溶液及膠體(第一章)

1、 掌握稀溶液的依數(shù)性（蒸汽壓下降，沸點(diǎn)升高，凝固點(diǎn)下掌握稀溶液的依數(shù)性（蒸汽壓下降，沸點(diǎn)升高，凝固點(diǎn)下降和滲透壓）及有關(guān)計(jì)算。降和滲透壓）及有關(guān)計(jì)算。 教學(xué)目標(biāo)教學(xué)目標(biāo) 稀溶液的依數(shù)性稀溶液的依數(shù)性(蒸汽壓下降，沸點(diǎn)升高，凝固點(diǎn)下降和蒸汽壓下降，沸點(diǎn)升高，凝固點(diǎn)下降和滲透壓滲透壓)本節(jié)重點(diǎn)本節(jié)重點(diǎn) 物質(zhì)物質(zhì) 蒸氣壓蒸氣壓 p 沸點(diǎn)沸點(diǎn)Tb 凝固點(diǎn)凝固點(diǎn)Tf(b/molKg-1) (mmHg , 20) (20) (20)純水純水 17.50 100 00.5b蔗糖水蔗糖水 17.31 100.27 -0.930.5b尿素溶液尿素溶液 17.31 100.24 -0.940.5b甘油溶液甘油溶液

2、 17.31 與純?nèi)軇┫啾?，與純?nèi)軇┫啾龋?溶液的溶液的 p, Tb, Tf 變化與溶質(zhì)的本性無關(guān)變化與溶質(zhì)的本性無關(guān)1 1、純?nèi)軇┑恼魵鈮?、純?nèi)軇┑恼魵鈮耗勰壅舭l(fā)蒸發(fā)定義：在一定溫度下與液相處于平衡時蒸定義：在一定溫度下與液相處于平衡時蒸汽所具有的壓力汽所具有的壓力 p( 簡稱蒸氣壓簡稱蒸氣壓)。單位：單位：Pa, kPapp與液體的本性有關(guān)*BBPP*BBPPP2、溶液蒸汽壓下降的原因、溶液蒸汽壓下降的原因 *BAPP一定溫度下，難揮發(fā)一定溫度下，難揮發(fā)非電解質(zhì)稀溶液的蒸氣壓與溶劑的非電解質(zhì)稀溶液的蒸氣壓與溶劑的摩爾分?jǐn)?shù)成正比，而與溶質(zhì)的本性摩爾分?jǐn)?shù)成正比，而與溶質(zhì)的本性無關(guān)。無關(guān)。A

3、AAABBnnxnnn=+對于稀溶液對于稀溶液 nA nBAAABBmMnbmm=Kg*155.6ABABBBnbPPXPPnmol kg*155.6BPKmol kg-= pK b 定溫下一定的溶劑定溫下一定的溶劑對于稀溶液對于稀溶液K取決于溶劑本性及取決于溶劑本性及T,與溶質(zhì)本性與溶質(zhì)本性及及濃度無關(guān)濃度無關(guān)pK c 稀溶液的稀溶液的 與溶質(zhì)的質(zhì)量摩爾濃度成正比與溶質(zhì)的質(zhì)量摩爾濃度成正比P解 -1-1-16.840g1000g/ kg=0.2000 mol/kg342.0g/mol100.0gb1B-116.840g/342.0g mol 100.0g/18.02g mol +6.840g

4、/342.0g mol5.549mol =0.9964(5.5490.02000)molx例例1：已知：已知293K時水的飽和蒸氣壓為時水的飽和蒸氣壓為2.338 kPa，將，將6.840 g蔗蔗糖糖(C12H22O11)溶于溶于100.0 g水中，計(jì)算蔗糖溶液的質(zhì)量摩水中，計(jì)算蔗糖溶液的質(zhì)量摩爾濃度和蒸氣壓爾濃度和蒸氣壓 。M蔗糖蔗糖=342.0g/mol*B2.338 kPa0.996 02.330kPaBppx稀溶液依數(shù)性稀溶液依數(shù)性2-2-溶液的沸點(diǎn)升高溶液的沸點(diǎn)升高 單位：單位：KKgmol- -1Kb沸點(diǎn)升高常數(shù)沸點(diǎn)升高常數(shù) 與溶劑本性有關(guān)與溶質(zhì)本性和濃度無關(guān)與溶劑本性有關(guān)與溶質(zhì)本

