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文檔簡介
第一講
星期:授課時(shí)間:
二、課題:第一章溶液與膠體
三、教學(xué)目標(biāo):1.掌握溶液的概念及分類2.掌握溶液濃度的表示方法
3.分散系的概念及分類4膠體的性質(zhì)
5膠.團(tuán)的結(jié)構(gòu)6膠.體性質(zhì)的運(yùn)用
四、教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn):
理解并掌握溶液濃度的表示方法,并能夠熟練運(yùn)用計(jì)算公式
正確理解稀溶液的蒸汽壓下降,凝固點(diǎn)降低,沸點(diǎn)升高及滲透壓
理解稀溶液的依數(shù)性,并能運(yùn)用理論解釋現(xiàn)象
重點(diǎn)掌握膠體的性質(zhì)
五、教學(xué)方法:多媒體教學(xué)法
六、教具:多媒體黑板課本
七、時(shí)間分配:復(fù)習(xí)、導(dǎo)入新課15分鐘
授課70分鐘
小結(jié)10分鐘
布置作業(yè)5分鐘
八、教學(xué)過程:
九、作業(yè)布置:
十、審批:
十一、教學(xué)后記:
十二、教學(xué)小結(jié):
第一章溶液和膠體
第一節(jié)溶液
一、溶液的一-般概念
1.溶液
一種或多種物質(zhì)以分子、原子或離子狀態(tài)分散于另一種液體物質(zhì)中所構(gòu)成的均勻而又穩(wěn)
定的混合物,溶液中被溶解的物質(zhì)稱為溶質(zhì),溶解溶質(zhì)的物質(zhì)稱為溶劑。
2.溶液的分類
組成溶液的溶質(zhì)與溶劑的狀態(tài)可以分為
(1)氣態(tài)物質(zhì)與液態(tài)物質(zhì)形成的溶液
(2)固態(tài)物質(zhì)與液態(tài)物質(zhì)形成的溶液
(3)液態(tài)物質(zhì)與液態(tài)物質(zhì)形成的溶液
二、溶液組成的若干表示方法
1.質(zhì)量分?jǐn)?shù)
溶液中溶質(zhì)B的質(zhì)量機(jī)(8)與溶液質(zhì)量(m)之比,用w(8)表示
w(8)=也過或w(B)=史@xlOO%
mm
2.體積分?jǐn)?shù)
在相同的溫度和壓力下,混合前溶液B的體積V(B)與溶液的體積V之比,用隊(duì)B)表示
3.質(zhì)量濃度
溶質(zhì)的質(zhì)量mB與溶液的體積V之比,稱為質(zhì)量濃度,用符號0(8)表示,單位可用g-L-\
mg-LgmL~\ug-L~i等,
3皿
y
4.物質(zhì)的量濃度
1L溶液中所含溶質(zhì)B的物質(zhì)的量,稱為物質(zhì)的量濃度,簡稱濃度.用符號c(B)表示,
即c(B)=華
式中:nB為物質(zhì)B的物質(zhì)的量,SI單位為mol;V為溶液的體積,SI單位為n?,常用
的非SI單位為L,故濃度的常用單位為mol-L-'
5.質(zhì)量摩爾濃度
1kg溶劑中所含溶質(zhì)B的物質(zhì)的量,稱為溶質(zhì)B的質(zhì)量摩爾濃度,用符號伙8)
帥)3
m(A)
式中:bB為質(zhì)量摩爾濃度,單位mobkgi;nu為溶劑的質(zhì)量(kg)。由于物質(zhì)的質(zhì)量不
受溫度的影響.所以溶液的質(zhì)量摩爾濃度是一個(gè)與溫度無關(guān)的物理量。因此,它通常被用于
稀溶液依數(shù)性的研究和一些精密的測定中。而對于濃度較稀的水溶液來說,1L溶液的質(zhì)量
約為1kg,故質(zhì)量摩爾濃度數(shù)值上近似等于物質(zhì)的量濃度,即bB=cB
6.摩爾分?jǐn)?shù)
溶質(zhì)B的物質(zhì)的量與全部溶質(zhì)和溶劑的物質(zhì)的量的總和之比。
三、溶液組成之間的互相換算
1.物質(zhì)的量濃度與質(zhì)量分?jǐn)?shù)的關(guān)系
小、n(B)m(B)m(B)pxa>(B)p
C(D)=------=-----------=---------------=-----------------=----------
VM(8)X坐M(B)M(B)
P
2.物質(zhì)的量濃度與質(zhì)量濃度的關(guān)系
p(B)==——----=c⑻M(8)
3.物質(zhì)的量濃度與質(zhì)量摩爾濃度的關(guān)系
〃⑻n(B)n⑻p
C(B)=%T-=—=-------
Vmlptn
假設(shè)某溶液是由兩種組分組成,且B組分的含量較少時(shí),則mam(A),則上式為
z"(B)"(B)"(8)0
c(BRA)=-----=—■—x----------=b(B)p
Vmjp機(jī)(A)
假設(shè)該溶液是很稀的水溶液時(shí),其密度近似為1,即夕=lkg/L,則
第二節(jié)稀溶液的依數(shù)性
一、溶液的蒸氣壓下降
我們知道,任何純?nèi)軇┰谝欢囟认拢即嬖谝粋€(gè)飽和蒸氣壓(P:)。此時(shí)在單位溶劑的
表面匕蒸發(fā)為氣態(tài)的溶劑粒子數(shù)目與粒子凝聚成液態(tài)的溶劑粒子數(shù)目相等,即在溶劑表面
存在著一個(gè)蒸發(fā)與凝聚的動態(tài)平衡。如果在純?nèi)軇┲屑尤胍欢康碾y揮發(fā)的溶質(zhì),溶劑的表
面就或多或少地被溶質(zhì)粒子所占據(jù),溶劑的表面積相對減小.單位時(shí)間內(nèi)逸出液面的溶劑分
子數(shù)相對比純?nèi)軇┮佟K?,達(dá)到平衡時(shí)溶液的蒸氣壓就要比純?nèi)軇┑娘柡驼魵鈮旱汀?/p>
法國物理學(xué)家拉烏爾(RaoultFM)在1887年根據(jù)大量實(shí)驗(yàn)結(jié)果總結(jié)出:在一定溫度下,
難揮發(fā)非電解質(zhì)稀溶液的蒸氣壓下降與溶液的質(zhì)量摩爾濃度成正比,而與溶質(zhì)的本性無關(guān)。
其表達(dá)式為:△P=PA*—P=KpbI3
式中:P為溶液的蒸氣壓,單位為Pa;PA為純?nèi)軇┑娘柡驼魵鈮?,單位為Pa;Z\P為溶
液的蒸氣壓下降值,單位為Pa;bB為溶質(zhì)B的質(zhì)量摩爾濃度,單位為mol-kg-;Kp為溶
劑的蒸氣壓下降常數(shù)。
溶液的蒸氣壓降低對植物生長過程有著重要的作用。近代生物化學(xué)研究證明,當(dāng)外界氣
溫突然升高時(shí),引起有機(jī)體細(xì)胞中可溶物大量溶解,從而增加細(xì)胞汁液的物質(zhì)的組成量度,
降低丁細(xì)胞汁液的蒸氣壓,使水分蒸發(fā)減慢,表現(xiàn)出一定的抗旱能力。
二、溶液沸點(diǎn)的升高
沸點(diǎn)是指液體的飽和蒸氣壓等于外界大氣壓時(shí)的溫度。在外界大氣壓為10L3KPa時(shí),
純水的沸點(diǎn)是373.15K(即水的標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn))。若在純水中加入少量難揮發(fā)的非電解質(zhì).由于
