《基礎化學》課件-第四章

第四章4.1.1理想氣體狀態(tài)方程氣體與分散系統(tǒng)生產生活中常見氣體氫氣二氧化碳氧氣水蒸氣理想化模型抓住主要矛盾進行簡化處理；為實物的研究提供類比標準。理想氣體的微觀模型理想氣體忽略氣體分子的自身體積，將分子看成是有質量的幾何點；假設分子間沒有相互吸引和排斥，即不計分子勢能；分子與器壁之間發(fā)生的碰撞是完全彈性的，不造成動能損失。理想氣體的微觀模型理想氣體氣體分子之間作用力可以忽略，分子本身的大小可以忽略的氣體。高溫低壓條件下的氣體近似看作理想氣體服從理想氣體狀態(tài)方程的氣體理想氣體狀態(tài)方程p、V、T波義耳英國(1627～1691)查理法國（1746～1823年）阿伏伽德羅意大利（1776～1856）氣體p、V、T之間的關系理想氣體狀態(tài)方程式：描述理想氣體處于平衡態(tài)時壓力、體積、物質的量和溫度之間關系的一個數學方程。壓力，Pa體積，m3pV=nRT物質的量，mol摩爾氣體常數，R=8.314J·mol·K-1熱力學溫度，K理想氣體狀態(tài)方程在實際工作中的應用式中：m——氣體的質量，g；

