的表示方法溶液浓度的表示方法u1.4.2稀溶液的依数性稀溶液的依数性u1.4.3强电解质溶液的依数性强电解质溶液的依数性1.4.1 溶液浓度的表示方法溶液浓度的表示方法 用用A表示溶剂，用表示溶剂，用B表示溶质，常用的浓表示溶质，常用的浓度表示方法：度表示方法：1.质量分数质量分数 B为溶质的质量分数，单位

23、为为溶质的质量分数，单位为1；mB为溶为溶质的质量，质的质量，SI单位为单位为g、mg、kg等；等； m为溶为溶液的质量，液的质量，SI单位为单位为kg；mmBB2.以物质的量表示溶质含量的浓度以物质的量表示溶质含量的浓度（1） 物质的量浓度物质的量浓度。单位为。单位为moldm-3（2） 质量摩尔浓度质量摩尔浓度。质量摩尔浓度是指每。质量摩尔浓度是指每kg溶剂中所含溶质的物质的量，常用溶剂中所含溶质的物质的量，常用bB表示表示 nB为溶质的物质的量，单位为为溶质的物质的量，单位为mol；mA溶溶剂的质量，单位为剂的质量，单位为kg。质量摩尔浓度的单。质量摩尔浓度的单位为位为molkg-1。V

24、ncBABBmnb（3 3）摩尔分数摩尔分数。用。用x来表示。对于一个两组来表示。对于一个两组分溶液体系来说，溶质的摩尔分数与溶剂的分溶液体系来说，溶质的摩尔分数与溶剂的摩尔分数分别为：摩尔分数分别为：BAAABABB nnnxnnnx例例：将：将5.00g醋酸溶解在醋酸溶解在1.00dm3乙醇中，计算它的质量乙醇中，计算它的质量摩尔浓度和摩尔分数。已知乙醇的密度为摩尔浓度和摩尔分数。已知乙醇的密度为0.789gcm-3解解：醋酸的的：醋酸的的分子量为分子量为60.05，则得到醋酸的，则得到醋酸的n=5.00/60.05=0.0833mol乙醇的质量为乙醇的质量为m=1.00dm30.789k

25、gdm-3=0.789kg，则则bB=0.0833/0.789=0.106mol kg-1乙醇的物质的量为乙醇的物质的量为n=0.789103/46.07=17.126mol溶液总物质的量为溶液总物质的量为17.126+0.0833=17.209mol醋酸的摩尔分数为醋酸的摩尔分数为0.0833/17.209=4.8410-31.4.2 稀溶液的依数性稀溶液的依数性依数性依数性(colligative property):溶液的某些性质只依赖溶液的某些性质只依赖于所溶解溶质分子，离子的数目而与其种类无关，于所溶解溶质分子，离子的数目而与其种类无关，此即为此即为依数性。依数性主要表现为依数性。依

26、数性主要表现为蒸气压下降蒸气压下降、沸沸点升高、凝固点降低点升高、凝固点降低和和渗透压渗透压（1）溶液越稀，）溶液越稀，（2）难挥发的、非电解质溶液这种性质表现得越有）难挥发的、非电解质溶液这种性质表现得越有规律。规律。1 溶液的蒸汽压下降溶液的蒸汽压下降(1) 溶液蒸汽压下降（溶液蒸汽压下降（p）实验）实验纯溶剂（a）和溶液（b）蒸发示意图代表溶剂分子 代表溶质分子 Raoult（拉乌尔定律）（拉乌尔定律） “在一定温度下，在一定温度下，难挥发非电解质稀溶液的蒸气压等于纯溶剂难挥发非电解质稀溶液的蒸气压等于纯溶剂的饱和蒸气压与溶剂的摩尔分数的乘积的饱和蒸气压与溶剂的摩尔分数的乘积” pp*

