气体溶液和胶体.ppt

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1、第一章第一章气体、溶液和胶体气体、溶液和胶体 生态工程系生态工程系u教学内容教学内容41 1理想气体的状态方程和道尔顿分压定律理想气体的状态方程和道尔顿分压定律42 2溶液的浓度的各种表达方式；溶液的浓度的各种表达方式；43 3难挥发非电解质稀溶液的依数性；难挥发非电解质稀溶液的依数性；44 4胶体的结构、性质、稳定性和聚沉胶体的结构、性质、稳定性和聚沉。u重点：重点：1溶液的组成量度及非电解质稀溶液的溶液的组成量度及非电解质稀溶液的 依数性及应用。依数性及应用。42 2胶团的结构及性质。胶团的结构及性质。4 引言引言 气体、溶液与胶体在自然界普遍存在，气体、溶液与胶体在自然界普遍存在，如：我

2、们熟悉的空气，人类呼吸氧气，江河湖如：我们熟悉的空气，人类呼吸氧气，江河湖海是自然界最大的水溶液体系；云、烟、雾、海是自然界最大的水溶液体系；云、烟、雾、石油、细胞液等为胶体。它们与工农业生产和石油、细胞液等为胶体。它们与工农业生产和人类的生命活动密切相关。人类的生命活动密切相关。u概念概念系统：系统：人为的把要研究的对象称作系统。人为的把要研究的对象称作系统。相：相：体系中具有相同化学性质和物理性质的均体系中具有相同化学性质和物理性质的均匀部分。匀部分。l(1)一个相里可以有一种物质，也可以有多种物一个相里可以有一种物质，也可以有多种物质，如食盐溶液，液相里有两种物质。质，如食盐溶液，液相里

3、有两种物质。l(2)一个系统里可以只有一个相（单相系统），一个系统里可以只有一个相（单相系统），也可以有几个相（多相系统）：也可以有几个相（多相系统）：4单相体系：单相体系：如饱和食盐水、糖水等。如饱和食盐水、糖水等。4特点特点：溶质与溶剂已成一体，组分间没有界面：溶质与溶剂已成一体，组分间没有界面4多相体系：多相体系：如不溶于水的泥浆溶液；水与油如不溶于水的泥浆溶液；水与油组成的体系等。组成的体系等。4特点：各组分的物理性质和化学性质不同，并特点：各组分的物理性质和化学性质不同，并具有明显的界面。具有明显的界面。一、分散系一、分散系分散质分散质分散剂分散剂分散分散分散系分散系（固、液、气态）

4、（固、液、气态）分散系分散系一种或几种物质以细小一种或几种物质以细小的粒子分散在另一种物的粒子分散在另一种物质里所形成的体系。质里所形成的体系。分散质分散质被分散的物质。被分散的物质。分散剂分散剂把分散质分散开来把分散质分散开来的物质。的物质。表1 按分散质颗粒大小分类的分散系小于小于1nm(109)分子离子分子离子 粒子能通过滤纸与半粒子能通过滤纸与半 NaCl 分散系分散系 透膜，扩散速度快透膜，扩散速度快 溶液溶液 1100nm 胶体胶体 粒子能通过滤纸但不粒子能通过滤纸但不 Fe(OH)3 能透过半透膜能透过半透膜,扩散慢扩散慢 溶胶溶胶 蛋白质蛋白质 溶液溶液 颗粒直径大小颗粒直径大

5、小 类类 型型 主主 要要 特特 征征 实实 例例大于大于100nm 粗粗 粒子不能通过滤纸不粒子不能通过滤纸不 豆豆 浆浆 分散系分散系 能透过半透膜能透过半透膜,不扩散不扩散 乳乳 汁汁表表2 按物质聚集状态分类的分散系按物质聚集状态分类的分散系 气气 空空 气气 气气 液液 云、雾云、雾 固固 烟、尘烟、尘 气气 泡沫塑料泡沫塑料 固固 液液 珍珍 珠珠 固固 有机玻璃有机玻璃 气气 肥皂泡沫肥皂泡沫 液液 液液 牛牛 奶奶 固固 Fe(OH)Fe(OH)3 3溶胶、泥浆水溶胶、泥浆水 分散剂分散剂 分散质分散质 实实 例例第一节第一节 气气 体体 理想气体状态方程式理想气体状态方程式

6、道尔顿分压定律道尔顿分压定律O2 理想气体：理想气体：v 分子不占体积分子不占体积v 分子间无相互作用分子间无相互作用低压低压高温高温 实际气体：实际气体：v 分子有体积分子有体积v 分子间有相互作用分子间有相互作用（1 1）理想气体状态方程式）理想气体状态方程式4BoyleBoyle定律定律：1717世纪中叶，波义尔的实验结果：世纪中叶，波义尔的实验结果：温度恒定时，一定量气体的压力和它体积的乘积温度恒定时，一定量气体的压力和它体积的乘积为恒量。为恒量。PV=nRT（理想气体状态方程式）。（理想气体状态方程式）。u PvPv=nRTnRT是描述理想气体在处于是描述理想气体在处于平衡平衡态时，

