第二章-溶液和膠體溶液

第二章

溶液和

膠體溶液主要內(nèi)容§2.1分散系§2.2溶液組成的表示方法及配制§2.3稀溶液的依數(shù)性§2.4膠體§2.5表面現(xiàn)象§2.1分散系

一種或數(shù)種物質(zhì)分散在另一種物質(zhì)中所形成的體系稱(chēng)為分散系。被分散的物質(zhì)稱(chēng)為分散質(zhì)或分散相，容納分散質(zhì)的物質(zhì)稱(chēng)為分散介質(zhì)或分散劑。分散系的某些性質(zhì)常隨分散質(zhì)粒子的大小而改變，因此，按分散質(zhì)顆粒的大小不同可將分散系分為三類(lèi)：分子（或離子）分散系、膠體分散系、粗分散系，三者之間無(wú)明顯的界限。§2.1分散系

分子或離子分散系是分散相粒子直徑小于1nm的分散系，也稱(chēng)真溶液或溶液，因分散相粒子很小，不能阻止光線(xiàn)通過(guò)，所以溶液是透明的。溶液具有高度穩(wěn)定性。例如鹽水和糖水等。

溶液中的分散相也稱(chēng)溶質(zhì)，分散劑稱(chēng)溶劑，一般不指明溶劑的溶液都為水溶液?！?.1分散系膠體分散系即膠體溶液，分散相粒子大小在1～100nm之間，屬于這一類(lèi)分散系的有溶膠和高分子化合物溶液。膠體分散系的膠體粒子能透過(guò)濾紙，但不能透過(guò)半透膜。膠體是物質(zhì)的一種分散狀態(tài)，只要以1～100nm之間的粒子分散于另一物質(zhì)中時(shí)，就成為膠體?！?.1分散系粗分散系按分散相狀態(tài)的不同又分為懸濁液（固體分散在液體中—如泥漿）和乳濁液（液體分散在液體中—如牛奶）。在粗分散系中，分散相粒子大于100nm。粗分散系外觀(guān)上是渾濁的，不透明的；分散相顆粒不能透過(guò)濾紙或半透膜；不穩(wěn)定。第二節(jié)溶液組成的表示方法及配制一、溶解和溶解度（一）溶解

在一定溫度下，將固體溶質(zhì)放到某一溶劑中時(shí)，處在固體表面上的分子或離子，由于與溶劑分子的相互作用（溶劑化作用），而逐漸由表及里離開(kāi)固體表面，并均勻地?cái)U(kuò)散到溶劑中。這個(gè)過(guò)程我們稱(chēng)之為溶解。其相反的過(guò)程我們叫做結(jié)晶。

第二節(jié)溶液組成的表示方法及配制一、溶解和溶解度（一）溶解

在物質(zhì)溶解和結(jié)晶過(guò)程中，當(dāng)V溶>V結(jié)時(shí)，則表現(xiàn)為溶解；反之，則表現(xiàn)為結(jié)晶。當(dāng)V溶=V結(jié)時(shí)，溶液的濃度在給定條件下保持不變,未溶解的溶質(zhì)和已溶解的溶質(zhì)處于平衡狀態(tài)，這種狀態(tài)叫溶解平衡。在一定溫度下，已達(dá)平衡狀態(tài)的溶液，我們叫飽和溶液。第二節(jié)溶液組成的表示方法及配制一、溶解和溶解度（一）溶解在一定溫度下，若溶液的濃度小于在該溫度下的飽和溶液的濃度，該種溶液叫不飽和溶液。反之，若溶液的濃度超過(guò)了飽和溶液的濃度時(shí)，這種溶液叫做過(guò)飽和溶液。過(guò)飽和溶液是一個(gè)不穩(wěn)定的體系。

第二節(jié)溶液組成的表示方法及配制一、溶解和溶解度（二）溶解度

在一定條件下，一定量的溶劑溶解溶質(zhì)達(dá)飽和時(shí)，所含溶質(zhì)的量稱(chēng)為溶解度。通常用一定溫度下，100克溶劑形成飽和溶液時(shí)所溶解溶質(zhì)的質(zhì)量（單位為克）表示。如果不指明溶劑，通常所說(shuō)的溶解度是指物質(zhì)在水里的溶解度。