27、xA p为溶液的蒸气压；为溶液的蒸气压；p*为纯溶剂的饱和蒸气为纯溶剂的饱和蒸气压，压，xA为溶剂的摩尔分数。为溶剂的摩尔分数。 pp* xA p*(1xB)p*p* xB p*pp pp* xB 拉乌尔定律也可以这样描述：拉乌尔定律也可以这样描述：“在一定温度在一定温度下，稀溶液的蒸气压下降下，稀溶液的蒸气压下降p p和溶质的摩尔分和溶质的摩尔分数成正比数成正比”。ABBABB nnnnnxpnnpAB 溶液很稀时溶液很稀时 在一定温度下，若溶剂为在一定温度下，若溶剂为1000 g，溶剂的摩尔质量，溶剂的摩尔质量为为MA，溶解溶质，溶解溶质nBmol，浓度为，浓度为bB molkg-1,则则

28、 K是一个常数，其物理意义是是一个常数，其物理意义是bB1 molkg-1时溶时溶液的蒸气压下降值液的蒸气压下降值. 拉乌尔定律也可表示为：在一定温度下，难挥发拉乌尔定律也可表示为：在一定温度下，难挥发非电解质稀溶液的蒸气压下降值与溶液的质量摩非电解质稀溶液的蒸气压下降值与溶液的质量摩尔浓度成正比。尔浓度成正比。 BABAB 1000 bKMnppnnp例例:已知已知20 时水的饱和蒸汽压为时水的饱和蒸汽压为2.33 kPa. 将将17.1g蔗糖（蔗糖（C12H22O11）与）与3.00g尿素尿素 CO(NH2)2分别溶于分别溶于100g 水水. 计算形成溶计算形成溶液的蒸气压液的蒸气压.相同

29、尔浓度相同，蒸气压也两种溶液溶质的质量摩kPa31. 2603181001810033. 2kPa31. 23421 .17181001810033. 221pp蒸气压下降引起的直接后果之一蒸气压下降引起的直接后果之一2.溶液的沸点升高溶液的沸点升高 TbKb bB Kb为溶剂摩尔沸点升为溶剂摩尔沸点升高常数，单位为高常数，单位为Kkgmol1； 图 溶液的沸点升高和凝固点降低 例例:已知纯苯的沸点是已知纯苯的沸点是 80.2 ，取，取 2.67 g萘萘（C10H8）溶于）溶于100g苯中，测得该溶液的沸点苯中，测得该溶液的沸点为为 80.731 ，试求苯的摩尔沸点升高常数，试求苯的摩尔沸点升

30、高常数.1b11bBbbb1molkgK545. 2kg1001000molg128g67. 2K531. 0K531. 0molg128KKbKTT得，解：萘的摩尔质量 例例:0.300g某非挥发性物质溶于某非挥发性物质溶于30.0gCCl4中中,测得其沸点比纯测得其沸点比纯CCl4的沸点高的沸点高0.392,求此求此物质的分子量物质的分子量. Kb(CCl4)=5.02 Kkgmol1 解解：Tb=KbbBmolgMM/1281000303 . 002. 5392. 0蒸气压下降引起的直接后果之二蒸气压下降引起的直接后果之二3.凝固点下降凝固点下降Tf KfbB（TfTf*Tf） Tf为溶

31、液的凝固点降低值；为溶液的凝固点降低值；Kf为凝固点摩为凝固点摩尔降低常数，单位为尔降低常数，单位为Kkgmol1。Kf也只取也只取决于溶剂的性质，而与溶质的性质无关。决于溶剂的性质，而与溶质的性质无关。 例例：冬天，在汽车散热器的水中注入一定：冬天，在汽车散热器的水中注入一定量的乙二醇可防止水的冻结量的乙二醇可防止水的冻结. 如在如在 200 g 的的水中注入水中注入6.50 g 的乙二醇的乙二醇(M=62)，求这种，求这种溶液的凝固点溶液的凝固点.（已知（已知Kf(H2O)=1.86 Kkgmol1）解：解：BffbKT 1Bkgmol525. 0200100050. 6Mb乙二醇此时水中

