溶液和膠體版

關(guān)于溶液和膠體版第1頁(yè)，講稿共113頁(yè)，2023年5月2日，星期三教學(xué)要求1.了解分散系的分類及其主要特征；2.熟練掌握常用溶液濃度表示方法及各種表示方法之間的換算；3.掌握等物質(zhì)的量規(guī)則及其應(yīng)用；4.掌握稀溶液的依數(shù)性及其在本專業(yè)中的應(yīng)用。 5.了解高分子溶液、表面活性物質(zhì)、乳濁液的基本概念和特征。

第2頁(yè)，講稿共113頁(yè)，2023年5月2日，星期三教學(xué)重點(diǎn)1.物質(zhì)的量、摩爾質(zhì)量、物質(zhì)的量濃度等概念；2.物質(zhì)的量濃度與質(zhì)量濃度之間的換算。4.膠體溶液的性質(zhì)5.高分子溶液的性質(zhì)3.稀溶液的通性第3頁(yè)，講稿共113頁(yè)，2023年5月2日，星期三教學(xué)難點(diǎn)1.冰點(diǎn)下降的理論解釋；2.滲透壓的概念。第4頁(yè)，講稿共113頁(yè)，2023年5月2日，星期三溶液（solution）:

凡是由一種或多種物質(zhì)分散在另一物質(zhì)中所形成的均勻、穩(wěn)定的液相體系，稱為溶液。第5頁(yè)，講稿共113頁(yè)，2023年5月2日，星期三溶液作為物質(zhì)存在的一種形式，廣泛存在于自然之中。與生命現(xiàn)象密切相關(guān)的水溶液尤為重要，因此，學(xué)習(xí)和掌握有關(guān)溶液的基礎(chǔ)知識(shí)有著重要的意義。膠體作為一種特殊的物質(zhì)狀態(tài)，在自然界中普遍存在，同時(shí)也被廣泛地應(yīng)用到工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)研究中，所以，了解和掌握有關(guān)膠體的知識(shí)也十分重要。第6頁(yè)，講稿共113頁(yè)，2023年5月2日，星期三1.1分散系一、分散系的概念由一種或幾種物質(zhì)分散到另一種物質(zhì)中所形成的體系

分散質(zhì)(dispersionphase)

被分散的物質(zhì)分散系分散劑(dispersionmedium)

起分散作用的物質(zhì)(相)分散質(zhì)和分散劑可以是固體、液體或氣體。前進(jìn)第7頁(yè)，講稿共113頁(yè)，2023年5月2日，星期三分散系在自然界中廣泛存在：細(xì)小水滴+空氣→云霧二氧化碳+水→汽水金屬化合物+巖石→礦石相：在體系內(nèi)部物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)完全均勻的部分稱為相第8頁(yè)，講稿共113頁(yè)，2023年5月2日，星期三二、分散系的種類1.按分散質(zhì)和分散劑的聚集狀態(tài)分類2.按分散質(zhì)粒子大小分類第9頁(yè)，講稿共113頁(yè)，2023年5月2日，星期三表1-1按分散質(zhì)和分散劑聚集狀態(tài)分類的分散系分散質(zhì)分散相名稱實(shí)例液固氣氣氣氣液氣溶膠固氣溶膠氣氣溶膠云、霧煙、大氣中粉塵空氣、混合氣體氣液固液液液泡沫乳狀液溶膠汽水、泡沫牛奶、農(nóng)藥乳濁液泥漿、鹵化銀溶膠氣液固固固固固體泡沫固體乳劑固體懸浮劑饅頭、泡沫塑料珍珠、肉凍合金、；有色玻璃返回前進(jìn)第10頁(yè)，講稿共113頁(yè)，2023年5月2日，星期三表1-2按分散質(zhì)粒子大小分類的分散系分子或離子分散系（粒子直徑小于1nm）膠體分散系（粒子直徑在1-100nm之間）粗分散系（粒子直徑大于100nm）低分子溶液（分散質(zhì)是小分子）高分子溶液(分散質(zhì)是大分子)膠體溶液(分散質(zhì)是分子的小集合體)濁液（分散質(zhì)是分子的大集合體）最穩(wěn)定很穩(wěn)定穩(wěn)定不穩(wěn)定電子顯微鏡不可見(jiàn)超顯微鏡可觀察其存在一般顯微鏡可見(jiàn)能透過(guò)半透膜能透過(guò)濾紙,不能透過(guò)半透膜不能透過(guò)濾紙單相體系多相體系返回前進(jìn)第11頁(yè)，講稿共113頁(yè)，2023年5月2日，星期三引言溶液(或真溶液):分散質(zhì)粒子直徑小于1nm,均相系統(tǒng),透明,不能發(fā)生光的散射,擴(kuò)散速度快,為熱力學(xué)穩(wěn)定狀態(tài).膠體分散系統(tǒng):分散質(zhì)在某方向上的直徑在1~100nm之間,可透明或不透明,均可發(fā)生光散射,膠體粒子擴(kuò)散速率慢,不能透過(guò)半透膜,有較高的滲透壓.粗分散系統(tǒng):分散相粒子在某方向上的直徑大于100nm,如懸浮液,乳狀液,泡沫,粉塵等.與膠體有許多共同特性.按分散質(zhì)粒子大小分類的各種分散系第12頁(yè)，講稿共113頁(yè)，2023年5月2日，星期三世界最輕固體氣凝膠：

氣凝膠是一種世界上最輕的固體，可以經(jīng)受住1公斤炸藥的爆炸威力，讓你遠(yuǎn)離1300攝氏度以上噴燈的高溫。從下一代網(wǎng)球球拍到執(zhí)行火星探險(xiǎn)任務(wù)的宇航員所穿的超級(jí)隔熱太空服，科學(xué)家們正在努力探索這種物質(zhì)的新用途。第13頁(yè)，講稿共113頁(yè)，2023年5月2日，星期三氣凝膠具有超強(qiáng)的隔熱效果

