普通化學第一章-第一章-物質的狀態(tài)、溶液和膠體精課件

普通化學普通化學教材：虎玉森田超等.普通化學.北京:中國農業(yè)出版社,2002教材與參考書參考書⑴華彤文等.普通化學原理(第2版).北京:北京大學出版社,1995⑵徐潔等.普通化學.南京:南京大學出版社,1992⑷趙士鐸.普通化學.北京:中國農業(yè)大學出版社,1999⑸無機化學習題集教材：虎玉森田超等.普通化學.北京:中國農業(yè)出版社,20序言

普通化學學習任務普通化學學習方法

普通化學的概論性質序言普通化學學習任務普通化學學習方法

普通化

1.1物質和物質的存在狀態(tài)

1.2溶液

1.3膠體

1.4表面活性劑和乳濁液第一章物質的狀態(tài)、溶液和膠體1.1物質和物質的存在狀態(tài)1.2溶液1.3本章基本要求1、了解物質的存在狀態(tài)及其性質；掌握理想氣體狀態(tài)方程，分壓定律及應用

2、了解物質的量及其單位摩爾的概念，掌握溶液濃度的表示方法及其計算

3、了解溶液的依數性，并掌握其有關計算及應用

4、了解分散系的概念及分類，了解溶膠的制備和基本性質，掌握膠團結構，掌握溶膠的穩(wěn)定性和聚沉

5、了解高分子溶液及凝膠的性質；了解表面活性物質和乳濁液的基本特性第一章物質的狀態(tài)、溶液和膠體本章基本要求第一章物質的狀態(tài)、溶液和膠體普通化學第一章-第一章-物質的狀態(tài)、溶液和膠體[精]課件普通化學第一章-第一章-物質的狀態(tài)、溶液和膠體[精]課件一、理想氣體狀態(tài)方程我們大家知道，經常用來描述氣體性質的物理量有：壓強P、體積V、溫度T和物質的量(n)，我們依據實驗的經驗，得出了一個將幾個物理量統一在一起的經驗公式：

PV=nRT==>理想氣體狀態(tài)方程國際單位制中：P：pa

(1atm=1.013×105pa)

V:m3

T:k

n:物質的量：mol

R:氣體常數：8.314J/mol·k1.1.1氣體一、理想氣體狀態(tài)方程1.1.1氣體理想氣體狀態(tài)方程還可表示為:

m、M、ρ分別為氣體的質量(kg)、摩爾質量(kg/mol)和密度(kg/m3)1.1.1氣體理想氣體狀態(tài)方程還可表示為:m、M、ρ分別為根據理想氣體狀態(tài)方程，可進行一系列的計算：例1：在容器為10.0dm3

的真空鋼瓶內充入Cl2,當溫度為288k時，測得瓶內氣體的壓強為1.01×107pa,試計算鋼瓶內氯氣的質量，以千克表示。解：由PV=nRT

=>m=MPV/RT又

MCl2=71.0g/mol

所以m=(71.0×10－3×1.01×107X10.0×10－3)/(8.314×288)=2.99kg1.1.1氣體根據理想氣體狀態(tài)方程，可進行一系列的計算：1.1.1氣

例2:在373k,100kpa壓強下,UF6(密度最大的一種氣體)的密度是多少？是H2的多少倍？解（1）：由=>PM=ρRT∴ρ=PM/RT=100×103×352×10-3/(8.314×373)=11.4(kg.m-3)(M(UF6)=352g/mol)ρ(H2)=100×103×2.02×10-3/(8.314×373)=0.0651(Kg.m-3)(M(H2)=2.02g/mol)∴ρ(UF6)/ρ(H2)=11.4/0.0651=175倍1.1.1氣體例2:在373k,100kpa壓強下,UF6(密度最大解（2）：因為：ρ=PM/RT

所以：ρUF6=PMUF6/RT,ρH2=PMH2/RT

所以：ρUF6/ρH2=MUF6/MH2

相同的溫度和壓強下，氣體的密度比等于氣體的相對分子量比。

ρUF6/ρH2=352/2.02=174.31.1.1氣體解（2）：1.1.1氣體*真實氣體范德華（VanderWaals）方程：

a、b

稱為范德華常數，a是氣體分子間力修正常數，b是氣體分子體積修正常數。問題：

真實氣體在什么樣的特定狀態(tài)下接近于理想氣體的狀態(tài)呢？為什么？請思考！

1.1.1氣體答案：

高溫且低壓！*真實氣體范德華（VanderWaals）方程：

二、混合氣體分壓定律（道爾頓Daldon分壓定律）等溫等容

A、B氣體

混合

推廣

p=pA+pB+pC+……+pi

或

p=∑pip

混合氣體第

i

組分的分壓。含義為溫度相同時，混

合氣體中每一種組分氣體獨立占有與整個混合氣體相同體積

時的壓力。

pi

混合氣體的總壓力推導：

pV=nRTpiV=niRT

兩式相除得：

pi/p=ni/n=xi

故：

pi=xipnATVpAnBTVpBnA+

nB

TVpA+pB+=1.1.1氣體二、混合氣體分壓定律（道爾頓Daldon分壓定律）nVH2=VH2O

P總=PH2+PH2O1.1.1氣體VH2=VH2OP總=PH2+PH2O例3:有一3.0dm3

容器,內盛16gO2,28gN2

求300K時N2、O2的分壓及混合氣體的總壓.

解:

n(O2)=16/32=0.5mol

P(O2)=n(O2)RT/V總

=0.5×8.314×300/(3.0×10-3)=4.16×105Pa

同理求:P(N2)

=8.32×105Pa

P總=P(O2)+P(N2)=4.16×105+8.32×105=12.48×105Pa1.1.1氣體例3:有一3.0dm3容器,內盛16gO2,28

例4:將一定量的固體KClO3

和MnO2

混合物加熱分解后,稱得其質量減少了0.480g,同時測得用排水集氣法收集起的O2的體積0.377dm3.此時溫度為294K,大氣壓強為9.96×104Pa.試計算O2的相對分子量.