32、K98. 0525. 086. 1BffbKTC98. 0即此种溶液的凝固点为即此种溶液的凝固点为 例例：从尿中提取出一种中性含氮化合物，：从尿中提取出一种中性含氮化合物，将将90mg 纯品溶解在纯品溶解在 12 g 蒸馏水中，所得蒸馏水中，所得溶液的凝固点比纯水降低了溶液的凝固点比纯水降低了 0.233 K， 试试计算此化合物的相对分子质量。计算此化合物的相对分子质量。 （已知（已知Kf(H2O)=1.86 Kkgmol1） 解解：该中性含氮化合物的摩尔质量为：该中性含氮化合物的摩尔质量为M molgMMbKTBff/60012. 009. 086. 1233. 0 4 渗透压渗透压（osm

33、otic pressure）渗透现象渗透现象 渗透压示意图渗透压示意图1886年荷兰物理学家范特霍甫（年荷兰物理学家范特霍甫（J.Vont Hoff）指出：指出：“稀溶液的渗透压与浓度和绝对温度稀溶液的渗透压与浓度和绝对温度的关系同理想气体方程式一致的关系同理想气体方程式一致”VnRT 或或 cRT为渗透压为渗透压kPa；c为溶液的物质量浓度为溶液的物质量浓度moldm-3； R为气体常数为气体常数8.314 kPadm3K1mol1；T为绝对温度为绝对温度K。 例例： 某蛋白质饱和水溶液，每升含蛋白质某蛋白质饱和水溶液，每升含蛋白质5.18 g，在，在T298.15 K时测得其渗透压为时测得

34、其渗透压为0.413 kPa，求此蛋白质的摩尔质量。，求此蛋白质的摩尔质量。 解解：根据：根据 1molg 31090 1 0.413 15.298 8.314 18. 5根据MRTMmcRT 一般溶剂的一般溶剂的Kf 比比Kb大，因此，大，因此，bB一定一定时引起的凝固点变化大于沸点的变化，常时引起的凝固点变化大于沸点的变化，常用凝固点降低来测小分子未知物分子量，用凝固点降低来测小分子未知物分子量，大分子未知物分子量用渗透压来测。大分子未知物分子量用渗透压来测。 将将1 mol NaCl溶于溶于1 kg水中，根据水中，根据Tf KfbB计算，其溶液的凝固点降低计算，其溶液的凝固点降低1.86

35、 K，而实际测定降低了而实际测定降低了3.50K，差不多为，差不多为1.86 K的两倍。这是由于强电解质电离以后，的两倍。这是由于强电解质电离以后，离子之间互相牵制形成离子氛，使得离离子之间互相牵制形成离子氛，使得离子不能表现为独立离子的行为。子不能表现为独立离子的行为。1.4.3 强电解质溶液的依数性强电解质溶液的依数性 l.称取同样质量的两种难挥发的非电解质称取同样质量的两种难挥发的非电解质A和和B，分别溶解在，分别溶解在1升水中，测得升水中，测得A溶液的溶液的凝固点比凝固点比B溶液的凝固点低，则溶液的凝固点低，则 （ ） A、B的分子量小于的分子量小于A的分子量；的分子量；B. A的分的

36、分子量和子量和B的分子量相同；的分子量相同； C. B的分子量大于的分子量大于A的分子量；的分子量；2.C6H12O6、NaCl、MgSO4、K2SO4四种水溶四种水溶液液bB均为均为0.1mol/kg，蒸汽压最大的为，蒸汽压最大的为 ,最小的为最小的为 ，凝固点最高的为，凝固点最高的为 ，最低的为最低的为 。3.质量摩尔浓度相同的下列物质水溶液中，沸点质量摩尔浓度相同的下列物质水溶液中，沸点最高的是（最高的是（ ） A、CaCl2 B、NaCl C、CH3COOH D、C12H22O1141kg水中溶解水中溶解0.1mol食盐的水溶液与食盐的水溶液与1kg水中水中溶解溶解0.1mol葡萄糖水