溶液的蒸氣壓總是低于其純?nèi)軇┑恼魵鈮海虼?,溶液?73.15K時(shí)并不沸騰。只有將溶
液溫度升高到某一讀數(shù),溶液的蒸氣壓等于外界大氣壓,溶液才會沸騰。這種現(xiàn)象叫溶液的
沸點(diǎn)升高。
溶液的沸點(diǎn)上升是出于溶液蒸氣壓下降的必然結(jié)果。拉烏爾總結(jié)出稀溶液的沸點(diǎn)升高度
數(shù)與溶液的質(zhì)量摩爾濃度bB成正比,與溶質(zhì)的本性無關(guān),即
△Tb=Tb-Tb°=KirbB
式中:R為溶液沸點(diǎn);為溶bB劑的沸點(diǎn);K,為溶劑的沸點(diǎn)升高常數(shù),只與溶劑有
關(guān),不同的溶劑有不同的K,值
三、凝固點(diǎn)的降低
在一定外壓下,如果某物質(zhì)固態(tài)的蒸氣壓和液態(tài)的蒸氣壓相等,則液固兩相平衡共存,
這時(shí)的溫度叫做該物質(zhì)的凝固點(diǎn)。例如273.15K(即0℃)時(shí)水和冰的。蒸氣壓相等(為
0.6105kPa),冰水兩相共存,273.15K為水的凝固點(diǎn)。若在冰水共存的水中加入少量難
揮發(fā)的非電解質(zhì)形成稀溶液,由于溶液的蒸氣壓下降,這時(shí)冰必然融化成水。只有使溶液的
溫度繼續(xù)下降至如圖1-1中的Tf(溶液的蒸氣壓曲線AB,與冰的蒸氣壓曲線AC相交之點(diǎn)的
溫度)時(shí),溶液的蒸氣壓與冰的蒸氣壓相等,溶液和其溶劑固體冰平衡共存,「即為溶液的
凝固點(diǎn)。這種溶液的凝固點(diǎn)比溶劑低的現(xiàn)象叫做溶液凝固點(diǎn)下降。因此,溶液的凝固點(diǎn)是指
溶液和其溶劑固體平衡共存時(shí)的溫度。
溶液凝同點(diǎn)下降同樣是溶液蒸氣壓下降的必然結(jié)果。因此,難揮發(fā)非電解質(zhì)稀溶液凝固
點(diǎn)下降Tf僅與溶液的質(zhì)量摩爾濃度bB成正比,與溶質(zhì)本性無關(guān),即
△Tf=Tf°Tf=Kf-bg
式中:心為溶劑的凝固點(diǎn)下降常數(shù),不同溶劑的K「值見表1—2
A,B,為稀溶液的蒸氣壓曲線,AC為冰的蒸氣壓曲線
四、溶液的滲透壓
物質(zhì)自發(fā)地由高濃度向低濃度遷移的現(xiàn)象稱為擴(kuò)散。擴(kuò)散現(xiàn)象不僅存在于溶質(zhì)與溶劑之
間,也存在于不向濃度的溶液之間。如果在兩個(gè)不同濃度的溶液之間存在一種能有選擇地通
過或阻止某些粒子通過的物質(zhì)(即半透膜),那么在兩溶液之間會出現(xiàn)什么現(xiàn)象?如圖1一2,
在一個(gè)連通器兩邊各裝人蔗糖溶液和純水,中間用半透膜將其隔開。擴(kuò)散開始之前,連通器
兩邊的玻璃柱中的液面高度是相同的,經(jīng)過一段時(shí)間的擴(kuò)散以后,玻璃柱內(nèi)的雙面高度不再
相同,蔗糖一邊的液面比純水一邊的液面要高,這是因?yàn)榘胪改つ軌蜃柚拐崽欠肿酉蚣兯?/p>
邊擴(kuò)散。由于在單位體積內(nèi)純?nèi)軇┲腥軇┓肿颖日崽侨芤褐械娜軇┓肿佣?,進(jìn)入溶液中的水
就比離開的水多,故蔗糖溶液的液面升高。這種由物質(zhì)粒子通過半透膜自動擴(kuò)散的現(xiàn)象稱為
滲透。當(dāng)單位時(shí)間內(nèi)從兩個(gè)相反方向通過半透膜的水分子數(shù)相等時(shí),滲透達(dá)到平衡,兩側(cè)液
面不再發(fā)生變化。滲透平衡時(shí)液面高度差所產(chǎn)生的壓力叫滲透壓,換句話說,滲透壓就是阻
止?jié)B透作用進(jìn)行所需加給溶液的額外壓力。對于由兩個(gè)不同濃度溶液構(gòu)成的體系來說,只有
當(dāng)半透膜兩側(cè)溶液的濃度相等時(shí),滲透才會終止。這時(shí)溶液兩邊的滲透壓相等,該溶液稱為
等滲溶液。
荷蘭物理學(xué)家范特荷夫(van,tHoff)于1886年綜合前人實(shí)驗(yàn)得出:稀溶液的滲透壓兀(kPa)
與溶液的物質(zhì)的量濃度CB(molLi)、絕對溫度T(K)成正比,與溶質(zhì)的本性無關(guān)。即
7t=CBRT
式中R是氣體常數(shù),為8.314KPaLmo「?Ki。對于稀溶液來說,物質(zhì)的量濃度約等
于質(zhì)量摩爾濃度,故式(1-9)又可表示為
兀=CgRT~beRT
滲透作為一種自然現(xiàn)象,廣泛地存在于動植物的生理活動中。我們知道生物體內(nèi)所占比
例最高、作用最大的是水分。因此,生物體中的細(xì)胞液和體液都是水溶液,它們具有一定的
滲透壓,而且牛物體內(nèi)的絕大部分膜都是半透膜。因此滲透壓的大小與生物的生長與發(fā)育有
著密切的關(guān)系。例如,將淡水魚放在海水中,由于其細(xì)胞液濃度較低,因而滲透壓較小,它
公海水中就會圍細(xì)胞大量失水而死亡。植物也一樣,當(dāng)在它的根部施肥過多,就會造成作物
細(xì)胞脫水而枯萎。人體也是如此,在正常情況下.人體內(nèi)血液和細(xì)胞液具有的滲透壓大小相
近。當(dāng)人體發(fā)燒時(shí),由于體內(nèi)水分的大量蒸發(fā),血液濃度增加,其滲透壓加大,著此時(shí)不及
時(shí)補(bǔ)充水分,細(xì)胞中的水分就會因?yàn)闈B透壓低而向血液滲透,于是就會造成細(xì)胞脫水,給生
命帶來危險(xiǎn)。所以人體發(fā)高燒時(shí),需要及時(shí)喝水或通過靜脈注射與細(xì)胞液等滲的生理鹽水和
葡萄糖溶液以補(bǔ)充水分。
第三節(jié)膠體溶液
膠體分散系是由顆粒直徑在10—9—10—7m的分散質(zhì)組成的體系。它可分為兩類:一類
是膠體溶液,又稱溶膠,是由一些小分子化合物聚集成的大顆粒多相集合體系,如Fe(oH)3
溶膠和AgCl溶膠等;另一類是高分子溶液,它是由一些高分子化合物所組成的溶液,如淀
粉溶液。高分子化合物因其分子結(jié)構(gòu)較大,其溶液屬于膠體分散系,因此它表現(xiàn)出許多與膠
體相同的性質(zhì)。事實(shí)上,它是一個(gè)均相的真溶液。
?、膠體在溶液上的吸附
由于膠體體系是一十高度分散的多相體系,在龐大的表面積和表面熊,使固體表面存在
看剩余力場,具有一定的吸附能力。吸附可以產(chǎn)生在固一氣、固一液、液一氣、液一濃等界
面間。這里我們主要討論溶液內(nèi)固一液界面的吸附:
溶液中固一液界面的吸附比較復(fù)雜,被吸附的物質(zhì)可以是溶質(zhì)也可以是溶劑,一般兩者
都有。根據(jù)固體吸附的對象不同,溶液中固體表面的吸附可分為分子吸附與離子吸附兩類。
1.分子吸附
這類吸附是吸附劑對非電解質(zhì)或弱電解質(zhì)整個(gè)分子的吸附,其吸附規(guī)律是;極性吸附
劑易吸附極性的溶質(zhì)或溶劑;非極性吸附劑易吸附非極性的溶質(zhì)或溶劑,即"相似相吸"。
利用這種吸附現(xiàn)象,可用活性炭等吸附劑使溶液脫色、脫臭活或者除去溶液中的雜質(zhì),
以達(dá)到分離或提取某種成分的目的。
2.離子吸附