解:用排水集氣法得到的是O2和水蒸氣的混合氣體,水的分壓P水與該溫度下水的飽和蒸氣壓相等.P(H2O)=2.48×103Pa1.1.1氣體T?K273293294313333353P?kPa0.6112.3332.487.37319.93247.342注：水在不同溫度時的蒸汽壓例4:將一定量的固體KClO3和MnO2混合物加熱∵P總

=P(O2)+P(H2O)∴P(O2)=P總－P(H2O)=9.96×104－2.48×103 =9.71×104Pa∴n=P(O2)V總/RT=9.71×104×0.377×10-3

/(8.314×294)=0.0150mol

M(O2)=m(O2)/n(O2)=0.480/0.0150=32.0g/mol∴O2的相對分子量:32.01.1.1氣體∵P總=P(O2)+P(H2O)1.1.1氣體1、25℃時，總壓為10atm時，下面幾種氣體的混合氣體中分壓最大的是：A．0.1gH2B．1.0gHeC．1.0gN2D．1.0gCO22、實際氣體與理想氣體更接近的條件是

A．高溫高壓

C．低溫高壓

B．高溫低壓

D．低溫低壓1．3、

22℃和100.0kPa下，在水面上收集H2為1g，在此溫度下水的蒸氣壓為2.7kPa，則H2的體積應為A．1.26LB．2.45LC．12.6LD．24.5L1．4、

10℃，101.3kPa下，在水面上收集到1.5L某氣體，則該氣體的物質的量為(已知10℃水的蒸氣壓為1.2kPa)A．6.4102molB．6.5102molC．1.3103molD．7.9104mol1．5、

將壓力為200kPa的O25.0L和100kPa的H25.0L同時混合在20L的密閉容器中，在溫度不變的條件下，混合氣體的總壓力為

A．120kPaB．125kPaC．180kPaD．75kPa1、25℃時，總壓為10atm時，下面幾種氣體的混合氣體中

三、混合氣體分體積定律（阿瑪格Amaget定律）等溫等壓

A、B氣體

混合推廣

V=VA+VB+VC+……+Vi

或

V=∑Vi

Vi：為混合氣體

i組分的分體積。

V：為混合氣體的總體積。推導

pV=nRTpVi=niRT

兩式相除得：

Vi/V=ni/n=xi

故：

Vi=xiVnATpVAnBTpVBnA+

nB

TpVA+VB+=1.1.1氣體三、混合氣體分體積定律（阿瑪格Amaget定律）nAT四、混合氣體平均摩爾質量

當混合氣體成分穩(wěn)定不變時，可以將其看成純氣體，使用平均分子量進行各種運算設混合氣體中組分A、B、C······的物質的量分數分別為x（A）、x（B）、x（C）

······，相應的摩爾質量為M（A）M（B）、M（C）

······，則混合氣體的平均式量為M=x（A）·M（A）+x（B）·M（B）+

x（C）

·M（C）+······

=x（i）·M（i）

1.1.1氣體四、混合氣體平均摩爾質量當混合氣體成分穩(wěn)定不1.1.2

液體一、氣—液平衡蒸發(fā):

液體→氣體

凝聚:氣體→液體氣液平衡：當液體蒸發(fā)為氣體且氣體凝聚為液體的過程達到動態(tài)平衡時即處于氣液平衡狀態(tài)。此時的溫度就是沸點。蒸氣壓：處于蒸發(fā)、凝聚動態(tài)平衡的氣體叫飽和蒸氣，飽和蒸氣所具有的壓力稱為飽和蒸氣壓，簡稱蒸氣壓。

臨界溫度:單純降溫可使氣體液化,單純加壓則不能實體液化。必須首先降溫到一定的數值，然后再加足夠的壓力方可實現氣體的液化。若高于此溫度無論加多大的壓力，氣體都不能液化。這一溫度稱為臨界溫度，用Tc表示。

1.1.2液體一、氣—液平衡二、蒸氣壓和溫度的關系(克勞修斯–克拉貝龍方程)

液體沸騰時的溫度與氣液平衡時的蒸氣壓有直接關系，研究表明，蒸氣壓是溫度的函數

p=f(T):1.1.2

液體二、蒸氣壓和溫度的關系(克勞修斯–克拉貝龍方程)1.1在室溫下，下列物質中蒸氣壓最大的是A．Na2SO410H2O固體B．CCl4液體

C．H2SO4液體

D．I2固體在室溫下，下列物質中蒸氣壓最大的是三、沸點當液體的蒸汽壓與外界壓力相等時，汽化在整個液體內進行，這一現象稱為沸騰沸騰時的溫度稱為沸點液體p*蒸汽p*T當p*=p

時T即為此液體沸點p防止“過熱”的辦法：加沸石或碎瓷片1.1.2

液體三、沸點液體p*蒸汽p*T當p*=p1.1.3

固體固體：1、晶體2、非晶體晶體與非晶體的差異：晶體具有規(guī)則的幾何形狀，非晶體則沒有。晶體具有固定的熔點，非晶體無固定的熔點。晶體顯各向異性，非晶體顯各向同性。1.1.3固體固體：1、晶體1.1.4水的相圖構成：1、三條線

（兩相平衡線）2、一個點（三相共存點）3、三個面（單相區(qū)）101.325kPaDEOACB273.15K273.16K373.15K0.611kPalgsTp1.1.4水的相圖構成：101.325kPaDEOA

