物质的聚集状态精品文稿.ppt

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1、物质的聚集状态第1页，本讲稿共66页第第1 1章章物质的聚集状态物质的聚集状态RChapter 1RCollective State of Matter第2页，本讲稿共66页1-1 分散系分散系 1-2 气体气体 1-3 溶液浓度的表示方法溶液浓度的表示方法1-4 稀溶液的通性稀溶液的通性1-5 1-5 胶体溶液胶体溶液1-6 1-6 高分子溶液和乳浊液高分子溶液和乳浊液1-7 1-7 电解质溶液电解质溶液第3页，本讲稿共66页1-1 分散系分散系一、分散系的概念一、分散系的概念二、分散系的分类二、分散系的分类第4页，本讲稿共66页1-1 分散系分散系 一一种种或或几几种种物物质质分分散散成成

2、微微小小的的粒粒子子分分布布在在另另一一种种物物质质中中所所构构成成的的系系统统称称为为分分散散系系(dispersesystem)。被被分分散散的的物物质质称称分分散散质质(disperate)，亦亦称称分散相分散相(disperatedphase)；起起 分分 散散 作作 用用 的的 物物 质质 称称 为为分分 散散 剂剂(dispersant)，亦亦 称称 分分 散散 介介 质质(dispersingmedium)。一、分散系的概念：一、分散系的概念：第5页，本讲稿共66页1-1 分散系分散系气气（空气）气气（空气）气液（汽水）气液（汽水）气固（浮石）气固（浮石）液气（云、雾）液气（云、

3、雾）液液（牛奶）液液（牛奶）液固（珍珠）液固（珍珠）固气（烟、尘）固气（烟、尘）固液（溶液）固液（溶液）固固（合金）固固（合金）二、分散系的分类：二、分散系的分类：1.按聚集状态分按聚集状态分第6页，本讲稿共66页 100 nm粗分散系粗分散系（悬浊液、乳浊液）（悬浊液、乳浊液）2.按分散质粒子的大小分按分散质粒子的大小分1-1 分散系分散系第7页，本讲稿共66页1-2 气体气体一、理想气体状态方程一、理想气体状态方程二、道尔顿分压定律二、道尔顿分压定律三、分体积定律三、分体积定律四、实际气体四、实际气体第8页，本讲稿共66页1-2 气体气体一、理想气体状态方程一、理想气体状态方程v分子本身不

4、占体积，分子间没有相互作用力分子本身不占体积，分子间没有相互作用力的气体称为的气体称为理想气体理想气体(ideal gas)ideal gas)。理想气体理想气体实际上不存在。实际上不存在。低压低压(低于数百千帕低于数百千帕)、高温、高温(高于高于273273K)K)的条件下的气体可的条件下的气体可近似看作理想气体近似看作理想气体，理想气体是实际气体的一种极限情，理想气体是实际气体的一种极限情况。况。第9页，本讲稿共66页1-2 气体气体R=8.314(Pa m3 mol-1 K-1)=8.314(kPa L mol-1 K-1)=8.314(J mol-1 K1)理想气体状态方程式理想气体状

5、态方程式pV nRTR-摩尔气体常数摩尔气体常数第10页，本讲稿共66页1-2 气体气体二、道尔顿分压定律二、道尔顿分压定律分压：分压：组分气体组分气体i 在在相同温度相同温度下占有与混合气体下占有与混合气体相相同体积同体积时所产生的压力，叫做组分气体时所产生的压力，叫做组分气体i 的分压。的分压。组分气体：组分气体：理想气体混合物中每一种气体叫做组分气理想气体混合物中每一种气体叫做组分气体。体。第11页，本讲稿共66页1-2 气体气体混混合合气气体体的的总总压压等等于于混混合合气气体体中中各各组组分分气气体分压之和。体分压之和。分压定律：分压定律：p=p1+p2+或 p=pi第12页，本讲稿