5、性和濃度無關(guān)Tb= Kb bTb 373 Tb純水純水水溶液水溶液101.3 p (kPa)T (K)AB T (K)水溶液水溶液冰冰水水p/KPa稀溶液依數(shù)性稀溶液依數(shù)性3-3-AB0.61273 Tf Tf 例例3 將將0.638 g尿素溶于尿素溶于250 g水中，測得此溶液的凝固點(diǎn)降低水中，測得此溶液的凝固點(diǎn)降低值為值為0.079 K，試求尿素的相對分子質(zhì)量。，試求尿素的相對分子質(zhì)量。 已知：已知：Kf（H2O）=1.86K.kg.mol-1解 r=60g /Mmol-124-1-11.86 K.kg.mol0.000638 kg(CON H )0.250 kg 0.079 K =0.0

6、60 kg.mol =60 g.molM=-1fABf1.86 0.749148(g.mol )0.0500 0.188AKmMmT例例2 2 取取0.749g0.749g谷氨酸溶于谷氨酸溶于50.0g50.0g水中，測得其凝固點(diǎn)為水中，測得其凝固點(diǎn)為-0.188-0.188，計(jì)算谷氨酸的計(jì)算谷氨酸的MM。解：解：電解質(zhì)稀溶液的依數(shù)性行為電解質(zhì)稀溶液的依數(shù)性行為例例 計(jì)算計(jì)算0.100molkg0.100molkg-1 -1的的NaClNaCl溶液的凝固點(diǎn)。溶液的凝固點(diǎn)。p = i K b Tb = i Kbb Tf = i Kfb 如如AB型電解質(zhì)，型電解質(zhì)，i趨近于趨近于2。 (如如KCl

7、) AB2或或A2B型電解質(zhì)型電解質(zhì), i趨近于趨近于3。 (如如MgCl2) 解解 NaClNaCl為為ABAB型電解質(zhì)，型電解質(zhì)，i =2=2 T Tf f(NaCl) = 2(NaCl) = 20.100 molkg0.100 molkg-1 -11.86Kkgmol1.86Kkgmol-1 -1=0.372K=0.372K T Tf f(NaCl) = - 0.372 (NaCl) = - 0.372 。課本課本p16-11稀溶液依數(shù)性稀溶液依數(shù)性4-4-滲透壓滲透壓 V nRT cRT純?nèi)軇┘內(nèi)軇┱崽侨芤赫崽侨芤篽達(dá)到滲透平衡達(dá)到滲透平衡當(dāng)溶液很稀時當(dāng)溶液很稀時 bRT 電解質(zhì)溶液電

8、解質(zhì)溶液 icRT式中單位式中單位: : /8.314 KPaLK/8.314 KPaLK-1 -1 molmol-1 -1，c cB B/mol L/mol L-1 -1, , /K, /K, /KPa /KPa 純?nèi)軇┘內(nèi)軇┱崽侨芤赫崽侨芤菏┩鈮哼_(dá)到滲透平衡施外壓達(dá)到滲透平衡正常人各種滲透活性物質(zhì)的滲透濃度/mmolL-1滲透活性物質(zhì)血漿中組織間液中細(xì)胞內(nèi)液中Na+1443710K+54.7141Ca2+2.52.4Mg2+1.51.431Cl-107112.74HCO3-2728.310HPO42-、H2PO4-2211SO42-0.50.51磷酸肌酸45肌肽14正常人各種滲透活性物質(zhì)的

9、滲透濃度/mmolL-1滲透活性物質(zhì)血漿中組織間液中細(xì)胞內(nèi)液中氨基酸228肌酸0.20.29乳酸鹽三磷酸腺苷5一磷酸已糖3.7葡萄糖5.65.6SO42-0.50.51蛋白質(zhì)1.20.24尿素444cos303.7302.2302.2血漿晶體滲透壓和膠體滲透壓血漿晶體滲透壓和膠體滲透壓晶體滲透壓：晶體滲透壓：約約767kPa 維持細(xì)胞內(nèi)、外水鹽平衡。維持細(xì)胞內(nèi)、外水鹽平衡。 細(xì)胞膜細(xì)胞膜低分子晶體物質(zhì)低分子晶體物質(zhì)滲透壓力在生理學(xué)上的意義滲透壓力在生理學(xué)上的意義 膠體滲透壓：膠體滲透壓： 約約2.93.9kPa。維持血漿的正常容量。維持血漿的正常容量 毛細(xì)血管壁毛細(xì)血管壁滲透