分散體系（分散系）：一種或幾種物質被分散成微小的粒子分布在另一種物質中所構成的體系。分散質：分散系中被分散的物質，通常分散質含量較少，一般不連續(xù)。分散劑：起分散作用的物質，存在于分散質周圍，一般是連續(xù)相。

二、分散系分類

按分散系的聚集狀態(tài)可分九類（見表1-1）。按分散系的粒子大小可分三類（見表1-2）。1.2.1

分散系的概念

一、分散系分散體系（分散系）：一種或幾種物質被分散成微表1-1

按物質聚集狀態(tài)分類的分散系氣空氣氣液云、霧固煙、塵氣泡沫塑料固液珍珠固有機玻璃氣肥皂泡沫液液牛奶固Fe(OH)3溶膠、泥漿水

分散劑分散質實例1.2.1

分散系的概念表1-1按物質聚集狀態(tài)分類的分散系表1-2

按分散質顆粒大小分類的分散系小于1nm(10–9)分子離子粒子能通過濾紙與半NaCl溶液分散系透膜，擴散速度快

1~100nm

膠體粒子能通過濾紙但不Fe(OH)3溶液分散系能透過半透膜,擴散慢蛋白質溶液顆粒直徑大小類型主要特征實例大于100nm粗粒子不能通過濾紙不豆?jié){分散系能透過半透膜,不擴散乳汁1.2.1

分散系的概念表1-2按分散質顆粒大小分類的分散系小于1nm(10–1、B的物質的量濃度mol/dm32、溶質B的質量摩爾濃度mol/kg3、B的物質的量分數無量綱4、B的質量分數無量綱1.2.2

溶液濃度的表示方法1、B的物質的量濃度mol/dm32、溶質B的質量摩爾濃度m1.2.3

稀溶液的依數性溶液性質本性：與本性有關，如顏色、氣味、酸堿性等｛依數性：與粒子數有關，如溶液蒸氣壓下降、沸點上升、凝固點下降、滲透壓等一、溶液的蒸氣壓下降1.2.3稀溶液的依數性溶液性質本性：1.2.3

稀溶液的依數性

拉烏爾定律：一定溫度下，含有難揮發(fā)性的非電解質溶質稀溶液的蒸氣壓等于純溶劑的蒸氣壓乘以溶劑的物質量的分數。p=p*

xAp*:純溶劑蒸氣壓xA:溶劑的物質的量分數p=p*(1-xB)

→

p*-p=p*xB∴

Δp=p*xB

xB：溶質的物質的量分數Δp：溶液蒸氣壓的下降值1.2.3稀溶液的依數性

Δp=p*xB

=p*[nB/(nA+nB)]

≈p*[nB/nA]注：nA+nB

≈nAnA=mA/MAbB=nB/mA∴Δp=(p*·MA)bBKP=p*·MA對水來說

MA

=0.01801kg/molKP=0.01801p*Δp=KPbB

結論：稀溶液蒸氣壓的下降與稀溶液的質量摩爾濃度成正比，而與溶質的本性無關。1.2.3

稀溶液的依數性Δp=p*xB注：nA+nB≈nA∴Δp純溶劑p*飽和蒸氣溶液p飽和蒸氣代表溶劑分子；代表難揮發(fā)的溶質分子a:純溶劑的蒸發(fā)示意圖b:稀溶液的蒸發(fā)示意圖

稀溶液蒸氣壓下降的解釋一：1.2.3

稀溶液的依數性純溶劑p*飽和蒸氣溶液p飽和蒸氣代表溶劑分子；

稀溶液蒸氣壓下降的應用：abcp1p2p3Δp1Δp2Tpa:純水b:稀溶液(bB)bc:稀溶液(bB)c試比較b、c溶液的濃度大小？問題：如何增強植物的抗旱能力？1.2.3

稀溶液的依數性稀溶液蒸氣壓下降的應用：abcp1p2p3Δp二、溶液的沸點上升和凝固點下降Tp←純水←溶液101.325kPa

Tf*TfTbTb*ACB正常沸點:

p=101.325kPaTb*=373.15K

Tb>

Tb*ΔTb=Tb-Tb*1.2.3

稀溶液的依數性二、溶液的沸點上升和凝固點下降Tp←純水←溶液101.325正常凝固點:

p=101.325kPaTf*=273.15K

Tf*>TfΔTf=Tf*-Tf

ΔTb=KbbB

ΔTf=KfbBbB=Δp/KP=ΔTf/Kf=ΔTb/Kb對同一稀溶液來說，應有下關系：1.2.3

稀溶液的依數性正常凝固點:Tf*>TfΔTb=Kbb

溶液的蒸氣壓下降、沸點上升和凝固點下降的應用：植物的抗旱耐寒性：植物體內細胞中有多種可溶物（氨基酸、糖等），這些物質使細胞液的蒸氣壓下降、凝固點降低，從而使植物表現出一定的抗旱和耐寒性。冰鹽冷凍劑：1份食鹽和3份碎冰混合，體系的溫度可降至20度；10份六水氯化鈣與7~8份碎冰混合，體系的溫度可降至20~40度。汽車防凍劑：汽車水箱中加入甘油或乙二醇等物質，可以降低水的冰點，防止水箱凍壞。1.2.3

稀溶液的依數性溶液的蒸氣壓下降、沸點上升和凝固點下降的應三、溶液的滲透壓

滲透壓：阻止?jié)B透作用發(fā)生而必須向溶液所施加的最小壓力。產生滲透壓的二個條件：有半透膜存在半透膜兩側單位體積內溶劑分子數不同（濃度不同）π=CBRT稀溶液中

cB≈bB

π=CBRT=bBRT半透膜

溶液純水滲透壓1.2.3

稀溶液的依數性三、溶液的滲透壓滲透壓：阻止?jié)B透作用發(fā)生而產生滲透壓

滲透作用的應用：大多數有機體的細胞膜有半透性質，因此滲透現象對于生命有著重大意義。如人體血液有一定的滲透壓，向人體輸液時，一定要輸入與血液滲透壓相等的等滲液。工業(yè)上利用反滲透技術進行海水淡化或水的凈化1.2.3