它由一位美國(guó)化學(xué)家于1931年在打賭時(shí)發(fā)明出來(lái)，但早期的氣凝膠非常易碎和昂貴，所以主要在實(shí)驗(yàn)室里使用。直到10年前美國(guó)宇航局開(kāi)始對(duì)這種物質(zhì)感興趣，并讓其發(fā)揮更為實(shí)際的用途，這種材料終于走出了實(shí)驗(yàn)室。第14頁(yè)，講稿共113頁(yè)，2023年5月2日，星期三星塵號(hào)探測(cè)器攜帶的氣凝膠所捕捉到的彗星塵埃

盡管氣凝膠屬于一種固體，但這種物質(zhì)99%是由氣體構(gòu)成，這使得它外觀看起來(lái)像云一樣。研究人員認(rèn)為，一些形式的由鉑金制成的氣凝膠能用于加速氫的產(chǎn)生。這樣的話，氣凝膠就能用來(lái)生產(chǎn)以氫為基礎(chǔ)的燃料。

第15頁(yè)，講稿共113頁(yè)，2023年5月2日，星期三1.2氣體

1.2.1理想氣體狀態(tài)方程式

(idealorperfectgasequation)

p為氣體的壓力，SI單位為Pa；

V為氣體的體積，SI單位為為m3；

n為物質(zhì)的量，SI單位為mol；

T為氣體的熱力學(xué)溫度，SI單位為K；

R為氣體常數(shù)，8.314J.mol-1.K-1第16頁(yè)，講稿共113頁(yè)，2023年5月2日，星期三理想氣體：一種假想的氣體。真實(shí)氣體，特別是非極性分子或極性小的分子，在壓力不太高，溫度不太低的情況下，若能較好地服從理想氣體狀態(tài)方程，則可視為理想氣體。例1-1

某氫氣鋼瓶容積為50.0L,25.0℃時(shí)，壓力為500kPa，計(jì)算鋼瓶中氫氣的質(zhì)量。解：根據(jù)理想氣體方程式

鋼瓶中氫氣的質(zhì)量為：10.1mol×2.01g·mol-1=20.3g第17頁(yè)，講稿共113頁(yè)，2023年5月2日，星期三

1.2.2.分壓定律 分壓:在相同溫度時(shí)，某組分氣體單獨(dú)占有混合氣體總體積時(shí)的壓力。道爾頓（Dalton）分壓定律：

或 推論：,兩式相除,可得,或表明混合氣體組分B的分壓等于組分B的摩爾分?jǐn)?shù)與混合氣體總壓之乘積。

第18頁(yè)，講稿共113頁(yè)，2023年5月2日，星期三

在同溫同壓的條件下，氣態(tài)物質(zhì)的量與它的體積成正比，因此混合氣體中組分氣體B的體積分?jǐn)?shù)等于物質(zhì)B的摩爾分?jǐn)?shù)，即所以,

例1-2

冬季草原上的空氣主要含氮?dú)?N2)、氧氣（O2）和氬氣（Ar）。在壓力為9.7×104Pa及溫度為-22℃時(shí)，收集的一份空氣試樣經(jīng)測(cè)定其中氮?dú)?、氧氣和氬氣的體積分?jǐn)?shù)依次為0.780、0.21、0.010。計(jì)算收集試樣時(shí)各氣體的分壓。解：

p(N2)=0.78p=0.78×9.7×104Pa=7.6×104Pap(O2)=0.21p=0.21×9.7×104Pa=2.0×104Pap(Ar)=0.01p=0.01×9.7×104Pa=0.97×104Pa第19頁(yè)，講稿共113頁(yè)，2023年5月2日，星期三1.3溶液濃度的表示方法名稱數(shù)學(xué)表達(dá)式單位

物質(zhì)的量濃度mol﹒L-1質(zhì)量分?jǐn)?shù)量綱為1質(zhì)量摩爾濃度mol﹒kg-1物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)量綱為1第20頁(yè)，講稿共113頁(yè)，2023年5月2日，星期三1.3

溶液濃度的表示方法

一、物質(zhì)的量及其導(dǎo)出量二、溶液濃度的表示方法三、幾種溶液濃度表示方法的換算四、等物質(zhì)的量規(guī)則第21頁(yè)，講稿共113頁(yè)，2023年5月2日，星期三溶液的一般概念1.溶液是由兩種或兩種以上組分所組成的均勻混合物。如：氣體溶液（空氣），液體溶液（海水），固體溶液（合金）2.通常所說(shuō)溶液一般指液態(tài)溶液，最常見(jiàn)的是水溶液。3.溶液的性質(zhì)在很大程度上取決于溶質(zhì)和溶劑的相對(duì)組成。4.溶液組成的量度是用在一定的溶液或溶劑中所含溶質(zhì)的多少來(lái)表示的。第22頁(yè)，講稿共113頁(yè)，2023年5月2日，星期三一、物質(zhì)的量及其導(dǎo)出：

1.物質(zhì)的量及其單位SI規(guī)定：使用n或mol時(shí)必須指明基本單元：七個(gè)基本單位長(zhǎng)度質(zhì)量時(shí)間電流熱力學(xué)溫度發(fā)光強(qiáng)度物質(zhì)的量量符號(hào)LmtITIun單位名稱米千克秒安開(kāi)坎摩（爾）單位符號(hào)mkgsAKCdmol第23頁(yè)，講稿共113頁(yè)，2023年5月2日，星期三（1）“物質(zhì)的量”與質(zhì)量、長(zhǎng)度、時(shí)間等一樣，是一個(gè)物理量，用符號(hào)“n”表示（2）“物質(zhì)的量”的單位為摩爾（mol）（3）摩爾是一物系的物質(zhì)的量，是含有同數(shù)分子、原子、離子等微粒數(shù)目的集體，該物系中所包含的基本單元數(shù)與0.0012kgC12的原子個(gè)數(shù)相等，即NA個(gè)（阿佛加德羅常數(shù)個(gè)）。NA=6.023×1023第24頁(yè)，講稿共113頁(yè)，2023年5月2日，星期三（4）使用摩爾時(shí)必須指明基本單元（用元素符號(hào)或化學(xué)式注明在n后的括號(hào)內(nèi)）。n(H2)=1mol該物系含有NA個(gè)H21molH2n(2H2)=1mol該物系含有NA個(gè)2H21mol2H21mol(2H2+O2=2H2O)指1mol反應(yīng)。（5）基本單元可以是分子、原子、離子、電子及其它粒子或這些粒子的特定組合。第25頁(yè)，講稿共113頁(yè)，2023年5月2日，星期三（6）基本單元的確定方法：a.由化學(xué)方程式確定：把化學(xué)（或離子）反應(yīng)方程式中各物質(zhì)的化學(xué)式（或離子式）的具體表達(dá)式，包括其計(jì)量系數(shù)在內(nèi)作為一個(gè)整體確定為該物質(zhì)的基本單元。