37、溶液葡萄糖水溶液,在在1.01105 Pa下的沸下的沸点点,下列结论哪一个是正确的（下列结论哪一个是正确的（ ） A.都高于都高于100,食盐比葡萄糖水溶液还低食盐比葡萄糖水溶液还低 B.都高于都高于100,食盐比葡萄糖水溶液还高食盐比葡萄糖水溶液还高 C.食盐水低于食盐水低于100,葡萄糖水溶液高于葡萄糖水溶液高于100 D.食盐水高于食盐水高于100,葡萄糖水溶液低于葡萄糖水溶液低于1001.5 胶体溶液胶体溶液u胶体溶液分胶体溶液分亲液胶体亲液胶体和和疏液胶体疏液胶体。u亲液胶体亲液胶体:亲液胶体的胶体粒子本身是单个亲液胶体的胶体粒子本身是单个分子，又称高分子溶液。分子，又称高分子溶液。

38、u疏液胶体疏液胶体:疏液胶体指胶体粒子是由许多小疏液胶体指胶体粒子是由许多小的原子、分子或原子团集合而成的多相体的原子、分子或原子团集合而成的多相体系。常称之为溶胶。系。常称之为溶胶。 1.5.1 1.5.1 表面积和表面能表面积和表面能1.5.2 1.5.2 吸附作用吸附作用1.5.3.1.5.3.溶胶的性质溶胶的性质1.5.4 1.5.4 胶团结构胶团结构1.5.5 1.5.5 溶胶的稳定性溶胶的稳定性1.5.6 1.5.6 溶胶的凝结溶胶的凝结1.5.1 表面积和表面能表面积和表面能 u总表面总表面：一个体系的表面积是它所包含的：一个体系的表面积是它所包含的粒子表面积的总和。粒子表面积的

39、总和。u比表面比表面：总表面积除以总体积，公式为：总表面积除以总体积，公式为VSS0 表面能表面能：图图 固体表面及内部粒子的状态固体表面及内部粒子的状态1.5.2 吸附作用吸附作用 u胶体的比表面能很大，必然有降低能量胶体的比表面能很大，必然有降低能量的趋势，降低能量的途径有两种。的趋势，降低能量的途径有两种。（1）减小表面积；）减小表面积；（2）将其它物质吸附聚集在胶体固体颗粒）将其它物质吸附聚集在胶体固体颗粒的表面上以缓和内部分子的吸引力。的表面上以缓和内部分子的吸引力。u吸附吸附u吸附质吸附质u吸附剂吸附剂 根据固体对溶液中的溶质的吸附状况根据固体对溶液中的溶质的吸附状况可以将吸附分成

40、两类。可以将吸附分成两类。 (1) 分子吸附。分子吸附。非电解质和弱电解质非电解质和弱电解质溶液的吸附可以看成分子吸附。溶液的吸附可以看成分子吸附。 (2) 离子吸附。离子吸附。强电解质溶液的吸附强电解质溶液的吸附是离子吸附。它又分为离子选择吸附和是离子吸附。它又分为离子选择吸附和离子交换吸附两种。离子交换吸附两种。 离子选择吸附规律为离子选择吸附规律为：固体吸附剂优先吸固体吸附剂优先吸附与其结构相似极性相近的离子。附与其结构相似极性相近的离子。u 电位离子电位离子u 反离子反离子 离子浓度大离子浓度大,交换下来的离子多交换下来的离子多;离子电荷离子电荷多时，交换能力大多时，交换能力大;电荷相

41、同的离子，交换能电荷相同的离子，交换能力又随着水化半径的增大而减弱。力又随着水化半径的增大而减弱。阳离子的交换能力大致有下列顺序：阳离子的交换能力大致有下列顺序：阴离子的交换能力次序为：阴离子的交换能力次序为： PO43C2O42F； 离子交换吸附离子交换吸附1.5.3. 溶胶的性质溶胶的性质 1. 光学性质光学性质 丁达尔（丁达尔（Dyndal）效应。）效应。 2. 动力学性质动力学性质 布朗运动布朗运动 3. 电学性质电学性质 电泳和电渗电泳和电渗Dyndal效应效应Brown运动电泳装置电泳装置（1）吸附带电）吸附带电例如制备例如制备Fe(OH)3胶体溶液时，胶体溶液时， FeCl3 H

