物理化學(xué)電解質(zhì)溶液課件

物理化學(xué)電解質(zhì)溶液課件匯報(bào)人：小無(wú)名13目錄電解質(zhì)溶液基本概念與性質(zhì)酸堿平衡及緩沖溶液沉淀溶解平衡及應(yīng)用氧化還原反應(yīng)與電化學(xué)基礎(chǔ)配位化合物結(jié)構(gòu)與性質(zhì)界面現(xiàn)象與膠體科學(xué)簡(jiǎn)介電解質(zhì)溶液基本概念與性質(zhì)010102電解質(zhì)在水溶液中或熔融狀態(tài)下能夠?qū)щ姷幕衔铩７请娊赓|(zhì)在水溶液中和熔融狀態(tài)下都不能導(dǎo)電的化合物。電解質(zhì)與非電解質(zhì)定義共價(jià)化合物以共用電子對(duì)形成分子的化合物，如非金屬氫化物、非金屬氧化物等。離子化合物由陰陽(yáng)離子通過(guò)離子鍵形成的化合物，常見離子化合物包含活潑金屬金屬氧化物、強(qiáng)堿、絕大多數(shù)的含氧酸等。離子化合物與共價(jià)化合物在一定溫度下，某固態(tài)物質(zhì)在100g溶劑中達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí)所溶解的質(zhì)量。溫度、壓力、溶劑種類、溶質(zhì)性質(zhì)等。溶解度影響因素溶解度及影響因素表示物質(zhì)傳輸電流能力強(qiáng)弱的物理量，通常用電導(dǎo)率儀進(jìn)行測(cè)量。單位物質(zhì)的量的溶液在相距1m的兩平行電極間具有1V的電壓時(shí)，溶液中所具有的電導(dǎo)。電導(dǎo)率摩爾電導(dǎo)率電導(dǎo)率與摩爾電導(dǎo)率酸堿平衡及緩沖溶液0201酸堿定義凡是能給出質(zhì)子的分子或離子為酸，凡是能接受質(zhì)子的分子或離子為堿。02酸堿反應(yīng)實(shí)質(zhì)質(zhì)子在酸堿之間的轉(zhuǎn)移。03酸堿強(qiáng)度酸給出質(zhì)子和堿接受質(zhì)子的能力，與酸堿本身的性質(zhì)和溶劑有關(guān)。酸堿質(zhì)子理論沉淀溶解平衡常數(shù)（Ksp）表達(dá)式各等于溶液中每一溶度積的常數(shù)次方之積，例如Ksp(AgCl)=[Ag+][Cl-]。水的離子積常數(shù)（Kw）表達(dá)式為Kw=[H+][OH-]，常溫下Kw=10^-14。多元弱酸的酸式酸根離子水解常數(shù)（Kh）表達(dá)式為Kh=Kw/Ka，Ka為多元弱酸的電離常數(shù)。酸堿平衡常數(shù)及計(jì)算緩沖溶液原理01通過(guò)共軛酸堿對(duì)的調(diào)節(jié)，使溶液pH值保持相對(duì)穩(wěn)定。02緩沖溶液制備選擇合適的共軛酸堿對(duì)，按一定比例混合，加入適量水溶解即可。03緩沖溶液作用抵抗外來(lái)少量強(qiáng)酸、強(qiáng)堿或水的稀釋，保持溶液pH值基本不變。緩沖溶液原理及制備血液緩沖系統(tǒng)包括碳酸氫鹽緩沖系統(tǒng)、磷酸鹽緩沖系統(tǒng)等，維持血液pH值在7.35~7.45之間。肺呼吸調(diào)節(jié)通過(guò)呼出CO2調(diào)節(jié)血液中H2CO3濃度，從而維持酸堿平衡。腎臟排泄調(diào)節(jié)通過(guò)排出H+或HCO3-調(diào)節(jié)體內(nèi)酸堿負(fù)荷，維持酸堿平衡。細(xì)胞內(nèi)液緩沖細(xì)胞內(nèi)液中的蛋白質(zhì)、磷酸鹽和有機(jī)酸等也具有緩沖作用，可減輕細(xì)胞外液酸堿變化對(duì)細(xì)胞的影響。