3H2+N2=2NH3b.根據(jù)需要先選定一物質(zhì)的基本單元，再以該物質(zhì)的基本單元形式配平有這種物質(zhì)參加的化學(xué)反應(yīng)方程式。第26頁(yè)，講稿共113頁(yè)，2023年5月2日，星期三[規(guī)律]：基本單元越大，物質(zhì)的量的數(shù)值越小。根據(jù)此特點(diǎn)，啟發(fā)學(xué)生總結(jié)換算公式。第27頁(yè)，講稿共113頁(yè)，2023年5月2日，星期三（7）同一物質(zhì)用不同的基本單元表示的物質(zhì)的量之間的換算：由此得出其通式為：第28頁(yè)，講稿共113頁(yè)，2023年5月2日，星期三由于物質(zhì)的量nB的數(shù)值取決于基本單元的選擇，因此，表示物質(zhì)的量濃度時(shí)，必須指明基本單元。如某硫酸溶液的濃度，由于選擇不同的基本單元，其摩爾質(zhì)量就不同，濃度亦不同：

第29頁(yè)，講稿共113頁(yè)，2023年5月2日，星期三

1.3.1.物質(zhì)的量濃度

(1-7)

CB—B的物質(zhì)的量濃度，單位為mol·L-1。

nB—

物質(zhì)B的物質(zhì)的量，單位為mol。

V—混合物的體積，單位為L(zhǎng)。第30頁(yè)，講稿共113頁(yè)，2023年5月2日，星期三

練習(xí)

40克NaOH固體溶解成1L溶液，（2mol/L）

求C（NaOH）。第31頁(yè)，講稿共113頁(yè)，2023年5月2日，星期三第一種解法：本題有兩種解法第32頁(yè)，講稿共113頁(yè)，2023年5月2日，星期三第二種解法：第33頁(yè)，講稿共113頁(yè)，2023年5月2日，星期三注意：使用物質(zhì)的量單位mol時(shí)要指明物質(zhì)的基本單元。例：c(KMnO4)=0.10mol·L-1

c(1/5KMnO4)=0.10mol·L-1的兩個(gè)溶液。兩種溶液濃度數(shù)值相同，但是，它們所表示1L溶液中所含KMnO4的質(zhì)量是不同的，前者為15.8克，后者為3.16克。第34頁(yè)，講稿共113頁(yè)，2023年5月2日，星期三1.3.2質(zhì)量摩爾濃度

(1-8)

bB—溶質(zhì)B的質(zhì)量摩爾濃度，單位為mol·Kg-1。

nB—溶質(zhì)B的物質(zhì)的量，單位為mol。

mA—溶劑的質(zhì)量，單位為kg。第35頁(yè)，講稿共113頁(yè)，2023年5月2日，星期三1.3.3摩爾分?jǐn)?shù)

nB—B的物質(zhì)的量，SI單位為mol；

n—混合物總的物質(zhì)的量，SI單位為mol；

xB—SI單位為1。第36頁(yè)，講稿共113頁(yè)，2023年5月2日，星期三兩組分的溶液系統(tǒng)：溶質(zhì)B的物質(zhì)量分?jǐn)?shù):(B摩爾分?jǐn)?shù))溶劑A的物質(zhì)量分?jǐn)?shù):(A摩爾分?jǐn)?shù))

任何一個(gè)多組分系統(tǒng)，則第37頁(yè)，講稿共113頁(yè)，2023年5月2日，星期三1.3.4質(zhì)量分?jǐn)?shù)

(1-9)mB—

物質(zhì)B的質(zhì)量；

m—混合物的質(zhì)量；

—B的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，SI單位為1。一般用％表示第38頁(yè)，講稿共113頁(yè)，2023年5月2日，星期三例1-1

求(NaCl)=10%的NaCl水溶液中溶質(zhì)和溶劑的摩爾分?jǐn)?shù)。解：根據(jù)題意，100g溶液中含有NaCl10g，水90g。即m(NaCl)=10g,而m(H2O)=90g,因此

第39頁(yè)，講稿共113頁(yè)，2023年5月2日，星期三第40頁(yè)，講稿共113頁(yè)，2023年5月2日，星期三幾種溶液濃度的表示方法1.物質(zhì)的量濃度：cB=2.質(zhì)量摩爾濃度：bB=3.質(zhì)量濃度：ρB=5.質(zhì)量分?jǐn)?shù)：ωB=4.摩爾分?jǐn)?shù)：xB=(如果只有兩種組分：xB+xA=1)(如果只有兩種組分：ωB+ωA=1)第41頁(yè)，講稿共113頁(yè)，2023年5月2日，星期三1.3.5幾種溶液濃度之間的關(guān)系1.物質(zhì)的量濃度與質(zhì)量分?jǐn)?shù)

(1-10)CB—溶質(zhì)B的量濃度;

—溶液的密度;—溶質(zhì)B的質(zhì)量分?jǐn)?shù);MB—溶質(zhì)B的摩爾質(zhì)量。第42頁(yè)，講稿共113頁(yè)，2023年5月2日，星期三2．物質(zhì)的量濃度與質(zhì)量摩爾濃度CB—溶質(zhì)B的量濃度;—溶液的密度;m—溶液的質(zhì)量;nB—溶質(zhì)B的物質(zhì)的量。第43頁(yè)，講稿共113頁(yè)，2023年5月2日，星期三若該系統(tǒng)是一個(gè)兩組分系統(tǒng)，且B組分的含量較少，則溶液的質(zhì)量m近似等于溶劑的質(zhì)量mA，上式可近似成為：若該溶液是稀的水溶液，則：第44頁(yè)，講稿共113頁(yè)，2023年5月2日，星期三幾種溶液濃度表示方法間的換算1.ωB~cB2.cB~

bB

3.ρB~cB根據(jù)下列例題可以總結(jié)出相應(yīng)的公式[例1]濃鹽酸的ωB為0.37，密度為1.19g·mL-1，求：（1）c（HCl）；（2）bB；（11.9，0.016，）第45頁(yè)，講稿共113頁(yè)，2023年5月2日，星期三1.4稀溶液的依數(shù)性一、溶液的蒸氣壓下降二、溶液的沸點(diǎn)升高三、溶液的凝固點(diǎn)下降四、溶液的滲透壓第46頁(yè)，講稿共113頁(yè)，2023年5月2日，星期三蒸氣壓—溫度曲線