稀溶液的依數性滲透作用的應用：大多數有機體的細胞膜有半透性質稀溶液依數性小結：各依數性ΔpΔTb

ΔTfπ

都與bB成正比，與溶質本性無關。對同一稀溶液來說有如下關系：

bB=Δp/KV=ΔTb/Kb=ΔTf/Kf=π/RT四個依數性中，Δp蒸氣壓下降是核心，沸點上升、凝固點下降、滲透壓產生都與蒸氣壓下降有關。若溶質、溶劑都有揮發(fā)性，則可以有：pA=pA*xA;pB=pB*xB;p=pA+pBp---

溶液蒸氣壓四個依數性都與bB有關，

bB與溶質分子量有關，由此可以求算溶質的分子量。

切記并理解！1.2.3

稀溶液的依數性稀溶液依數性小結：切記并理解！1.2.3例題：有一種蛋白質，估計它的摩爾質量在15000g/mol左右。如果在298K時，取1.0g樣品溶于100g水，試問利用哪一種依數性來測定摩爾質量好一些？解：a)

先試沸點上升測定，Kb=0.515K·kg·mol–1

Tb=Kb·bB=Kb(nB/mA)=0.515(1.0/15000/10010–3)=0.34310–3K

b)

用凝固點下降測定，

Kf=1.853K·kg·mol–1

Tf=Kf·bB=Kf(nB/mA)=1.853(1.0/15000/10010–3)

=1.2410–3K

c)

用滲透壓測定，

=cRT=(nB/V)RT=8.314293(1.0/15000/0.110–3)=1.62103Pa=1.62kPa

顯然，

Tb、Tf都很小，不易測定，故用滲透壓測定最好。1.2.3

稀溶液的依數性例題：有一種蛋白質，估計它的摩爾質量在1500電解質溶液1、電解質溶液的依數性

電解質溶液的依數性與拉烏爾定律有較大的差異，這是因為電解質溶液溶于水后，不同的電解質會電離出不同數目的離子，使bB與電解質溶液濃度cB不等。2、強電解質與弱電解質強電解質在水中完全離解弱電解質在水中部分離解1.2.3

稀溶液的依數性電解質溶液1、電解質溶液的依數性電解質溶液的1、在壓力為101325Pa時，水溶液沸點最低的是A．1.0mol/kgCO(NH2)2B．1.0mol/kgNaClC．0.1mol/kgH2SO4D．0.1mol/kgHCl2、糖水的凝固點為A．273KB．高于273KC．低于273KD．無法判斷3、下列水溶液凝固點最高的是

A．0.1mol/LKClB．0.1mol/LCH3COOHC．0.1mol/LHClD．0.1mol/LK2SO44、在常壓下將NaCl固體撒在冰上，將會A．無變化B．冰發(fā)生融化C．冰變硬D．NaCl和H2O凝結在一起5、均為0.1mol/LNaCl、Na2SO4、蔗糖(C12H22O11)溶液，其滲透壓從大到小的順序是A．蔗糖>Na2SO4>NaClB．NaCl>Na2SO4>蔗糖C．蔗糖>NaCl>Na2SO4D．Na2SO4>NaCl>蔗糖1、在壓力為101325Pa時，水溶液沸點最低的是膠體

以固體顆粒（直徑1~100nm）分散于液體中的一種膠體分散系，它屬于高分散度的多相體系。高分子溶液

高分子物質溶于適當溶劑而形成的溶液，其溶質高分子的大小在膠體分散系范圍內，它同真溶液一樣屬均相體系。溶膠1.3膠體膠體以固體顆粒（直徑1~100nm）分散于一、表面吸附glAB1.3.1

吸附作用表面分子與相內分子的受力不同，B

分子處于相內，受到周圍分子的作用力是均衡的；

A分子處于表面，此分子一方面受到本相體內分子的作用，另一方面又受到性質不同的另一相分子的作用，受力不均衡，易形成凹月面。吸附：一種物質自動聚集到另一種物質表面上去的過程。為什么會出現吸附？一、表面吸附glAB1.3.1吸附作用表面分子與相內在氣液表面上A分子受到氣相分子的作用力是極小的，因此A分子受到一個指向液體內部的合力（剩余力）。從能量角度看，A分子比B分子具有較高的能量，這部分高出的能量就是表面自由能——表面能。表面能的存在帶來：氣液表面的分子總有降低表面能，縮小表面積的趨勢。自由狀態(tài)下液滴呈球形就是此原因。固體表面利用表面分子的剩余力場吸附其它分子減少剩余力場，降低表面能，因此產生表面吸附。1.3.1

吸附作用在氣液表面上A分子受到氣相分子的作用力是極小的，因二、分子吸附分子吸附遵循相似相吸原則，主要是吸附劑對非電解質或弱電解質分子的吸附。三、離子吸附

離子吸附有離子選擇吸附和離子交換吸附兩種：

1、離子選擇吸附：優(yōu)先選擇吸附與固體粒子具有相同組成和結構相似并能與之生成難溶化合物的離子，其次再選擇吸附能與固體形成同晶型固體的那些離子。1.3.1

吸附作用二、分子吸附分子吸附遵循相似相吸原則，主要是吸

AgBrAgBrAgBrAgBrAgBrAgBrAgBrAgBr–Br–Br–

AgBrAgBrAgBrAgBrAgBrAgBrAgBrAgAg+Ag+例一：

AgNO3

與KBr制備AgBr溶膠時，

KBr

過量，則AgBr固體優(yōu)先吸附Br-

而使固體表面帶負電。

例二：AgNO3

與KBr制備AgBr溶膠時AgNO3

過量，則AgBr固體優(yōu)先吸附Ag+

而使固體表面帶正電。1.3.1

吸附作用AgBrAgBrAgBr–2、離子交換吸附：吸附劑從溶液中吸附某種離子時，等物質量地置換出另一種電荷符號相同的離子到溶液中，此吸附稱離子交換吸附，離子交換吸附過程是可逆過程。土壤中的養(yǎng)分保持和釋放大部分是通過離子交換進行的。Na+Ca2++3NH4+