易溶>10g可溶1-10g

微溶0.1-1g難溶<0.1g第二節(jié)溶液組成的表示方法及配制二、溶液組成的表示方法及換算（一）溶液組成的表示方法1.物質(zhì)的量濃度CB

物質(zhì)的量濃度定義為物質(zhì)的量濃度SI單位是mol·m-3，醫(yī)學(xué)上常用：mol·L-1、mmol·L-1和μmol·L-1等。第二節(jié)溶液組成的表示方法及配制二、溶液組成的表示方法及換算（一）溶液組成的表示方法1.物質(zhì)的量濃度CB

B的物質(zhì)的量nB與B的質(zhì)量mB、摩爾質(zhì)量MB之間的關(guān)系可用下式表示：

第二節(jié)溶液組成的表示方法及配制二、溶液組成的表示方法及換算（一）溶液組成的表示方法2.質(zhì)量濃度ρB

質(zhì)量濃度定義為：

質(zhì)量濃度的SI單位是kg·m-3，醫(yī)學(xué)上常用：g·L-1、mg·L-1和μg·L-1。第二節(jié)溶液組成的表示方法及配制二、溶液組成的表示方法及換算（一）溶液組成的表示方法3.質(zhì)量分?jǐn)?shù)ωB

質(zhì)量分?jǐn)?shù)定義為：

質(zhì)量分?jǐn)?shù)無(wú)單位，可以用小數(shù)或百分?jǐn)?shù)表示。第二節(jié)溶液組成的表示方法及配制二、溶液組成的表示方法及換算（一）溶液組成的表示方法4.體積分?jǐn)?shù)φB

體積分?jǐn)?shù)定義為：體積分?jǐn)?shù)無(wú)單位，用小數(shù)或百分?jǐn)?shù)表示。第二節(jié)溶液組成的表示方法及配制二、溶液組成的表示方法及換算（一）溶液組成的表示方法5.摩爾分?jǐn)?shù)摩爾分?jǐn)?shù)定義為：摩爾分?jǐn)?shù)無(wú)單位。摩爾分?jǐn)?shù)與溫度無(wú)關(guān)，在物理化學(xué)中廣為使用。第二節(jié)溶液組成的表示方法及配制二、溶液組成的表示方法及換算（一）溶液組成的表示方法6.質(zhì)量摩爾濃度bB

質(zhì)量摩爾濃度定義為質(zhì)量摩爾濃度的單位mol·kg-1。質(zhì)量摩爾濃度與溫度無(wú)關(guān)，在物理化學(xué)中廣為使用。第二節(jié)溶液組成的表示方法及配制二、溶液組成的表示方法及換算（二）溶液組成表示方法的換算常用以下兩公式進(jìn)行換算。1．2．第二節(jié)溶液組成的表示方法及配制三、溶液的制備（一）溶液的配制（1）計(jì)算（2）稱(chēng)量（3）溶解（4）移液（5）洗滌（6）定容第二節(jié)溶液組成的表示方法及配制三、溶液的制備（二）溶液的稀釋

C1V1=C2V2

C1、C2分別為溶液稀釋前后的濃度；V1、V2為稀釋前后的體積。使用此公式時(shí)，應(yīng)注意等式兩邊的單位一致。第二節(jié)溶液組成的表示方法及配制三、溶液的制備（三）溶液的混合

C1V1+C2V2=C（V1+V2）

C1、C2分別為兩種溶液混合前的濃度；V1、V2分別為兩種溶液混合前的體積；C為混合溶液濃度。使用此公式時(shí)，也應(yīng)注意等式兩邊的單位一致。第三節(jié)稀溶液的依數(shù)性一、溶液的蒸氣壓下降