溶液中吸附劑對強(qiáng)電解質(zhì)的吸附是離子吸附。離子吸附又可分為離子選擇吸附與離子交
換吸附兩種。所謂離子選擇吸附,是吸附劑從溶液中優(yōu)先選擇吸附與自己組成、性質(zhì)有關(guān)的
離子,具體來說,也就是選擇那些能在固體表面形成難電離、難溶解或形成同晶形晶格的離
子。以AgCl固體來說,如果溶液中存在AgNO3,由于Ag+是相關(guān)離子,則被優(yōu)先吸附而使
固體表面帶正電荷,NO?一仍留在溶液中,依靠靜電引力作用與固體保持一定距離;如果溶
液中有KC1存在,CL為相關(guān)離子,優(yōu)先被吸附到固體去面而帶負(fù)電荷,K+留在溶液中,與
固體保持一定距離。
二、膠體的性質(zhì)
1.光學(xué)性質(zhì)——丁達(dá)爾效應(yīng)
當(dāng)一束光照到溶膠上,在與光路垂直的方向上可以看到一條明亮的光柱,這種現(xiàn)象叫丁
達(dá)爾(JTyndall)效應(yīng)(見圖1—3)。產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因是由于膠粒對光的散射形成的。其
他分散系也會產(chǎn)生這種現(xiàn)象,但遠(yuǎn)不如膠體的顯著,因此,利用丁達(dá)爾效應(yīng)可以區(qū)別真溶液、
懸濁液和溶膠。
2.動力學(xué)性質(zhì)——布郎運(yùn)動
在超顯微鏡下觀察溶膠粒子不斷地做無規(guī)則的熱運(yùn)動(圖17),這種運(yùn)動是植物學(xué)家布
朗(RBrown)在1827年首先觀察到的。產(chǎn)生布朗運(yùn)動的原因是周圍溶劑分子不斷從各個(gè)方向
撞擊這些膠粒,而每一瞬間受到的撞擊力在各個(gè)方向上是不同的,因而膠粒處于無秩序地運(yùn)
動狀態(tài)。
3.電學(xué)性質(zhì)——電泳
將比Fe(OH)3溶膠放人裝有兩個(gè)電極的U形管中,通電后可以看到Fe(OH)3膠體粒子向
陰極移動。如果換As2s3膠體溶液,則As2s3膠粒向陽極移動。這種膠體粒子在電場作用下
定向移動的現(xiàn)象稱為電泳。電泳現(xiàn)象說明膠體粒子是帶有電荷的,通常氫氧化鐵氫氧化鋁、
氫氧化銘這些溶膠粒子帶正電,而金、銀、銷、硫、硫化種、硫化鎖、硅酸等溶膠粒子則帶
負(fù)電。
膠粒帶電的原因主要有兩種:
(1)吸附帶電實(shí)驗(yàn)表明,膠體粒子總是選擇吸附與其組成有關(guān)的離子而帶上不同的
電荷。
(2)電離帶電例如硅膠的膠粒是由很多硅酸分子縮合而成的。表面上的硅酸分子可
以電離出H+離子。在膠體粒子表面留下SiC^一和HSiCh一離子,而使膠體粒子帶負(fù)電荷。
三、膠團(tuán)的結(jié)構(gòu)
溶膠的性質(zhì)與其結(jié)構(gòu)有關(guān),根據(jù)大量實(shí)驗(yàn)人們提出了溶膠的擴(kuò)散雙電層結(jié)構(gòu)。下面以碘
化銀溶膠為例,討論膠團(tuán)的結(jié)構(gòu)。首先Ag+與r反應(yīng)后生成Agl分子,由大量的Agl分子聚
集成大小在l—100nm的顆粒,該顆粒稱為膠核。由于膠核顆粒很小,分散度很高,因此具
有較高的表面能。如果此時(shí)體系中存在過剩的離子時(shí),膠核就要有選擇地吸附這些離子。如
果此時(shí)體系中AgNCh過量,根據(jù)"相似相吸"的原則,膠核優(yōu)先吸附Ag+而帶正電。被膠核
吸附的離子稱為電位離子。此時(shí)因膠核表面帶有較為集中的正電荷,故它會通過靜電引力而
吸引帶負(fù)電荷的NCV,通常將這些帶相反電荷的離子稱為反離子。電位離子與反離子組成
吸附層,膠核與吸附層組成膠粒,而膠粒與部分反離子(分布在膠粒周圍,稱為擴(kuò)散層)形成
不帶電的物質(zhì)稱為膠團(tuán)。其結(jié)構(gòu)的表達(dá)式如下:
+-+-
{(Agl)mAg-(n-x)NO3}x-xNO3
如果KI過量,那么膠團(tuán)的結(jié)構(gòu)為:
{(Agl)ml--(n-x)K+}x-xK+
四、溶膠的穩(wěn)定性和聚沉
膠體能保持一定的穩(wěn)定,主要是由于膠粒帶有相同符號的電荷,膠粒之間有靜電斥力,
而阻止了它們互相接觸而聚合成較大的電荷;另一方面膠粒較小,布朗運(yùn)動激烈,吸附在膠
粒表面的離子都能水化,在膠粒表面形成一層水化膜,也能阻止膠粒的聚集集。由于溶膠同
時(shí)具備聚結(jié)穩(wěn)定性和動力穩(wěn)定性,所以,溶膠般比較穩(wěn)定。如果減弱或消除這些穩(wěn)定因素,
就能使膠粒凝聚成較大顆粒而沉降,這個(gè)過程叫做聚沉。使膠體聚沉的方法有:
(1)加入電解質(zhì)例如在2mLFe(OH)3溶膠中.加入一滴OZmolL-NaCl溶液、因?yàn)?/p>
NaCl溶油含有大量的Na+和C「,C「可以減少或接近中和掉Fe(OH)3膠粒所帶的正電荷,
而使它聚沉。
(2)加入帶相反電荷的溶膠例如帶負(fù)電荷的As2s3膠體溶液與帶正電荷的Fe(OHb
膠體溶液混合時(shí),由于帶正負(fù)電荷的膠粒相互中和電性,而立即聚沉。明磯的凈水作用就是
利用明研水解生成Al(OH)3與帶負(fù)電的膠狀污物相互聚沉的結(jié)果。
(3)加熱增加了膠粒的碰撞機(jī)會,同時(shí)降低了它對離子的吸附作用,從而降低了膠
粒所帶電量和水合程度,使粒子在碰撞時(shí)聚沉。
第二講
一、授課周次:星期:授課時(shí)間:
二、課題:第二章化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡
三、教學(xué)目標(biāo):1.了解化學(xué)反應(yīng)速率的表示方法
2.掌握化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素
3.理解化學(xué)平衡的特點(diǎn)
4.掌握平衡常數(shù)的計(jì)算
5.掌握平衡常數(shù)的計(jì)算
6.影響化學(xué)化學(xué)平衡移動的因素理解呂?查德里原理及其實(shí)踐意義。
四、教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn):
化學(xué)平衡的特點(diǎn)及標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)的計(jì)算
化學(xué)平衡的特點(diǎn)及標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)的計(jì)算;影響化學(xué)化學(xué)平衡移動的因素理解呂?查德里
原理及其實(shí)踐意義。
五、教學(xué)方法:講練結(jié)合
六、教具:多媒體黑板課本
七、時(shí)間分配:復(fù)習(xí)、導(dǎo)入新課15分鐘
授課70分鐘
小結(jié)10分鐘
布置作業(yè)5分鐘
八、教學(xué)過程:
九、作業(yè)布置:
十、審批:
十一、教學(xué)后記:
十二、教學(xué)小結(jié):
第二章化學(xué)反應(yīng)速度和化學(xué)平衡
第一節(jié)化學(xué)反應(yīng)速度
一、反應(yīng)速度的表示方法
化學(xué)反應(yīng)速度是指在約定條件下反應(yīng)物通過化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物的速度(速率),常用單
價(jià)時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物濃度的減少或生成物濃度的增加來表示,濃度的單位通常用加mol時(shí)
間的單位可以根據(jù)反應(yīng)的快慢采用s(秒卜min(分)、h(小時(shí))、d(天)或a(年)等。現(xiàn)以合成NE
反應(yīng)為例說明反應(yīng)速度的表示方法和與之相關(guān)的概念。
在某條件下,合成氨反應(yīng)過程中,各物質(zhì)濃度變化情況如下:
N2(g)+3H2(R)—2NH3(g)
起始濃度(mob1.03.00
2s后濃度(md?LT)0.82.40.4
若用生成物NH3的濃度變化來表示反應(yīng)速度,則
=^=0.2(mol,L-1-s-1)
若用反應(yīng)物用、峰的濃度變化來表示,則
vs,—-口,=0.1(mol-L'^s"')
也=-2J23?3(mol,L-I-s-1)
二、影響化學(xué)反應(yīng)速度的因素
1.濃度對化學(xué)反應(yīng)速度的影響
在一定溫度下、增加反應(yīng)物濃度可以增大反應(yīng)速度。這是因?yàn)樵谝欢囟认?,對某一?/p>
學(xué)反應(yīng)來說,反應(yīng)物中活化分子百分?jǐn)?shù)是一定的,增加反應(yīng)物濃度,單位體積內(nèi)活化分子總
數(shù)增多,從而增加了單位時(shí)間內(nèi)有效碰撞頻率,因而反應(yīng)速度增大。即:
反應(yīng)速度8碰撞次數(shù)8反應(yīng)物濃度
2.溫度對化學(xué)反應(yīng)速度的影響
溫度對化學(xué)反應(yīng)速皮的影響特別顯薈。一般來說升高溫度會使化學(xué)反應(yīng)速度增大.這是
由于溫度升高,分子運(yùn)動加快.反應(yīng)物分子間的碰撞頻率增大,且升高溫度.活化分子百分
數(shù)增大。vanYHoff總結(jié)出:溫度每升高10K反應(yīng)速度一般增加2-4倍。
3.壓力對化學(xué)反應(yīng)速率的影響
溫度一定時(shí),壓力增大,即增大了濃度,反應(yīng)速率增加。
3.催化劑對化學(xué)反應(yīng)速率的影響
催化劑是一種能改變化學(xué)反應(yīng)速度而自身的組成和質(zhì)量在反應(yīng)前后不發(fā)生任何變化的
物質(zhì)。催化劑對化學(xué)反應(yīng)速度的影響叫催化作用。能加快反應(yīng)速度的催化劑叫正催化劑,使
反應(yīng)速度減慢的催化劑叫阻化劑,又叫負(fù)催化劑。催化劑的作用主要是改變了反應(yīng)的歷程,
降低了反應(yīng)的括化能,從而使反應(yīng)速度增大。
第二節(jié)化學(xué)平衡
一、可逆反應(yīng)和化學(xué)平衡
大多數(shù)的化學(xué)反應(yīng)都是可逆的,即在同樣條件下,反應(yīng)可正向進(jìn)行,也可逆向進(jìn)行。
aA十bB——cC十dD
既能向正反應(yīng)方向進(jìn)行又能向逆反府方向進(jìn)行的反應(yīng)稱為可逆反應(yīng)??赡娣磻?yīng)的方向與
正、逆兩方向的反應(yīng)速度較快的那個(gè)方向一致。隨著反應(yīng)的進(jìn)行,正、逆兩方向的反應(yīng)速度
總會出現(xiàn)相等的局面,體系中各種物質(zhì)的濃度亦不再隨時(shí)間而變化,此時(shí)體系所處的狀態(tài)叫
化學(xué)平衡。平衡狀態(tài)是化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的最大限度。
二、平衡常數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)
1.平衡常數(shù)
大量實(shí)驗(yàn)和效力學(xué)推導(dǎo)證明,在一定溫度下,任一可逆反應(yīng):
aA十bB——cC十dD
達(dá)到平衡時(shí),反應(yīng)物和產(chǎn)物的平衡濃度CA、CB、Cc、CD之間有如下關(guān)系:
Kc為濃度平衡常數(shù),這一關(guān)系式稱為平衡常數(shù)表示式。它表明:在一定溫度下,可逆
反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),產(chǎn)物濃度以方程式中計(jì)量系數(shù)為乘塞的乘積與反應(yīng)物濃度以方程式中計(jì)量
系數(shù)為乘幕的乘積之比是一常數(shù)。
當(dāng)然在一定溫度下的同一化學(xué)反應(yīng),各物質(zhì)的平衡濃度可因起始濃度的不同而有不同的
數(shù)值,但只要溫度不變,平衡常數(shù)就是一個(gè)定值,不因各物質(zhì)的平衡濃度不同而不同。平衡
常數(shù)數(shù)值的大小是反應(yīng)完全程度的標(biāo)志,平衡常數(shù)值越大,反應(yīng)可完成的程度越高;反之,
反應(yīng)可完成的程度越小。
平衡常數(shù)般是有單位的,只有當(dāng)反應(yīng)物的計(jì)量系數(shù)之和與生成物的計(jì)量系數(shù)之和相等
時(shí),才無量綱;
如果化學(xué)反應(yīng)是氣相反應(yīng),平衡常數(shù)既可用平衡時(shí)各物質(zhì)濃度之間的關(guān)系來表示,也可
用平衡時(shí)各物質(zhì)分壓之間的關(guān)系表示如反應(yīng):aA(g)十bB(g)=cC(g)十dD(g)
在某溫度下達(dá)到平衡,有
7Pc,PD
式中Kp,是用平衡時(shí)體系中各物質(zhì)的分壓關(guān)系表示的,稱為壓力平衡常數(shù)。
第二節(jié)化學(xué)平衡
2.書寫平衡常數(shù)表達(dá)式對必須注意四點(diǎn)
如果反應(yīng)涉及純固體、純液體,其濃度不寫在平衡常數(shù)表達(dá)式中。
(1)在稀溶液中進(jìn)行的反應(yīng),如反應(yīng)有水參加,水的濃度可以視為常數(shù),也不寫在平
衡常數(shù)表達(dá)式中。
+
例如;Cr2。-+H20^^2Cr<^'+2II
=―—
但在非水溶液小的反應(yīng).反應(yīng)若有水參加,則水的濃度不可以視為常數(shù),必須寫在平衡
常數(shù)表達(dá)式中。
例如:GHsOH+CH3coOHr"CH3coOQH/H20
