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文檔簡介

第1章:物質(zhì)的聚集狀態(tài)1.1氣體1.1.1

理想氣體的狀態(tài)方程1.1.2道爾頓定律1.2液體和溶液1.2.1液體的一般特性1.2.2

稀溶液的通性1.3固體1.3.1晶體和非晶體第一章物質(zhì)的聚集狀態(tài)物質(zhì)的聚集狀態(tài)固態(tài):固體液態(tài):液體氣態(tài):氣體等離子態(tài):將氣體加熱,當(dāng)其原子達(dá)到幾千甚至上萬攝氏度時,電子就會被原子“甩”掉,原子變成只帶正電荷的離子。此時,電子和離子帶的電荷相反,但數(shù)量相等,這種狀態(tài)稱做等離子態(tài)。閃電、流星以及熒光燈點燃時,都是處于等離子態(tài),宇宙大部分發(fā)光的星球內(nèi)部溫度和壓力都很高,內(nèi)部的物質(zhì)差不多都處于等中離子態(tài)。中子態(tài):壓力持續(xù)增大,原子被迫解散,放出質(zhì)子和中子,質(zhì)子和電子結(jié)合生成中子,物質(zhì)結(jié)構(gòu)發(fā)生根本性變化,原子核和電子全部變成中子。一個火柴盒大小的中子態(tài)物質(zhì),30億噸重。超固態(tài):當(dāng)物質(zhì)處于在140萬以上大氣壓下,原子間的距離被壓縮,電子層被壓縮,原子之間緊密地擠在一起,物質(zhì)密度特別大。一塊乒乓球大小的超固態(tài)物質(zhì),其質(zhì)量至少在1000噸以上,白矮星上的物質(zhì)都處于超固態(tài).

1.1氣體氣體的性質(zhì):物質(zhì)處于氣態(tài)時,分子或微粒間距離較遠(yuǎn),相互引力較弱,分子無規(guī)則運動占優(yōu)勢,無固定體積和固定形態(tài)。具有壓縮性(一定范圍內(nèi)可以隨意壓縮)和擴(kuò)散性。(可擴(kuò)散至任何空間)不同氣體間可均勻混合,成為均相系統(tǒng)。1.1.1理想氣體狀態(tài)方程理想氣體狀態(tài)方程混合物的含量表示方法1.1.1.1理想氣體狀態(tài)方程理想氣體性質(zhì):1.忽略氣體分子的自身體積,將分子看成是有質(zhì)量的幾何點,分子體積與氣體體積相比可以忽略不計;2.分子之間沒有相互吸引力和排斥力;3.在容器中,氣體在未碰撞時考慮為作勻速運動,分子之間及分子與器壁之間發(fā)生的碰撞完全彈性的,氣體分子碰撞時發(fā)生速度交換,無動能損失。實際氣體在低壓(≤101.325kPa)和高溫(≥0℃)的條件下,接近理想氣體。1.1.1.1理想氣體狀態(tài)方程等壓變化(蓋·呂薩克定律):恒壓條件下,氣體的體積與其溫度成正比。V∝TV/T=常數(shù)等溫變化(玻義爾定律):恒溫條件下,氣體的體積與壓強(qiáng)成反比。PV=常數(shù)阿佛加得羅定律:相同溫度和壓力下,相同體積的不同氣體均含有相同數(shù)目的分子V/n=常數(shù)3個經(jīng)驗定律(低壓條件下測定)標(biāo)準(zhǔn)條件101.325kPa和273.15K(即0℃)標(biāo)準(zhǔn)條件下1mol氣體:粒子數(shù)Na=6.02×1023mol-1體積Vm=22.414×10-3m3理想氣體狀態(tài)方程

PV=nRTR:摩爾氣體常數(shù)在標(biāo)準(zhǔn)條件下:P=1.01325×105Pa,T=273.15Kn=1.0mol時,Vm=22.414×10-3m3

R=PV/nT=8.314Pam3K-1mol-11Pam3=1J所以R=8.314JK-1mol-1

單位換算1atm(標(biāo)準(zhǔn)大氣壓)=101.325kPa=760mmHg

1ml=1cm3=10-3L=10-3dm3=10-6m3

1m=102cm=103mm=106μm=109nm=1012pm

n=m/Mρ=m/VC=n/V1.