NH4+NH4+NH4++Ca2+

+Na+

1.3.1

吸附作用2、離子交換吸附：吸附劑從溶液中吸附某種離子時，等物質量地置1-5-2溶膠的制備和性質1、溶膠的制備溶膠的制備有兩類方法

(1)分散法：用適當的方法使大塊物質分散成膠體粒子的大小。常用方法有：研磨法和膠溶法。

(2)凝聚法：讓難溶物質的分子(或離子)相互凝聚成膠體粒子。方法有：化學凝聚法；物理凝聚法；改換溶劑法和電弧法等。1.3.2

溶膠的制備1-5-2溶膠的制備和性質1、溶膠的制備溶膠的制備有1、溶膠的光學性質——丁鐸爾效應溶液溶膠光源光照射物體粒子時可以發(fā)生：a：反射(粒子直徑大于入射光波長);b：透射(粒子直徑遠小于入射光波長);c：散射(粒子直徑略小于（或近似于）入射光波長)。*利用光散射原理，人們設計制造了超顯微鏡，它可以觀察直徑小到10~300nm的粒子。丁鐸爾效應即是由于膠粒對光散射的結果1.3.3

溶膠的性質1、溶膠的光學性質——丁鐸爾效應溶液溶膠光源光1.3.3

溶膠的性質1.3.3溶膠的性質2、動力學性質——布朗運動：產生布朗運動的原因：膠粒受周圍溶劑小分子不均衡撞擊的結果。A1.3.3

溶膠的性質2、動力學性質——布朗運動：產生布朗運動的原因：膠1903年發(fā)明了超顯微鏡，為研究布朗運動提供了物質條件。用超顯微鏡可以觀察到溶膠粒子不斷地作不規(guī)則“之”字形的運動，從而能夠測出在一定時間內粒子的平均位移。通過大量觀察，得出結論：粒子越小，布朗運動越激烈。其運動激烈的程度不隨時間而改變，但隨溫度的升高而增加。1.3.3

溶膠的性質1903年發(fā)明了超顯微鏡，為研究布朗運動提供了物質條3、溶膠的電學性質——電泳和電滲通電前黏土膠體清水–+通電后水面變化黏土膠體溶膠在電場下會發(fā)生如下的變化：1.3.3

溶膠的性質3、溶膠的電學性質——電泳和電滲通電前黏土膠體清+–多孔性物質溶膠

定義一：電泳是膠體粒子在電場中的定向移動定義二：電滲是當膠體粒子固定不動時溶液在電場中的定向移動電動現象的結論：膠體的膠粒是帶電的！1.3.3

溶膠的性質+–多孔性物質溶膠定義一：電泳是膠體粒子在電場中的定向四、膠團結構四、膠團結構AgNO3與過量KI形成AgI溶膠的膠團結構：[(AgI)m膠核電位離子反離子反離子吸附層擴散層膠粒膠團?

nI-?

(n-x)K+]x-?xK+掌握好！1.3.4

膠團結構AgNO3與過量KI形成AgI溶膠的膠團結構：[(AgI1、KBr與過量的

AgNO3作用制備的膠體其膠團結構為：2、用H3AsO3與過量

H2S作用制備硫化砷溶膠其膠團結構為：[(AgBr)m?nAg+

?(n-x)NO3-

]x+

?xNO3-

[(As2S3)m?nS2-

?

2(n-x)H+]2x-

?2xH+[(As2S3)m?nHS-

?

(n-x)H+]x-

?xH+例題：1.3.4

膠團結構1、KBr與過量的AgNO3作用制備的膠體其膠團結構為氫氧化鐵溶膠的膠團結構：

{[Fe(OH)3]m

硅膠的膠團結構：

[(aSiO2?bH2O)m?nHSiO3-

?

(n-x)H+]x-

?xH+

[(aSiO2?bH2O)m?nSiO32-

?

2(n-x)H+]2x-

?2xH+?nFeO+??

(n-x)Cl-

}x+

!?xCl-

[(AgBr)m

?nNO3-

??

(n-x)NO3-

]x+

!?xNO3-

溴化銀溶膠的膠團結構（AgNO3過量)：1.3.4

膠團結構氫氧化鐵溶膠的膠團結構：{[Fe(OH)3]m硅膠的膠膠粒帶電的原因：吸附帶電膠體粒子對溶液中的離子產生選擇性吸附使膠粒帶電。電離帶電

例如：Fe(OH)3固體表面選擇性吸附FeO+離子而帶正電。AgBr吸附Br–而帶負電。

例如：硅酸溶膠粒子表面會發(fā)生電離，過程如下：

xSiO2?yH2O＝H++HSiO3–＝2H++SiO32–膠體粒子表面分子發(fā)生電離使膠粒帶電土壤。*同晶替換晶格中心離子被其他不同價離子所替代而使晶格帶電。如Si4+被Ca2+代替后，晶格帶負電。土壤中常發(fā)生。1.3.5

溶膠的穩(wěn)定性與聚沉膠粒帶電的原因：吸附帶電膠體粒子對溶液中的離1、溶膠的穩(wěn)定性穩(wěn)定原因膠粒帶電溶劑化膜布朗運動—動力穩(wěn)定性要死記的喲！聚結穩(wěn)定性1.3.5