溫度升高，蒸氣壓增大第47頁(yè)，講稿共113頁(yè)，2023年5月2日，星期三

溶液的性質(zhì)有些是由溶質(zhì)的特性決定的（如：溶液的顏色、酸堿性、導(dǎo)電性）；還有一些與溶質(zhì)的本性無(wú)關(guān)，只與溶液中所含溶質(zhì)的多少有關(guān)，例如，稀溶液蒸氣壓的下降、沸點(diǎn)上升、凝固點(diǎn)下降和稀溶液的滲透壓。（與純?nèi)軇┍容^）該類性質(zhì)稱為稀溶液的通性，或稱為依數(shù)性。第48頁(yè)，講稿共113頁(yè)，2023年5月2日，星期三1.4.1溶液的蒸氣壓下降1.概念（1）飽和蒸氣壓一定溫度下，溶劑表面的蒸發(fā)與凝聚達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡時(shí)所對(duì)應(yīng)的蒸汽壓力。任何純?nèi)軇┰谝欢囟认露加幸粋€(gè)確定的飽和蒸氣壓，且隨溫度的升高而增大。前進(jìn)第49頁(yè)，講稿共113頁(yè)，2023年5月2日，星期三

固體也有飽和蒸氣壓。如干冰、萘、碘等固體，蒸氣壓很大，可直接由固體變成氣體（升華）。

飽和蒸氣壓與物質(zhì)的種類有關(guān)。有些物質(zhì)的蒸氣壓很大，如乙醚、汽油等，有些物質(zhì)的蒸氣壓很小，如甘油、硫酸等。蒸氣壓的大小，與液體分子間的吸引力有關(guān)，吸引力越大，蒸氣壓越小。極性分子的吸引力強(qiáng)，蒸氣壓小。非極性分子的吸引力小，蒸氣壓大。分子量越大，分子間的作用力越強(qiáng)，蒸氣壓越小。

第50頁(yè)，講稿共113頁(yè)，2023年5月2日，星期三溶液的蒸氣壓下降

當(dāng)溶質(zhì)分散于溶劑之中，溶液表面的部分位置，被溶質(zhì)分子所占據(jù)，使得單位表面所能逸出的溶劑的分子個(gè)數(shù)減少，因此溶液蒸氣壓較之純?nèi)軇┯兴档?。?1頁(yè)，講稿共113頁(yè)，2023年5月2日，星期三法國(guó)物理學(xué)家拉烏爾(F．M．Roult)在1887年總結(jié)出一條關(guān)于溶劑蒸氣壓的規(guī)律。

p=p0xA(1-13)p—溶液的蒸氣壓，單位為Pa；

p0—溶劑的飽和蒸氣壓，單位為Pa；xA—溶劑的摩爾分?jǐn)?shù)。第52頁(yè)，講稿共113頁(yè)，2023年5月2日，星期三

由于xA+xB=l，即xA=lxB，

所以p=p0(1xB)=p0p

0·xB

p0p=p

0·xB

p

=p0p=p

0·xB

(1-14)

p—溶液蒸氣壓的下降值，單位為Pa；

xB—溶質(zhì)的摩爾分?jǐn)?shù)。

結(jié)論:

在一定溫度下，難揮發(fā)非電解質(zhì)稀溶液的蒸氣壓的下降值與溶質(zhì)的摩爾分?jǐn)?shù)成比。

——拉烏爾定律第53頁(yè)，講稿共113頁(yè)，2023年5月2日，星期三

1.4.2溶液沸點(diǎn)的升高和凝固點(diǎn)下降

1.溶液的沸點(diǎn)上升沸點(diǎn)：液體蒸氣壓與外界壓力相等時(shí)的溫度。難揮發(fā)物質(zhì)的溶液的沸點(diǎn)總是高于純?nèi)軇┑姆悬c(diǎn)，二者之差為：△Tb

=Tb–T0=

kbbB(1-15)kb稱為溶劑的摩爾沸點(diǎn)上升常數(shù)，單位為K·kg·mol-1。

pT溶劑溶液101.325kPaT0Tbp<101.325kPa沸點(diǎn)上升示意圖第54頁(yè)，講稿共113頁(yè)，2023年5月2日，星期三

純?nèi)軇┲腥苋腚y揮發(fā)非電解質(zhì)后蒸汽壓下降，要使溶液沸騰必須升高溫度直至溶液的蒸汽壓與外界壓力相等。所以溶液蒸汽壓下降越多沸點(diǎn)升高越多。回本節(jié)目錄沸點(diǎn)升高的原因第55頁(yè)，講稿共113頁(yè)，2023年5月2日，星期三2.溶液的凝固點(diǎn)下降

溶液的凝固點(diǎn)總是低于純?nèi)軇┑哪厅c(diǎn)