M——氣體的摩爾質量，g·mol-1。；理想氣體狀態(tài)方程的應用：式中：

ρ

——氣體的密度，g·mL-1；理想氣體狀態(tài)方程理想氣體模型宏觀行為只需討論以氣體物質的變化為例；將氣體看做理想氣體來簡化問題。整個反應系統(tǒng)就相當于理想氣體的混合物。理想氣體混合物的兩個定律--分壓定律對于整個理想氣體混合物在溫度和體積相同情況下，混合氣體的總壓力等于各組分氣體的分壓力之和，稱作道爾頓分壓定律?！罓栴D英國化學家道爾頓或理想氣體混合物的兩個定律--分壓定律道爾頓分壓定律：混合物中任一組分單獨存在于相同溫度、體積條件下產生的壓力B組分的分壓沒有化學反應發(fā)生時各組分氣體符合理想氣體狀態(tài)方程理想氣體混合物的兩個定律--分壓定律對于任一組分氣體B，其分壓力為：或代入總壓表達式得：可得：即：道爾頓分壓定律：任一組分B在整個系統(tǒng)中所占的摩爾分數所有組分的摩爾分數之和為1混合氣體中任一組分的分壓等于該組分的摩爾分數與總壓的乘積。理想氣體混合物等溫、等體積等溫、等壓符合道爾頓分壓定律理想氣體混合物等溫、等體積等溫、等壓總體積等于各組分氣體的分體積之和（阿瑪格分體積定律）符合道爾頓分壓定律理想氣體混合物的兩個定律--分體積定律或阿瑪格分體積定律：混合物中任一組分單獨存在于相同溫度、壓力條件下產生的體積B組分的分壓理想氣體混合物的兩個定律--分體積定律對于任一組分氣體B，其分體積為：或代入總體積表達式得：可得：即：阿瑪格分體積定律：任一組分B在整個系統(tǒng)中所占的摩爾分數混合氣體中任一組分的分體積等于該組分的摩爾分數與總體積的乘積。比較定律公式相同點不同點道爾頓分壓定律一、適用于理想氣體混合物；二、沒有特殊說明可以將所有氣體看作理想氣體做近似處理；三、可以近似求算實際氣體的摩爾分數、分壓和分體積；四、yB均表示任一組分B的物質的量在整個系統(tǒng)中所占分數。適用于等溫、等體積情況阿瑪格分體積定律適用于等溫、等壓力情況即體積分數等于壓力分數等于摩爾分數。比較定律公式相同點不同點道爾頓分壓定律一、適用于理想氣體混合物；二、沒有特殊說明可以將所有氣體看作理想氣體做近似處理；三、可以近似求算實際氣體的摩爾分數、分壓和分體積；四、yB均表示任一組分B的物質的量在整個系統(tǒng)中所占分數。適用于等溫、等體積情況阿瑪格分體積定律適用于等溫、等壓力情況即體積分數等于壓力分數等于摩爾分數。小結我們在桑拿房久待就會感覺胸悶氣短，這是什么原因呢？理想氣體性質理想氣體混合物性質4.1.2真實氣體理想氣體及理想氣體狀態(tài)方程引言理想氣體方程理想氣體忽略了分子本身的體積和分子間的相互作用。真實氣體真實情況下的真實氣體我們又該如何處理呢？真實氣體理想氣體狀態(tài)方程高溫、低壓其他情況范德華修正了理想氣體狀態(tài)方程；提出了范德華氣體狀態(tài)方程。針對真實氣體與理想氣體產生偏差的兩個主要原因；1910年諾貝爾物理學獎獲得者范德華氣體方程p：測量壓力V：容器體積T：氣體溫度n：氣體的物質的量a：與氣體分子間吸引力有關的物理常數b：與氣體分子體積有關的物理常數真實氣體狀態(tài)方程：范德華方程式a、b：與氣體種類有關的物理常數統(tǒng)稱為范德華常數范德華氣體方程實際測得的壓力＜按理想氣體推測出的壓力范德華方程的特點：考慮了被理想氣體模型所忽略的氣體分子自身大小和分子之間的相互作用力。修正壓力項考慮分子間作用力對壓力的影響范德華氣體方程實際測得的壓力＜按理想氣體推測出的壓力真實氣體：必須在實測壓力的基礎上加上由于分子間作用力而減小的壓力。修正體積項真實氣體中實際運動的體積應該是總體積扣除分子本身具有的體積。范德華氣體方程氣體a(m2·atm·mol)106b(m3·mol)10-6H20.2427.0He0.0424.0N21.3839.0O21.3532.0H2O5.4530.0CO23.5843.0幾種常見氣體的范德華常數a=0，b=0對于理想氣體：范德華氣體方程處在低壓、高溫條件下的某種真實氣體：分子間的距離很大分子之間的相互作用微乎其微分子間的距離遠遠大于分子本身氣體本身的體積影響也可忽略范德華氣體方程處在低壓、高溫條件下的某種真實氣體：范德華氣體方程處在高壓、低溫條件下的某種真實氣體：增大壓力；降低溫度；氣體分子間的距離減??；分子間相互作用和分子本身的體積不能忽略；10.0molC2H6氣體在300K充入4.86×10－3m3的容器中，測得其壓力為3.445MPa。分別用（1）理氣狀態(tài)方程（2）范德華方程計算容器內氣體的壓力（已知a=0.5562Pa·m3/mol2;b=6.380×10－3m3/mol）。例：課堂練習10.0molC2H6氣體在300K充入4.86×10－3m3的容器中，測得其壓力為3.445MPa。分別用（1）理氣狀態(tài)方程（2）范德華方程計算容器內氣體的壓力（已知a=0.5562Pa·m3/mol2;b=6.380×10－3m3/mol）。例：(1)=10.0×8.314×300/(4.86×10－3)=5.13MPa