KCCH3c(仆泗■。鄧)
c「G"50H.CCH3coOH
(2)平衡常數(shù)表達(dá)式與化學(xué)反應(yīng)方程式呈一一對應(yīng)關(guān)系;同一化學(xué)反應(yīng)方程式的寫法
不同,平衡常數(shù)的表達(dá)式就不同。
例如反應(yīng):NzQXg)-2N(>(g)
平衡時(shí)K'=;--
?NR
若將反應(yīng)式寫成2N02(g)=N2O4(g)
則K;號
cNOj
亦可將反應(yīng)式寫成yN2O4(g)1N02(g)
則
以上三種平衡常數(shù)表達(dá)式都描述同一平衡體系,但Kc/Kc竽Kc”。它們之間存在如下關(guān)系:
(3)若某個(gè)反應(yīng)可表示幾個(gè)反應(yīng)的總和,則該反應(yīng)的平衡常數(shù)等于各個(gè)反應(yīng)的平衡常
數(shù)的連乘積。例如:
SQjtg)+yC)2(g)-SOj(g)
NCMg)-NO(g)+yO2(g)
如果將兩個(gè)方程式相加,可得到:
WCso,tt
N(>(g)+SQ,(g)-NO(K)+SO3(g)KC=52=KCXKC
3.標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)
化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡的時(shí)候體系中各物質(zhì)的濃度不隨時(shí)間而改變,若把平衡濃度除以標(biāo)準(zhǔn)
濃度cO(lmol-L-l),則得到一個(gè)比值,即平衡濃度是標(biāo)準(zhǔn)濃度的倍數(shù),我們稱這個(gè)倍數(shù)為平
衡時(shí)的相對濃度。化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),各物質(zhì)的相對濃度也不再變化。如果是氣相反應(yīng),
將平衡分壓除以標(biāo)準(zhǔn)壓力P9(lOOkPa),則得到相對分壓。相對濃度和相對分壓的量綱都為
lo
時(shí)于可逆反應(yīng)〃A(aq)+AB(aq),—二cC(aq)+dD(aq)
00
平衡時(shí)A、B、C、D各物質(zhì)的相對濃度分別表示為CA/C\CB/C\CC/C、CD/C,其
標(biāo)淮濃度平衡常數(shù)Kc°可以表示為:
("尸—
,一(e)“.—)&
對于氣相反應(yīng)?A(g)+6B(g)ucC(g)+JD(g)
0
平衡時(shí)A、B、C、D各物質(zhì)的相對分壓分別表示為PA/P,、PB/Pc/P。、PiVP
其標(biāo)準(zhǔn)壓力平衡常數(shù)Kp,可以表示為:
K、,_(脫/丁),?(加/姆?
第三節(jié)化學(xué)平衡的移動
化學(xué)平衡移動
在一定條件下,可逆反應(yīng)的正反應(yīng)和逆反應(yīng)速度相等時(shí),建立化學(xué)平衡。當(dāng)外界條件變
化時(shí),平衡狀態(tài)遇到破壞,經(jīng)過一段反應(yīng)時(shí)間后,可逆反應(yīng)又更新建立平衡。在新的平衡狀
態(tài)下,反應(yīng)體系中各物質(zhì)的濃度與原來的平衡狀態(tài)下各物質(zhì)的濃度不相等。這種當(dāng)外界條件
改變,可逆反應(yīng)從一種平衡狀態(tài)轉(zhuǎn)變到另一種平衡狀態(tài)的過程叫做化學(xué)平衡移動。
1.濃度對化學(xué)平衡移動的影響
濃度對化學(xué)平衡的影響是:在其他條件不變的情況下,增加反應(yīng)物濃度或減少生成物濃
度,化學(xué)平衡向著正反應(yīng)方向移動;相反,增加生成物濃度或減少反應(yīng)物濃度,化學(xué)平衡向
著逆反應(yīng)方向移動
2.壓力對化學(xué)平衡移動的影響
壓力變化只是對那些反應(yīng)前后氣體分子數(shù)目有變化的反應(yīng)有影響,在恒溫下,增大總壓力,
平衡向氣體分子總數(shù)減小的方向移動,減小壓力,平衡向氣體分子總數(shù)增加的方向進(jìn)行。
3.溫度對化學(xué)平衡移動的影響
當(dāng)溫度升高時(shí)平衡向吸熱反應(yīng)方向移動.降溫時(shí)平衡向放熱反應(yīng)方向移動。
4.平衡原理:
如果對平衡體系施加外力,平衡將沿著減小此外力的方向移動。這一原理稱為呂?查德里
原理,又稱為平衡移動原理
第三講
一、授課周次:星期:授課時(shí)間:
二、課題:第三章原子結(jié)構(gòu)與分子結(jié)構(gòu)
三、教學(xué)目標(biāo):1.了解元素周期表及周期與族的劃分
2.掌握原子結(jié)構(gòu)與元素性質(zhì)的關(guān)系及化學(xué)鍵的分類與定義。
四、教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn):掌握原子結(jié)構(gòu)與元素性質(zhì)的關(guān)系及化學(xué)鍵的分類與定義。
五、教學(xué)方法:講練結(jié)合
六、教具:多媒體黑板課本
七、時(shí)間分配:復(fù)習(xí)、導(dǎo)入新課15分鐘
授課70分鐘
小結(jié)10分鐘
布置作業(yè)5分鐘
八、教學(xué)過程:
九、作業(yè)布置:
十、審批:
十一、教學(xué)后記:
十二、教學(xué)小結(jié):
第三章原子結(jié)構(gòu)與分子結(jié)構(gòu)
?、元素周期表
元素周期律是:隨著元素原子序數(shù)的遞增,元素的性質(zhì)呈周期性變化的規(guī)律。原子的外
電子層構(gòu)型是決定元素性質(zhì)的主要因素,而各元素原子的外電子層構(gòu)型則是隨原子序數(shù)的遞
增而呈周期性地重復(fù)排列,因此,原子核外電子排布的周期性變化是元素周期律的本質(zhì)原因。
元素周期表則是各元素原子核外電子排布呈周期性變化的反映。
二、周期與族的劃分
1.周期
元素周期表中共有7個(gè)橫行,稱為7個(gè)周期。具有相同的電子層數(shù)而又按照原子序數(shù)遞
增的順序排列的一系列元素稱為一個(gè)周期。周期的序數(shù)等于該元素的原子具有的電子層數(shù)。
各周期元素的數(shù)目是:第一周期2種,稱為特短周期;第二、三周期各有8種元素,稱為短
周期;第四、五周期各有18種,稱為長周期;第六周期有32種,稱為特長周期;第七周期
現(xiàn)在只有23種,尚未填滿,稱為不完全周期。
除第一周期外,同一周期中,從左至右,各元素原子最外電子層的電子數(shù)都是從1個(gè)逐
漸增加到8個(gè)。除第一周期從氣態(tài)元素氫開始,第七周期尚未填滿外,每一個(gè)周期的元素都
是從活潑的金屬開始,逐漸過渡到活潑的非金屬元素,最后以稀有氣體結(jié)束。
第六周期中57號元素鐲(La)到71號元素錯(cuò)(Lu),共15種元素,它們的電子層結(jié)