計算p,V,T,n中的任意物理量2.確定氣體的摩爾質(zhì)量gmol-1

理想氣體狀態(tài)方程的應(yīng)用用于溫度不太低,壓力不太高的真實氣體。pV=nRT==m/V3.確定氣體的密度1.解:依據(jù)PV=nRT,由題意知,P、V恒定,容器內(nèi)物質(zhì)的量減小為原來的四分之三.n1RT1=n2RT2n1/n2=T2/T14/3=T2/288T2=384K例1一敞口燒瓶中盛有空氣,欲使其量減少四分之一,需把溫度從288K提高到多少?例2p21-11.1.1.2混合物的含量表示方法混合物:兩種或兩種以上物質(zhì)組成的系統(tǒng)液態(tài)混合物:簡稱溶液,如水溶液固態(tài)混合物:如金銀混合物,簡稱合金或固溶體氣態(tài)混合物:空氣表示方法:(1)物質(zhì)B的質(zhì)量分?jǐn)?shù)wB,量綱為1(2)物質(zhì)B的摩爾分?jǐn)?shù)xB(物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)),量綱為1或者×100%液體和固體用xB表示氣體用yB表示(4)物質(zhì)B的質(zhì)量摩爾濃度bB,單位為mol·kg-1對溶液而言(5)物質(zhì)B的物質(zhì)的量濃度cB(體積摩爾濃度),單位為mol·m-3(1)組分氣體:理想氣體混合物中每一種氣體叫做組分氣體。(2)分壓:組分氣體B在相同溫度下占有與混合氣體相同體積時所產(chǎn)生的壓力,叫做組分氣體B的分壓1.1.2道爾頓分壓定律O2N2O2+N2+T、V、P總道爾頓分壓定律:混合氣體的總壓等于混合氣體中各組分氣體分壓之和。P=P1+P2+

或P=Pi

T、

V、P2僅適用于低壓混合氣體(近似于理想氣體)⑵分壓定律:分壓:一定溫度下,混合氣體中的某種氣體單獨占有混合氣體的體積時所呈現(xiàn)的壓強(qiáng)。T、V、P1=P1+P2分壓的求解:yBB的摩爾分?jǐn)?shù)(物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))例題:某容器中含有NH3、O2

、N2等氣體的混合物。取樣分析后,其中n(NH3)=0.320mol,n(O2)=0.180mol,n(N2)=0.700mol?;旌蠚怏w的總壓p=133.0kPa。試計算各組分氣體的分壓。解:n=n(NH3)+n(O2)+n(N2)=1.200mol=0.320mol+0.180mol+0.700molp(N2)=p-p(NH3)-p(O2)

=(133.0-35.5-20.0)kPa=77.5kPa分壓定律的應(yīng)用例題1:用金屬鋅與鹽酸反應(yīng)制取氫氣。在25℃下,用排水集氣法收集氫氣,集氣瓶中氣體壓力為98.70kPa(25℃時,水的飽和蒸氣壓為3.17kPa),體積為2.50L,計算反應(yīng)中消耗鋅的質(zhì)量。解:T=(273+25)K=298K

p=98.70kPaV=2.50L298K時,p(H2O)=3.17kPaMr(Zn)=65.39Zn(s)+2HClZnCl2+H2(g)1mol1moln(Zn)=?0.0964moln(H2)=m(Zn)==6.30g=0.0964mol0.0946mol×65.39g例題2:有一3.0dm3的容器,內(nèi)盛16gO2,28gN2,求300K時N2,O2的分壓及混合氣體的總壓。解:n(O2)=16/32=0.5molP(O2)V=n(O2)RTP(O2)×3.0×10-3=0.5×8.314×300P(O2)=4.16×105(Pa)同理:P(N2)=8.314×105(Pa)

P總=P(O2)+P(N2)=12.48×105(Pa)例題3:0.326gXH2遇水生成 X(OH)2和H2,在294K、1atm下集得0.384dm3H2,問XH2是什么氫化物?(已知水的飽和蒸汽壓為2.35kPa)根據(jù)水蒸氣的飽和蒸汽壓計算H2的物質(zhì)的量為:據(jù)反應(yīng):XH2+2H2O=X(OH)2+2H2↑生成0.0155mol的H2需XH2為0.00775molM(XH2)=W/n=42,M(X)=40CaH21.1.3實際氣體狀態(tài)方程-范德華方程a、b均為范德華常數(shù),由實驗確定。a與分子間引力有關(guān)——壓力修正項b與分子自身體積有關(guān)——體積修正項1.1.3.1體積修正項b對理想氣體:PV=nRTV:氣體分子自由活動的空間(1)理想氣體分子體積為0,氣體分子自由活動的空間即容器的體積。(2)實際氣體,分子有體積,需修正VV′=(V-nb)nb是n摩爾氣體自身的體積P(V-nb)=nRT對理想氣體:PV=nRTP:氣體分子對容器壁產(chǎn)生的壓力理想氣體忽略分子間的引力實際氣體分子間有引力,對靠近器壁的分子有一種向內(nèi)的拉力,導(dǎo)致器壁旁的分子對器壁的壓力減少,這個向內(nèi)的拉力也稱為內(nèi)壓力,p內(nèi)。