溶膠的穩(wěn)定性與聚沉1、溶膠的穩(wěn)定性穩(wěn)定原因膠粒帶電溶劑化膜布朗運動—動力2、溶膠的聚沉b:

對溶膠起聚沉作用的主要是與膠粒電荷符號相反的離子。c:

起聚沉作用的離子的荷電多少決定了其聚沉能力的大小。d:

同價離子的聚沉能力與水化離子半徑的大小有關，水化離子半徑越大，聚沉能力越小。a:

任何電解質達到足夠濃度時都能使溶膠聚沉。(1)加電解質：

切記！

切記！

切記！

切記！

切記！記?。?.3.5

溶膠的穩(wěn)定性與聚沉2、溶膠的聚沉b:對溶膠起聚沉作用的主要是與膠粒電荷符號定義：聚沉值可以用來衡量電解質的聚沉能力，所謂聚沉值是指一定量的溶膠中，在一定時間內(通常是18小時)使溶膠聚沉所需的電解質的最低濃度(mmol/dm3)。從上面的定義可以看出，聚沉值大的電解質，聚沉能力小；聚沉值小的電解質，聚沉能力大。聚沉能力=（聚沉值）–1電解質對溶膠聚沉起作用的是與膠粒帶相反電荷的離子，其聚沉值的大小與該離子的價數有關。例如：1.3.5

溶膠的穩(wěn)定性與聚沉定義：聚沉值可以用來衡量電解質的聚沉能力，所

上圖是Al3+、Ca2+、Na+

三種離子對

As2S3

負溶膠聚沉能力的比例圖。

故電解質聚沉能力的大小與起作用離子的價數的六次方成正比，價數越高聚沉值越小，聚沉能力越大。1.3.5

溶膠的穩(wěn)定性與聚沉上圖是Al3+、Ca2+、Na+三種離子對(2)溶膠相互聚沉：帶相反電荷的溶膠互相混合會發(fā)生相互聚沉。(4)增大溶膠的濃度會使溶膠聚沉：原因：濃度增大則膠粒間距變小，膠粒碰撞機會增大。原因：溫度升高，分子熱運動增大，膠粒表面吸附的電位離子減少，膠粒荷電數減少。另外，溫度升高，膠粒水化膜變薄，易聚沉。(5)升高溶膠的溫度會使溶膠聚沉：(3)、高分子溶液的鹽析和保護作用溶膠中加入適量的高分子化合物，可提高溶膠的穩(wěn)定性，對溶膠取保護作用；但高分子過少則反使溶膠不穩(wěn)定，此為敏化作用。1.3.5

溶膠的穩(wěn)定性與聚沉(2)溶膠相互聚沉：帶相反電荷的溶膠互相混合

例題1：在堿性溶液中用HCHO還原HAuCl4

以制備金溶膠，反應中生成的AuO2–是穩(wěn)定劑，K+是反離子，寫出金溶膠的膠團結構式。[(Au)m?nAuO2–

?(n-x)K+]x–?xK+

例題2：用BaCl2和Na2SO4制備BaSO4溶膠，該溶膠的膠粒在電場中向負極移動，寫出其膠團結構式，并比較AlCl3、MgSO4、K3[Fe(CN)6]三種電解質對該溶膠的聚沉能力。[(BaSO4)m?nBa2+?2(n-x)Cl–]2x+?2xCl–K3[Fe(CN)6]MgSO4AlCl3>>聚沉能力：1.3.5

溶膠的穩(wěn)定性與聚沉例題1：在堿性溶液中用HCHO還原HAuCl4以制備1、表面活性物質

定義：溶于水后能顯著降低水的表面能的物質叫表面活性物質。表面活性物質常用作乳濁液的乳化劑。CH3(CH2)15CH2COONa表面活性物質的結構：親水基憎水基(親油基)1.4

表面活性劑和乳濁液1、表面活性物質定義：溶于水后能顯著降低水的表面2、乳濁液與乳化劑

定義：由兩種互不相溶的液體所構成的均勻的分散體系叫乳濁液。乳濁液中，油和水都可作分散劑；當油作分散劑，水作分散相時就稱為油包水型（W/O）乳濁液；當水作分散劑，油作分散相時就稱為水包油型（O/W）乳濁液。1.4

表面活性劑和乳濁液定義：由兩種互不相溶的液體所構成的均勻的分散油水水包油O/W油包水W/O水表面活性物質在水面上作定向排列，憎水基“翹出”水面，親水基“鉆進”水里。親水性乳化劑，其親水基比憎水基強且截面大，易形成水包油型乳狀液。親油性乳化劑，其親油基比親水基強且截面大，易形成油包水型乳狀液。1.4

表面活性劑和乳濁液油水水包油O/W油包水W/O水表面活性物

問題：水中加入表面活性劑后會產生大量氣泡，這是為什么？空氣氣泡水膜水空氣

原因：表面活性劑在氣液界面上發(fā)生吸附，形成定向排列的吸附膜，它顯著地降低氣液表面張力，又增加表面膜的機械強度，使泡沫能比較穩(wěn)定地存在。1.4

表面活性劑和乳濁液問題：水中加入表面活性劑后會產生大量氣泡，這普通化學普通化學教材：虎玉森田超等.普通化學.北京:中國農業(yè)出版社,2002教材與參考書參考書⑴華彤文等.普通化學原理(第2版).北京:北京大學出版社,1995⑵徐潔等.普通化學.南京:南京大學出版社,1992⑷趙士鐸.普通化學.北京:中國農業(yè)大學出版社,1999⑸無機化學習題集教材：虎玉森田超等.普通化學.北京:中國農業(yè)出版社,20序言