在一定溫度下，將一杯純水放在密閉的容器中，由于分子的熱運(yùn)動(dòng)，一部分能量較高的水分子從水面逸出，擴(kuò)散到空氣中形成水蒸氣，這一過(guò)程稱(chēng)為蒸發(fā)；水蒸氣的分子也在不斷地運(yùn)動(dòng)著，其中一些分子又重新回到水面變成液態(tài)水，這一過(guò)程稱(chēng)為凝結(jié)。當(dāng)蒸發(fā)速度與凝結(jié)速度相等時(shí)，水面上的蒸氣壓不再發(fā)生變化，此時(shí)的蒸氣壓稱(chēng)為該溫度下的飽和水蒸氣壓，簡(jiǎn)稱(chēng)蒸氣壓，單位為kPa。第三節(jié)稀溶液的依數(shù)性一、溶液的蒸氣壓下降在一定溫度下，向純水中加入少量的難揮發(fā)的非電解質(zhì)，測(cè)定發(fā)現(xiàn)溶液的蒸氣壓下降了。第三節(jié)稀溶液的依數(shù)性一、溶液的蒸氣壓下降拉烏爾定律：在一定溫度下，難揮發(fā)的非電解質(zhì)稀溶液的蒸氣壓下降與溶液的質(zhì)量摩爾濃度成正比。即：第三節(jié)稀溶液的依數(shù)性二、溶液的沸點(diǎn)升高

第三節(jié)稀溶液的依數(shù)性二、溶液的沸點(diǎn)升高當(dāng)溶液中加入難揮發(fā)的非電解質(zhì)時(shí)，由于蒸氣壓的下降，要使溶液的蒸氣壓和外界壓強(qiáng)相等，顯然要升高溫度。難揮發(fā)非電解質(zhì)稀溶液的沸點(diǎn)升高與溶液的質(zhì)量摩爾濃度成正比。即：第三節(jié)稀溶液的依數(shù)性三、溶液的凝固點(diǎn)降低第三節(jié)稀溶液的依數(shù)性三、溶液的凝固點(diǎn)降低難揮發(fā)非電解質(zhì)稀溶液的凝固點(diǎn)下降與溶液的質(zhì)量摩爾濃度成正比。即：第三節(jié)稀溶液的依數(shù)性四、溶液的滲透壓（一）滲透現(xiàn)象和滲透壓第三節(jié)稀溶液的依數(shù)性四、溶液的滲透壓（一）滲透現(xiàn)象和滲透壓第三節(jié)稀溶液的依數(shù)性四、溶液的滲透壓（一）滲透現(xiàn)象和滲透壓這種溶劑分子通過(guò)半透膜由純?nèi)軇┻M(jìn)入溶液的過(guò)程稱(chēng)為滲透現(xiàn)象。簡(jiǎn)稱(chēng)滲透。產(chǎn)生滲透現(xiàn)象的必要條件：（1）有半透膜存在；（2）半透膜兩側(cè)的溶液濃度不相等，即膜兩側(cè)的溶液存在濃度差。

第三節(jié)稀溶液的依數(shù)性四、溶液的滲透壓（一）滲透現(xiàn)象和滲透壓

滲透的方向：總是趨于自發(fā)縮小膜兩側(cè)溶液的濃度差，即溶劑分子的滲透方向總是從純?nèi)軇┮粋?cè)進(jìn)入溶液一側(cè)，或是從稀溶液一側(cè)進(jìn)入濃溶液一側(cè)。第三節(jié)稀溶液的依數(shù)性四、溶液的滲透壓（一）滲透現(xiàn)象和滲透壓為維持溶液與溶劑之間的滲透平衡而需要的超額壓力稱(chēng)為滲透壓。滲透壓用符號(hào)Π表示，單位是Pa或kPa。如果在溶液一側(cè)增加更大的壓力，溶劑分子的滲透方向就會(huì)從溶液一側(cè)進(jìn)入純?nèi)軇┮粋?cè)，此種操作稱(chēng)為反滲透。第三節(jié)稀溶液的依數(shù)性四、溶液的滲透壓（二）滲透壓與濃度和溫度的關(guān)系

ΠV=nRT或Π=cRT

對(duì)于非電解質(zhì)稀溶液，物質(zhì)的量濃度近似地與質(zhì)量摩爾濃度相等，所以可以將計(jì)算公式改寫(xiě)成：

Π≈bBRT

第三節(jié)稀溶液的依數(shù)性四、溶液的滲透壓（二）滲透壓與濃度和溫度的關(guān)系對(duì)于電解質(zhì)溶液，在計(jì)算滲透壓時(shí)應(yīng)考慮電解質(zhì)的電離，因此滲透壓公式引進(jìn)了校正系數(shù)i。