p內(nèi)與單位體積內(nèi)分子數(shù)的平方成正比,即與密度的平方成正比,與摩爾體積的平方成反比.p內(nèi)∝1/Vm2p內(nèi)=a/Vm2a為比例常數(shù)n摩爾氣體的話Vm=V/np內(nèi)=an2/V2

1.1.3.2壓力修正項aP(V-nb)=nRTP=nRT/(V-nb)

體積修正項帶入理想氣體方程實際氣體對器壁的壓力沒有這么大,有一個內(nèi)壓范德華方程中a、b是兩個常量,稱為范德華常數(shù),一些氣體的a、b值見p7,表1-1

例分別按理想氣體狀態(tài)方程式和范德華方程式計算1.50molSO2在303K,占有20.0dm3體積時的壓力,并比較兩者的相對誤差。如果體積減少為2.00dm3,其相對誤差又如何?解:已知T=303K,V=20.0dm3,n=1.50mol,

a=0.6803Pa·cm6·mol-2,b=0.563610-3m3·mol-1dm6.mol-2.1.2液體和溶液1.2.1

液體的一般特性(1)Ⅰ液體的蒸氣壓和大氣的濕度(2)Ⅱ液體的沸點和凝固點氣態(tài)物質(zhì)冷到一定溫度時,可凝聚成液體分子間距離拉近,分子之間自由空間小固定體積,有流動性,無固定形狀Ⅰ液體的蒸氣壓和大氣的濕度(1)蒸發(fā)和凝聚蒸發(fā):液體放在一個密閉的容器中,液面上能量較大的分子會克服液體分子間引力從表面逸出,成為蒸汽分子,蒸發(fā)是吸熱過程。凝聚:蒸發(fā)出來的蒸汽凝聚成液體。當(dāng)蒸發(fā)和凝聚速率平衡時,液體和他的蒸汽處于平衡狀態(tài)。幾個概念(2)相和相平衡相:系統(tǒng)中任何具有相同的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)的部分。相與相之間有明確的界面隔開。如:前面提到的液體和他的蒸汽。相平衡:存在于兩相之間的平衡。Ⅰ液體的蒸氣壓和大氣的濕度分析系統(tǒng)中所包含的相的數(shù)目時,注意以下問題:1、不同聚集狀態(tài)的物質(zhì)為一相:冰水水蒸氣2、相同聚集狀態(tài)的物質(zhì)混合時,呈兩種情況:(1)完全互溶為一相:氣體、完全互溶的液體(水和酒精)、互溶的固體時為一相(如銅-鋅合金)。(2)不完全互溶的為兩相:如水和苯、水和乙醚等。(3)組成物質(zhì)相同,晶型不同的固體混合物屬于不同的相:金剛石和石墨。3、不同組成的物質(zhì)在不相溶的情況下一般屬于不同的相。4、物質(zhì)混合時可能發(fā)生溶解和沉淀,也可能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成新的物質(zhì),此時要根據(jù)上述原理進(jìn)行分析。

牛奶液、Zn(s)+2HCL=Zncl2(aq)+H2(g)(3)液體的飽和蒸氣壓(簡稱蒸汽壓)

液體的蒸氣壓蒸發(fā)