6、共66页分压的求解：分压的求解：x ii的摩尔分数的摩尔分数,表示某组分的物质的量占表示某组分的物质的量占混合物中总物质的量的分混合物中总物质的量的分数。数。第13页，本讲稿共66页分压定律的应用分压定律的应用实验室中排水集气法收集的气体总是含有饱和水蒸实验室中排水集气法收集的气体总是含有饱和水蒸气：气：p(总压总压)=p(气体气体)+p(水蒸气水蒸气)第14页，本讲稿共66页分体积：分体积：1-2 气体气体三、分体积定律三、分体积定律混合气体中某一组分混合气体中某一组分i的分体积的分体积Vi是该组份单是该组份单独存在并具有与混合气体相同独存在并具有与混合气体相同温度温度和和压力压力时所占时所

7、占有的体积。有的体积。第15页，本讲稿共66页1-2 气体气体 在温度、压力一定的情况下，混合气体的体积等于组在温度、压力一定的情况下，混合气体的体积等于组成该混合气体的各组分的分体积之和成该混合气体的各组分的分体积之和。气体分体积定律（气体分体积定律（lawofpartialvolume）VV1V2Vi 第16页，本讲稿共66页范德华方程式（范德华方程式（vanderWaalsequation）1-2 气体气体四、实际气体四、实际气体（realgas）分子间有相互作用，分子本身也具有一定的分子间有相互作用，分子本身也具有一定的体积，因而实际气体不符合理想气体模型。体积，因而实际气体不符合理想

8、气体模型。a和b称为范德华常数。常数a用于校正压力；b用于修正体积。均可由实验确定。第17页，本讲稿共66页1-3 溶液的浓度溶液的浓度一、物质的量浓度一、物质的量浓度二、质量摩尔浓度二、质量摩尔浓度三、摩尔分数三、摩尔分数四、质量分数四、质量分数五、几种五、几种溶液浓度之间的关系溶液浓度之间的关系 第18页，本讲稿共66页1-3 溶液的浓度溶液的浓度广义地说，两种或两种以上的物质均匀混合而且彼此广义地说，两种或两种以上的物质均匀混合而且彼此呈现分子（或离子）状态分布者均称为呈现分子（或离子）状态分布者均称为溶液溶液。溶溶液液气态溶液气态溶液(空气空气)液态溶液：液态溶液：(酸、碱酸、碱)固态

9、溶液固态溶液(合金合金)溶质溶质溶剂溶剂溶液的浓度：是指一定量溶液或溶剂中所含溶液的浓度：是指一定量溶液或溶剂中所含溶质的量溶质的量。由于由于“溶质的量溶质的量”可取可取物质的量物质的量、质量质量、体积体积，溶液的量可，溶液的量可取取质量质量、体积体积，溶剂的量常可取，溶剂的量常可取质量质量、体积体积等，所以在实际等，所以在实际生活中我们所遇到的浓度的表示方法是多种多样的。生活中我们所遇到的浓度的表示方法是多种多样的。第19页，本讲稿共66页定义：定义：1-3 溶液的浓度溶液的浓度一、物质的量浓度一、物质的量浓度(amount-of-substanceconcentration)单位体积单位体

10、积溶液溶液中所含溶质的物质的量，用符号中所含溶质的物质的量，用符号cB表表示，单位是示，单位是molL-1或或moldm-3。cB=nBV注意注意:使用物质的量单位使用物质的量单位mol时，要指明物质的时，要指明物质的基本基本单元单元。第20页，本讲稿共66页基本单元（基本单元（basiccell）1-3 溶液的浓度溶液的浓度 指系统（指系统（system）中的基本组分，它既可以是分子、原中的基本组分，它既可以是分子、原子、离子、电子及其他粒子，也可以是这些粒子的特定组子、离子、电子及其他粒子，也可以是这些粒子的特定组合，还可以指某一特定的过程或反应，合，还可以指某一特定的过程或反应，如如O2

11、、(H2SO4)、(H2+O2)等。等。Example：c(KMnO4)=0.10molL-1与与c(1/5KMnO4)=0.10molL-1的两个溶液。两种溶液浓度的两个溶液。两种溶液浓度数值相数值相同同，但是，它们所表示，但是，它们所表示1L溶液中所含溶液中所含KMnO4的的质量是质量是不同不同的，前者的，前者15.8克，克，后者为后者为3.16克。克。第21页，本讲稿共66页1molH3PO4与与3mol(1/3H3PO4)的基本的基本单元和基本单元数是否相同？质量是否也单元和基本单元数是否相同？质量是否也相同？摩尔质量比是多少？相同？摩尔质量比是多少？Question 1Questio

