第章溶液與膠體徐娜課件

第1章溶液與膠體主講教師：徐娜高分子溶液膠體溶液稀溶液的通性溶液目

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一種物質(zhì)或幾種物質(zhì)分散在另一種物質(zhì)中所形成的體系稱為分散體系，簡稱分散系。

其中被分散的物質(zhì)稱為分散相或分散質(zhì)；而容納分散相的連續(xù)介質(zhì)稱為分散介質(zhì)或分散劑。

1.1.1分散系分散系類型分散相組成分散相粒子直徑特征分子和離子分散系真溶液低分子或離子<1nm均相、透明、均勻穩(wěn)定、不沉降膠體分散系溶膠分子、離子或原子的聚集體1nm~100nm非均相、不均勻、有相對穩(wěn)定性、不易沉降高分子溶液單個高分子1nm~100nm均相、透明、均勻、穩(wěn)定、不沉降粗分散系懸濁液固體顆粒>100nm非均相、不透明、不均勻乳濁液液體小滴>100nm不穩(wěn)定、能自動分層分散系類型及其特征由兩種或兩種以上不同物質(zhì)所組成的均勻、穩(wěn)定的液相體系，稱為溶液。1.1.2溶液

溶液的濃度是指一定量的溶液或溶劑中所含溶質(zhì)的量，其表示方法可分為兩大類，一類是用溶質(zhì)和溶劑的相對量表示，另一類是用溶質(zhì)和溶液的相對量表示。

由于溶質(zhì)、溶劑或溶液使用的單位不同，溶液濃度的表示方法也不同。某病人被濃硫酸（98%）致大面積燒傷，在治療過程中用到的溶液有：濃硫酸（98%）0.15mol?L-1NaCl50g?L-1葡萄糖75%酒精（消毒用）質(zhì)量分數(shù)物質(zhì)的量濃度質(zhì)量濃度體積分數(shù)案例（1）物質(zhì)的量濃度

世界衛(wèi)生組織提議：在醫(yī)學上表示體液中物質(zhì)的含量時，凡是相對分子質(zhì)量（或相對原子質(zhì)量）已知的物質(zhì)，均應采用物質(zhì)的量濃度；對于相對分子質(zhì)量未知的物質(zhì)，暫時可用質(zhì)量濃度。（2）質(zhì)量濃度常用單位：g·L-1、mg·L-1、?·L-1（多用于溶質(zhì)為固體的溶液）例2：某患者需補Na+5g，應補給9g/L的生理鹽水多少毫升？（3）質(zhì)量摩爾濃度常用單位：mol·kg-1質(zhì)量摩爾濃度與體積無關，故不受溫度變化的影響。對于較稀的水溶液來說，質(zhì)量摩爾濃度近似等于其物質(zhì)的量濃度。（4）質(zhì)量分數(shù)、體積分數(shù)、摩爾分數(shù)0.9%（即9g/L）NaCl溶液（生理鹽水）5%(即50g/L)葡萄糖溶液ppm：每千克溶液中含溶質(zhì)的質(zhì)量（單位mg）ppb：每千克溶液中含溶質(zhì)的質(zhì)量（單位?）1ppm=1000ppb濃度之間的換算如果涉及質(zhì)量與體積間換算時，必須以溶液的密度為橋梁；如果涉及質(zhì)量與物質(zhì)的量間換算時，必須以溶液的摩爾質(zhì)量

為橋梁。溶液配制的相關計算例3欲配制0.2000mol·L-1Na2CO3溶液1.000L，求應稱取基準物質(zhì)Na2CO3的量。解：nNa2CO3=CNa2CO3VNa2CO3=mNa2CO3/MNa2CO3mNa2CO3=CNa2CO3VNa2CO3MNa2CO3=0.2000×1.000×106.0=21.20g必備技能——溶液標簽的書寫內(nèi)容及格式一、標準溶液硝酸銀標準溶液CAgCL=0.06011mol?L-1李某某18℃核對周期：6個月2023-3-2溶液名稱溶液濃度配制人配制溫度、核對周期、配制時間二、一般溶液CNaOH=0.01mol?L-1分析純李某某