H2O(l)H2O(g)凝聚

當(dāng)蒸發(fā)與凝聚速率相等,氣相和液相達(dá)到動態(tài)平衡,蒸氣的含量和壓力保持一定。

定義:在一定溫度下與液相處于平衡時蒸氣所具有的壓力p(簡稱蒸氣壓)。

單位:Pa,kPaⅠ液體的蒸氣壓和大氣的濕度

蒸汽壓與液體的本性有關(guān)。蒸氣壓隨溫度升高而增大,與液體量無關(guān)。常溫下蒸汽壓較小的物質(zhì)稱為難揮發(fā)物質(zhì),如蔗糖、食鹽、硫酸等。常溫下蒸汽壓較大的物質(zhì)稱為易揮發(fā)物質(zhì),如乙醇、乙醚、苯等。常見物質(zhì)的蒸汽壓p8表1-2水在不同溫度時的蒸汽壓表1-3Ⅰ液體的蒸氣壓和大氣的濕度(3)液體的飽和蒸氣壓(簡稱蒸汽壓)

蒸汽壓曲線圖(4)大氣濕度、絕對濕度、相對濕度濕度:大氣中水蒸氣含量的多少絕對濕度:單位體積空氣中所含水蒸氣的質(zhì)量,常用1m3空氣中所含水蒸氣的質(zhì)量(g)來表示。例如:20℃時,空氣中水蒸氣達(dá)到飽和時的絕對濕度(濕度):相對濕度:實際情況下,空氣的絕對濕度與同溫度下蒸汽密度飽和情況下的絕對濕度的百分比值相對濕度:空氣中實際所含的水蒸氣密度和同溫度下飽和蒸汽密度的百分比值相對濕度:實際水蒸氣壓力和同溫度下下飽和水蒸氣壓力的百分比值例題:p9Ⅱ液體的沸點和凝固點沸騰:在對液體進(jìn)行加溫的過程中,液體的蒸氣壓會逐漸增大,當(dāng)液體蒸氣壓等于外界壓力時,汽化不僅在液面進(jìn)行,液體內(nèi)部也發(fā)生,液體內(nèi)部不斷產(chǎn)生蒸氣氣泡的現(xiàn)象。沸點(bp):液體沸騰時的溫度;從相平衡的觀點定義:液體蒸汽壓等于外界壓力時的溫度

外界壓力增加,沸點升高;外界壓力降低,沸點減小正常沸點(bp):外界壓力為101325Pa時的沸點凝固點(fp):液體冷卻到一定溫度時,液體變?yōu)楣腆w時的溫度。固液相平衡,固液兩相共存。從相平衡的觀點定義:在一定外壓下,純凈液體的液相(如水)與其固相(如冰)處于平衡狀態(tài)(蒸汽壓相等)時的溫度。正常凝固點:外界壓力為101325Pa時的凝固點冰點:水的凝固點Ⅱ液體的沸點和凝固點1.2.2

稀溶液的通性溶液:一種物質(zhì)以分子或離子的狀態(tài)均勻地分布在另一種物質(zhì)中得到的均勻穩(wěn)定的分散系統(tǒng)稱為溶液。適用于任何聚集狀態(tài)。所有溶液都是由溶劑和溶質(zhì)構(gòu)成,溶質(zhì)與溶劑只是相對意義。氣體和固體溶于液體時,通常氣體和固體稱為溶質(zhì),液體稱為溶劑;液體溶于液體,通常量少的為溶質(zhì),量多的為溶劑。水溶液:水是溶劑非水溶液:其它物質(zhì)為溶劑,如酒精、汽油等。溶液的蒸氣壓降低溶液的沸點升高溶液的凝固點降低溶液的滲透壓稀溶液:溶質(zhì)量極少的溶液不同溶劑和溶質(zhì)組成的溶液一般有不同的性質(zhì),如溶液顏色、密度、導(dǎo)電性等。如果溶質(zhì)是難揮發(fā)溶質(zhì)的話,此時稀溶液具有一些共同的性質(zhì):這些性質(zhì)與溶質(zhì)的粒子數(shù)有關(guān),而與本性無關(guān),這些性質(zhì)又稱為稀溶液的依數(shù)性和稀溶液的通性。(1)

溶液的蒸氣壓降低液體的蒸氣壓蒸發(fā)

H2O(l)H2O(g)凝聚

在一定溫度下,水的飽和蒸汽壓是一個定值。如果在水中加入一種難揮發(fā)的溶質(zhì),溶液的蒸汽壓會發(fā)生什么變化呢?(1)