7、压态时，压强、强、体积体积、物质的量物质的量、温度间关系的、温度间关系的状态方程状态方程。PV=constant4 PV=nRT4 其中其中p为压强，为压强，V为体积，为体积，n为物质的量，为物质的量，R为普适气体常量，为普适气体常量，T为绝对温度（为绝对温度（T的单位为开的单位为开尔文尔文(字母为字母为K)，数值为摄氏温度加，数值为摄氏温度加273.15,如如0即为即为273.15K）。当）。当p，V，n，T的单位分的单位分别采用别采用Pa(帕斯卡帕斯卡)，m3(立方米立方米)，mol，K时，时，R的数值为的数值为8.31。该方程严格意义上来说只适。该方程严格意义上来说只适用于理想气体。用于

8、理想气体。（2）道尔顿分压定律）道尔顿分压定律(1807)得出下列结论：某一气体在气体混合物中产得出下列结论：某一气体在气体混合物中产生的分压等于在相同温度下它单独占有整个容器生的分压等于在相同温度下它单独占有整个容器时所产生的压力；而气体混合物的总压强等于其时所产生的压力；而气体混合物的总压强等于其中各气体分压之和，这就是气体分压定律。中各气体分压之和，这就是气体分压定律。(a)5.0 L at 20(b)5.0 L at 20(c)5.0 L at 20u道尔顿分压定律主要是讨论混合气体中分压力道尔顿分压定律主要是讨论混合气体中分压力与总压力的关系。其与总压力的关系。其要点要点是：是：(1

9、)混合气体的总压力等于各组成气体的分压混合气体的总压力等于各组成气体的分压 力之和力之和4 P总总=P1+P2+P3+.（推导）（推导）4 所谓分压力，就是指各组成气体在温度不所谓分压力，就是指各组成气体在温度不变、单独占据混合气体所占的全部体积时，对变、单独占据混合气体所占的全部体积时，对器壁施加的压力。总压力就是各组分气体分压器壁施加的压力。总压力就是各组分气体分压力总和。力总和。(2)(2)各组分气体的分压力等于其摩尔分数乘以各组分气体的分压力等于其摩尔分数乘以总压力：总压力：P PA A=X=XA AP P （推导）（推导）例例1-1:1-1:在在251K251K和和97kPa97kP

10、a下收集得某干燥空气试下收集得某干燥空气试样，经分析其中样，经分析其中N2N2、O2O2、ArAr的摩尔分数分为的摩尔分数分为0.780.78，0.210.21，0.010.01，求试样在收集时各种气体，求试样在收集时各种气体的分压力？的分压力？第二节第二节 溶液溶液 分分 散散 系系 溶溶 液液 的的 浓浓 度度 电电 解解 质质 溶溶 液液4溶液：溶液：一种物质以分子、离子状态分散于另一种物质以分子、离子状态分散于另一种物质中所构成的均匀而又稳定的体系叫溶一种物质中所构成的均匀而又稳定的体系叫溶液。分为电解质溶液和非电解质溶液通常不指液。分为电解质溶液和非电解质溶液通常不指明溶剂的溶液都是

11、水溶液，简称为溶液。明溶剂的溶液都是水溶液，简称为溶液。4 一定量溶液或溶剂中所含的溶质的量即一定量溶液或溶剂中所含的溶质的量即“溶液浓度溶液浓度”。根据根据“溶质的量溶质的量”的不同表示方的不同表示方法及它在溶液或溶剂中的量，溶液的浓度可以法及它在溶液或溶剂中的量，溶液的浓度可以用不同的方法来表示，常用的表示方法，质量用不同的方法来表示，常用的表示方法，质量摩尔浓度、物质的量浓度、质量分数和摩尔分摩尔浓度、物质的量浓度、质量分数和摩尔分数。数。（1）物质的量浓度）物质的量浓度 溶液中溶质溶液中溶质B的物质的量浓度是指溶质的物质的量浓度是指溶质B的的物质的量除以混合溶液的体积。用符号物质的量除

12、以混合溶液的体积。用符号cB表表示，即：示，即：物质的量是表示组成物质的基本单元数目的多少物质的量是表示组成物质的基本单元数目的多少的物理量。单位为的物理量。单位为1mol。物质的量浓度的单位为。物质的量浓度的单位为molm3；常用单位为；常用单位为molL1。使用物质的量单。使用物质的量单位位“mol”时，要指明物质的基本单元。基本单元的时，要指明物质的基本单元。基本单元的定义：系统中组成物质的基本组分，可以是分子、离定义：系统中组成物质的基本组分，可以是分子、离子、电子等及其这些粒子的特定组合。如子、电子等及其这些粒子的特定组合。如O2、(H2SO4)、（、（H2+O2）。同一种物质，用不