△Tf

=T0－Tf

=kf

bB(1-16)kf

稱為溶劑的下降常數(shù)。特點(diǎn)不隨溶液性質(zhì)而變，只與溶劑有關(guān)同種溶劑：kf

＞kb凝固點(diǎn)：液相和固相蒸氣壓相等時(shí)的溫度——固相與液相共存時(shí)的溫度。pT溶劑溶液溶劑的氣-固平衡線T0Tf

凝固點(diǎn)下降示意圖第56頁(yè)，講稿共113頁(yè)，2023年5月2日，星期三溶劑的蒸氣壓下降使原來(lái)固態(tài)純?nèi)軇┖鸵簯B(tài)溶劑共存的平衡受到破壞，固態(tài)純?nèi)軇┬柰ㄟ^(guò)融化成液態(tài)溶劑來(lái)增加溶液的蒸氣壓，從而使體系重新達(dá)到平衡。在固相融化過(guò)程中，要吸收體系的熱量，因此在新平衡點(diǎn)的溫度就要比原平衡點(diǎn)溫度低。返回凝固點(diǎn)下降的原因第57頁(yè)，講稿共113頁(yè)，2023年5月2日，星期三不同溫度下冰的飽和蒸氣壓溫度/℃p*/kPa溫度/℃p*/kPa00.6105-100.2600-20.5173-120.2176-40.4373-140.1814-80.3101-150.1654返回第58頁(yè)，講稿共113頁(yè)，2023年5月2日，星期三*水的相圖相圖：在不同溫度和壓力下，系統(tǒng)的氣、液、固三態(tài)可以互相轉(zhuǎn)化，用幾何圖形表示這種轉(zhuǎn)化，稱為相圖。

COB區(qū)域—固態(tài)冰

AOC區(qū)域—液態(tài)水

AOB區(qū)域—?dú)鈶B(tài)水

OC,熔化曲線，固液共存

OB,升華曲線，固氣共存

OA,氣化曲線，氣液共存作用:分析體系平衡時(shí)存在的物相的狀態(tài),以及物相變化的規(guī)律實(shí)例:溜冰,雪球(增加壓力,冰的熔點(diǎn)下降)第59頁(yè)，講稿共113頁(yè)，2023年5月2日，星期三表1-3幾種溶劑的Kb和Kf

溶劑

Tb/KKb/K·kg·mol-1Tf/KKf/K·kg·mol-1

水373.150.52273.151.86

苯353.352.53278.665.12乙酸117.53.0716.63.9萘218.05.8080.36.94第60頁(yè)，講稿共113頁(yè)，2023年5月2日，星期三2、往冰雪覆蓋的路面上撒鹽。3、汽車水箱中加甘油等。

4、建筑工人冬天在沙漿中加鹽(CaCl2)。5、植物的抗旱、抗寒性。

應(yīng)用：

1、測(cè)分子量?！鱐f=KfbB=KfmB/(mAMB)MB=KfmB/(mA△Tf)

回本節(jié)目錄第61頁(yè)，講稿共113頁(yè)，2023年5月2日，星期三利用沸點(diǎn)和凝固點(diǎn)求摩爾質(zhì)量溶液沸點(diǎn)上升和凝固點(diǎn)下降都與加入的溶質(zhì)的質(zhì)量摩爾濃度成正比，而質(zhì)量摩爾濃度又與溶質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量有關(guān)。因此可以通過(guò)對(duì)溶液沸點(diǎn)上升和凝固點(diǎn)下降的測(cè)定來(lái)估算溶質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量大小。第62頁(yè)，講稿共113頁(yè)，2023年5月2日，星期三因溶液凝固點(diǎn)下降常數(shù)比沸點(diǎn)常數(shù)大，且溶液凝固點(diǎn)的測(cè)定也比沸點(diǎn)測(cè)定容易，故通常用測(cè)凝固點(diǎn)的方法來(lái)估算溶質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量。凝固點(diǎn)測(cè)定在低溫下進(jìn)行，被測(cè)樣品組成與結(jié)構(gòu)不會(huì)被破壞。故該方法常用于生物體液及易被破壞的樣品體系中可溶性物質(zhì)濃度的測(cè)定。第63頁(yè)，講稿共113頁(yè)，2023年5月2日，星期三凝固點(diǎn)法來(lái)估算溶質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量：

例1-3

有一質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.0%的水溶液,測(cè)得其凝固點(diǎn)為273.05K．計(jì)算溶質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量。

解：根據(jù)公式：△Tf=Kf×bB

則有

所以有

第64頁(yè)，講稿共113頁(yè)，2023年5月2日，星期三

由于該溶液的濃度較小，所以

mA+mB≈mA，

即mB/mA≈1.0%

所以溶質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量為183第65頁(yè)，講稿共113頁(yè)，2023年5月2日，星期三冷凍劑工作原理食鹽-冰（30gNaCl+100gH2O(s)）

-22℃CaCl2-冰（42.5gCaCl2+100gH2O(s)）

-55℃

冰因吸收環(huán)境熱量稍有熔化,表面有少量液態(tài)水存在,NaCl與冰混合時(shí)產(chǎn)生NaCl溶液,由于生成的溶液中水的蒸氣壓力小于冰的蒸氣壓力,使冰熔化而大量吸熱,使周圍物質(zhì)的溫度降低。防凍劑工作原理冬天為防止汽車水箱凍裂，可加入甘油、乙二醇等以降低水的凝固點(diǎn)，避免因結(jié)冰，體積膨脹而使水箱破裂。第66頁(yè)，講稿共113頁(yè)，2023年5月2日，星期三

植物的抗旱性和抗寒性與溶液蒸氣壓下降和凝固點(diǎn)下降規(guī)律有關(guān)：

當(dāng)植物所處環(huán)境溫度發(fā)生較大改變時(shí)，植物細(xì)胞中的有機(jī)體會(huì)產(chǎn)生大量可溶性碳水化合物來(lái)提高細(xì)胞液濃度，細(xì)胞液濃度越大，其凝固點(diǎn)下降越大，使細(xì)胞液能在較低的溫度環(huán)境中不結(jié)凍，從而表現(xiàn)出一定的抗寒能力。

同樣，由于細(xì)胞液濃度增加，細(xì)胞液蒸氣壓下降較大，使得細(xì)胞的水份蒸發(fā)減少，因此表現(xiàn)出植物的抗旱能力。

植物的抗旱性和抗寒性第67頁(yè)，講稿共113頁(yè)，2023年5月2日，星期三1.4.3溶液的滲透壓

滲透：由物質(zhì)粒子通過(guò)半透膜單向擴(kuò)散的現(xiàn)象。

半透膜：一種多孔分離膜，它可以選擇性地讓一部分物質(zhì)通過(guò)，而不讓某些物質(zhì)地通過(guò)。常見(jiàn)的半透膜有雞蛋膜、雞的嗉囊、魚(yú)鰾、蠶豆種皮、玻璃紙、青蛙皮、動(dòng)物膀胱、腸衣、蛋白質(zhì)膠膜，火棉膠膜以及其他一些可從生物體上剝離的薄膜類物質(zhì)。