溶液的蒸氣壓降低溶質(zhì)的粒子數(shù)愈多,蒸汽壓愈低在一定溫度下,水的飽和蒸汽壓是一個定值。如果在水中加入一種難揮發(fā)的溶質(zhì),溶液的蒸汽壓會發(fā)生什么變化呢?Raoult(拉烏爾)定律:在一定溫度下,難揮發(fā)非電解質(zhì)稀溶液的蒸汽壓下降和溶解在溶劑中的溶質(zhì)的摩爾分?jǐn)?shù)成正比,而與溶質(zhì)的本性無關(guān)。也就是說,在一定溫度下,難揮發(fā)非電解質(zhì)稀溶液的蒸氣壓等于純?nèi)軇┑恼魵鈮号c溶劑物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)的乘積。

pA

=pA*

xA

pA*:純?nèi)軇┑恼魵鈮?pA:溶液的蒸氣壓。xA:溶液中溶劑的摩爾分?jǐn)?shù)溶液的蒸汽壓下降Δp的求解∵xA+xB=1pA=pA*

xA=pA*(1-xB)=pA*-pA*xB∴pA*-pA

=pA*

xB令Δp=pA*-pA有

Δp=pA*

xB=

pA*(nB/

nA+nB)Δp表示溶液的蒸汽壓下降。Δp≥0。溶液的蒸氣壓下降公式:

由于nA>>nB,若取mAg溶劑,有則在一定溫度下,某種溶劑的pA*

為定值

在一定溫度下,難揮發(fā)非電解質(zhì)稀溶液的蒸汽壓下降與溶液的質(zhì)量摩爾濃度成正比。適用:難揮發(fā)的非電解質(zhì)稀溶液。Δp=K

bB

Δp=pA*xB==

=

K=pA*MA例1

已知異戊烷C5H12的摩爾質(zhì)量M=72.15g·mol-1,在20.3℃的蒸氣壓為77.31kPa?,F(xiàn)將一難揮發(fā)性非電解質(zhì)0.0697g溶于0.891g異戊烷中,測得該溶液的蒸氣壓降低了2.32kPa。試求出異戊烷為溶劑時Raoult定律中的常數(shù)K;求加入的溶質(zhì)的摩爾質(zhì)量。解因為K=p*MA所以對于異戊烷有K=p*MA=77.31kPa×72.15g·mol-1=5578kPa·g·mol-1=5.578kPa·kg·mol-1

根據(jù)有例2

已知293K時水的飽和蒸汽壓為2.338kPa,將6.840g蔗糖(C12H22O11)溶于100.0g水中,計算蔗糖溶液的質(zhì)量摩爾濃度和蒸汽壓。解p=p*xA=2.338kPa×0.9964=2.330kPa(2)

溶液的沸點升高1.溶液的沸點總是高于純?nèi)軇┑姆悬c,這一現(xiàn)象稱之為溶液的沸點升高。溶液沸點升高是由溶液蒸汽壓下降引起2.加入難揮發(fā)的溶質(zhì)時,溶液蒸汽壓下降,100℃溶液蒸汽壓低于大氣壓,水溶液不能沸騰,只能繼續(xù)加溫,使溶液蒸汽壓等于大氣壓。3.液體的沸點是液體的蒸氣壓等于外界壓強(qiáng)時的溫度。

4.液體正常沸點是指外壓為101.3kPa時的沸點。根據(jù)拉烏爾定律:難揮發(fā)非電解質(zhì)稀溶液的沸點升高和溶液的質(zhì)量摩爾濃度成正比。Δtb=tb-tb0

=Kb

bB

Δtb:溶液沸點上升的溫度bB:質(zhì)量摩爾濃度Kb:溶劑的沸點上升常數(shù)當(dāng)bB=1,Δtb=Kb,即某溶劑的沸點上升常數(shù)的數(shù)值等于1mol溶質(zhì)溶于1000g該溶劑中所引起沸點上升的溫度。(3)溶液的凝固點降低1.凝固點是指物質(zhì)的固、液兩相蒸氣壓相等時的溫度。2.純水的凝固點(0℃,273K)又稱為冰點,在此溫度水和冰的蒸氣壓相等。3.但是,當(dāng)水中加入難揮發(fā)的溶質(zhì)時,溶液蒸汽壓下降,0℃時,溶液蒸汽壓低于冰的蒸汽壓,水不能凝固,繼續(xù)降溫,當(dāng)溶液的蒸汽壓和冰的蒸汽壓相等時,開始有冰析出,此時溫度為溶液凝固點。