42、2O =Fe(OH)3 3HCl FeCl3十十2H2O = Fe(OH)2Cl十十2HCl Fe(OH)2Cl = FeO十十Cl十十H2O制备制备As2S3溶胶时，溶胶时， 2H3AsO3十十3H2S=As2S3十十6H2O胶体带电原因胶体带电原因胶体粒子表面上的分子可以电离，电离后胶体粒子表面上的分子可以电离，电离后的粒子即带电。的粒子即带电。例如硅酸溶胶例如硅酸溶胶 H2SiO3 =H+ 十十HSiO3= 2H+十十SiO32SiO32留在胶粒表面上而留在胶粒表面上而H+进入液相中，进入液相中，使得胶体粒子带负电荷。使得胶体粒子带负电荷。（2）电离带电）电离带电1.5.4 胶团结构胶团

43、结构 u胶核胶核：一个由原子、分子组成的大小在：一个由原子、分子组成的大小在1100nm范围的集合体范围的集合体.u吸附层吸附层:电势决定离子和紧密层反离子电势决定离子和紧密层反离子.u胶粒胶粒：胶核与吸附层构成了胶粒。：胶核与吸附层构成了胶粒。u扩散层扩散层：吸附层外边的反离子构成了扩散层。：吸附层外边的反离子构成了扩散层。u胶团胶团：胶粒加上扩散层组成了胶团。：胶粒加上扩散层组成了胶团。例如例如Fe(OH)3的胶团结构为：的胶团结构为：3ClClFeOOHFexxnnxm胶核 电位离子 反离子 反离子 吸附层 扩散层 胶团 胶粒 As2S3的胶团结构为的胶团结构为: (As2S3)mnHS

44、(n-x)H+x-xH+硅酸的胶团结构为硅酸的胶团结构为: (SiO2yH2O)mnHSiO3 (n-x)H+x-xH 1.5.5 溶胶的稳定性溶胶的稳定性1. 动力稳定性动力稳定性 2. 聚集稳定性聚集稳定性 3. 溶剂化作用溶剂化作用 1.5.6 溶胶的凝结溶胶的凝结 凝结值凝结值：使一定量的溶胶在一定时间内完全凝结：使一定量的溶胶在一定时间内完全凝结所需要电解质的最低浓度（所需要电解质的最低浓度（mmoldm-3）。）。凝结值越小，凝结能力越大。凝结值越小，凝结能力越大。对于价数相同的离子，离子半径小对于价数相同的离子，离子半径小,水化半径大，水化半径大，凝结能力小凝结能力小;离子所带电

45、荷高离子所带电荷高,凝结能力大凝结能力大下列离子对下列离子对As2S3溶胶的凝结能力顺序为：溶胶的凝结能力顺序为： Ba2Sr2Ca2Mg2； CsRbKNaLi这种次序称为这种次序称为感胶离子序感胶离子序。1.将将0.01mol/L的的NaI溶液和溶液和0. 02molL 的的AgNO3溶液等体积混合，制成溶胶，下列电解溶液等体积混合，制成溶胶，下列电解质对该溶胶聚沉能力最大的是质对该溶胶聚沉能力最大的是( ) A、Na3PO4； B、NaCl； C、MgSO4 D、Na2SO4； E、Mg(NO3)22.活性碳吸附水溶液中的色素属于活性碳吸附水溶液中的色素属于 吸附，而吸附，而BaSO4（