活細(xì)胞內(nèi)的生物膜只允許水分子自由通過(guò)，它所選擇的離子、小分子物質(zhì)可以通過(guò)，而其他的離子、小分子和大分子不能透過(guò)，是嚴(yán)格的半透膜。第68頁(yè)，講稿共113頁(yè)，2023年5月2日，星期三1.擴(kuò)散現(xiàn)象與半透膜現(xiàn)象2.滲透由于分子的熱運(yùn)動(dòng)，有濃度差就有擴(kuò)散現(xiàn)象;只能讓溶劑分子通過(guò)而不允許溶質(zhì)分子通過(guò)的現(xiàn)象。由物質(zhì)粒子通過(guò)半透膜單向擴(kuò)散的現(xiàn)象。第69頁(yè)，講稿共113頁(yè)，2023年5月2日，星期三3.滲透壓阻止?jié)B透作用發(fā)生所需加給溶液的最小壓力。或者說(shuō)滲透平衡時(shí)，半透膜兩側(cè)的水位差所顯示的靜壓大小。單位時(shí)間內(nèi)由純水透過(guò)膜進(jìn)入溶液的水分子數(shù)大于由溶液進(jìn)入純水的水分子數(shù)，總結(jié)果是水分子由純水進(jìn)入溶液，使溶液液面上升的過(guò)程。產(chǎn)生的原因第70頁(yè)，講稿共113頁(yè)，2023年5月2日，星期三溶液的滲透壓純水糖水液面上升半透膜液面下降施加壓力第71頁(yè)，講稿共113頁(yè)，2023年5月2日，星期三半透膜能阻止蔗糖分子向純水一邊擴(kuò)散，卻不能阻止水分子向蔗糖溶液的擴(kuò)散。因單位體積內(nèi)純水中水分子比糖溶液中的水分子多，故進(jìn)入溶液中的水比離開(kāi)的水多，因而蔗糖溶液的液面升高。

原因：第72頁(yè)，講稿共113頁(yè)，2023年5月2日，星期三П×V=nB×R×T

即

П=cB×R×T(1-17)

П—溶液的滲透壓，單位為Pa；cB—溶液的濃度，單位為mo1·L-1；

T—體系的溫度，單位為K。

R—?dú)怏w常數(shù)，為8.31kPa·L·mol-1·K-1；(8.31J·mol-1·K-1,8.31Pa·m3·mol-1·K-10.0821atm·L·mol-1·K-1,62360mmHg·L·mol-1·K-1)稀溶液滲透壓與濃度、溫度的關(guān)系：第73頁(yè)，講稿共113頁(yè)，2023年5月2日，星期三

滲透現(xiàn)象不僅在溶液與溶劑之間存在，在不同濃度溶液中同樣存在

.等滲溶液：相等滲透壓的溶液彼此稱為等滲溶液；等滲溶液在藥學(xué)上有重要意義,如眼藥水必須與眼球組織內(nèi)的液體具有相同的滲透壓，否則會(huì)引起疼痛；靜脈注射用的鹽水與血液是等滲溶液.高滲溶液：對(duì)于滲透壓不相等的兩種溶液，滲透壓相對(duì)高的叫高滲溶液；低滲溶液：滲透壓相對(duì)較低的叫做低滲溶液。

第74頁(yè)，講稿共113頁(yè)，2023年5月2日，星期三

將紅細(xì)胞置于不同濃度的NaCl溶液中，在顯微鏡下觀察發(fā)現(xiàn)：在生理鹽水中在較濃的NaCl溶液中在較稀的NaCl溶液中紅細(xì)胞逐漸皺縮，皺縮的紅細(xì)胞互相聚結(jié)成團(tuán)。這是因?yàn)榧t細(xì)胞內(nèi)液的滲透壓力低于濃NaCl溶液，紅細(xì)胞內(nèi)的水向外滲透引起。紅細(xì)胞的形態(tài)沒(méi)有什么改變，因?yàn)樯睇}水與紅細(xì)胞內(nèi)液的滲透壓力相等，細(xì)胞內(nèi)外液處于滲透平衡狀態(tài)。紅細(xì)胞逐漸脹大，最后破裂，釋放出紅細(xì)胞內(nèi)的血紅蛋白使溶液染成紅色，即溶血。這是因?yàn)榧t細(xì)胞內(nèi)液的滲透壓力高于濃NaCl溶液，細(xì)胞外的水向細(xì)胞內(nèi)滲透引起。第75頁(yè)，講稿共113頁(yè)，2023年5月2日，星期三純水向紅蘿卜內(nèi)滲透滲透原理被用來(lái)處理尿毒癥.在人工腎里,病人的血液在玻璃軟管(用作半透膜)循環(huán),血液里的小分子廢物向管外滲透,從而使血液得到凈化.滲透第76頁(yè)，講稿共113頁(yè)，2023年5月2日，星期三應(yīng)用舉例和現(xiàn)象解釋：1.通過(guò)測(cè)定π估算溶質(zhì)的相對(duì)分子量

π=CBRT=RTnB/V=RTmB/(MBV)MB=RTmB/(πV)2.淡水魚(yú)和海水魚(yú)不能互換生存環(huán)境。

3.農(nóng)作物施完化肥應(yīng)及時(shí)澆水。4.人體發(fā)燒時(shí)需及時(shí)喝水或通過(guò)靜脈注射等滲的0.9%NaCl和5%葡萄糖溶液。

第77頁(yè)，講稿共113頁(yè)，2023年5月2日，星期三6.工業(yè)上反滲透技術(shù)的應(yīng)用很廣，如果汁、速溶咖啡、速溶茶的生產(chǎn)、海水淡化等。

5.果脯類食品保質(zhì)期較長(zhǎng)。

回本節(jié)目錄第78頁(yè)，講稿共113頁(yè)，2023年5月2日，星期三滲透壓法估算溶質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量：

例1-4

有一蛋白質(zhì)的飽和水溶液，每升含有蛋白質(zhì)5.18克，已知在298.15K時(shí),溶液的滲透壓為413Pa,求此蛋白質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量。解：根據(jù)公式