2023-3-2溶液名稱及濃度試劑級別配制及配制時間1.1.3電解質(zhì)溶液在指定溫度下，單位體積（如1L）飽和溶液中所含溶質(zhì)的量（g或mol）稱為溶解度。電解質(zhì)—在化學理論中，把在水溶液中，或在熔融狀態(tài)下能電離形成相應陰陽離子的物質(zhì)叫“電解質(zhì)”。強電解質(zhì)—指在水溶液中能全部電離為相應離子的電解質(zhì)。弱電解質(zhì)—指在水溶液中只能部份電離為相應離子的電解質(zhì)。

一般地說，溶液的性質(zhì)既與溶質(zhì)的本性有關，也與溶質(zhì)的濃度有關。某些溶液的性質(zhì)只與溶質(zhì)的本性有關。還有一類溶液的性質(zhì)只與溶質(zhì)的濃度有關。

蒸氣壓下降沸點升高凝固點下降滲透壓

溶液的這類性質(zhì)僅由其中所含溶質(zhì)分子的數(shù)目決定，而與溶質(zhì)的本性無關，稱作稀溶液的依數(shù)性。

本節(jié)主要討論難揮發(fā)的非電解質(zhì)稀溶液的依數(shù)性。1.2稀溶液的通性液體蒸氣壓示意圖（一）蒸氣壓1.2.1溶液的蒸氣壓下降

在一定溫度下，將純液體置于密閉容器中，當液相蒸發(fā)速率與氣相凝結(jié)速率相等時，液相和氣相達到平衡，此時蒸氣所具有的壓力稱為該溫度下液體的飽和蒸氣壓，簡稱蒸氣壓。1.蒸汽壓與液體的本性有關。不同物質(zhì)蒸氣壓不同。2.蒸汽壓與溫度有關。溫度不同，同一液體的蒸氣壓亦不相同。溫度升高時，液體的蒸氣壓增大。3.固體物質(zhì)也具有一定的蒸氣壓。但一般較小。T/K

p/kPaT/K

p/kPa2732782832933033133230.61060.87191.22792.33854.24237.375412.333633334335336337342319.918335.157447.342670.1001101.3247476.0262不同溫度下水的蒸汽壓T/K

p/kPaT/K

p/kPa2482532582630.06350.10350.16530.26002682722730.40130.56260.6106不同溫度下冰的蒸汽壓不同溫度下液體的蒸汽壓（二）溶液的蒸氣壓下降

在一定的溫度下，純水的蒸氣壓是一個定值。若在純水中溶入少量難揮發(fā)非電解質(zhì)（如蔗糖、甘油等）后，則發(fā)現(xiàn)在同一溫度下，稀溶液的蒸氣壓總是低于純水的蒸氣壓。

實驗結(jié)論：溶液的蒸氣壓比純?nèi)軇┑停芤簼舛仍酱?，蒸氣壓下降越多。說明溶液的蒸氣壓小于純?nèi)軇┑恼魵鈮?。為什么蒸氣壓會下?

難揮發(fā)非電解質(zhì)稀溶液在一定溫度下達到平衡時，液面上方溶劑分子的數(shù)目比純?nèi)軇┮好嫔戏降纳伲虼穗y揮發(fā)非電解質(zhì)的蒸氣壓要比純?nèi)軇┑牡?，這種現(xiàn)象就稱為溶液的蒸氣壓下降。1887年，法國化學家Raoult指出：

在稀溶液中

由以上兩式，得p=poxA

p=po(1-xB)=po-poxB

Δp=po-p=poxBΔp=poMAbB=KbB

拉烏爾定律

對由溶劑A和難揮發(fā)非電解質(zhì)B組成的稀溶液：

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質(zhì)的摩爾分數(shù)或質(zhì)量摩爾濃度成正比，即只取決于一定量溶劑所含溶質(zhì)的質(zhì)點數(shù)，而與溶質(zhì)的種類無關。Δp=KbB蒸氣壓下降沸點——