構(gòu)非常相似,總稱偶系元素。為了使表的結(jié)構(gòu)緊湊,將偶系元素放在周期表的同一格里,并
按原子序數(shù)遞增的順序,把它們列在表的下方,實(shí)際上還是各占一格。
第七周期的89號元素鋼(Ac)至U103號元素鎊(Lr),共15種元素,它們彼此的電子
層結(jié)構(gòu)和性質(zhì)非常相似,總稱鋼系元素。同樣放在周期表的同一格里,并按原子序數(shù)遞增的
順序另立在表下方錮系元素的下面。鋼系元素中鈾后面的元素多數(shù)是人工進(jìn)行核反應(yīng)制得的
元素,稱為超鈾元素。
2.族
在周期表中有18個(gè)縱行。除8、9、10三個(gè)縱行稱第VIII族外,其余15個(gè)縱行,每個(gè)縱
行標(biāo)作一族。族可分為主族和副族。由短周期和長周期元素共同構(gòu)成的族,稱為主族,在族
的序數(shù)(習(xí)慣上用羅馬數(shù)字表示)后面標(biāo)一個(gè)A字;完全由長周期元素構(gòu)成的族,稱為副
族,在表示族的羅馬數(shù)字后面加B表示。稀有氣體元素的化學(xué)性質(zhì)非常不活潑,在通常情
況下難發(fā)生化學(xué)反應(yīng),化合價(jià)計(jì)作0,因而稱為0族。因此,在元素周期表里,有7個(gè)主族,
7個(gè)副族,1個(gè)第卬族,1個(gè)0族,共16個(gè)族。
三、原子結(jié)構(gòu)與元素性質(zhì)
1.原子半徑
在同一主族中原子半徑的變化?般是由上而下增大的。
同一周期中原子半徑的變化一般是由左向右減小的。
2.金屬性和非金屬性
同一周期中,元素的金屬性逐漸減弱,非金屬性逐漸增強(qiáng)(從左到右)
同一主族中,自上而下,電子層數(shù)增多,半徑增大,非金屬性減弱,金屬性增強(qiáng)。
四、化學(xué)鍵
1.化學(xué)鍵
通常把分子或晶體中直接相鄰的原子或離子間的強(qiáng)烈相互作用稱為化學(xué)鍵。化學(xué)犍可以
分為離子鍵、金屬鍵和共價(jià)鍵三種類型。相應(yīng)形成的晶體為離子晶體、原子晶體和金屬晶體。
2.分類
(1)共價(jià)鍵
原子間通過共用電子對(電子云重疊)而形成的化學(xué)鍵稱為共價(jià)鍵。一般說來,同種或
電負(fù)性相差不太大的元素原子間的化學(xué)鍵都是共價(jià)鍵。
根據(jù)成鍵時(shí)原子軌道的重疊方式的不同,共價(jià)鍵可分為b鍵與n鍵。
(2)離子鍵
原子失去電子成為正離子,而原子得到電子成為負(fù)離子,由正離子和負(fù)離子之間通過靜
電引力而形成的化學(xué)鍵稱為離子鍵。由離子鍵形成的化合物稱為離子化合物。離子鍵大多存
在于晶體中,如氯化鈉晶體;也可以存在于氣體分子中,如LiF蒸氣,因離子型氣體很少,
故--般所指的離子型化合物就是離子晶體。
(3)金屬鍵
金屬原子容易失去電子,所以在金屬晶體中既有金屬原子又有金屬離子,金屬原子和附
近的離子交換著電子,這些價(jià)電子可以自由地從一個(gè)原子或離子移至另一個(gè)原子或離子,可
以看作這些價(jià)電子為許多原子或離子所共有。這些共用電子在金屬原子、金屬離子之間產(chǎn)生
一種結(jié)合力,這種結(jié)合力稱為金屬鍵。金屬鍵無方向性和飽和性,金屬鍵存在于金屬晶體之
中。
第四講
一、授課周次:星期:授課時(shí)間:
二、課題:第四章滴定分析概論
三、教學(xué)目標(biāo):1.了解滴定分析法的原理、類型、滴定分析的方式
2.掌握基準(zhǔn)物質(zhì)和標(biāo)準(zhǔn)溶液
四、教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn):理解滴定分析法的原理,掌握標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制與標(biāo)定的方法。
五、教學(xué)方法:講練結(jié)合
六、教具:多媒體黑板課本
七、時(shí)間分配:復(fù)習(xí)、導(dǎo)入新課15分鐘
授課70分鐘
小結(jié)10分鐘
布置作業(yè)5分鐘
八、教學(xué)過程:
九、作業(yè)布置:
十、審批:
十一、教學(xué)后記:
十二、教學(xué)小結(jié):
第一節(jié)滴定分析法概述
?、滴定分析法原理:
滴定分析法是化學(xué)分析法中的重要分析方法之一。將一種已知其準(zhǔn)確濃度的試劑溶液
(稱為標(biāo)準(zhǔn)溶液)滴加到被測物質(zhì)的溶液中,直到化學(xué)反應(yīng)完全時(shí)為止,然后根據(jù)所用試劑
溶液的濃度和體積可以求得被測組分的含量,這種方法稱為滴定分析法(或稱容量分析法)。
常用術(shù)語:
(1)滴定:將滴定劑從滴定管加到被測物質(zhì)溶液中的過程
(2)化學(xué)計(jì)量點(diǎn)(sp):當(dāng)加入的標(biāo)準(zhǔn)溶液與被測定的物質(zhì)按照一定的化學(xué)反應(yīng)式定量
反應(yīng)完全時(shí),即反應(yīng)達(dá)到了化學(xué)計(jì)量點(diǎn)。
(4)指示劑:能夠指示終點(diǎn)變化的試劑。
(5)滴定誤差(Et):滴定終點(diǎn)與化學(xué)計(jì)量點(diǎn)不一定恰好符合,它們之間存在著很小的
差別,由此引起測定結(jié)果的誤差稱為滴定誤差。
二、滴定分析法的特點(diǎn):
(1)加入標(biāo)準(zhǔn)溶液物質(zhì)的量與被測物質(zhì)的量恰好是化學(xué)計(jì)量關(guān)系
(2)此法適于組分含量在1%以上(常量組分)物質(zhì)的測定。有時(shí)采用微量滴定管也
能進(jìn)行微量分析。
(3)該法準(zhǔn)確度高,操作簡便、快速,儀器簡單,用途廣泛。
(4)分析結(jié)果準(zhǔn)確度高。EtW.l%
三、滴定分析法的類型
1.酸堿滴定法
2.氧化還原滴定法
3.配位滴定法
4.沉淀滴定法
四、滴定分析法對滴定反應(yīng)的要求:
1.化學(xué)反應(yīng)要按照一定的化學(xué)計(jì)量關(guān)系定量進(jìn)行。而且反應(yīng)要完全,無副反應(yīng)。
2.反應(yīng)速率要快。
3.要有簡便可行的方法來確定滴定終點(diǎn)。
五、幾種滴定方式
1.直接滴定法
直接采用標(biāo)準(zhǔn)溶液對試樣溶液進(jìn)行滴定。
2.返滴定法
先加入一定量且過量的標(biāo)準(zhǔn)溶液,待其與被測物質(zhì)反應(yīng)完全后,再用另一種滴定劑滴定
剩余的標(biāo)準(zhǔn)溶液,從而計(jì)算被測物質(zhì)的量。
3.置換滴定法
對于不按一定的計(jì)量關(guān)系進(jìn)行反應(yīng)或有副反應(yīng)的反應(yīng),可加入適量的試劑,使試劑和被
測物反應(yīng)置換出一定量的能被滴定的物質(zhì),再用適當(dāng)?shù)牡味▌┑味?,通過計(jì)量關(guān)系求含量。