(2)MPa實測壓力為3.445MPa結論對于中壓范圍的氣體范德華方程計算結果更準確。范德華氣體方程應用范德華方程在實際生產生活中的應用安全生產——幫助企業(yè)了解氣體的性質，采取有效措施防止事故發(fā)生。環(huán)保領域——用于精確評估氣體的排放量和環(huán)境影響，為環(huán)保政策制定提供科學依據。計算化工生產載氣、冷凝氣等氣體的體積、溫度和壓強等參數，為工程設計提供理論依據。范德華方程在實際生產生活中的應用安全生產——幫助企業(yè)了解氣體的性質，采取有效措施防止事故發(fā)生。環(huán)保領域——用于精確評估氣體的排放量和環(huán)境影響，為環(huán)保政策制定提供科學依據。計算化工生產載氣、冷凝氣等氣體的體積、溫度和壓強等參數，為工程設計提供理論依據。4.2溶液及組成表示方法引言氧氣稀有氣體氮氣二氧化碳大約占空氣總體積的78.1%……空氣分散在氮氣中形成的氣體混合物空氣引言氯化鈉注射液鋼材空氣引言什么是溶液？溶液溶液：由兩種或兩種以上的物質混合形成的均勻穩(wěn)定的分散系統(tǒng)。固態(tài)溶液氣態(tài)溶液液態(tài)溶液根據溶液的聚集狀態(tài)分類空氣鋼氯化鈉注射液溶液溶液：由兩種或兩種以上的物質混合形成的均勻穩(wěn)定的分散系統(tǒng)。液態(tài)溶液根據溶液的聚集狀態(tài)分類水溶液非水溶液氯化鈉注射液苯溶液、乙醇溶液A：溶劑B：溶質空氣溶液組成的常用質量分數物質的量濃度摩爾分數質量摩爾濃度表示方法質量分數例如：10g90g水100g溶液定義：系統(tǒng)中溶質的質量（）與溶液質量（）之比，稱為組分B的質量分數，用表示。物質的量濃度質量分數摩爾分數質量摩爾濃度物質的量：符號為n，單位為mol。1mol為精確包含阿伏伽德羅常數個原子或分子等基本單元的系統(tǒng)的物質的量。1mol的任何物質所含有的該物質的微粒數與阿伏伽德羅常數相等。物質的量nB含有B物質的基本單元數為NA=6.022×1023個。例如：表示為同一個溶液溶液本身沒有變化n(HSO)

=1mol24

n(HSO)

=2mol24物質的量nB含有B物質的基本單元數為NA=6.022×1023個。用來計數的粒子形式不同單位體積內粒子的數目不一樣物質的量不一樣例如：物質的量濃度定義：單位體積（V）的溶液中所含溶質B的物質的量（nB），稱為溶質B的物質的量濃度，簡稱B的濃度。符號表示：cB單

位：mol·L-1定義：物質B的物質的量與系統(tǒng)總物質的量之比，也稱為物質的量分數。符號表示：

xB/yB

摩爾分數：溶質的摩爾分數溶劑的摩爾分數xA+xB=1質量摩爾濃度定義：溶液中溶質B的物質的量nB與溶劑A的質量m之比，稱為溶質B的質量摩爾濃度。符號表示：bB單

位：mol·kg-1溶劑的質量單位是千克（kg）質量摩爾濃度符號表示：bB單

位：mol·kg-1溶劑的質量單位是千克（kg）常用的溶液組成的表示方法小結質量分數物質的量濃度摩爾分數質量摩爾濃度30g乙醇(B)溶于50g四氯化碳(A)中形成溶液，其密度為ρ=1.28×103kg/m3，試用質量分數、摩爾分數、物質的量濃度和質量摩爾濃度來表示該溶液的組成。課后練習4.3.1溶液的蒸汽壓下降溶液的蒸汽壓下降生活中的現象：一、為什么在高原上煮飯不容易熟？二、為什么要在結冰的路面上撒鹽？三、為什么輸液時通常將藥物溶解在0.9%的生理鹽水或5%葡萄糖溶液中？溶液性質的影響因素溶液的性質一、溶液性質與溶質本性有關顏色、體積、氧化還原性、酸堿性、導電性及表面張力等顏色導電性表面張力溶液的性質二、溶液性質與溶質本性無關蒸氣壓下降、沸點升高、凝固點降低、和滲透壓等僅決定于溶液中溶質粒子的數目稀溶液的依數性：在稀溶液中只與溶質的數目有關而與溶質本性無關的性質。稀溶液的通性溶液的性質測定難揮發(fā)性溶質的相對分子質量；臨床補液；討論體內電解質代謝問題。溶液的蒸氣壓下降溶液的蒸氣壓下降水的蒸發(fā)在一定溫度下將盛有水的燒杯置于一個空的密閉容器中，液體內的一部分動能較高的分子，可克服液體內部的吸引力，而離開液面，形成氣相的過程。溶液的蒸氣壓下降水蒸氣的凝結氣相中的蒸氣分子碰撞到液面，被吸引到液相中去的過程。溶液的蒸氣壓下降飽和蒸汽壓由液面蒸發(fā)的分子數由氣相回到液體中的分子數溶液的蒸氣壓下降一定溫度下，密閉容器中液相和它的氣相達到平衡狀態(tài)時，蒸氣所具有的分壓，簡稱蒸氣壓。飽和蒸汽壓符號表示：P單位：Pa或kPa蒸氣壓的大小由什么決定？影響蒸氣壓的因素——物質的本性相同溫度下，不同的液體具有不同的飽和蒸氣壓。沸點越高分子間引力愈大蒸氣壓越小影響蒸氣壓的因素——物質的本性固體有沒有蒸汽壓？有，一般很小易升華的固體會顯示出明顯的蒸汽壓，如碘單質。H2O在不同溫度下的蒸氣壓T