12、n 1基本单元基本单元基本单元基本单元数数质质量量摩尔质量摩尔质量前者前者H3PO41 mol相相同同前者是后者的前者是后者的3倍倍后者后者1/3 H3PO43 mol第22页，本讲稿共66页定义：定义：1-3 溶液的浓度溶液的浓度二、质量摩尔浓度二、质量摩尔浓度(molality)单位质量的单位质量的溶剂溶剂中含有溶质中含有溶质B的物质的量的物质的量，用符号，用符号bB表示，单位是表示，单位是molkg-1。bB=nBmA第23页，本讲稿共66页定义：定义：1-3 溶液的浓度溶液的浓度三、摩尔分数三、摩尔分数(molefraction)混合系统（溶液）中某组分混合系统（溶液）中某组分B的物质

13、的量占全部系统的物质的量占全部系统（溶液）的物质的量的分数（溶液）的物质的量的分数，用符号，用符号xB表示，量纲是表示，量纲是1。xB=nBn第24页，本讲稿共66页定义：定义：1-3 溶液的浓度溶液的浓度四、质量分数四、质量分数(massfraction)混合系统中，某组分混合系统中，某组分B的质量占混合物的总质量的的质量占混合物的总质量的分数分数，用符号，用符号wB表示，量纲是表示，量纲是1。wB=mBm第25页，本讲稿共66页1-3 溶液的浓度溶液的浓度五、几种五、几种溶液浓度之间的关系溶液浓度之间的关系 1.物质的量浓度与质量分数物质的量浓度与质量分数 2.物质的量浓度与质量摩尔浓度物

14、质的量浓度与质量摩尔浓度 例题例题：1-1第26页，本讲稿共66页【例例】：在在常常温温下下取取NaCl饱饱和和溶溶液液10.00cm3，测测得得其其质质量量为为12.003g，将将溶溶液液蒸蒸干干，得得NaCl固固体体3.173g。求求：（1）NaCl饱饱和和溶溶液液的的质质量量百百分分浓浓度度，（2）物物质质的的量量浓浓度度，（3）质质量量摩摩尔尔浓浓度度，（4）饱饱和和溶溶液液中中NaCl和和H2O的的物物质质的量分数。的量分数。(2)NaCl饱和溶液的物质的量浓度为：饱和溶液的物质的量浓度为：解：解：（1）NaCl饱和溶液的质量百分浓度为：饱和溶液的质量百分浓度为：第27页，本讲稿共6

15、6页(3)NaCl饱和溶液的质量摩尔浓度为：饱和溶液的质量摩尔浓度为：（4）NaCl饱和溶液中饱和溶液中第28页，本讲稿共66页1-4 非电解质电解质稀溶液的依数性一、溶液的蒸气压下降一、溶液的蒸气压下降二、溶液的凝固点下降二、溶液的凝固点下降三、溶液的沸点上升三、溶液的沸点上升四、溶液的渗透压四、溶液的渗透压第29页，本讲稿共66页1-4 非电解质电解质稀溶液的依数性与溶质本性有关，如酸碱性、导电性、颜色等。与溶质本性有关，如酸碱性、导电性、颜色等。与溶质本性无关，只与溶质的数量有关。与溶质本性无关，只与溶质的数量有关。依依数数性性：只只与与溶溶质质粒粒子子的的数数目目有有关关而而与与溶溶质