4.間接滴定法
對于不和滴定劑直接反應(yīng)的物質(zhì),通過其它的化學(xué)反應(yīng),用滴定法間接測定。
六、基準(zhǔn)物質(zhì)和標(biāo)準(zhǔn)溶液
(-)基準(zhǔn)物質(zhì)
1.在空氣中要穩(wěn)定。例如加熱干燥時(shí)不分解,稱量時(shí)不吸濕,不吸收空氣中的C02,
2.純度較高(?般要求純度在99.9%以上),雜質(zhì)含量少到可以忽略(0.01-0.02%)。
3.實(shí)際組成應(yīng)與化學(xué)式完全符合。若含結(jié)晶水時(shí)如硼砂Na2B4O7/0H2O,其結(jié)晶水
的含量也應(yīng)與化學(xué)式符合。
4.試劑最好具仃較大的摩爾質(zhì)量。因?yàn)槟栙|(zhì)量越大,稱取的量就越多,稱量誤差就可
相應(yīng)的減少。
凡是符含上述條件的物質(zhì),在分析化學(xué)上稱為“基準(zhǔn)物質(zhì)”或稱“基準(zhǔn)試劑”。凡是基準(zhǔn)試
劑,都可以用來直接配成標(biāo)準(zhǔn)溶液。
(-)標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制
標(biāo)準(zhǔn)溶液:指已知其準(zhǔn)確濃度的溶液
1.直接配制法
在分析天平上準(zhǔn)確稱取一定質(zhì)量的某物質(zhì),溶解于適量水后定量轉(zhuǎn)入容量瓶中,然后稀
釋、定容并搖勻。
2.間接配制法(標(biāo)定法):
先將這類物質(zhì)配制成近似于所需濃度地溶液,然后利用該物質(zhì)與某基準(zhǔn)物質(zhì)或另?種標(biāo)
準(zhǔn)溶液之間地反應(yīng)來確定其準(zhǔn)確濃度。
3.提高標(biāo)定準(zhǔn)確度地方法:
(1)標(biāo)定時(shí)應(yīng)平行測定3-4次,測定結(jié)果地相對偏差不大于0.2%。
(2)稱取基準(zhǔn)物質(zhì)的量不能太少。應(yīng)大于0.2000g
(3)滴定時(shí)消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積不應(yīng)太少,20-25ml
(4)配制和標(biāo)定溶液時(shí)使用的量器,如滴定管、容量瓶和移液管等,在必要時(shí)應(yīng)校正
其體積,并考慮溫度的影響。
(5)標(biāo)定后的溶液應(yīng)妥善保存。
七、滴定分析計(jì)算的依據(jù)和常用公式
aA+bB===cC+dD
當(dāng)反應(yīng)定量完成達(dá)到計(jì)量點(diǎn)時(shí),nB:nA=b:a
即CBVB:CAVA==b:a
uj得CAVA==(a/b)CBVBITIA/MA===(a/b)CBVB
八、滴定分析法的有關(guān)計(jì)算
1.標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制(直接法)、稀釋與增濃
公式:mB=cBVBMBCAVA=C/VA/原則:稀釋或增濃前后總?cè)苜|(zhì)的量不變。
2.標(biāo)定溶液濃度的有關(guān)計(jì)算
公式:mA/MA=(a/b)cBVB
A代表基準(zhǔn)物質(zhì)。
該公式可計(jì)算①待標(biāo)定溶液中溶質(zhì)B的濃度。
②估算基準(zhǔn)物質(zhì)的稱量范圍
③估算滴定劑的體積。
3.物質(zhì)的量濃度與滴定度之間的換算
⑴TB/A=mA/VB
B為標(biāo)準(zhǔn)溶液(滴定劑)中溶質(zhì)的化學(xué)式。A為被測物質(zhì)的化學(xué)式
ITIA的單位為g.VB的單位為ml
⑵物質(zhì)的量濃度與滴定度之間的換算公式
cB=10XTBJA.?—(b/a反應(yīng)摩爾比)
此a
a肛
TB/A=CBX-X
b1000
例:試將0.01000mol/LKMnC>4改以滴定度晨雨./小。、表示
2+3+
滴定反應(yīng)+5Fe+8”+++5Fe+4H2O
5
Mx7
T----------------£.xr
/KM.Q/F.0100QXCKM“O4
T===0.003993g/ml
4.被測物質(zhì)的質(zhì)量和質(zhì)量分?jǐn)?shù)的計(jì)算
“4,、m4(a/b)cKVKMA
公式:rriA==(a/b)CBVBMA3A==-------------------------------
加sms
補(bǔ)充:常用于標(biāo)定酸溶液的基準(zhǔn)物質(zhì):
1.Na2co3:180℃干燥2—3hr。270"C干燥I—2hro
2.硼砂:Na2B2O7
10
Na2B207+2HCl+5H2O=4H.,B03+2NaClKa=5.8x10
硼酸H3BO3是一元酸,由于硼是缺電子原子,它加合了水中的OH而釋放出H+顯酸性。
在硼酸中加入多羥基化合物,則可使之顯強(qiáng)酸性,用強(qiáng)酸來滴定。
常用于標(biāo)定堿的基準(zhǔn)物質(zhì)
1.草酸:H2c2。4
2.鄰苯二甲酸氫鉀:
第五講
一、授課周次:星期:授課時(shí)間:
二、課題:實(shí)驗(yàn)三鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制與標(biāo)定
三、教學(xué)目標(biāo):
四、教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn):
五、教學(xué)方法:
六、教具:
七、時(shí)間分配:2學(xué)時(shí)
八、教學(xué)過程:
九、作業(yè)布置:
十、審批:
十一、教學(xué)后記:
十二、教學(xué)小結(jié):
實(shí)驗(yàn)三鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制與標(biāo)定
一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>
1.掌握HC1標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制方法。
2.掌握用無水碳酸鈉作基準(zhǔn)物質(zhì)標(biāo)定HC1溶液的原理和方法。
3.正確判斷甲基橙滴定終點(diǎn)。
4.掌握酸式滴定管的操作。
二、實(shí)驗(yàn)原理
1.用硼砂標(biāo)定鹽酸溶液的反應(yīng):
Na2B4O7-10H2O+2HC1=4H3BO3+NaCl+5H2O
化學(xué)計(jì)量點(diǎn)時(shí)的pH=5.27,可選甲基紅作批示劑。
2C(Na2B4O7)r(Na2B4O7)
C(HC1)=-------------------------
r(HCl)