生物體內(nèi)酸堿平衡調(diào)節(jié)沉淀溶解平衡及應(yīng)用03沉淀溶解平衡的建立在一定條件下，難溶電解質(zhì)的溶解速率等于其沉淀速率，形成動(dòng)態(tài)平衡。沉淀溶解平衡的移動(dòng)改變條件（如溫度、濃度、pH等）可使平衡發(fā)生移動(dòng)，從而影響沉淀的生成或溶解。沉淀溶解平衡原理在一定溫度下，難溶電解質(zhì)的飽和溶液中各離子濃度的冪之積為一常數(shù)，稱為溶度積常數(shù)（Ksp）。溫度、電解質(zhì)本性、溶液離子強(qiáng)度等。溶度積常數(shù)及影響因素影響溶度積常數(shù)的因素溶度積常數(shù)的定義當(dāng)溶液中存在多種難溶電解質(zhì)時(shí)，由于它們的溶度積不同，可能會(huì)分步生成沉淀。分步沉淀在某些情況下，某些離子可能同時(shí)與多種難溶電解質(zhì)發(fā)生沉淀反應(yīng)，形成共沉淀現(xiàn)象。共沉淀分步沉淀和共沉淀現(xiàn)象利用沉淀溶解平衡原理進(jìn)行分離通過(guò)控制條件使目標(biāo)物質(zhì)以沉淀形式析出，從而實(shí)現(xiàn)與其他物質(zhì)的分離。利用分步沉淀和共沉淀現(xiàn)象進(jìn)行提純通過(guò)選擇合適的沉淀劑和條件，使雜質(zhì)與目標(biāo)物質(zhì)分步或共同沉淀，從而達(dá)到提純的目的。在分離提純中應(yīng)用氧化還原反應(yīng)與電化學(xué)基礎(chǔ)04

氧化還原反應(yīng)基本概念氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)氧化反應(yīng)是指物質(zhì)失去電子（或電子對(duì)偏離）的反應(yīng)，還原反應(yīng)是物質(zhì)獲得電子（或電子對(duì)偏向）的反應(yīng)。氧化劑和還原劑氧化劑是使其他物質(zhì)氧化而自身被還原的物質(zhì)，還原劑是使其他物質(zhì)還原而自身被氧化的物質(zhì)。氧化數(shù)表示元素氧化態(tài)的數(shù)值，通常等于元素的化合價(jià)。原電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置，其工作原理基于氧化還原反應(yīng)中電子的轉(zhuǎn)移。原電池工作原理原電池由正極、負(fù)極、電解質(zhì)和導(dǎo)線等組成。正極是發(fā)生還原反應(yīng)的電極，負(fù)極是發(fā)生氧化反應(yīng)的電極，電解質(zhì)提供離子導(dǎo)電的通路。原電池組成原電池工作原理及組成電極電勢(shì)及其影響因素電極電勢(shì)是描述電極上氧化還原反應(yīng)進(jìn)行難易程度的物理量，用符號(hào)E表示，單位為伏特(V)。電極電勢(shì)電極電勢(shì)受溫度、壓力、電解質(zhì)濃度和電極材料等因素的影響。一般情況下，溫度升高，電極電勢(shì)降低；壓力增大，電極電勢(shì)增大；電解質(zhì)濃度增大，電極電勢(shì)降低；不同電極材料具有不同的電極電勢(shì)。影響因素常見電池類型和性能比較干電池：干電池是一種以糊狀電解液來(lái)產(chǎn)生直流電的化學(xué)電池。其優(yōu)點(diǎn)是體積小、重量輕、使用方便等；缺點(diǎn)是容量小、壽命短、不環(huán)保等。鉛酸蓄電池：鉛酸蓄電池是一種電極主要由鉛及其氧化物制成，電解液是硫酸溶液的蓄電池。