13、同的）。同一种物质，用不同的基本单元表示其浓度时，其浓度值不同。基本单元表示其浓度时，其浓度值不同。（2）质量摩尔浓度）质量摩尔浓度4 1000g（1kg）溶剂）溶剂A中所含溶质中所含溶质B的物质的物质的量，溶质的量，溶质B的物质的量除于溶剂的物质的量除于溶剂A质量，称为质量，称为溶质溶质B的质量摩尔浓度。其数学表达式为：的质量摩尔浓度。其数学表达式为：4（SI单位为单位为molkg-1）（3）摩尔分数）摩尔分数 4 溶质溶质B的物质的量与混合物总的物质的量的物质的量与混合物总的物质的量之比，称为溶质之比，称为溶质B的摩尔分数，其数学表达式的摩尔分数，其数学表达式为：为：4 4 对于一个两组分

14、的溶液体系来说，溶质对于一个两组分的溶液体系来说，溶质B的的物质的量分数物质的量分数xB与溶剂与溶剂A的物质的量分数的物质的量分数xA分分别为：别为：4 4 若将这个关系推广到任何一个多组分体系若将这个关系推广到任何一个多组分体系中，则：中，则：44 4）质量分数）质量分数4定义：混合体系中，溶质定义：混合体系中，溶质B B的质量与混合物的的质量与混合物的质量之比，称为溶质质量之比，称为溶质B B的质量分数，其数学表的质量分数，其数学表达式为：达式为：4例例11 如何将如何将25g NaCl配制成配制成 为为0.25的食盐溶液？的食盐溶液？4解：解：4 （5）体积分数）体积分数4 在相同的温度

15、和压强下，混合气体中组分在相同的温度和压强下，混合气体中组分B单独占有体积除于混合气体总体积，叫做组单独占有体积除于混合气体总体积，叫做组分分B的体积分数。的体积分数。4（6）其他浓度：比例浓度和）其他浓度：比例浓度和ppm、ppb（7）溶液浓度间的换算）溶液浓度间的换算 4例例1-31-3：4 在在100 mL100 mL水中，溶解水中，溶解17.1 g17.1 g蔗糖（分子蔗糖（分子式为式为C C1212H H2222O O1111)，溶液的密度为，溶液的密度为1.0638g mL1.0638g mL-1-1，求蔗糖的物质的量浓度，质量摩尔浓度，摩，求蔗糖的物质的量浓度，质量摩尔浓度，摩尔

16、分数各是多少？尔分数各是多少？第三节第三节 溶液的依数性溶液的依数性溶液的性质溶液的性质颜色、导电性、酸碱性颜色、导电性、酸碱性由溶质的由溶质的本性本性 决定决定取决于溶液中溶质的取决于溶液中溶质的粒子数目粒子数目称为溶液的称为溶液的依数性依数性凝固点下降凝固点下降沸点升高沸点升高渗透压渗透压溶液的蒸气压下降溶液的蒸气压下降（1）溶液的蒸气压）溶液的蒸气压4 初始：初始：V蒸发蒸发 V凝聚凝聚4 平衡：平衡：V蒸发蒸发 =V凝聚凝聚4 在一定温度下，将纯液体放在密闭容器中在一定温度下，将纯液体放在密闭容器中当其蒸发速率与蒸汽凝聚成液态的速率相等当其蒸发速率与蒸汽凝聚成液态的速率相等V时，即蒸发

17、与凝聚达到动态平衡，此时液面上时，即蒸发与凝聚达到动态平衡，此时液面上部的蒸气量达到最大，称为饱和蒸气，饱和蒸部的蒸气量达到最大，称为饱和蒸气，饱和蒸气所产生的压力叫饱和蒸气压。气所产生的压力叫饱和蒸气压。l在一定温度下，任何纯溶剂都有一定的饱和蒸在一定温度下，任何纯溶剂都有一定的饱和蒸气压（气压（p*p*）。）。易挥发性物质：蒸气压大易挥发性物质：蒸气压大 难挥发性物质：蒸气压低难挥发性物质：蒸气压低 固体也会蒸发，也有蒸气压固体也会蒸发，也有蒸气压4 如果在纯溶剂中加入一定量如果在纯溶剂中加入一定量的非挥发性溶质，溶剂的蒸气压的非挥发性溶质，溶剂的蒸气压就会发生改变。实验证明，在相就会发生

18、改变。实验证明，在相同的温度下，当把难挥发的非电同的温度下，当把难挥发的非电解质溶质加入溶剂形成溶液后，解质溶质加入溶剂形成溶液后，稀溶液的蒸气压比纯溶剂的蒸气稀溶液的蒸气压比纯溶剂的蒸气压低。压低。实验测定实验测定25C25C时：时：水的饱和蒸气压水的饱和蒸气压:p p(H2O)=3167.7 Pa(H2O)=3167.7 Pa；0.5molkg-1 0.5molkg-1 糖水的蒸气为糖水的蒸气为:p p(H2O)=3135.7Pa(H2O)=3135.7Pa；1.0molkg-1 1.0molkg-1 糖水的蒸气压为糖水的蒸气压为:p p(H2O)=3107.7 Pa(H2O)=3107.