16、质本本性性无无关关的的性性质称为质称为溶液的依数性溶液的依数性，又叫，又叫溶液的通性溶液的通性。依数性中较为明显的是：依数性中较为明显的是：溶液的蒸气压下降溶液的蒸气压下降 溶液的沸点上升溶液的沸点上升 溶液的凝固点下降溶液的凝固点下降 溶液具有渗透压溶液具有渗透压粒子：粒子：溶液中实际存在的分子、离子等。溶液中实际存在的分子、离子等。溶液的性质溶液的性质第30页，本讲稿共66页初始：初始：V蒸发蒸发V凝聚凝聚平衡：平衡：V蒸发蒸发=V凝聚凝聚一、溶液的蒸气压下降一、溶液的蒸气压下降气液两相平衡气液两相平衡 蒸发蒸发 H2O(l)H2O(g)凝聚凝聚 纯水的蒸气压示意图纯水的蒸气压示意图蒸发蒸

17、发凝聚凝聚1-4 非电解质稀溶液的依数性非电解质稀溶液的依数性第31页，本讲稿共66页1-4 非电解质稀溶液的依数性非电解质稀溶液的依数性饱饱和和蒸蒸气气压压：在在一一定定的的温温度度下下，当当蒸蒸发发的的速速度度等等于于凝凝聚聚的的速速度度，液液态态水水与与它它的的蒸蒸气气处处于于动动态态平平衡衡，这这时时的的蒸蒸气气压压称称为为水水在在此此温温度度下下的的饱饱和和蒸蒸气气压压，简简称称蒸气压。用符号蒸气压。用符号 p p 表示。表示。在在纯纯溶溶剂剂中中加加入入难难挥挥发发的的物物质质以以后后，达达平平衡衡时时，p溶溶液液总总是是小小于于同同T下下的的p纯纯溶溶剂剂，即即溶溶液液的的蒸蒸气

18、气压压下下降降。蒸气压下降值蒸气压下降值p=p纯纯p液。液。第32页，本讲稿共66页1-4 非电解质稀溶液的依数性非电解质稀溶液的依数性p液液nB nA+nBnA nB p nA nAmA/MA nB nB p MA nA mAnBpMAKb(B)mA第35页，本讲稿共66页1-4 非电解质稀溶液的依数性非电解质稀溶液的依数性 p=K蒸蒸 b(B)-拉乌尔定律的另一种表述。拉乌尔定律的另一种表述。K蒸蒸与溶剂、与溶剂、T有关的常数有关的常数同一温度，溶剂不同，其同一温度，溶剂不同，其K蒸蒸不同；不同；同一溶剂，温度不同，其同一溶剂，温度不同，其K蒸蒸也不同。也不同。溶剂溶剂温度温度/Kp*/k

19、pa Makg/molK(kPakg/mol)H2O2983.170.0180.057H2O2932.330.0180.042C6H629813.30.0781.04第36页，本讲稿共66页1-4 非电解质稀溶液的依数性非电解质稀溶液的依数性第37页，本讲稿共66页1-4 非电解质稀溶液的依数性非电解质稀溶液的依数性二、溶液的沸点上升二、溶液的沸点上升 沸沸点点(boillingpoint)：液液体体的的蒸蒸气气压压等等于于外外界界大大气压力时液体对应的温度气压力时液体对应的温度。纯水：纯水：p外外=101.3kPa，t纯水纯水=100.沸点上升沸点上升(boillingpointrise)：

20、难挥发物质溶难挥发物质溶液的沸点总是高于纯溶剂的沸点的现象。液的沸点总是高于纯溶剂的沸点的现象。第38页，本讲稿共66页1-4 非电解质稀溶液的依数性非电解质稀溶液的依数性根本原因：根本原因：蒸汽压下降蒸汽压下降 p p溶液溶液 二价离子二价离子一价离子一价离子第64页，本讲稿共66页 掌握理想气体状态方程、道尔顿分压定律、气体分体积定掌握理想气体状态方程、道尔顿分压定律、气体分体积定律和律和拉乌尔定律；理解稀溶液的依数性及其应用；熟悉溶胶拉乌尔定律；理解稀溶液的依数性及其应用；熟悉溶胶的性质、稳定性以及溶胶的聚沉与胶团结构；了解高分子溶的性质、稳定性以及溶胶的聚沉与胶团结构；了解高分子溶液和乳浊液等基本概念。液和乳浊液等基本概念。本章要求本章要求 第65页，本讲稿共66页作业：作业：P231、4、7、8。第66页，本讲稿共66页