П=cB×R×T

即該蛋白質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量為30569。

第79頁(yè)，講稿共113頁(yè)，2023年5月2日，星期三將淡水魚(yú)放入海水中由于其細(xì)胞液濃度較低，因而滲透壓較小。它在海水中就會(huì)因細(xì)胞大量失去水分而死亡。人體發(fā)高燒時(shí)，需要及時(shí)喝水或通過(guò)靜脈注射與細(xì)胞液等滲的生理鹽水和葡萄糖溶液以補(bǔ)充水分。

滲透壓的應(yīng)用第80頁(yè)，講稿共113頁(yè)，2023年5月2日，星期三反滲透：在滲透壓較大的溶液一邊加上比其滲透壓還要大的壓力，迫使溶劑從高濃度溶液處向低濃度處擴(kuò)散，從而達(dá)到濃縮溶液的目的。目前人們飲用的純凈水即用反滲透的方法。第81頁(yè)，講稿共113頁(yè)，2023年5月2日，星期三

難揮發(fā)、非電解質(zhì)稀溶液的某些性質(zhì)(蒸氣壓下降、沸點(diǎn)上升、凝固點(diǎn)下降和滲透壓)與一定量的溶劑中所含溶質(zhì)的物質(zhì)的量成正比，而與溶質(zhì)的本性無(wú)關(guān)。稀溶液的定理：注意：稀溶液的各項(xiàng)通性，不適用于濃溶液和電解質(zhì)。（為什么？）(公式推導(dǎo)中忽略溶質(zhì)的質(zhì)量；電解質(zhì)電離，質(zhì)點(diǎn)數(shù)增加）第82頁(yè)，講稿共113頁(yè)，2023年5月2日，星期三1.5膠體溶液

溶膠:高度分散的多相系統(tǒng),分散相與分散介質(zhì)之間親和力較弱,有很大的相界面,很高的表面能,能自動(dòng)聚集成大顆粒,自動(dòng)吸附某種離子而帶電,是熱力學(xué)不穩(wěn)定系統(tǒng).液溶膠傳統(tǒng)上稱憎液溶膠.如Fe(OH)3膠體和As2S3膠體.

高分子溶液:

由于高分子以分子形式溶于介質(zhì)中,分散相與分散介質(zhì)之間沒(méi)有相界面,大多是均相的熱力學(xué)穩(wěn)定系統(tǒng).傳統(tǒng)上稱親液溶膠.如淀粉溶液和蛋白質(zhì)溶液等。第83頁(yè)，講稿共113頁(yè)，2023年5月2日，星期三1.5.1分散度和表面吸附

1.比表面積分散系的分散度(dispersiondegree)

常用比表面積來(lái)衡量。

s=S/V(1-18)s—分散質(zhì)的比表面積，單位是m-1；S—分散質(zhì)的總表面積，單位是m2；V—分散質(zhì)的體積，單位是m3。單位體積的分散質(zhì)表面積越大，即分散質(zhì)的顆粒越小,

則比表面積越大，體系的分散度越高。

第84頁(yè)，講稿共113頁(yè)，2023年5月2日，星期三2．表面吸附

內(nèi)部質(zhì)點(diǎn):同時(shí)受到各個(gè)方向并且大小相近的作用力，它所受到的總的作用力為零。

物質(zhì)表面的質(zhì)點(diǎn):受到的來(lái)自各個(gè)方向的作用力的合力就不等于零。表面能：表面質(zhì)點(diǎn)比內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)所多余的能量。減少表面能的方法：吸附其他物質(zhì)、減少表面積。第85頁(yè)，講稿共113頁(yè)，2023年5月2日，星期三1.5.2膠團(tuán)結(jié)構(gòu)溶膠具有擴(kuò)散雙電層結(jié)構(gòu)擴(kuò)散層吸附層Cl－Cl－Cl－Cl－Cl－Cl－FeO＋FeO＋FeO＋FeO＋FeO＋FeO＋FeO＋FeO＋Cl－Cl－[Fe(OH)3]m膠核電位離子反離子反離子吸附層擴(kuò)散層膠團(tuán)第86頁(yè)，講稿共113頁(yè)，2023年5月2日，星期三

{(AgI)m·nAg＋·(nx)NO3－}x+·xNO3－

膠核電位離子反離子反離子

吸附層擴(kuò)散層

膠粒

膠團(tuán)過(guò)量的稀AgNO3與稀KI溶液反應(yīng)制備的AgI溶膠AgI膠團(tuán)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：第87頁(yè)，講稿共113頁(yè)，2023年5月2日，星期三膠團(tuán)結(jié)構(gòu)式

氫氧化鐵

{(Fe(OH)3)m·nFeO+·(nx)Cl}x+·xCl三硫化二砷

{(As2S3)m·nHS·(nx)H+}x·xH+硅膠

{(H2SiO3)m·nHSiO3·(nx)H+}x·xH+第88頁(yè)，講稿共113頁(yè)，2023年5月2日，星期三1.5.3膠體溶液的性質(zhì)

光學(xué)性質(zhì)溶膠的動(dòng)力學(xué)性質(zhì)溶膠的電學(xué)性質(zhì)

膠體溶液的性質(zhì)第89頁(yè)，講稿共113頁(yè)，2023年5月2日，星期三1.溶膠的光學(xué)性質(zhì)

丁鐸爾效應(yīng)：由于溶膠的高度分散性和多相不均勻性,當(dāng)一束波長(zhǎng)大于溶膠分散相粒子尺寸的入射光照射到溶膠系統(tǒng),可發(fā)生散射現(xiàn)象－丁鐸爾現(xiàn)象.透鏡溶膠丁鐸爾效應(yīng)光源第90頁(yè)，講稿共113頁(yè)，2023年5月2日，星期三第91頁(yè)，講稿共113頁(yè)，2023年5月2日，星期三產(chǎn)生原因：光線照射到物體表面時(shí)，可能產(chǎn)生兩種情況：

（1）顆粒的直徑遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于入射光的波長(zhǎng)，此時(shí)入射光被完全反射；（2）物質(zhì)的顆粒直徑比入射波長(zhǎng)小的話，則發(fā)生光的散射作用而出現(xiàn)丁達(dá)爾現(xiàn)象。