普通化學學習任務普通化學學習方法

普通化學的概論性質序言普通化學學習任務普通化學學習方法

普通化

1.1物質和物質的存在狀態(tài)

1.2溶液

1.3膠體

1.4表面活性劑和乳濁液第一章物質的狀態(tài)、溶液和膠體1.1物質和物質的存在狀態(tài)1.2溶液1.3本章基本要求1、了解物質的存在狀態(tài)及其性質；掌握理想氣體狀態(tài)方程，分壓定律及應用

2、了解物質的量及其單位摩爾的概念，掌握溶液濃度的表示方法及其計算

3、了解溶液的依數性，并掌握其有關計算及應用

4、了解分散系的概念及分類，了解溶膠的制備和基本性質，掌握膠團結構，掌握溶膠的穩(wěn)定性和聚沉

5、了解高分子溶液及凝膠的性質；了解表面活性物質和乳濁液的基本特性第一章物質的狀態(tài)、溶液和膠體本章基本要求第一章物質的狀態(tài)、溶液和膠體普通化學第一章-第一章-物質的狀態(tài)、溶液和膠體[精]課件普通化學第一章-第一章-物質的狀態(tài)、溶液和膠體[精]課件一、理想氣體狀態(tài)方程我們大家知道，經常用來描述氣體性質的物理量有：壓強P、體積V、溫度T和物質的量(n)，我們依據實驗的經驗，得出了一個將幾個物理量統一在一起的經驗公式：

PV=nRT==>理想氣體狀態(tài)方程國際單位制中：P：pa

(1atm=1.013×105pa)

V:m3

T:k

n:物質的量：mol

R:氣體常數：8.314J/mol·k1.1.1氣體一、理想氣體狀態(tài)方程1.1.1氣體理想氣體狀態(tài)方程還可表示為:

m、M、ρ分別為氣體的質量(kg)、摩爾質量(kg/mol)和密度(kg/m3)1.1.1氣體理想氣體狀態(tài)方程還可表示為:m、M、ρ分別為根據理想氣體狀態(tài)方程，可進行一系列的計算：例1：在容器為10.0dm3

的真空鋼瓶內充入Cl2,當溫度為288k時，測得瓶內氣體的壓強為1.01×107pa,試計算鋼瓶內氯氣的質量，以千克表示。解：由PV=nRT

=>m=MPV/RT又

MCl2=71.0g/mol

所以m=(71.0×10－3×1.01×107X10.0×10－3)/(8.314×288)=2.99kg1.1.1氣體根據理想氣體狀態(tài)方程，可進行一系列的計算：1.1.1氣

例2:在373k,100kpa壓強下,UF6(密度最大的一種氣體)的密度是多少？是H2的多少倍？解（1）：由=>PM=ρRT∴ρ=PM/RT=100×103×352×10-3/(8.314×373)=11.4(kg.m-3)(M(UF6)=352g/mol)ρ(H2)=100×103×2.02×10-3/(8.314×373)=0.0651(Kg.m-3)(M(H2)=2.02g/mol)∴ρ(UF6)/ρ(H2)=11.4/0.0651=175倍1.1.1氣體例2:在373k,100kpa壓強下,UF6(密度最大解（2）：因為：ρ=PM/RT

所以：ρUF6=PMUF6/RT,ρH2=PMH2/RT

所以：ρUF6/ρH2=MUF6/MH2

相同的溫度和壓強下，氣體的密度比等于氣體的相對分子量比。

ρUF6/ρH2=352/2.02=174.31.1.1氣體解（2）：1.1.1氣體*真實氣體范德華（VanderWaals）方程：

a、b

稱為范德華常數，a是氣體分子間力修正常數，b是氣體分子體積修正常數。問題：

真實氣體在什么樣的特定狀態(tài)下接近于理想氣體的狀態(tài)呢？為什么？請思考！

1.1.1氣體答案：

高溫且低壓！*真實氣體范德華（VanderWaals）方程：

二、混合氣體分壓定律（道爾頓Daldon分壓定律）等溫等容

A、B氣體

混合

推廣

p=pA+pB+pC+……+pi

或

p=∑pip

混合氣體第

i

組分的分壓。含義為溫度相同時，混

合氣體中每一種組分氣體獨立占有與整個混合氣體相同體積

時的壓力。

pi

混合氣體的總壓力推導：

pV=nRTpiV=niRT

兩式相除得：

pi/p=ni/n=xi

故：

pi=xipnATVpAnBTVpBnA+

nB

TVpA+pB+=1.1.1氣體二、混合氣體分壓定律（道爾頓Daldon分壓定律）nVH2=VH2O

P總=PH2+PH2O1.1.1氣體VH2=VH2OP總=PH2+PH2O例3:有一3.0dm3

容器,內盛16gO2,28gN2

求300K時N2、O2的分壓及混合氣體的總壓.

解:

n(O2)=16/32=0.5mol

P(O2)=n(O2)RT/V總

=0.5×8.314×300/(3.0×10-3)=4.16×105Pa

同理求:P(N2)

=8.32×105Pa

P總=P(O2)+P(N2)=4.16×105+8.32×105=12.48×105Pa1.1.1氣體例3:有一3.0dm3容器,內盛16gO2,28

例4:將一定量的固體KClO3

和MnO2

混合物加熱分解后,稱得其質量減少了0.480g,同時測得用排水集氣法收集起的O2的體積0.377dm3.此時溫度為294K,大氣壓強為9.96×104Pa.試計算O2的相對分子量.