(℃

)T

(K

)p

(kPa)02730.6106202932.33854031312.33368034347.3426100373101.3247150423476.0262結論：飽和蒸氣壓僅與液體的本質和溫度有關。蒸氣壓下降如果在上述的純溶劑中加入溶質配成溶液，會發(fā)生怎么樣的變化呢？純溶劑分子溢出稀溶液中溶劑分子溢出溶液的蒸氣壓下降蒸氣壓下降蒸氣壓下降結論：在一定溫度下達到平衡時，含有難揮發(fā)性溶質的溶液，其蒸氣壓總是低于同溫度下純溶劑的蒸氣壓。溶劑及稀溶液的蒸汽壓示意圖溶液的蒸氣壓下降溶液濃度越大，蒸氣壓下降越多。難揮發(fā)性非電解質稀溶液的蒸氣壓下降與溶液濃度的關系。拉烏爾定律拉烏爾Raoult定律①第一表達式：pA

=

pA*

xApA*：純溶劑蒸氣壓pA

：溶液的蒸氣壓xA

：溶劑的摩爾分數xA

＜1，故pA＜pA*∵

xA+

xB

=1pA

=

pA*

xA∴

pA*=

pA*（1-

xB）

Δp

=pA

-

pA*=po-po（1-

xB）=

poxB∴

Δp

=

pA*xB②第二表達式：計算溶液蒸氣壓的下降值設：xB為溶質的摩爾分數溶液的濃度越大，蒸汽壓下降的越多Raoult定律BAA A AnBnBnB

nB

MAm /

M

mx

nA

nB nBb質量摩爾濃度為：Δp

=

poxB

=

pobB·MA令

poM

A=

K故

xB=

bB·M③第三表達式Raoult定律僅適合于稀溶液

nA>>nB，

nA+nB≈

nA

mnB

Δp

=

K

bBK：溶劑的蒸汽壓下降常數Raoult定律①第一表達式p

=

poxAΔp

=

poxBΔp

=

K

bB②第二表達式③第三表達式Raoult定律在一定溫度下，難揮發(fā)性非電解質稀溶液增加下降與溶質的質量末濃度成正比關系，而與溶質的本性無關。.4.3.2沸點升高和凝固點降低沸點升高和凝固點降低高原煮飯結冰路面撒鹽溶液的沸點升高任何溫度下處于液體表面的分子都會蒸發(fā)沸點當液體沸騰時，其蒸汽壓與外部壓力（通常為101.3kPa）相等，這時的溫度就稱為液體的沸點。溫度≥液體沸點液體內部形成氣泡開始沸騰內部分子從液相中溢出變?yōu)檎羝芤旱姆悬c升高沸點當液體沸騰時，其蒸汽壓與外部壓力（通常為101.3千帕）相等，這時的溫度就稱為液體的沸點。溫度/℃020406080100120蒸氣壓/kPa0.612.337.3719.9247.34101.33202.65不同溫度下水的蒸氣壓溶液的沸點升高沸騰的特征溶劑水甲醇乙醇丙酮氯仿苯四氯化碳Tb*/(K)373.15337.66351.48329.3334.35353.1349.87一、純物質有確定的沸點。水的沸點：100℃，乙醇的沸點：78.4℃，苯的沸點：80.1℃二、溶液的沸點是指溶液剛開始沸騰的溫度。當溶液中加入少量的難揮發(fā)非電解質之后，溶液的沸點會發(fā)生什么變化呢？同一溫度下，溶液的蒸汽壓總是要低于純溶劑的蒸汽壓。溶液的沸點總是比純溶劑的沸點高。稀溶液沸點升高示意圖蒸氣壓P/PaPc