液體的沸點是指其蒸汽壓等于外界大氣壓力時的溫度。

液體的沸點與外壓有關，外壓越大，沸點就越高。

液體在101.325kPa下的沸點稱為正常沸點。1.2.2溶液的沸點升高

難揮發(fā)非電解質(zhì)稀溶液的沸點升高只與溶質(zhì)的質(zhì)量摩爾濃度有關，與溶質(zhì)的本性無關。ΔTb=KbbB凝固點——

當物質(zhì)液相蒸汽壓與固相的蒸汽壓相等，且能平衡共存時的溫度。

溶液的凝固點是指溶液中溶劑開始凝固時的溫度。1.2.3溶液的凝固點下降

難揮發(fā)性電解質(zhì)溶液的凝固點降低與溶液的質(zhì)量摩爾濃度成正比。ΔTf=KfbB應用Δp=KbBΔTf=KfbBΔTb=KbbB1.2.4溶液的滲透壓半透膜滲透現(xiàn)象滲透產(chǎn)生的原因滲透平衡1.必須有半透膜的存在。2.膜兩側(cè)液體存在濃度差。

產(chǎn)生滲透的條件

有了濃度差才會有水分子向兩側(cè)擴散速度的差異。滲透的方向純?nèi)軇┤芤旱蜐舛热芤焊邼舛热芤喊胪改?/p>

滲透壓

濃度不同的溶液用半透膜隔開,為保持膜兩側(cè)液面不變且達到滲透平衡所需在濃溶液液面上增加的壓力是兩溶液滲透壓之差。

注意：范特荷夫定律

定律適用的范圍：難揮發(fā)非電解質(zhì)稀溶液。定律的意義：在一定的溫度下，難揮發(fā)非電解質(zhì)稀溶液的滲透壓只與單位體積溶液中所含溶質(zhì)質(zhì)點的數(shù)目成正比，而與溶液的本性沒有關系。強電解質(zhì)溶液的滲透壓

其中i值為強電解質(zhì)一個單位所能電離出的粒子總數(shù)。

NaCli=2，

CaCl2i=3,Na3PO4i=4

等等以此類推。Π＝iCBRT滲透壓在醫(yī)學上的意義——滲透濃度

等滲、低滲、高滲溶液

在醫(yī)學界把人體的正常血漿作為比較的標準。人體正常血漿的滲透濃度值在280-320mmol/L之間，其它溶液的濃度與其對比較：←-----------280-320mmol/L----------→

低滲溶液等滲溶液高滲溶液在顯微鏡下觀察發(fā)現(xiàn)：將紅細胞置于不同濃度的NaCl溶液中A在生理鹽水中B在較濃的NaCl溶液中C在較稀的NaCl溶液中

紅細胞逐漸皺縮，皺縮的紅細胞互相聚結(jié)成團。這是因為紅細胞內(nèi)液的滲透壓力低于濃NaCl溶液，紅細胞內(nèi)的水向外滲透引起。

紅細胞逐漸脹大，最后破裂，釋放出紅細胞內(nèi)的血紅蛋白使溶液染成紅色，即溶血。這是因為紅細胞內(nèi)液的滲透壓力高于濃NaCl溶液，細胞外的水向細胞內(nèi)滲透引起。

紅細胞的形態(tài)沒有什么改變，因為生理鹽水與紅細胞內(nèi)液的滲透壓力相等，細胞內(nèi)外液處于滲透平衡狀態(tài)。等滲是理想的，高滲是允許的，低滲是禁止的

晶體滲透壓和膠體滲透壓1.臨床中使用的瀉鹽（MgSO4）的作用原理？

患者服用瀉鹽后，在腸道形成高滲溶液，大量奪取組織內(nèi)的水進入腸道，從而產(chǎn)生導瀉作用。2.在高血壓的治療中，使用滲透性利尿藥，本節(jié)知識對你有什么啟發(fā)？患者在攝入藥物后，在血液中形成低滲溶液，使血液中水大量流入組織，從而起到降壓作用。討論：如何利用滲透作用調(diào)節(jié)身體的水平衡，達到治療的作用。1.3.1膠體溶液（溶膠）的性質(zhì)

溶膠分散相的粒子由許多分子聚集而成，高度分散在不相溶的介質(zhì)中。

溶膠不是一類特殊的物質(zhì)，而是任何物質(zhì)都可以存在的一種特殊狀態(tài)。

（1）溶膠的光學性質(zhì)