溶液的凝固點降低是由溶液的蒸汽壓下降引起。Δtf=Kf·bB

Δtf:凝固點下降的溫度Kf:凝固點下降常數(shù)bB:質(zhì)量摩爾濃度難揮發(fā)非電解質(zhì)稀溶液的凝固點下降與溶液的質(zhì)量摩爾濃度成正比,與溶質(zhì)的性質(zhì)無關(guān).當(dāng)bB=1,Δtf=Kf

,即某溶劑的凝固點下降常數(shù)的數(shù)值等于1mol溶質(zhì)溶于1000g該溶劑中所引起的凝固點下降溫度。常見溶劑的tb、Kb和tf、Kf值溶劑tb/℃Kb/(K·kg·mol-1)tf/℃Kf/(K·kg·mol-1)水1000.5120.01.86乙酸1182.9317.03.90苯802.535.55.10乙醇78.41.22-117.31.99四氯化碳76.75.03-22.932.0乙醚34.72.02-116.21.8萘2185.8080.06.9溶液凝固點降低的應(yīng)用:測定溶質(zhì)的相對分子質(zhì)量(特別是小分子)。

雖然理論上沸點升高和凝固點降低兩種方法都可測量分子量,可是后者不起破壞作用、且Kf值較大,故常用。例1將0.638g尿素溶于250g水中,測得此溶液的凝固點降低值為0.079K,試求尿素的相對分子質(zhì)量。解例2

P12[例1-5]溶液的凝固點降低具有廣泛的用途:1.冬天汽車散熱水箱中加入甘油或乙二醇,可防止水結(jié)冰。2.食鹽和冰混合物可作冷凍劑.食鹽溶解在冰表面水中成為溶液,蒸汽壓低于冰的蒸汽壓,冰融化,吸收大量的熱,使溫度降低。

冰鹽混合物最低溫度可達(dá)-22.4℃;氯化鈣可達(dá)到-55℃。(4)溶液滲透壓滲透現(xiàn)象和滲透壓力用半透膜將蔗糖溶液與水分開,可以看到蔗糖溶液體積增大,液面面上升。溶劑分子通過半透膜進(jìn)入到溶液中,而溶質(zhì)分子不能通過的現(xiàn)象,稱為滲透。滲透為單向擴(kuò)散,溶劑從蒸汽壓較高的部位移向較低的部位。半透膜:具有適宜的細(xì)孔,只允許溶劑分子通過,而不允許溶質(zhì)分子通過的薄膜。如植物細(xì)胞壁,動物的膀胱,腸衣等滲透現(xiàn)象水或低濃度溶液高濃度溶液半透膜------滲透膜兩側(cè)單位體積的溶劑分子數(shù)不等------溶劑分子能通過半透膜,而溶質(zhì)分子不能滲透平衡:滲透膜兩側(cè)單位時間內(nèi)透過的溶劑分子數(shù)相等滲透持續(xù)進(jìn)行?滲透產(chǎn)生的原因?滲透條件:①具有半透膜②半透膜兩邊溶液有濃度差。滲透方向:從蒸汽壓較高的部位移向蒸汽壓較低的部位溶劑分子從純?nèi)軇芤?,或是從稀溶液→濃溶液滲透壓:

溶劑分子從純?nèi)軇芤?,或是從稀溶液→濃溶液時,后面溶液液面逐漸升高,所產(chǎn)生的壓力使溶液中的溶劑進(jìn)入純?nèi)軇┗蛳∪芤褐械乃俾手饾u增大,當(dāng)壓力達(dá)到一定數(shù)值時,單位時間內(nèi)水從兩個相反的方向通過半透膜的數(shù)目彼此相等,達(dá)到滲透平衡。此時溶液液面不再升高。這時溶液與溶劑兩端的壓力差就是滲透壓。外加一定壓力可阻止?jié)B透的進(jìn)行,此時施加于溶液的最小外壓也就是滲透壓。滲透壓只有當(dāng)溶液與溶劑用半透膜隔開時才顯現(xiàn)出來。溶液的滲透壓力與濃度及溫度的關(guān)系Vant.Hoff定律:當(dāng)溫度一定時,難揮發(fā)的非電解質(zhì)稀溶液的滲透壓和溶液的濃度成正比;當(dāng)濃度不變時,稀溶液的滲透壓和絕對溫度呈正比。范特霍夫方程為:

ПV

=nBRT

П=nBRT/V=cBRT

其中П-滲透壓,V-溶液體積LnB-溶質(zhì)的物質(zhì)的量moL;cB-物質(zhì)的量濃度(mol·L-1)