2.硼砂標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度計(jì)算:
m(Na?B4O7-10H?O)
C(Na2B4O7)=----------------------------------------
Af(Na2B4O7-10H2O)xV
三、儀器和試劑
儀器:萬分之一分析天平,50ml酸堿滴定管各1支,20ml移液管1支,10ml量筒1支,
表面皿1個(gè),250ml錐形瓶2只,250ml容量瓶2只,250ml燒杯,洗耳球1只,玻璃棒1
根,移液管架1個(gè),藥匙1個(gè),滴定臺。
試劑:濃鹽酸(密度1.19g-cm-3,質(zhì)量分?jǐn)?shù)37%),硼砂(分析純),甲基紅指示劑
四、實(shí)驗(yàn)步驟
1.配缶IJ0.1mol/L鹽酸250mL
用量筒量取計(jì)算所需體積的濃鹽酸,注入事先盛有少量蒸儲水的燒杯中,稀釋后轉(zhuǎn)入
250mL容量瓶中定容。將所配溶液轉(zhuǎn)入潔凈的試劑瓶中,用玻璃瓶塞塞住瓶口,搖勻,貼
好標(biāo)簽,待標(biāo)定。
2.硼砂標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制
取?個(gè)潔凈且干燥的表面皿,在分析天平上用直接稱量法稱取硼砂基準(zhǔn)物1.9g(稱準(zhǔn)至
0.1mg),轉(zhuǎn)移至潔凈的250mL燒杯中,從洗瓶中擠出少量蒸儲水沖洗表面皿3次,洗液一
并轉(zhuǎn)入燒杯,加入蒸儲水至約40ml,加熱溶解,冷至室溫。將溶液全部轉(zhuǎn)入潔凈的100mL
容量瓶中定容。計(jì)算硼砂標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度。
3.鹽酸的標(biāo)定
取潔凈的20mL移液管一支,用少量硼砂標(biāo)準(zhǔn)溶液淌洗3次。準(zhǔn)確移取硼砂標(biāo)準(zhǔn)溶液
20.00mL于250mL潔凈的錐形瓶中,加入甲基紅指示劑2滴,用待定的鹽酸溶液滴定,至
溶液顏色由黃色轉(zhuǎn)變?yōu)槌壬?,即為滴定終點(diǎn)。記錄所消耗鹽酸的體積,平行滴定3-4次。計(jì)
算鹽酸溶液的濃度。
五、討論
六、思考題
1.如何配制鹽酸(0.2mol/L)溶液1000ml?
2.用碳酸鈉標(biāo)定鹽酸溶液,滴定至近終點(diǎn)時(shí),為什么需將溶液煮沸?煮沸后為什么又要
冷卻后再滴定至終點(diǎn)?
3.用碳酸鈉為基準(zhǔn)物標(biāo)定鹽酸溶液的濃度,如需消耗0.2mol/LHC1約22ml時(shí),應(yīng)稱
取碳酸鈉多少克?
第六講
一、授課周次:星期:授課時(shí)間:
二、課題:第四章滴定分析概論
三、教學(xué)目標(biāo):1.掌握誤差的分類及誤差的特點(diǎn)
2.掌握誤差及偏差的計(jì)算公式
四、教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn):掌握誤差及偏差的計(jì)算公式。
五、教學(xué)方法:講練結(jié)合
六、教具:多媒體黑板課本
七、時(shí)間分配:復(fù)習(xí)、導(dǎo)入新課15分鐘
授課70分鐘
小結(jié)10分鐘
布置作業(yè)5分鐘
八、教學(xué)過程:
九、作業(yè)布置:
十、審批:
十一、教學(xué)后記:
十二、教學(xué)小結(jié):
第二節(jié)誤差的基本知識
在食品檢驗(yàn)中,誤差是客觀存在的,有必要先了解實(shí)驗(yàn)過程中誤差產(chǎn)生的原因及誤差出
現(xiàn)的規(guī)律。
1.誤差的分類
試驗(yàn)誤差是指測定結(jié)果與真實(shí)值之間的差值,根據(jù)誤差產(chǎn)生的原因和性質(zhì),誤差可以分
為系統(tǒng)誤差和偶然誤差兩類。
(1)系統(tǒng)誤差:是指在一定實(shí)驗(yàn)條件下的數(shù)次測定中,由于某種固定的原因或某些經(jīng)
常出現(xiàn)的因素所引起的誤差。
特點(diǎn):在每次測定時(shí)均重復(fù)出現(xiàn),其大小在同一試驗(yàn)中是恒定的,或在實(shí)驗(yàn)條件改變時(shí),
誤差按照某一確定規(guī)律變化。具有單向性,即大小,正負(fù)都有一定的規(guī)律性,可預(yù)先估計(jì)。
根據(jù)系統(tǒng)誤差的性質(zhì)及產(chǎn)生的原因,分為:
①方法誤差:由于實(shí)驗(yàn)方法本身不夠完善而引起的誤差,例如:在質(zhì)量分析中,由于沉
淀溶解損失而產(chǎn)生的誤差;在滴定分析中,化學(xué)反應(yīng)不完全、指示劑選擇不當(dāng)以及干擾離子
的影響等原因而造成的誤差。
②儀器誤差:儀器本身的缺陷造成的誤差,如天平兩臂長度不相等,祛碼、滴定管、容
量瓶等未經(jīng)校正而引起的誤差。
③試劑誤差:試劑不純、蒸儲水中有被測物質(zhì)或干擾物質(zhì)造成的誤差。
④個(gè)人誤差:個(gè)人誤差是指由于操作人員的個(gè)人主觀原因造成的誤差。例如,個(gè)人對顏
色的敏感程度不同,在辨別滴定終點(diǎn)顏色時(shí),偏深或偏淺等都會引起誤差。
(2)偶然誤差:是指在分析過程中由于某些偶然的原因造成的誤差,也叫隨機(jī)誤差或
不可定誤差。通常是測量條件,如實(shí)驗(yàn)室溫度、濕度或電壓波動等,有變動而得不到控制,
使某次測量值異于正常值。偶然誤差的特征是大小和正負(fù)都不固定,在操作中不能完全避免。
2.誤差的表示方法
(1)準(zhǔn)確度與誤差準(zhǔn)確度表示分析結(jié)果與真實(shí)值接近的程度。準(zhǔn)確度的大小,用絕對
誤差或相對誤差表示。若以x表示測量值,以u代表真實(shí)值,則絕對誤差和相對誤差的表
示方法如下:
絕對誤差=x-〃
相對誤差=2二幺、100%
絕對誤差和相對誤差都有正值和負(fù)值。正值表示實(shí)驗(yàn)結(jié)果偏高,負(fù)值表示實(shí)驗(yàn)結(jié)果偏低。
(2)精密度與偏差對于不知道真實(shí)值的場合,可以用偏差的大小來衡量測定結(jié)果的好
壞。偏差是指測定值xi與測定的平均值x之差,它可以用來衡量測定結(jié)果的精密度。精
密度是指在同一條件下,對同一樣品進(jìn)行多次重復(fù)測定時(shí)各測定值相互接近的程度,偏差愈
小,說明測定的精密度愈高。
精密度可以用絕對偏差、相對平均偏差、標(biāo)準(zhǔn)偏差與相對標(biāo)準(zhǔn)偏差來表示。
①絕對偏差和平均偏差:測量值與平均值之差稱為絕對偏差。絕對偏差越大,精密度越
低。若令x代表一組平行測定的平均值,則單個(gè)測量值xi的絕對偏差d為:
d=x?-x
“值有正負(fù)。各單個(gè)偏差絕對值的平均值稱為平均偏差為
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