因?yàn)槿苣z的粒子直徑在1一100nm，而一般可見(jiàn)光的波長(zhǎng)范圍在400一760nm。

第92頁(yè)，講稿共113頁(yè)，2023年5月2日，星期三2.溶膠的動(dòng)力學(xué)性質(zhì)布朗(Brown)運(yùn)動(dòng):溶膠中的分散相粒子的不停息的和無(wú)規(guī)則的運(yùn)動(dòng).這種現(xiàn)象是植物學(xué)家(Brown)于1827年首先從水中懸浮花粉的運(yùn)動(dòng)中觀察到的.用超顯微鏡可以觀察布朗運(yùn)動(dòng).分散介質(zhì)分子處于無(wú)規(guī)則的熱運(yùn)動(dòng)狀態(tài),從各個(gè)方向不斷撞擊分散相粒子.布朗運(yùn)動(dòng)是分子熱運(yùn)動(dòng)的必然結(jié)果,是膠體粒子的熱運(yùn)動(dòng).第93頁(yè)，講稿共113頁(yè)，2023年5月2日，星期三布朗運(yùn)動(dòng)第94頁(yè)，講稿共113頁(yè)，2023年5月2日，星期三

3.溶膠的電學(xué)性質(zhì)電泳:(electrophonesis):在外電場(chǎng)作用下,膠體粒子在分散介質(zhì)中定向移動(dòng)的現(xiàn)象.電泳現(xiàn)象表明膠體粒子是帶電的.NaCl溶液Fe(OH)3溶膠+－電泳示意圖

圖中Fe(OH)3溶膠在電場(chǎng)作用下向陰極方向移動(dòng),證明Fe(OH)3的膠體粒子是帶正電荷的.

第95頁(yè)，講稿共113頁(yè)，2023年5月2日，星期三溶膠粒子帶電的主要原因

吸附作用：氫氧化鐵溶膠，由于Fe(OH)3

對(duì)FeO+的吸附因而溶膠帶正電。電離作用：硅膠粒子帶電就是因?yàn)镠2SiO3

電離形成HSiO3-

或SiO32-，并附著在表面而帶負(fù)電。

H2SiO3＝HsiO3-+H+＝SiO32-+2H+

第96頁(yè)，講稿共113頁(yè)，2023年5月2日，星期三1.5.4溶膠的穩(wěn)定性和聚沉

1.溶膠的穩(wěn)定性溶膠是熱力學(xué)不穩(wěn)定系統(tǒng).但有些溶膠卻能在相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間里穩(wěn)定存在.例如法拉弟制備的金溶膠靜置數(shù)十年才聚沉于管壁上.為此人們提出了多種理論進(jìn)行解釋。

動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定性：布朗運(yùn)動(dòng)聚結(jié)穩(wěn)定性：膠粒的雙電層結(jié)構(gòu)溶劑化膜

第97頁(yè)，講稿共113頁(yè)，2023年5月2日，星期三2.溶膠的聚沉

聚沉(coagulation)：膠體分散系中的分散質(zhì)從分散劑中分離出來(lái)的過(guò)程。影響溶膠聚沉的因素主要有：（1）電解質(zhì)對(duì)溶膠的聚沉作用（2）溶膠的互聚

（3）長(zhǎng)時(shí)間加熱

三種溶膠聚沉.(左)Al(OH)3;(中)Fe(OH)3;(右)Cu(OH)2第98頁(yè)，講稿共113頁(yè)，2023年5月2日，星期三

電解質(zhì)對(duì)溶膠的聚沉作用

相反離子起作用電解質(zhì)的聚沉能力，用聚沉值的大小來(lái)表示。聚沉值

—指一定時(shí)間內(nèi)，使一定量的溶膠完全聚沉所需要的電解質(zhì)的最低濃度。電解質(zhì)的聚沉值大，聚沉能力小。電解質(zhì)聚的沉值小，聚沉能力大。例：Fe(OH)3正溶膠：聚沉能力：K3[Fe(CN)6]>MgSO4>AlCl3

第99頁(yè)，講稿共113頁(yè)，2023年5月2日，星期三對(duì)As2S3負(fù)溶膠聚沉能力：AlCl3>MgSO4>K3[Fe(CN)6]對(duì)帶負(fù)電溶膠：聚沉能力：Rb+＞K+＞Na+＞Li+

結(jié)論

（1）與膠粒所帶電荷相反的離子電荷越高，對(duì)溶膠的聚沉作用就越大。（2）隨著離子半徑的減小，離子的聚沉能力減弱。

第100頁(yè)，講稿共113頁(yè)，2023年5月2日，星期三溶膠的互聚

兩種帶有相反電荷的溶膠按適當(dāng)比例相互混合，溶膠同樣會(huì)發(fā)生聚沉。例：

明礬凈水作用。天然水中膠態(tài)的懸浮物大多帶負(fù)電，明礬在水中水解產(chǎn)生的Al(OH)3溶膠帶正電，它們相互聚沉而使水凈化。第101頁(yè)，講稿共113頁(yè)，2023年5月2日，星期三1.6高分子溶液和乳濁液

1.6.1高分子溶液

相對(duì)分子量大于104，蛋白質(zhì)、核酸、DNA;

合成橡膠、合成塑料、1.高分子溶液的特性（1）不能透過(guò)半透膜、擴(kuò)散速度慢等。（2）高分子溶液是一種熱力學(xué)穩(wěn)定體系。（3）溶解的可逆性。（4）高分子溶液具有一定的抗電解質(zhì)聚沉能力。第102頁(yè)，講稿共113頁(yè)，2023年5月2日，星期三2.高分子溶液的鹽析和保護(hù)作用在高分子溶液中加入少量電解質(zhì)不會(huì)聚沉。通過(guò)加入大量電解質(zhì)使高分子化合物聚沉的作用稱為鹽析。鹽析除中和高分子化合物所帶的電荷外，重要的是破壞其水化膜，需加大量電解質(zhì)。

實(shí)驗(yàn)表明,鹽析能力與鹽類離子的種類有關(guān).一些離子