R-常數(shù)8.314J·K-1·mol-1;T-絕對溫度

(273+t)理想氣體方程PV=nRTП

=cBRT

П=bBRTbB:mol·kg-1

,cB:mol·L-1R=8.314J·K-1·mo1-lT:KП:Kpa單位:稀溶液的滲透壓力與溶液的濃度和溫度成正比,而與溶質(zhì)的本性無關(guān)稀水溶液:cB(mol·L-1)≈bB(mol·kg-1)

自然界中滲透現(xiàn)象普遍存在:細(xì)胞膜是半透膜,如果吃的食物太咸或排汗過多,組織細(xì)胞中滲透壓升高,細(xì)胞外的水分會滲透進(jìn)去,人會感覺口渴。淡水中游泳,通過滲透水會進(jìn)入眼球?qū)е录t腫等。工業(yè)和科學(xué)研究上對滲透的應(yīng)用:反滲透:如果外加一大于滲透壓的力,則水分子將由溶液向純水中滲透,這個過程叫反滲透。海水淡化工業(yè)廢水處理重金屬回收溶液濃縮等通過實驗測定滲透壓力,可以推算溶質(zhì)的相對分子質(zhì)量(主要用于測定高分子化合物)。P14例1-6稀溶液定律:非電解質(zhì)溶液難揮發(fā)溶質(zhì)的稀溶液的性質(zhì)(溶液的蒸汽壓下降、沸點上升、凝固點下降和滲透壓)與一定量溶劑中所溶解的溶質(zhì)的物質(zhì)的量呈正比,這個定律叫稀溶液定律。由于稀溶液的性質(zhì)只與溶質(zhì)的粒子數(shù)有關(guān),而與溶質(zhì)的本性無關(guān),故又叫依數(shù)定律。稀溶液的依數(shù)性:1.3固體液體冷卻到一定程度,粒子之間距離更小,便凝結(jié)成固體。具有一定體積。一定幾何形狀。具有剛性、高密度和不易壓縮性。粒子之間緊密地聯(lián)系在一起,不容易自由運動,只能在一定位置上做小幅度振動。內(nèi)部粒子之間所受作用力互相低消,但是表面上粒子受力不對稱,表面存在自由力場,所以固體表面會有不同程度的吸附能力,所以固體會產(chǎn)生潤滑和催化等作用的原因。固體的特性固體晶體:具有規(guī)則的幾何形狀

(自然界中大部分固態(tài)物質(zhì),例如礦石,食鹽,金屬等)。非晶體(無定形體):沒有固定的幾何形狀。構(gòu)成物質(zhì)的原子、分子按一定的規(guī)律,周期性排列各種漂亮的晶體方解石Calcite紅寶石Ruby閃鋅礦Sphalerite鉆石Diamond晶體特征非晶體外形不規(guī)則食鹽晶體(立方體)明礬晶體(正八面體)金剛石晶體(十二面體)1.外觀上,具有整齊和規(guī)則的幾何形狀。各向異性表現(xiàn)某些性質(zhì)隨觀察方向的不同而不同:如力學(xué)性能,光學(xué)性能、熱傳導(dǎo)等。如:石墨晶體在不同方向?qū)щ娔芰ο嗖詈艽?,云母晶體在不同方向上的強(qiáng)度相差很大。原因不同方向上,原子的排列、取向各有不同非晶體和液體相似,表現(xiàn)為各向同性。2.固定熔點表現(xiàn)晶體具有固定的熔點原因相同原子周圍的環(huán)境完全相同時間溫度非晶體時間溫度晶體熔化熔化非晶體無固定熔點,只有軟化溫度范圍3.晶體和非晶體并非兩種不同的物質(zhì),不同條件下,同一物質(zhì)可形成晶體和非晶體。如:二氧化硅可形成晶體的石英,也可形成非晶體的石英玻璃。石英玻璃是一種只含二氧化硅單一成分的特種玻璃。石英玻璃是用天然結(jié)晶石英(水晶或純的硅石),或合成硅烷經(jīng)高溫熔制而成,它的形成是由于其熔體高溫黏度很高引起的結(jié)果。棱柱狀,大而透明的無色石英,稱為水晶??偨Y(jié)理想氣體狀態(tài)方程

PV=nRT

R:摩爾氣體常數(shù)R=8.314JK-1mol-1

在標(biāo)準(zhǔn)條件下:P=1.01325×105Pa,T=273.15

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