Π=icRT≈ibBRT

對(duì)強(qiáng)電解質(zhì)稀溶液，i可近似看成1mol電解質(zhì)能夠電離出離子的物質(zhì)的量。第三節(jié)稀溶液的依數(shù)性四、溶液的滲透壓（三）滲透壓在醫(yī)學(xué)上的意義1.滲透濃度我們把溶液中能產(chǎn)生滲透效應(yīng)的各種溶質(zhì)的粒子（分子或離子）統(tǒng)稱(chēng)為滲透活性物質(zhì)。滲透活性物質(zhì)的量除以溶液的體積，即溶液中能產(chǎn)生滲透效應(yīng)的所有溶質(zhì)粒子的總濃度叫溶液的滲透濃度，用符號(hào)cos表示，常用單位為mmol·L-1。第三節(jié)稀溶液的依數(shù)性四、溶液的滲透壓（三）滲透壓在醫(yī)學(xué)上的意義2.等滲、低滲和高滲溶液滲透壓相等的兩種溶液稱(chēng)為等滲溶液。滲透壓不同的兩種溶液，把滲透壓相對(duì)高的溶液叫做高滲溶液，把滲透壓相對(duì)低的溶液叫做低滲溶液。第三節(jié)稀溶液的依數(shù)性四、溶液的滲透壓（三）滲透壓在醫(yī)學(xué)上的意義2.等滲、低滲和高滲溶液在臨床上，所謂等滲、低滲或高滲溶液是以血漿總滲透壓作為判斷標(biāo)準(zhǔn)的，由于正常人血漿總滲透壓的正常范圍相當(dāng)于280～320mmol·L-1，在此范圍內(nèi)的溶液稱(chēng)為生理等滲液。高于320mmol·L-1為高滲液，低于280mmol·L-1為低滲液。大量輸液時(shí)，應(yīng)用等滲溶液是一個(gè)基本原則。

第三節(jié)稀溶液的依數(shù)性四、溶液的滲透壓（三）滲透壓在醫(yī)學(xué)上的意義2.等滲、低滲和高滲溶液

第三節(jié)稀溶液的依數(shù)性四、溶液的滲透壓（三）滲透壓在醫(yī)學(xué)上的意義3.晶體滲透壓和膠體滲透壓由小分子物質(zhì)產(chǎn)生的滲透壓叫做晶體滲透壓；由高分子物質(zhì)產(chǎn)生的滲透壓叫做膠體滲透壓。由于小分子物質(zhì)的質(zhì)點(diǎn)數(shù)遠(yuǎn)大于大分子物質(zhì)的質(zhì)點(diǎn)數(shù)，故晶體滲透壓力大于膠體的滲透壓力。第四節(jié)膠體一、溶膠的性質(zhì)(一)

溶膠的光學(xué)性質(zhì)－丁達(dá)爾效應(yīng)第四節(jié)膠體一、溶膠的性質(zhì)（二）溶膠的動(dòng)力學(xué)性質(zhì)——布朗運(yùn)動(dòng)第四節(jié)膠體一、溶膠的性質(zhì)（三）溶膠的電學(xué)性質(zhì)——電泳現(xiàn)象1.電泳

第四節(jié)膠體一、溶膠的性質(zhì)（三）溶膠的電學(xué)性質(zhì)——電泳現(xiàn)象1.電泳

在外電場(chǎng)作用下，帶電膠粒在介質(zhì)中的定向移動(dòng)稱(chēng)為電泳。從電泳的方向可以判斷膠粒所帶的電荷。溶膠向正極遷移，膠粒帶負(fù)電，稱(chēng)為負(fù)溶膠；溶膠向負(fù)極遷移，膠粒帶正電，稱(chēng)為正溶膠。

第四節(jié)膠體一、溶膠的性質(zhì)（三）溶膠的電學(xué)性質(zhì)——電泳現(xiàn)象1.電泳

把溶膠充滿(mǎn)多孔性隔膜，膠粒被吸附而固定。在外電場(chǎng)作用下，液體介質(zhì)將通過(guò)多孔隔膜向與介質(zhì)電荷相反的電極方向移動(dòng)，這種現(xiàn)象稱(chēng)為電滲。第四節(jié)膠體一、溶膠的性質(zhì)（三）溶膠的電學(xué)性質(zhì)——電泳現(xiàn)象1.電泳