19、7 Pa。4 解释产生这种现象的原因：当纯溶剂中溶解释产生这种现象的原因：当纯溶剂中溶入了难挥发的非电解质时，纯溶剂的部分表面入了难挥发的非电解质时，纯溶剂的部分表面被溶剂化的溶质所占据，单位时间内逸出溶液被溶剂化的溶质所占据，单位时间内逸出溶液液面的分子数目就会相应减少，结果在达到平液面的分子数目就会相应减少，结果在达到平衡时，溶液表面蒸发的分子数和回到溶液表面衡时，溶液表面蒸发的分子数和回到溶液表面的分子数也较纯溶剂的少，因而使溶液的蒸气的分子数也较纯溶剂的少，因而使溶液的蒸气压下降。压下降。结论：结论：溶液的蒸气压比纯溶剂低，溶液浓度溶液的蒸气压比纯溶剂低，溶液浓度越大，蒸气压下降越多。

20、越大，蒸气压下降越多。v 思考题思考题 一杯纯水和一杯溶液放入一个一杯纯水和一杯溶液放入一个密闭的容器中会产生怎样的现象？密闭的容器中会产生怎样的现象？418871887年，法国物理学家拉乌尔（年，法国物理学家拉乌尔（RaoultRaoult）提出：）提出：“在一定温度下，稀溶液的蒸气压等于纯溶剂在一定温度下，稀溶液的蒸气压等于纯溶剂的蒸气压与溶剂摩尔分数的乘积的蒸气压与溶剂摩尔分数的乘积”，这就是拉，这就是拉乌尔定律。乌尔定律。4式中式中p p为溶液的蒸气压，为溶液的蒸气压，p p*为纯溶剂的蒸气压，为纯溶剂的蒸气压，x xA A为溶剂的摩尔分数。为溶剂的摩尔分数。4拉乌尔定律只适用于非电解

21、质的稀溶液，在稀拉乌尔定律只适用于非电解质的稀溶液，在稀溶液中（溶液中（nAnB）：4若以水为溶剂，则若以水为溶剂，则1000g水中水中 4 4 4 4 式中，式中，K为蒸气压下降常数，它的大小只与溶剂本为蒸气压下降常数，它的大小只与溶剂本性有关。该式表明稀溶液的蒸气压下降与溶质的质量性有关。该式表明稀溶液的蒸气压下降与溶质的质量摩尔浓度成正比，而与溶质的本性无关。摩尔浓度成正比，而与溶质的本性无关。（2）溶液的沸点上升）溶液的沸点上升4 定义定义：液体的沸点是指液体的蒸气压等于液体的沸点是指液体的蒸气压等于外界压力（大气压）时的温度。外界压力（大气压）时的温度。一定的外压下，一定的外压下，任

22、何纯液体都有一定的沸点。任何纯液体都有一定的沸点。4 如：纯水：如：纯水：p外外=101.3kPa，t纯水纯水=100 4实验证明：难挥发物质溶液的沸点总是高于纯实验证明：难挥发物质溶液的沸点总是高于纯溶剂的沸点。溶剂的沸点。水的正常沸点水的正常沸点:100C加入溶质加入溶质溶液的沸点溶液的沸点:？100C溶液沸点溶液沸点Tb升高升高若在纯水中加入少量难挥发的非电解质后，若在纯水中加入少量难挥发的非电解质后，会产生什么现象呢？会产生什么现象呢？实验证明：难挥发物质溶液的沸点总是高于纯溶实验证明：难挥发物质溶液的沸点总是高于纯溶剂的沸点。剂的沸点。4沸点上升原因：沸点上升原因：其根本原因是溶液的

23、蒸气压其根本原因是溶液的蒸气压下降。溶液在原温度下不能沸腾，欲使沸腾，下降。溶液在原温度下不能沸腾，欲使沸腾，必须升高温度，直到溶液的蒸汽压力等于外界必须升高温度，直到溶液的蒸汽压力等于外界压力，达到沸腾。这种现象就称为溶液的沸点压力，达到沸腾。这种现象就称为溶液的沸点升高。升高。p/kPa101.325100 Tb纯水纯水溶液溶液t/CTb=Kbb(单位?)4根据拉乌尔定律，根据拉乌尔定律，p与与b(B)成正比，而成正比，而tb 与与p成正比，成正比，tb亦应与亦应与 b(B)成正比，成正比，p越大，越大，tb也越大。它的数学表达式为：也越大。它的数学表达式为：4 tbKb bB 4Kb为溶

24、剂沸点升高常数，单位为为溶剂沸点升高常数，单位为Kkgmol-1。Kb只与溶剂有关，与溶质无关，不同的溶剂有只与溶剂有关，与溶质无关，不同的溶剂有不同的不同的Kb值，常用溶剂的值，常用溶剂的Kb和和Kf值值 见见P9表表1-5。4应用应用：在实验工作中常利用较浓的盐溶液来做：在实验工作中常利用较浓的盐溶液来做高温热浴。高温热浴。三三、溶液的凝固点下降溶液的凝固点下降该物质的液相和固相达到平衡时该物质的液相和固相达到平衡时的温度（的温度（p液液p固固时的时的T）水的凝固点水的凝固点:0C加入溶质加入溶质 海水海水0C时是否冻结时是否冻结？溶液凝固点溶液凝固点Tf下降下降p液液 p固固:液相液相