其優(yōu)點(diǎn)是放電時(shí)電動(dòng)勢(shì)較穩(wěn)定、工作電壓平穩(wěn)、使用溫度及使用電流范圍寬等；缺點(diǎn)是比能低、使用壽命短和日常維護(hù)頻繁等。鋰離子電池：鋰離子電池是一種由鋰金屬或鋰合金為負(fù)極材料、使用非水電解質(zhì)溶液的電池。其優(yōu)點(diǎn)是能量密度高、自放電率低、無(wú)記憶效應(yīng)等；缺點(diǎn)是成本高、安全性差等。燃料電池：燃料電池是一種把燃料所具有的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)換成電能的化學(xué)裝置。其優(yōu)點(diǎn)是能量轉(zhuǎn)化效率高、環(huán)境友好等；缺點(diǎn)是成本高、技術(shù)成熟度低等。配位化合物結(jié)構(gòu)與性質(zhì)05配位化合物組成和命名組成配位化合物由中心原子（或離子）和配體組成。中心原子通常是金屬元素，而配體則提供孤對(duì)電子與中心原子形成配位鍵。命名配位化合物的命名遵循一定的規(guī)則，包括確定中心原子、配體的名稱和數(shù)量，以及整個(gè)化合物的電荷和對(duì)稱性。配位鍵是由配體提供的孤對(duì)電子與中心原子的空軌道重疊形成的。這種鍵的形成增加了化合物的穩(wěn)定性和反應(yīng)性。配位鍵的形成根據(jù)電子云的分布和重疊方式，配位鍵可分為σ鍵和π鍵。σ鍵是頭對(duì)頭重疊形成的，而π鍵則是肩并肩重疊形成的。配位鍵的類型配位鍵理論簡(jiǎn)介沉淀溶解平衡常數(shù)（Ksp）表達(dá)式表示難溶電解質(zhì)在溶液中達(dá)到沉淀溶解平衡時(shí)，各離子濃度冪的乘積，例：AgCl的Ksp=［Ag+］×［Cl-］。沉淀溶解平衡常數(shù)的應(yīng)用溶度積常數(shù)反映了難溶電解質(zhì)在水中的溶解能力。當(dāng)化學(xué)式所表示的組成中陰、陽(yáng)離子個(gè)數(shù)比相同時(shí)，Ksp越小的越難溶于水，反之則易溶于水。配位平衡常數(shù)計(jì)算催化劑01許多配位化合物在化學(xué)反應(yīng)中作為催化劑使用，能夠加速反應(yīng)的進(jìn)行并提高產(chǎn)率。分析化學(xué)02配位化合物在分析化學(xué)中用于分離和檢測(cè)金屬離子和其他物質(zhì)。例如，EDTA（乙二胺四乙酸）可以與多種金屬離子形成穩(wěn)定的配位化合物，從而用于金屬離子的滴定分析。生物醫(yī)學(xué)03配位化合物在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域也有廣泛應(yīng)用，如作為藥物載體、診斷和治療試劑等。例如，順鉑是一種含鉑的配位化合物，用于治療多種癌癥。在生產(chǎn)生活中應(yīng)用界面現(xiàn)象與膠體科學(xué)簡(jiǎn)介06VS液體表面層由于分子引力不均衡而產(chǎn)生的沿表面作用于任一界線上的張力。潤(rùn)濕現(xiàn)象固體表面被液體覆蓋的過(guò)程，潤(rùn)濕程度與固液界面張力有關(guān)。表面張力表面張力與潤(rùn)濕現(xiàn)象吸附作用物質(zhì)在相界面上的濃度自動(dòng)發(fā)生變化的現(xiàn)象，分為物理吸附和化學(xué)吸附。要點(diǎn)一要點(diǎn)二表面活性劑能顯著降低溶液表面張力的物質(zhì)，具有親水基和疏水基。吸附作用和表面活性劑具有丁達(dá)爾效應(yīng)、電泳現(xiàn)象、布朗運(yùn)動(dòng)等特性。包括