在暗室里讓一束聚焦的光通過溶膠，在與光束垂直的方向可以看到一個圓錐形光柱。這一現(xiàn)象是英國物理學家丁鐸爾在1869年首先發(fā)現(xiàn)的，故稱為丁鐸爾現(xiàn)象。

（2）溶膠的力學性質(zhì)

1827年，英國植物學家布朗用顯微鏡觀察懸浮在水中的花粉時，發(fā)現(xiàn)花粉微粒在不停地做不規(guī)則運動——布朗運動。電泳裝置

將兩個電極插入溶膠中，通直流電后，可以觀察到溶膠的膠粒向某一電極方向移動。這種在外加電場作用下，分散相粒子在分散介質(zhì)中做定向移動的現(xiàn)象稱為電泳。若設法使膠粒不運動，通直流電后，可以觀察到介質(zhì)通過多孔隔膜向帶相反電荷的電極移動。這種在外加電場作用下，膠粒固定不動而液體介質(zhì)通過多孔性物質(zhì)定向移動的現(xiàn)象稱為電滲。

（3）溶膠的電學性質(zhì)

在臨床上，利用滲析和超過濾原理，用人工合成的高分子膜（如聚丙烯腈薄膜等）作半透膜制成人工腎，幫助腎功能衰竭的患者清除血液中的毒素和水分。“血液透析”方法就是，讓患者的血液在體外通過裝有特制膜的裝置，在保持血液中的重要蛋白質(zhì)和紅細胞的情況下，將血液中的有害物質(zhì)除去。

若AgNO3

過量：[(AgI)m·nAg+(n-x)NO-3]x+·xNO-3

膠核吸附層擴散層膠粒膠團制備AgI溶膠：

AgNO3+KI=AgI+KNO31.3.2膠體結(jié)構(gòu)

若KI過量：[(AgI)m·nI-(n-x)K+]x-·xK+

膠核吸附層擴散層膠粒膠團制備AgI溶膠：

AgNO3+KI=AgI+KNO3（一）溶膠相對穩(wěn)定的原因

1．膠粒帶電1.3.3溶膠的穩(wěn)定性和聚沉作用同一溶膠中膠粒帶有相同符號的電荷，由于膠粒之間相互排斥而不易聚集。并且?guī)щ娫蕉?，斥力越大，膠粒越穩(wěn)定。膠粒帶電是溶膠具有相對穩(wěn)定性的主要原因。

（一）溶膠相對穩(wěn)定的原因2．膠粒表面水化膜的保護作用

形成膠團的吸附層和擴散層的離子都是水化的（如果是非水溶劑則是溶劑化的），膠粒表面就好像包了一層水化膜，使膠粒彼此隔開不易聚集。（二）溶膠的聚沉

溶膠的穩(wěn)定性是相對的，有條件的。當溶膠的穩(wěn)定因素受到破壞時，膠粒就會互相碰撞聚集成較大的顆粒而沉降，最后產(chǎn)生沉淀。這種分散相粒子聚集變大從介質(zhì)中沉淀出來的過程稱為聚沉。

1．加入電解質(zhì)例如：鹵水點豆腐制備溶膠時，有極少量的電解質(zhì)存在，能起到穩(wěn)定溶膠的作用。但溶膠對電解質(zhì)是十分敏感的，只要電解質(zhì)稍微過量，就會引起溶膠聚沉。

2．加入帶相反電荷的溶膠例如：明礬凈水將兩種電性相反的溶膠適量混合，也能發(fā)生相互聚沉作用。

3．加熱

升高溫度，膠粒的運動速率加快，碰撞機會增加，同時降低了它對反離子的吸附作用，從而降低了膠粒所帶電荷和水化程度，使粒子在碰撞時聚沉。

1．高分子化合物1.4高分子溶液高分子化合物又稱大分子化合物，一般是指相對分子質(zhì)量在1萬以上的物質(zhì)。高分子化合物包括天然的和合成的。它們一般都是由大量原子組成的碳鏈化合物。

2．高分子溶液的特征