25、固相固相p液液 p固固:固相固相 液相液相CB 物质的凝固点物质的凝固点(Tf)凝固点下降原因：凝固点下降原因：由于液态溶液的蒸气压下降，由于液态溶液的蒸气压下降，在纯溶剂的凝固点在纯溶剂的凝固点f*时溶液的蒸气压低于固时溶液的蒸气压低于固态纯溶剂的蒸气压，此时溶液不能凝固，必须态纯溶剂的蒸气压，此时溶液不能凝固，必须降低温度，溶液和固态纯溶剂的蒸气压都下降，降低温度，溶液和固态纯溶剂的蒸气压都下降，但溶剂的蒸气压下降更快，当达到另一更低的但溶剂的蒸气压下降更快，当达到另一更低的温度时，温度时，固相溶剂的蒸气压与溶液中溶剂的蒸固相溶剂的蒸气压与溶液中溶剂的蒸气压相等，此时的温度就是溶液的凝固点

26、，溶气压相等，此时的温度就是溶液的凝固点，溶液的凝固点下降主要原因还是由于溶液的蒸气液的凝固点下降主要原因还是由于溶液的蒸气压下降所致。压下降所致。4难挥发非电解质稀溶液的凝固点下降难挥发非电解质稀溶液的凝固点下降T Tf f4与溶液的质量摩尔浓度与溶液的质量摩尔浓度b bB B成正比，而与溶质的性成正比，而与溶质的性质无关。它的数学表达式为：质无关。它的数学表达式为：4 T Tf f K Kf f b bB B 4K Kf f为溶剂凝固点下降常数，单位为为溶剂凝固点下降常数，单位为KkgmolKkgmol-1-1。K Kf f与与K Kb b一样只与溶剂有关，而与一样只与溶剂有关，而与溶质无

27、关。溶质无关。4例例1 13 3：4把把0.322g0.322g萘溶于萘溶于80g80g苯中所得溶液的凝固苯中所得溶液的凝固点为点为278.34K278.34K，求萘的摩尔质量。，求萘的摩尔质量。已知苯的凝已知苯的凝固点为固点为278.50K,278.50K,K Kf f 值为值为5.10 Kkgmol5.10 Kkgmol-1-1.4解释：植物的抗寒抗旱解释：植物的抗寒抗旱4应用：汽车水箱中加入少量甘油或乙二醇，哪应用：汽车水箱中加入少量甘油或乙二醇，哪一种效果好？一种效果好？4在化学反应制冷、工农业生产制冷中。在冬季，在化学反应制冷、工农业生产制冷中。在冬季，建筑工人经常在水泥中加入食盐（

28、建筑工人经常在水泥中加入食盐（食盐和冰食盐和冰251K）或氯化钙（）或氯化钙（CaCl22H2O和冰和冰218K）（4）溶液渗透压）溶液渗透压给缺水的植物浇上水，不久，植物给缺水的植物浇上水，不久，植物茎叶挺立？茎叶挺立？实验：实验：4溶剂分子从一个液相通过半透膜向另一个溶剂分子从一个液相通过半透膜向另一个液相扩散的过程叫渗透。达到了渗透平衡时，液相扩散的过程叫渗透。达到了渗透平衡时，蔗糖水液面比纯水液面高出蔗糖水液面比纯水液面高出h，这段液面高度，这段液面高度差所产生的压力称为该溶液的渗透压。也可将差所产生的压力称为该溶液的渗透压。也可将渗透压这样定义：在一定的温度下，恰能阻止渗透压这样定义

29、：在一定的温度下，恰能阻止渗透发生所需施加的外压力，称为该溶液的渗渗透发生所需施加的外压力，称为该溶液的渗透压。透压。如果在浓度高如果在浓度高的溶液一端施加外的溶液一端施加外压，当外加压力大压，当外加压力大于渗透压时，溶剂于渗透压时，溶剂分子就会从高浓度分子就会从高浓度的一端向低浓度溶的一端向低浓度溶液一端渗透，这一液一端渗透，这一过程叫做过程叫做反渗透反渗透。4渗透的条件：渗透的条件：4 1 1）膜的存在膜的存在42 2）膜两边浓度不等膜两边浓度不等418861886范特荷甫总结得出：范特荷甫总结得出：“稀溶液的渗稀溶液的渗透压与溶液的浓度和温度的关系同理想气体状透压与溶液的浓度和温度的关系

30、同理想气体状态方程式一致态方程式一致”，即，即4V V=n nB BRTRT =c cB BRTRT4式中，式中，是渗透压，是渗透压，V V是溶液体积，是溶液体积，n nB B是溶质物质是溶质物质的量（的量（molmol），），c cB B是浓度，是浓度，R R是气体常数，是气体常数，T T是绝对温度。是绝对温度。从上面的式子可以看出，在一定条件下，难挥发非电从上面的式子可以看出，在一定条件下，难挥发非电解质稀溶液的渗透压与溶液中溶质的浓度成正比，而解质稀溶液的渗透压与溶液中溶质的浓度成正比，而与溶质本性无关。与溶质本性无关。4对于稀的水溶液，公式也可以表示为对于稀的水溶液，公式也可以表示为=