10、壓力在生理學(xué)上的意義滲透壓力在生理學(xué)上的意義生理學(xué)上的等滲、高滲和低滲溶液是以血漿的滲生理學(xué)上的等滲、高滲和低滲溶液是以血漿的滲透壓力為標(biāo)準(zhǔn)確定的。正常人血漿的滲透濃度：透壓力為標(biāo)準(zhǔn)確定的。正常人血漿的滲透濃度： 303.7 mmolL-13.臨床上規(guī)定：臨床上規(guī)定：高滲溶液：高滲溶液： cos 320 mmol L-1等滲溶液：等滲溶液： cos 280 320 mmolL-1 低滲溶液低滲溶液 ：cos 280 mmolL-1例例4 計(jì)算補(bǔ)液用計(jì)算補(bǔ)液用50.0 gL-1葡萄糖溶液和葡萄糖溶液和9.00 gL-1 NaCl溶液溶液(生理鹽水生理鹽水)的滲透壓。已知：葡萄糖的滲透壓。已知：葡

11、萄糖(C6H12O6)的摩爾質(zhì)量的摩爾質(zhì)量為為180 gmol-1，NaCl的摩爾質(zhì)量為的摩爾質(zhì)量為58.5 gmol-1-150.0 g / L=0.278 mol/ L180 g / molc=葡萄糖9.00g/ L=0.154 mol/ L58.5g/ molc=鹽水解解葡萄糖葡萄糖-311278 10 mol/ L8.314k310716.5kcR TPaLmol KKPa葡萄糖鹽水鹽水110.308mol/ L 8.314k310793kicR TPaLmol KKPa鹽水例例5 20時，將時，將0.515g血紅素溶于適量水中，配成血紅素溶于適量水中，配成50.00ml溶溶液，求此溶

12、液的滲透壓？沸點(diǎn)升高值和凝固點(diǎn)下降值？液，求此溶液的滲透壓？沸點(diǎn)升高值和凝固點(diǎn)下降值？ 已知血紅素摩爾質(zhì)量為已知血紅素摩爾質(zhì)量為6.68104 gmol-1 44A30.5156.68 10/c=n /1.54 10/50.0 10gg molVmol LL-=4=cRT1.54 10/8.314k/2930.375k375mol LPaLmol KKPaPa57.88 10bbbTKbKc4fffTKbKc 2.86 10-D=創(chuàng)=解：解：海水淡化海水淡化反滲透反滲透淡水淡水海水海水本次課小結(jié)本次課小結(jié) *BAPPXp = i K bTb = i KbbTf = i Kfb icRT溶解溶解

13、2.76g甘油于甘油于200g水中，凝固點(diǎn)水中，凝固點(diǎn) 下降為下降為0.278K，則甘油的相對分子，則甘油的相對分子質(zhì)量為（質(zhì)量為（93 ）。）。 (Kf=1.86Kkgmol-1) 用質(zhì)量相同的下列化合物作為防凍劑，哪一種防用質(zhì)量相同的下列化合物作為防凍劑，哪一種防 凍效果最好？為什么？凍效果最好？為什么？ 乙二醇（乙二醇（C2H6O2） 甘油（甘油（C3H8O3） 葡萄糖（葡萄糖（C6H12O6） 蔗糖（蔗糖（C12H22O11） 乙二醇乙二醇 MB最小最小 質(zhì)量摩爾濃度最大質(zhì)量摩爾濃度最大課堂練習(xí)課堂練習(xí) 把相同質(zhì)量的葡萄糖和甘油分別溶于把相同質(zhì)量的葡萄糖和甘油分別溶于 1000g100

14、0g水中，所得溶液的沸點(diǎn)、凝固點(diǎn)、水中，所得溶液的沸點(diǎn)、凝固點(diǎn)、 蒸汽壓和滲透壓是否相同？為什么？蒸汽壓和滲透壓是否相同？為什么？ 相同相同 均為非電解質(zhì)且質(zhì)量摩爾濃度相同均為非電解質(zhì)且質(zhì)量摩爾濃度相同 不同不同 n 葡糖葡糖 = m / 180n 甘油甘油 = m / 92 如果把相同物質(zhì)的量的葡萄糖和甘油如果把相同物質(zhì)的量的葡萄糖和甘油 溶于溶于1000g 水中，結(jié)果又怎樣？說明之。水中，結(jié)果又怎樣？說明之。 0.05 molL-1萘的苯溶液萘的苯溶液 0.05 molL-1尿素的水溶液尿素的水溶液 0.05 molL-1 氯化鈣的水溶液氯化鈣的水溶液 凝固點(diǎn)是否相同？說明之。凝固點(diǎn)是否相