Tb溫度T/KAB純溶劑溶液溶液的沸點升高ΔTb=Tb－Tb*=KbbB溶劑水甲醇乙醇丙酮氯仿苯四氯化碳Kb/(K·kgmol)0.520.831.191.733.852.605.02溶液的沸點升高與蒸汽壓下降有關根據拉烏爾定律得：溶液的沸點升高與溶液的質量摩爾濃度呈正比關系。溶劑沸點升高常數，K·kg·mol-1溶質質量摩爾濃度，kg·mol-1高原煮飯不易煮熟溶液的沸點升高高原地區(qū)海拔高，氣壓低，水的沸點較低加熱不到100攝氏度時水就開始沸騰高壓鍋煮食物溶液的沸點升高水蒸氣不易外泄；水不斷的汽化成水蒸氣；鍋內氣壓增大，鍋內水的沸點升高。食物容易煮熟溶液的凝固點凝固點：在一定外壓下物質的液固兩相平衡共存時的溫度。蒸氣壓相等溫度/℃-60-40-200204060100水的蒸氣壓/Pa6112388737619916101325冰的蒸氣壓/Pa1.0812.84103.26611水的凝固點溶液的凝固點降低溶液的凝固點降低純溶劑中加入非電解質溶質；凝固時僅是溶劑析出；需要進一步降低溫度；溶劑不斷析出至溶液達到飽和；最終全部凝結成固體。共晶混合物溶液的凝固點降低蒸氣壓P/PaP*

Tf溫度T/KAB純溶劑溶液P純固體圖2-4稀溶液凝固點降低示意圖結論：溶液的凝固點比溶劑低。溶液的凝固點降低蒸氣壓P/PaP*

Tf溫度T/KAB純溶劑溶液P純固體圖2-4稀溶液凝固點降低示意圖純固體、純溶劑和溶液的蒸氣壓曲線圖ΔTf

=Tf*－Tf

=Kf

bB溶劑水甲醇乙醇丙酮氯仿苯四氯化碳Kb/(K·kgmol)0.520.831.191.733.852.605.02凝固點降低值與溶液的蒸汽壓成正比，而蒸汽壓又與溶液的質量摩爾濃度成正比。根據拉烏爾定律得：溶液的凝固點降低與其質量摩爾濃度成正比關系。溶液凝固點降低常數，K·kg·mol-1溶質質量摩爾濃度，kg·mol-1溶液的凝固點降低拋灑無機鹽溶解冰雪溶液的凝固點降低氯化鈉和冰的混合物，溫度降到-22℃。氯化鈣和冰的混合物，溫度降到-55℃。氯化鈉固體顆粒，溶液的冰點下降。沸點升高和凝固點降低原理應用實例ΔTf=Tf

-Tf=Kf·bB×Am

mB

/

MBbB

=相對分子質量Mr的測定沸點升高法：ΔTb

→

Mr凝固點降低法：ΔTf

→

Mr測定方法：BM

K

f

mBΔTfb×mA＝沸點升高和凝固點降低原理應用實例汽車水箱中加入防凍液冬天防止水箱中的水結冰夏天防止水箱開鍋溶液的沸點升高和凝固點降低的原理及應用4.4單組分系統(tǒng)的相圖單組分系統(tǒng)的相圖單組分的物態(tài)方程（卡拉佩龍方程）從熱力學的角度研究相平衡，可以判斷單組分系統(tǒng)兩相平衡時溫度和壓力的關系。引言相圖：用來描述多相系統(tǒng)的狀態(tài)如何隨溫度、壓力、組成等強度性質變化而變化，并用幾何圖形來表示這種狀態(tài)的變化的圖。單組分系統(tǒng)相圖p/Pas0lgT/K單組分系統(tǒng)相圖p/Pas0lgT/K純組分氣固液溫度和壓力之間存在一定的函數關系克拉佩龍方程單組分系統(tǒng)相圖p/Pas0lgT/K純組分氣固液溫度和壓力之間存在一定的函數關系克拉佩龍方程單組分系統(tǒng)相圖p/Pas0lgT/KC=