解:用排水集氣法得到的是O2和水蒸氣的混合氣體,水的分壓P水與該溫度下水的飽和蒸氣壓相等.P(H2O)=2.48×103Pa1.1.1氣體T?K273293294313333353P?kPa0.6112.3332.487.37319.93247.342注：水在不同溫度時的蒸汽壓例4:將一定量的固體KClO3和MnO2混合物加熱∵P總

=P(O2)+P(H2O)∴P(O2)=P總－P(H2O)=9.96×104－2.48×103 =9.71×104Pa∴n=P(O2)V總/RT=9.71×104×0.377×10-3

/(8.314×294)=0.0150mol

M(O2)=m(O2)/n(O2)=0.480/0.0150=32.0g/mol∴O2的相對分子量:32.01.1.1氣體∵P總=P(O2)+P(H2O)1.1.1氣體1、25℃時，總壓為10atm時，下面幾種氣體的混合氣體中分壓最大的是：A．0.1gH2B．1.0gHeC．1.0gN2D．1.0gCO22、實際氣體與理想氣體更接近的條件是

A．高溫高壓

C．低溫高壓

B．高溫低壓

D．低溫低壓1．3、

22℃和100.0kPa下，在水面上收集H2為1g，在此溫度下水的蒸氣壓為2.7kPa，則H2的體積應為A．1.26LB．2.45LC．12.6LD．24.5L1．4、

10℃，101.3kPa下，在水面上收集到1.5L某氣體，則該氣體的物質的量為(已知10℃水的蒸氣壓為1.2kPa)A．6.4102molB．6.5102molC．1.3103molD．7.9104mol1．5、

將壓力為200kPa的O25.0L和100kPa的H25.0L同時混合在20L的密閉容器中，在溫度不變的條件下，混合氣體的總壓力為

A．120kPaB．125kPaC．180kPaD．75kPa1、25℃時，總壓為10atm時，下面幾種氣體的混合氣體中

三、混合氣體分體積定律（阿瑪格Amaget定律）等溫等壓

A、B氣體

混合推廣

V=VA+VB+VC+……+Vi

或

V=∑Vi

Vi：為混合氣體

i組分的分體積。

V：為混合氣體的總體積。推導

pV=nRTpVi=niRT

兩式相除得：

Vi/V=ni/n=xi

故：

Vi=xiVnATpVAnBTpVBnA+

nB

TpVA+VB+=1.1.1氣體三、混合氣體分體積定律（阿瑪格Amaget定律）nAT四、混合氣體平均摩爾質量

當混合氣體成分穩(wěn)定不變時，可以將其看成純氣體，使用平均分子量進行各種運算設混合氣體中組分A、B、C······的物質的量分數分別為x（A）、x（B）、x（C）

······，相應的摩爾質量為M（A）M（B）、M（C）

······，則混合氣體的平均式量為M=x（A）·M（A）+x（B）·M（B）+

x（C）

·M（C）+······

=x（i）·M（i）

1.1.1氣體四、混合氣體平均摩爾質量當混合氣體成分穩(wěn)定不1.1.2

液體一、氣—液平衡蒸發(fā):

液體→氣體

凝聚:氣體→液體氣液平衡：當液體蒸發(fā)為氣體且氣體凝聚為液體的過程達到動態(tài)平衡時即處于氣液平衡狀態(tài)。此時的溫度就是沸點。蒸氣壓：處于蒸發(fā)、凝聚動態(tài)平衡的氣體叫飽和蒸氣，飽和蒸氣所具有的壓力稱為飽和蒸氣壓，簡稱蒸氣壓。

臨界溫度:單純降溫可使氣體液化,單純加壓則不能實體液化。必須首先降溫到一定的數值，然后再加足夠的壓力方可實現氣體的液化。若高于此溫度無論加多大的壓力，氣體都不能液化。這一溫度稱為臨界溫度，用Tc表示。

1.1.2液體一、氣—液平衡二、蒸氣壓和溫度的關系(克勞修斯–克拉貝龍方程)

液體沸騰時的溫度與氣液平衡時的蒸氣壓有直接關系，研究表明，蒸氣壓是溫度的函數

p=f(T):1.1.2

液體二、蒸氣壓和溫度的關系(克勞修斯–克拉貝龍方程)1.1在室溫下，下列物質中蒸氣壓最大的是A．Na2SO410H2O固體B．CCl4液體

C．H2SO4液體

D．I2固體在室溫下，下列物質中蒸氣壓最大的是三、沸點當液體的蒸汽壓與外界壓力相等時，汽化在整個液體內進行，這一現象稱為沸騰沸騰時的溫度稱為沸點液體p*蒸汽p*T當p*=p

時T即為此液體沸點p防止“過熱”的辦法：加沸石或碎瓷片1.1.2

液體三、沸點液體p*蒸汽p*T當p*=p1.1.3

固體固體：1、晶體2、非晶體晶體與非晶體的差異：晶體具有規(guī)則的幾何形狀，非晶體則沒有。晶體具有固定的熔點，非晶體無固定的熔點。晶體顯各向異性，非晶體顯各向同性。1.1.3固體固體：1、晶體1.1.4水的相圖構成：1、三條線

（兩相平衡線）2、一個點（三相共存點）3、三個面（單相區(qū)）101.325kPaDEOACB273.15K273.16K373.15K0.611kPalgsTp1.1.4水的相圖構成：101.325kPaDEOA

分散體系（分散系）：一種或幾種物質被分散成微小的粒子分布在另一種物質中所構成的體系。分散質：分散系中被分散的物質，通常分散質含量較少，一般不連續(xù)。分散劑：起分散作用的物質，存在于分散質周圍，一般是連續(xù)相。

二、分散系分類

按分散系的聚集狀態(tài)可分九類（見表1-1）。按分散系的粒子大小可分三類（見表1-2）。1.2.1

分散系的概念

一、分散系分散體系（分散系）：一種或幾種物質被分散成微表1-1

按物質聚集狀態(tài)分類的分散系氣空氣氣液云、霧固煙、塵氣泡沫塑料固液珍珠固有機玻璃氣肥皂泡沫液液牛