第四節(jié)膠體一、溶膠的性質(zhì)（三）溶膠的電學(xué)性質(zhì)——電泳現(xiàn)象2.膠粒帶電的原因（1）選擇性吸附作用（2）膠核表面分子離解

第四節(jié)膠體二、膠團(tuán)的結(jié)構(gòu)第四節(jié)膠體二、膠團(tuán)的結(jié)構(gòu)

膠團(tuán)（電中性）

膠粒（帶負(fù)電）

｛[AgI]m·nI-·(n-x)K+

｝x-·xK+

膠核吸附層擴(kuò)散層（帶正電）第四節(jié)膠體三、溶膠的穩(wěn)定性和聚沉

(一)溶膠的穩(wěn)定性1.布朗運(yùn)動(dòng)2.膠粒帶電3.水化膜第四節(jié)膠體三、溶膠的穩(wěn)定性和聚沉（二）溶膠的聚沉1.加入電解質(zhì)2.加入帶相反電荷的溶膠3.加熱第五節(jié)表面現(xiàn)象一、表面張力和表面能第五節(jié)表面現(xiàn)象一、表面張力和表面能

液體表面層分子B所受到的周?chē)噜彿肿拥淖饔昧κ遣粚?duì)稱(chēng)的，其受到垂直于表面向內(nèi)的吸引力更大，這個(gè)力即為表面張力，用符號(hào)σ表示，單位為：N·m-1。液體表面層的分子比內(nèi)部分子所多余的能量叫表面能，用符號(hào)E表示，單位是J·m-2。第五節(jié)表面現(xiàn)象一、表面張力和表面能表面能的大小與表面張力和表面積的乘積成正比。

E=σ·A

表面積的大小與物體顆粒大小有關(guān)。對(duì)于一定量的物體，其表面積和表面能隨著分散度的增加而迅速增大。

第五節(jié)表面現(xiàn)象一、表面張力和表面能物體的表面能也有自動(dòng)降低的趨勢(shì)。第五節(jié)表面現(xiàn)象二、吸附現(xiàn)象

吸附現(xiàn)象是固體或液體表面吸引其它物質(zhì)的分子、原子或離子聚集在其表面上的現(xiàn)象。吸附現(xiàn)象可發(fā)生在固體物質(zhì)表面也可發(fā)生在液體表面，具有吸附能力的物質(zhì)稱(chēng)為吸附劑（如活性炭），被吸附的物質(zhì)稱(chēng)為吸附質(zhì)（如溴蒸氣）。第五節(jié)表面現(xiàn)象二、吸附現(xiàn)象（一）固體表面的吸附固體的表面不能自動(dòng)縮小，它只能依賴(lài)于吸附其它物質(zhì)以降低表面能。疏松多孔的固體或細(xì)粉末狀的物質(zhì)，具有很大的表面積如活性炭、硅膠、活性氧化鋁、鉑黑等都是良好的吸附劑。

第五節(jié)表面現(xiàn)象二、吸附現(xiàn)象（二）液體表面的吸附1.NaCl、KNO3等無(wú)機(jī)鹽類(lèi)以及蔗糖、甘露醇等多羥基有機(jī)物溶于水，可使水表面張力稍微升高。2.醇、酸、酯等大多數(shù)有機(jī)物進(jìn)入水中，水表面張力逐漸降低。3.肥皂、烷基苯磺酸鹽(合成洗滌劑)進(jìn)入水中，在一定范圍內(nèi)，使水的表面張力顯著降低。第五節(jié)表面現(xiàn)象二、吸附現(xiàn)象（二）液體表面的吸附

若加入的溶質(zhì)能降低溶劑表面張力，這種吸附稱(chēng)為正吸附（簡(jiǎn)稱(chēng)吸附）；反之，若加入的溶質(zhì)增高溶劑的表面張力，這種吸附稱(chēng)為負(fù)吸附。凡能升高溶液的表面張力，產(chǎn)生負(fù)吸附的物質(zhì)稱(chēng)為表面惰性物質(zhì)。凡能夠顯著降低溶液的表面張力，產(chǎn)生正吸附的物質(zhì)稱(chēng)為表面活性物質(zhì)（或稱(chēng)表面活性劑）。第五節(jié)表面現(xiàn)象三、表面活性劑（