46、s）对）对Ba2+的吸附，的吸附，属于属于 吸附。吸附。1.6 高分子溶液和凝胶高分子溶液和凝胶 1.6.1 高分子溶液高分子溶液 1.高分子化合物具有强烈的溶剂化作用高分子化合物具有强烈的溶剂化作用 2.高分子溶液的形成高分子溶液的形成 3.高分子溶液在本质上是聚集稳定的体系。高分子溶液在本质上是聚集稳定的体系。 粒子外面有一层很厚的溶剂化膜，其次是带粒子外面有一层很厚的溶剂化膜，其次是带电电; ;而溶胶的稳定性主要靠胶粒带电的作用。而溶胶的稳定性主要靠胶粒带电的作用。 4.高分子溶液丁达尔效应比溶胶小高分子溶液丁达尔效应比溶胶小 。 5.高分子溶液具有一定的抗电解质聚沉的能高分子溶液具有一

47、定的抗电解质聚沉的能力，所以在高分子溶液中加入少量电解质力，所以在高分子溶液中加入少量电解质时，其稳定性不受影响。时，其稳定性不受影响。 盐析盐析:加入大量电解质使高分子溶液凝结的加入大量电解质使高分子溶液凝结的过程。过程。 5.高分子溶液对溶胶具有保护作用。高分子溶液对溶胶具有保护作用。 6.高分子溶液比溶胶稳定。高分子溶液比溶胶稳定。 7.高分子溶液单个分子大小为高分子溶液单个分子大小为1100nm。 1.6.2 凝胶凝胶 凝胶凝胶：胶体溶液在适当的条件下可以不完：胶体溶液在适当的条件下可以不完全凝结，整个体系成为一种弹性半固体状全凝结，整个体系成为一种弹性半固体状态的稠厚物质，这种现象称

48、为胶凝作用，态的稠厚物质，这种现象称为胶凝作用，所形成的产物称为凝胶或胶冻。所形成的产物称为凝胶或胶冻。 凝胶的性质：肿胀、离浆和触变。凝胶的性质：肿胀、离浆和触变。1.7 表面活性物质和乳浊液表面活性物质和乳浊液1.7.1 表面活性物质表面活性物质表面活性物质表面活性物质:能够使水的比表面能明显地降能够使水的比表面能明显地降低的物质。低的物质。非表面活性物质非表面活性物质:加入水中以后使水的比表面加入水中以后使水的比表面能增大的物质能增大的物质 1.7.2乳浊液乳浊液乳浊液乳浊液:将一种液体分散在另一种不相溶的液体将一种液体分散在另一种不相溶的液体中所形成的体系。中所形成的体系。 乳浊液有两

49、种类型：一种是油分散在水中，叫水乳浊液有两种类型：一种是油分散在水中，叫水包油型包油型OW型。另型。另种是水分散在油中，叫油种是水分散在油中，叫油包水型包水型WO型型 要得到稳定的乳浊液，通常必须有第三组分即乳要得到稳定的乳浊液，通常必须有第三组分即乳化剂存在化剂存在 1.尼古丁的实验式为尼古丁的实验式为C5H7N，现有，现有0.6尼古丁尼古丁溶于溶于12克水中，测得其沸点为克水中，测得其沸点为100.16（大（大气压为气压为101.3KPa），则尼古丁分子式为），则尼古丁分子式为（Kb=0.52） A、C5H7N B、C15H21N3 C、C10H14N2 D、C20H28N4 2.下列浓度

50、相同的四种化合物中能使水溶液下列浓度相同的四种化合物中能使水溶液凝固点下降最多的是（凝固点下降最多的是（ ） A、C12H22O11 B、C2H5OH C、HAc D、NaCl 31000g水中溶解水中溶解3gKI，冷却产生，冷却产生500g冰时温度与冰时温度与哪个数值接近（）已知水的哪个数值接近（）已知水的 Kf=1.86kg/mol，M(KI)=166 A.-0.067 B.-0.033 C.-.012 D.-0.134 4测得人体血液的冰点为测得人体血液的冰点为-0.56，已知，已知Kf=1.86kg/mol，则，则37时血液的渗透压为（时血液的渗透压为（） A1776kPa B388k