1f

=

C

－P＋2

=

3

－P單相兩相三相平衡共存P=1，f=2，雙變量系統(tǒng)，相面；P=2

，f=1

，單變量系統(tǒng)，相線；P=3

，f=0

，無變量，相點。水的相圖分析水的相圖分析相圖分析的內容說明相圖中各相區(qū)、相線、相點的物理意義；討論外界條件的改變對相平衡系統(tǒng)的影響。單組分系統(tǒng)相圖一、相線分析OA線水和水蒸氣的兩相平衡線，即水的飽和蒸氣壓曲線。OA斜率＞0水的蒸氣壓隨溫度升高而增大。（水的沸點隨外壓增大而升高）OA線右端終止于水的臨界點。（Tc=647.4K，pc=2.21×104kPa）′′單組分系統(tǒng)相圖一、相線分析′超臨界流體：當溫度和壓力高于臨界點時，氣液界面消失。超臨界流體萃取技術如：從許多藥用植物中高質量提取有效藥物成分，操作條件靈活且易調節(jié)，幾乎沒有有機溶劑的殘留。溫度低于凝固點溫度，但仍然沒有結冰。單組分系統(tǒng)相圖一、相線分析′過冷水的飽和蒸氣壓與溫度的關系曲線。OD線′亞穩(wěn)狀態(tài)單組分系統(tǒng)相圖一、相線分析′OB線′冰和水蒸氣的兩相平衡線，即冰的升華（蒸氣壓）曲線。OB線斜率＞0，且＞OA線斜率′′冷凍干燥技術分離提純手段冷凍式干燥機可以除去壓縮空氣中的水分，確保藥物的純度和穩(wěn)定性。單組分系統(tǒng)相圖一、相線分析′OC線′冰和水的兩相平衝線，即冰的熔點曲線。OC線斜率＜0壓力增大水的凝固點降低單組分系統(tǒng)相圖二、相區(qū)分析′氣相區(qū)（AOB）′液相區(qū)（AOC）′固相區(qū)（COB）′在三個區(qū)域的一定范圍內，任意改變溫度或壓力，不會引起相變化。三、相點分析′單組分系統(tǒng)相圖O點：水的三相平衡共存，溫度為273.16K。′黃子卿中國物理化學的奠基人之一；中國物理化學的一代宗師?！鋯谓M分系統(tǒng)相圖O點：水的三相平衡共存，溫度為273.16K?！潼S子卿中國物理化學的奠基人之一；中國物理化學的一代宗師。三相點物質自身的特性，不受外界條件的影響。冰點在大氣壓力下水、冰、水蒸氣三相共存時的溫度。冰點在大氣壓力下水、冰、水蒸氣三相共存時的溫度。常壓情況下水的凝固點是273.15K；凝固點比水的三相點要低0.01K；單組分系統(tǒng)相圖三、相點分析′系統(tǒng)點：相圖中的任一點代表系統(tǒng)的一個狀態(tài)。當外界條件改變時，對系統(tǒng)相變化的影響。q點→在一定壓力和溫度下的水蒸氣。p點→水和水蒸氣兩相半衡點。f點→一定溫度和壓力下的水。物理化學參數在很多實際生產和科學研究中具有重要的指導意義。單組分系統(tǒng)相圖溫度壓力對系統(tǒng)相變化的影響遇到相似問題時勤動腦多思考；建立良好的科學思維和創(chuàng)新意識。4.5溶液的表面吸附表面張力與吸附作用溶液的表面吸附通過實驗發(fā)現在水溶液中，表面張力隨組成的變化有三種類型。溶液的表面張力不僅與溫度壓力有關，還與溶質的種類及其濃度有關。溶液的表面張力溶液表面張力與濃度的關系I