15、同？說明之。不同不同 Tf,1 Kf,1c5.100.05Tf,2 Kf,2c1.860.05Tf,3 Kf,3ic1.8630.05教學(xué)教學(xué)目的要求目的要求1、 熟悉熟悉膠膠體的體的結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)、性、性質(zhì)質(zhì)、穩(wěn)穩(wěn)定性及定性及 聚沉作用聚沉作用2、 了解大分子溶液了解大分子溶液與與凝凝膠膠第二節(jié)第二節(jié) 膠體溶液膠體溶液分散質(zhì)顆粒直徑分散質(zhì)顆粒直徑膠膠 體體溶液溶液濁液濁液1nm100nm 1.2.1 溶膠的制備與凈化溶膠的制備 （1）分散法 a.研磨法 b.超聲波分散法 c.電弧法 d.膠溶法（2）凝聚法 a.化學(xué)凝聚法 b.物理凝聚法溶膠的制備-研磨法a.研磨法 用機(jī)械粉碎的方法將固體磨細(xì)。 這

16、種方法適用于脆而易碎的物質(zhì)，對于柔韌性的物質(zhì)必須先硬化后再粉碎。例如，將廢輪胎粉碎，先用液氮處理，硬化后再研磨。 b.超聲分散法 c.電弧法d.膠溶法溶膠的制備-凝聚法 a.化學(xué)凝聚法 通過各種化學(xué)反應(yīng)使生成物呈過飽和狀態(tài)，使初生成的難溶物微粒結(jié)合成膠粒，在少量穩(wěn)定劑存在下形成溶膠，這種穩(wěn)定劑一般是某一過量的反應(yīng)物。例如： 復(fù)分解反應(yīng)制硫化砷溶膠 2H3AsO3（?。? 3H2S As2S3（溶膠）+6H2O 水解反應(yīng)制氫氧化鐵溶膠 FeCl3 （?。?3H2O （熱） Fe(OH)3 （溶膠）+3HCl1.2.2 膠體溶液的性質(zhì)膠體溶液的性質(zhì) 膠體的許多性質(zhì)都與其高分散度和多相共存的膠體的許

17、多性質(zhì)都與其高分散度和多相共存的特點(diǎn)有關(guān)，主要包括以下三個性質(zhì)。特點(diǎn)有關(guān)，主要包括以下三個性質(zhì)。 膠體的膠體的動力學(xué)性質(zhì)動力學(xué)性質(zhì)布朗運(yùn)動布朗運(yùn)動 膠體的膠體的光學(xué)性質(zhì)光學(xué)性質(zhì)丁鐸爾效應(yīng)丁鐸爾效應(yīng) 膠體的膠體的電學(xué)性質(zhì)電學(xué)性質(zhì)電泳電泳1 1、膠體的、膠體的動力學(xué)性質(zhì)動力學(xué)性質(zhì)布朗運(yùn)動布朗運(yùn)動18271827年，英國植物學(xué)家年，英國植物學(xué)家布朗布朗觀察水中懸浮的花觀察水中懸浮的花粉，首次發(fā)現(xiàn)了此現(xiàn)象。粉，首次發(fā)現(xiàn)了此現(xiàn)象。布朗運(yùn)動示意圖布朗運(yùn)動示意圖2 2、膠體的光學(xué)性質(zhì)、膠體的光學(xué)性質(zhì)丁鐸爾效應(yīng)丁鐸爾效應(yīng)操作：操作：強(qiáng)光照射，側(cè)面觀察強(qiáng)光照射，側(cè)面觀察現(xiàn)象：現(xiàn)象：出現(xiàn)一條光亮的通路出現(xiàn)一條光亮

18、的通路應(yīng)用：應(yīng)用：鑒別膠體和溶液鑒別膠體和溶液原因：原因：光的散射光的散射3 3、膠體的、膠體的電學(xué)性質(zhì)電學(xué)性質(zhì)電泳電泳電泳裝置示意圖電泳裝置示意圖5/PhChem/ShowSoft.asp?SoftID=2036#通電后通電后 電泳：電泳：在電場中，溶膠體系的溶膠粒子在分散劑中能在電場中，溶膠體系的溶膠粒子在分散劑中能發(fā)生定向遷移的現(xiàn)象稱為發(fā)生定向遷移的現(xiàn)象稱為溶膠的電泳溶膠的電泳。Fe(OH)3溶膠溶膠蒸餾水蒸餾水 溶膠往負(fù)溶膠往負(fù)極遷移，說極遷移，說明帶正電。明帶正電。帶帶正正電荷移向電荷移向陰陰極極帶帶負(fù)負(fù)電荷移向電荷移向陽陽極極為什么有這種現(xiàn)象？為什