31、b bB BRTRT 4例例14：1L1L溶液中含溶液中含5.0g5.0g马的血红素，在马的血红素，在298K298K时测得溶液的渗透压为时测得溶液的渗透压为1.82102Pa1.82102Pa，求马的血红素的摩尔质量？求马的血红素的摩尔质量？渗透压的应用渗透压的应用医用等渗液医用等渗液 口渴时一般不宜饮用含糖口渴时一般不宜饮用含糖等成分过高的饮料。等成分过高的饮料。速溶咖啡和速溶茶的制造速溶咖啡和速溶茶的制造（将稀溶液首先用反渗透方法变浓，将稀溶液首先用反渗透方法变浓，再用蒸发法蒸干，生再用蒸发法蒸干，生产成本会大大降低。）产成本会大大降低。）测定溶质的分子量测定溶质的分子量 利用反渗进行海

32、水利用反渗进行海水淡化淡化五五、依数性的应用依数性的应用 植物细胞液中溶有氨基酸、糖植物细胞液中溶有氨基酸、糖类物质，有一定的抗旱性类物质，有一定的抗旱性蒸气压下降蒸气压下降植物还有一定的耐寒性植物还有一定的耐寒性用用NaCl等物质与冰混合而制成的冷冻剂等物质与冰混合而制成的冷冻剂为何稀饭比水烫伤得厉害？为何稀饭比水烫伤得厉害？冬天，人们常往汽车的水箱中加入甘油冬天，人们常往汽车的水箱中加入甘油 等物质，以防止水箱因水结冰而胀裂。等物质，以防止水箱因水结冰而胀裂。凝固点下降凝固点下降沸点上升沸点上升 注意：注意：稀溶液的依数的定量关系不稀溶液的依数的定量关系不适用于浓溶液和电解质溶液。适用于浓

33、溶液和电解质溶液。例：几种浓度为例：几种浓度为0.100 molkg-1的的电解质电解质在水溶液中的在水溶液中的i值值 电解质电解质 T f(K)（实验值实验值）T f(K)（计算值计算值）NaCl 0.348 0.186 1.87 HCl 0.355 0.186 1.91 K2SO4 0.458 0.186 2.46CH3COOH 0.188 0.186 1.08A2B(或或AB2)型型AB型型弱电解质溶液弱电解质溶液非电解质溶液非电解质溶液第四节第四节 胶胶 体体 溶溶 胶胶 胶胶 团团 结结 构构 溶溶 胶胶 的的 性性 质质 溶溶 胶胶 的的 稳稳 定定 性性 与与 聚聚 沉沉（1）概

34、念）概念4颗粒直径为颗粒直径为1nm100nm的分散质分散到的分散质分散到分散剂中形成的多相系统。胶体溶液分散相粒分散剂中形成的多相系统。胶体溶液分散相粒子的大小，介于分子或离子分散体系子的大小，介于分子或离子分散体系(即溶液，即溶液，或称真溶液或称真溶液)及粗分散体系及粗分散体系(悬浊液及乳浊液悬浊液及乳浊液)之间。由于胶体颗粒小、表面积大、表面能大，之间。由于胶体颗粒小、表面积大、表面能大，因此胶体的表面性质很显著，具有不同于其他因此胶体的表面性质很显著，具有不同于其他分散系的特征分散系的特征 1-100 nm 胶体溶液胶体溶液(溶胶溶胶)由小分子、原子或离子聚集成较大颗由小分子、原子或离

35、子聚集成较大颗粒而形成的多相体系。如粒而形成的多相体系。如Fe(OH)3溶溶胶和胶和As2S3溶胶溶胶 高分子溶液由一些高分子化合物组成的溶液，由一些高分子化合物组成的溶液，如胶水。如胶水。（2）胶团结构）胶团结构AgImI-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+AgNO3+KI(过量过量)AgI(溶胶溶胶)扩散层扩散层吸吸附附层层(AgI)mnI-(n-x)K+x-xK+胶核胶核吸附层吸附层扩散层扩散层胶粒胶粒胶团胶团4同理，也可写出其他物质形成的溶胶的胶团结构同理，也可写出其他物质形成的溶胶的胶团结构式。式。4如如AsAs2

36、 2S S3 3溶胶：溶胶：(As (As2 2S S3 3)m m n nHSHS (n nx x)H+)H+x x x xH H+4H H2 2SiOSiO3 3溶胶：溶胶：4(H(H2 2SiOSiO3 3)m m n nHSiOHSiO3 3 (n nx x)H)H+x x x xH H+4 用用KI溶液与过量溶液与过量AgNO3溶液反应制备的溶液反应制备的AgI溶溶胶，其溶胶的胶团结构式为：胶，其溶胶的胶团结构式为：(AgI)m nAg+(nx)NO3x+x NO3三、溶胶的性质三、溶胶的性质 动力学性质动力学性质-布朗（布朗（Brown）运动运动胶体粒子受到液体介质胶体粒子受到液体