：Ⅱ

：短鏈醇、醛、酮、酸和胺等有機物；無機鹽、非揮發(fā)性的酸或堿及蔗糖、甘露醇等多羥基有機物；Ⅲ

：碳原子數為八個以上的直長鏈有機酸堿金屬鹽、磺酸鹽、硫酸鹽和苯磺酸鹽等。溶液的表面張力溶液表面張力與濃度的關系第Ⅲ類物質分子中的非極性基團＞第Ⅱ類C12H25OSO3:Na溶于水后極性的親水基團硫酸根離子“-OSO3-”與水發(fā)生強烈的水合作用；“C12H25-”烷基鏈為非極性基團，與水之間僅有范德華力存在，而水分子間的作用力用很大，從而將碳氫鏈部分趕出水相。溶液的表面張力溶液表面張力與濃度的關系兩親特性使溶質分子集中到兩相界面上的趨勢增加。只需少量這樣的物質，溶液的表面張力就會顯著降低，這類物質稱為表面活性劑。加入的溶質能降低溶液的表面張力溶質在表面相濃度高于液相內部加入的溶質使溶液的表面張力升高溶質在表面相濃度低于其在液相內部的濃度溶液的表面吸附溶液表面層與液相內部的組成不同的現象稱為在溶液的表面吸附。吉布斯吸附等溫式：吉布斯吸附等溫式吉布斯c：溶液中溶質的濃度σ：溶液的表面張力Γ：單位面積表面相中吸附溶質的過剩量，也叫表面過剩量。吉布斯吸附等溫式溶液的表面張力隨著溶質的加入而降低，Γ為正值，是正吸附。溶質在表面層中的溶質濃度高于體相。溶液的表面張力隨著溶質的加入而升高，Γ為負值，是負吸附。表面層中溶質濃度低于體相中溶質的濃度。例如：表面惰性物質例如：表面活性劑表面活性劑這種定向排列使水表面上不飽和的立場得到某種程度上的平衡，從而降低了表面張力。不對稱性兩親特性表面活性物質分類類別實例離子型表面活性劑（表面活性劑溶于水時，能電離生成離子）陰離子型羧酸鹽RCOOM+，硫酸酯鹽ROSO3M+磺酸鹽RSOM+，磷酸酯鹽ROPOM+陽離子型伯胺鹽RNHX，季胺鹽RN+(CH3)3X吡啶鹽兩性型氨基酸型RN+CH2CH2COO甜菜堿型RN+（CH3）2CH2COO非離子型表面活性劑（在水中不電離）聚氧乙烯醚RO(CH2CH2O)nH聚氧乙烯酯RCOO(CH2CH2O)nH多元醇酯型RCOOCH2C(CH2CH2O)3表面活性物質的HLB值表面活性物質的親水性和親油性是一種重要依據。HLB值越小，其親水性越弱，親油性越強。親水親油平衡值HLB表示表面活性物質的親水性和親油性的相對強弱。表面活性物質的HLB值是個相對值表面活性物質的HLB值其它表面活性物質的HLB值可用乳化實驗對其乳化效果決定（HLB=1-40），也可以用公式進行測算。以沒有親水基只有親油性的石蠟HLB=0，親水性較強的十二烷基磺酸鈉的HLB=40為標準。表面活性物質的HLB值根據HLB值可以得知表面活性物質的主要用途。HLB值范圍主要用途HLB值范圍主要用途1～3消泡劑12～15潤濕劑3～6油包水型（W/O）乳化劑13～15洗滌劑8～18水包油型（O/W）乳化劑15～18增溶劑HLB值范圍主要用途HLB值范圍主要用途1～3消泡劑12～15潤濕劑3～6油包水型（W/O）乳化劑13～15洗滌劑8～18水包油型（O/W）乳化劑15～18增溶劑國家綠色發(fā)展理念表面活性劑的生產和使用造成的環(huán)境問題也引起了廣泛關注。消泡劑乳化劑洗滌劑國家綠色發(fā)展理念綠色發(fā)展理念是新時期化學工業(yè)的發(fā)展的必然趨勢。