19、么有這種現(xiàn)象？ 電泳現(xiàn)象說明電泳現(xiàn)象說明Fe(OH)3粒子是帶電的，而且?guī)ЯＷ邮菐щ姷?，而且?guī)д姾伞８鶕?jù)膠粒電泳時移動的方向，可確定所帶正電荷。根據(jù)膠粒電泳時移動的方向，可確定所帶電荷的種類。電荷的種類。1.2.3 膠團(tuán)結(jié)構(gòu)和電動勢膠團(tuán)結(jié)構(gòu)和電動勢 用用AgNO3和和KI制備制備AgI溶膠溶膠：AgNO3+KIAgI+KNO3，大大量量AgI分子聚集在一起形成大小在分子聚集在一起形成大小在1100nm的顆粒的顆粒(AgI)m，稱，稱為為膠核膠核。膠核易吸附與其組成相同的離子（膠核易吸附與其組成相同的離子（Ag+或或I-），若），若AgNO3過量，過量，AgI膠體吸附膠體吸附Ag+，形成以，形

20、成以AgNO3穩(wěn)定的穩(wěn)定的AgI膠膠團(tuán)。膠團(tuán)為一個團(tuán)。膠團(tuán)為一個擴(kuò)散雙電層擴(kuò)散雙電層結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)：擴(kuò)散層擴(kuò)散層膠粒膠粒膠團(tuán)膠團(tuán)+-x+-m33(AgI)nAg(n-x)NO xNO 膠核膠核 電位離子電位離子 反離子反離子 反離子反離子吸附層吸附層電位離子：電位離子：被膠核吸附的被膠核吸附的離子。離子。AgNO3過量：過量：反離子反離子-+ x-+(AgI)nI(n -x)K xKm膠核膠核電位離子電位離子反離子反離子反離子反離子吸附層吸附層膠粒膠粒擴(kuò)散層擴(kuò)散層膠團(tuán)膠團(tuán)吸附層中的離子吸附層中的離子通常是制備膠體時所需的通常是制備膠體時所需的穩(wěn)定劑穩(wěn)定劑。KI過量：過量：As2O3 通入過量通入過

21、量H2S As2S3溶膠溶膠()() ()23xmAs Sn HSn x HxH-+輊鬃-犏臌FeCl3熱水中水解熱水中水解 Fe（OH）3溶膠溶膠? ? ? ?3xmFe OHnFeOn x ClxCl+-鬃-Na2SiO3溶液溶液+一定濃度的過量一定濃度的過量HCl SiO2溶膠溶膠()() ()23xmSiOn HSiOn x HxH-+輊鬃-犏臌膠團(tuán)的示意圖：膠團(tuán)的示意圖：膠核膠核吸附層吸附層擴(kuò)散層擴(kuò)散層膠粒是帶電的，而整個膠團(tuán)是電中性的。膠粒是帶電的，而整個膠團(tuán)是電中性的。擴(kuò)散雙電層模型CNMAB1.3.4 溶膠的穩(wěn)定性和沉聚溶膠的穩(wěn)定性和沉聚1.溶膠的穩(wěn)定性溶膠的穩(wěn)定性動力學(xué)動力學(xué)穩(wěn)定性穩(wěn)定性聚結(jié)聚結(jié)穩(wěn)定性穩(wěn)定性 在重力場作用下，分散質(zhì)在重力場作用下，分散質(zhì)粒子不會從分散劑中沉降而粒子不會從分散劑中沉降而分離出來。分離出來。 溶膠在放置過程中，不會發(fā)溶膠在放置過程中，不會發(fā)生分散質(zhì)粒子的相互聚結(jié)而產(chǎn)生分散質(zhì)粒子的相互聚結(jié)而產(chǎn)生沉淀。生沉淀。 原因：原因：布朗運(yùn)動是溶膠布朗運(yùn)動是溶膠穩(wěn)定存在的重要因素。穩(wěn)定存在的重要因素。原因：原因：膠粒的雙電層結(jié)構(gòu)和膠粒的