37、介质分子的不同方向、不同分子的不同方向、不同速度的撞击后受力不均速度的撞击后受力不均而作无规则运动。而作无规则运动。粒子小粒子小 布朗运动剧烈布朗运动剧烈.解释：解释：（1）分散剂分子的热运动不断地撞击溶胶粒子）分散剂分子的热运动不断地撞击溶胶粒子所引起的（主要原因）。所引起的（主要原因）。（2）分散质本身的热运动（次要原因）分散质本身的热运动（次要原因）光学性质光学性质-丁铎尔效应丁铎尔效应隔板灯泡.光束投射到溶胶的粒子光束投射到溶胶的粒子上散射出来，故在垂直上散射出来，故在垂直光束的方向能看到明亮光束的方向能看到明亮的光柱。的光柱。.4 解释：解释：这是由胶体颗粒分散度大小决定的。这是由胶

38、体颗粒分散度大小决定的。光学原理：强光照到分散质粒子上，若粒子直光学原理：强光照到分散质粒子上，若粒子直径大于入射光径大于入射光 波长，则发生反射或折射。若粒波长，则发生反射或折射。若粒子直径与入射光波长相比拟，则发生散射。子直径与入射光波长相比拟，则发生散射。散散射光称为乳光。粒子直径太小，散射很弱，光射光称为乳光。粒子直径太小，散射很弱，光基本透过。基本透过。4 胶体粒子可以使射到它上面的光散射开胶体粒子可以使射到它上面的光散射开来，从旁边看出，每个粒子似乎成为一个发光来，从旁边看出，每个粒子似乎成为一个发光小点。当粒子直径接近小点。当粒子直径接近1nm时，光在粒子上散时，光在粒子上散射太

39、弱，就不易看到光亮锥。所以有否丁达尔射太弱，就不易看到光亮锥。所以有否丁达尔效应是区别胶体与真溶液的最简便方法。高分效应是区别胶体与真溶液的最简便方法。高分子溶液由于分散相粒子大小落在胶体分散体系子溶液由于分散相粒子大小落在胶体分散体系范围内，所以也有丁达尔效应。范围内，所以也有丁达尔效应。(3)(3)溶胶的电学性质溶胶的电学性质 电泳和电渗电泳和电渗 在外电场的作用下，分散相和分散介质发生在外电场的作用下，分散相和分散介质发生相对位移的现象称为胶体的相对位移的现象称为胶体的电动现象。电动现象。电泳电泳电场的作电场的作用下，溶胶粒子定用下，溶胶粒子定向地移动。向地移动。实验实验 电学性质电学性

40、质(1)1)-电泳电泳As2S3:+带负电带负电 负溶胶负溶胶Fe(OH)3:+带正电带正电 正溶胶正溶胶 电学性质电学性质(2)(2)-电渗电渗 溶胶通过多孔物质（如烧瓷片溶胶通过多孔物质（如烧瓷片、玻璃纤维等），胶粒能吸附、玻璃纤维等），胶粒能吸附而固定不动，通入直流电后，而固定不动，通入直流电后，分散剂将通过多孔固体物质做分散剂将通过多孔固体物质做定向移动。定向移动。半透膜半透膜溶液溶液电电 渗渗 示示 意意 图图4.溶胶粒子带电原溶胶粒子带电原因因吸附作用吸附作用吸附作用吸附作用FeCl3+3H2O Fe(OH)3 +3 HClFeCl3 +2H2O Fe(OH)2Cl +2 HClF

41、e(OH)2Cl FeO+Cl-+H2OmFe(OH)3 (Fe(OH)3)m (Fe(OH)3)m nFeO+AgNO3+KI（过量）（过量）（Ag I)m nI-(K+，NO3-，I-)AgNO3（过量）（过量）+KI（Ag I)m nAg+(K+，NO3-，Ag+)胶体粒子对溶液中的离子产生胶体粒子对溶液中的离子产生选择性吸附选择性吸附选择性吸附选择性吸附使胶粒带电使胶粒带电电离作用电离作用电离作用电离作用胶体粒子表面分子发生电离使胶粒带电胶体粒子表面分子发生电离使胶粒带电硅酸溶胶表面上硅酸溶胶表面上H2SiO3分子可以电离，如分子可以电离，如 H2SiO3=HSiO3-+H+或或 Si

42、O32-+2H+HSiO3-或或 SiO32-留在表面而使粒子带负电留在表面而使粒子带负电荷，荷，H+进入溶液。进入溶液。（4）溶胶带电的原因：）溶胶带电的原因：电泳现象说明溶胶粒子是带电的，而带电的主要原电泳现象说明溶胶粒子是带电的，而带电的主要原因有以下两个方面：因有以下两个方面：1.1.吸附作用吸附作用 溶胶中的分散质颗粒具有较大溶胶中的分散质颗粒具有较大的比表面积和较强的吸附作用，在电解质溶液的比表面积和较强的吸附作用，在电解质溶液中发生离子的选择性吸附，从而使溶胶粒子带中发生离子的选择性吸附，从而使溶胶粒子带上与被选择吸附的离子相同符号的电荷。上与被选择吸附的离子相同符号的电荷。42