近年來我國綠色表面活性技術和產品發(fā)展較快，部分產品已處于國際先進水平。4.6.1膠體與分散系膠體與分散系牛奶豆?jié){膠體化學膠體化學研究的對象高度分散的多相系統(tǒng)一種物質以或大或小的粒子分散在另一種物質中所構成的分散系統(tǒng)。膠體化學引言冶金石油食品材料日用化工膠體化學引言工業(yè)農業(yè)軍事生物與環(huán)境科學膠體化學引言英國科學家ThomasGraham首先提出晶體和膠體的概念溶膠凝膠滲析離漿膠體化學領域的實踐活動引言蔡倫造紙工藝陶器的燒制工藝用到了凝膠形成和晶粒生長。豆腐制作工藝引言陶器的燒制工藝用到了凝膠形成和晶粒生長。磨漿點漿機械分散法制備大豆蛋白溶膠、電解質對膠體的聚沉形成凝膠。分散系統(tǒng)：把一種或幾種物質分散在另一種物質中所形成的體系?；靖拍罘稚⑾到y(tǒng)：把一種或幾種物質分散在另一種物質中所形成的體系。分散相被分散的物質分散介質容納分散項的連續(xù)介質舉例分散相：微小顆粒分散介質：空氣霧分散相：蛋白質和礦物質等分散介質：水牛奶舉例分散相：小水滴分散介質：空氣云泡沫分散相：氣體分散介質：液膜分類根據分散相粒子大小對分散系統(tǒng)的分類分散系統(tǒng)粒子線度實例主要特征分子分散<10-9m空氣、75%的消毒酒精、鹽水能透過濾紙與半透膜，擴散速度快，超顯微鏡也看不見粗分散>10-7m牛奶、豆?jié){懸浮液和粉塵不能透過濾紙和半透膜，無擴散能力；顯微鏡可見膠體分散10-9～10-7mAgI或Al(OH)3有色玻璃、霧能透過濾紙，不能透過半透膜；超顯微鏡可看到膠體系統(tǒng)可以按分散相和分散介質的聚集狀態(tài)的不同進行分類。常以分散介質的相態(tài)命名。分散介質分散相名稱實例液氣液固液溶膠肥皂泡沫含水原油，牛奶金溶膠、泥漿、油墨固氣液固固溶膠浮石，泡沫玻離珍珠某些合金，染色的塑料氣液固氣溶膠霧，油煙粉塵，煙根據聚集狀態(tài)分類分散相和分散介質之間有明顯的相界面，分散相粒子會自動的聚集，從而和分散介質的分開。分類粗分散系統(tǒng)熱力學不穩(wěn)定的多相分散系統(tǒng)分類分散介質分散相名稱實例液氣液固液溶膠肥皂泡沫含水原油，牛奶金溶膠、泥漿、油墨固氣液固固溶膠浮石，泡沫玻離珍珠某些合金，染色的塑料氣液固氣溶膠霧，油煙粉塵，煙根據聚集狀態(tài)分類膠體的應用實例膠體的具體應用在人體中，生命基礎物質蛋白質、核酸等構成的溶液都具有膠體的性質；哺乳動物的乳汁是油脂和酪蛋白等物質分散在水中所成的乳狀液；藥物制成乳狀液，具有易吸收、療效好的優(yōu)點；金溶膠分離免疫球蛋白。溶膠和其他分散系統(tǒng)的差異粒子大小不同；溶膠中離子構造的復雜性。注意膠粒的構造溶膠中膠團的結構較復雜膠體處于不穩(wěn)定狀態(tài)化學4.6.2膠體的性質膠體的性質膠體與分散系光學性質用一束光通過溶膠時，在入射光的側面可看到一個光柱，這種現象稱為丁鐸爾效應。粒子常小于入射光的波長光學性質丁鐸爾現象膠體溶液的光柱隨著觀察方向的不同而呈現不同的顏色。氯化銀、溴化銀迎著透射光紅黃色垂直于入射光藍色（丁鐸爾藍）作用：區(qū)別溶膠和真溶液。懸浮在水中的花粉不斷地做不規(guī)則折線運動布朗運動：膠粒在介質中不斷地作不規(guī)