43、.电离作用电离作用4 有些溶胶是通过表面基团的电离而带电有些溶胶是通过表面基团的电离而带电的。的。4例：硅酸溶胶（写出方程式）例：硅酸溶胶（写出方程式）4H2SiO3 H+HSIO3-4注意：因制备溶胶的条件不同，可使胶体粒子注意：因制备溶胶的条件不同，可使胶体粒子带不同的电荷。带不同的电荷。4例：将例：将AgNO3与与KI混合制得混合制得AgI溶胶，该溶胶溶胶，该溶胶带的电荷则需要根据反应过程中哪个物质过量带的电荷则需要根据反应过程中哪个物质过量来判断。来判断。4 利用胶粒不能透过半透膜，半径较小的分利用胶粒不能透过半透膜，半径较小的分子、离子能透过半透膜的性质，可以把胶体和子、离子能透过半

44、透膜的性质，可以把胶体和混有电解质的分子或离子分离开，使胶体溶液混有电解质的分子或离子分离开，使胶体溶液净化，这种方法称为净化，这种方法称为透析或渗析。透析或渗析。（5）胶体溶液的稳定性和聚沉作用）胶体溶液的稳定性和聚沉作用4（一）溶胶的稳定性（一）溶胶的稳定性4 热力学认为：溶胶表面积很大，表面能很热力学认为：溶胶表面积很大，表面能很高，有自发聚沉的倾向，是热力学不稳定体系。高，有自发聚沉的倾向，是热力学不稳定体系。4然而，用正确方法制得的溶胶可以保存很长时然而，用正确方法制得的溶胶可以保存很长时间而不沉淀，这说明它又具有一定的稳定性。间而不沉淀，这说明它又具有一定的稳定性。溶胶的不稳定性是

45、绝对的，而稳定性是相对的，溶胶的不稳定性是绝对的，而稳定性是相对的，有条件的。有条件的。4溶胶稳定性的主要原因：溶胶稳定性的主要原因：4 (1)(1)动力学稳定性：剧烈的布朗运动，动力学稳定性：剧烈的布朗运动，阻阻止了止了 胶粒因重力作用而下沉；胶粒因重力作用而下沉；4 (2)(2)胶粒带电：溶胶能稳定存在的最重要胶粒带电：溶胶能稳定存在的最重要的原的原 因是胶粒之间存在静电排斥力，而阻止因是胶粒之间存在静电排斥力，而阻止胶粒的聚沉。胶粒的聚沉。4 (3)(3)溶剂化作用：使胶粒和反离子周围形溶剂化作用：使胶粒和反离子周围形成溶剂化膜阻止了胶粒聚集成大颗粒而聚沉。成溶剂化膜阻止了胶粒聚集成大颗

46、粒而聚沉。（二）溶胶的聚沉（二）溶胶的聚沉4 (1)(1)加入电解质：给带电的胶体粒子创造加入电解质：给带电的胶体粒子创造了吸引带相反电荷离子的有利条件，于是胶体了吸引带相反电荷离子的有利条件，于是胶体粒子的净电荷减少了，或者完全被中和，而胶粒子的净电荷减少了，或者完全被中和，而胶体粒子间斥力减小，就容易聚成大粒子而沉降体粒子间斥力减小，就容易聚成大粒子而沉降下来。下来。4 电解质使溶狡聚沉作用的大小，既和电解质浓度有关，也和电解质使溶狡聚沉作用的大小，既和电解质浓度有关，也和电解质的离子本性有关，一般规律是：电解质的离子本性有关，一般规律是：l电荷越高，离子电荷越高，离子(水化离子水化离子)

47、半径愈小，聚沉能半径愈小，聚沉能力越大。力越大。使带负电荷胶体聚沉的几种阳离子，使带负电荷胶体聚沉的几种阳离子，按它们的能力大小，可排成下列次序按它们的能力大小，可排成下列次序4AlAl3+3+FeFe3+3+H H+CaCa2+2+MgMg2+2+K K+NaNa+LiLi+l使带正电荷的胶体聚沉的几种阴离子，按它们使带正电荷的胶体聚沉的几种阴离子，按它们能力大小可排成下列次序：能力大小可排成下列次序：4Fe(CN)Fe(CN)6 6 4-4-Fe(CN)Fe(CN)6 6 3-3-CrOCrO4 42-2-SOSO4 42-2-NONO3 3-ClCl-4(2)(2)加入相反电荷溶胶：由于异性相吸，而导加入相反电荷溶胶：由于异性相吸，而导致电性中和，使粒子失去聚集稳定性而聚沉。致电性中和，使粒子失去聚集稳定性而聚沉。4(3)(3)加热：一可降低胶核吸附电解质的能力，加热：一可降低胶核吸附电解质的能力，二可增加溶胶颗粒的动能和相互碰撞的机会，二可增加溶胶颗粒的动能和相互碰撞的机会，其结果必有利于聚沉。其结果必有利于聚沉。