第一章溶液和胶体优秀课件.ppt
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1、第一章溶液和胶体第1页,本讲稿共100页学习要求:学习要求:1.掌握掌握:溶液组成标度的表示法及其计算和渗透压力的概念;胶团的结构式。2.熟悉熟悉:稀溶液的蒸气压下降、沸点升高和凝固点降低等依数性;稀溶液定律和渗透压力的意义;溶胶的性质。3.了解了解:晶体渗透压力和胶体渗透压力及大分子溶液。第2页,本讲稿共100页1-1 分散系分散系分散体系(分散系):1.分散质(分散相):被分散的物质2.分散剂(分散介质):分散质所处的介质食盐水(系):NaCl(质),H2O(剂)第3页,本讲稿共100页表1-1按分散质粒子大小分类的分散系分子分散系胶体分散系粗分散系粒子d100nm低分子溶液高分子溶液胶体
2、溶液浊液分散质是小分子大分子分子集合体分子大集合体最稳定很稳定尚稳定不稳定电子显微镜不可见超显微镜可觉察其存在一般显微镜可见能透过半透膜能穿过滤纸,不能穿过半透膜不能穿过滤纸单相体系多相体系返回第4页,本讲稿共100页1-2 溶液组成标度的表示方法溶液组成标度的表示方法溶液组成标度:在一定量溶液或溶剂中所含溶质量多少的一些物理量1.一定体积溶液中所含溶质的量2.溶质与溶液(或溶剂)的相对量(比值)第5页,本讲稿共100页1-2-11-2-1物质的量浓度物质的量浓度(浓度):1.单位:molL1,mol/L,mol/升,摩L-1,pH(Ph),k(K),pr(prism),Pr(propyl),
3、ed(edition),Ed(editor),ED(effectivedose)2.指明物质B的基本单元n(H),n(H2),n(H+)n(C-H),n(C+H),n(H2+0.7O2)C(KMnO4)=0.1molL-1,C(0.2KMnO4)=0.5molL-1基本单元就是在确定物质的量时的计数单元第6页,本讲稿共100页论化学中基本单元的正确使用论化学中基本单元的正确使用山东农业大学学报山东农业大学学报(自然科学版)(自然科学版)JOURNALOFSHANDONGAGRICULTURALUNIVERSITY(NATURALSCIENCE)2000Vol.31No.1P.87-89第7页,
4、本讲稿共100页cB表示物质B的总浓度,B表示物质B的平衡浓度 1-2-21-2-2 质量浓度质量浓度单位:kgL-1,gL-1,mgL-1在人体内浓度表示:分子量已知用量浓度,未知用质量浓度。5%葡萄糖50gL-1C(C6H12O6)=278mmolL-1.第8页,本讲稿共100页1-2-31-2-3质量摩尔浓度质量摩尔浓度质量摩尔浓度质量摩尔浓度(bB):1Kg溶剂中所含溶质的溶剂中所含溶质的物质的量物质的量 单位:单位:molKg-1.溶质B的物质的量nB除以溶剂A的质量mA(单位为kg)第9页,本讲稿共100页1-2-41-2-4质量分数、摩尔分数和体积分数质量分数、摩尔分数和体积分数
5、质量分数质量分数:摩尔分数摩尔分数:体积分数体积分数:第10页,本讲稿共100页例:含50克硫酸的500mL硫酸溶液的物质的量浓度是:(H2SO4的Mr=98)A.0.49B.0.1C.0.98D.0.35E.1.02在500克水中含有22.5克葡萄糖,这一溶液中葡萄糖(相对分子量为180)的质量摩尔浓度最接近于下列哪一个数值?A.0.13B.0.75C.0.38D.0.50E.0.25第11页,本讲稿共100页硫酸瓶上的标记是:H2SO480%(质量);密度1.727gmL-1;分子量98。c(H2SO4)接近下列哪一数值?A.9.8B.10.2C.14.1D.16.6E.30.0400mL
6、溶液中,含有100克NaCl,其物质的量浓度约为:(Mr(NaCl)=58.5)A.1.71B.0.25C.4.27D.58.50E.0.50第12页,本讲稿共100页符号c(H3PO4)=0.1molL-1表示()A.H3PO4溶液的质量浓度是0.1molL-1B.H3PO4溶液的摩尔质量是0.1molL-1C.H3PO4溶液的物质的量是0.1molL-1D.H3PO4溶液的物质的量浓度是0.1molL-1E.H3PO4溶液的渗透浓度是0.1molL-1第13页,本讲稿共100页在80%甲醇(CH3OH)水溶液中,甲醇的摩尔分数是多少?(原子量:C为12;H为1;O为16)A.0.3B.0.
7、5C.0.2D.0.9E.0.7第14页,本讲稿共100页1-3 稀溶液的依数性稀溶液的依数性溶液的性质:1.与溶质的本性有关:颜色,酸碱性,导电性。2.与溶质溶剂微粒数的比值有关,与溶质本性无关。当溶质是难挥发的非电解质而且溶液很稀时,这些性质表现出共同性和规律性稀溶液的通性(bB0.2molkg-1)。第15页,本讲稿共100页溶液的蒸气压下降,沸点升高,凝固点下降和渗透压与溶质的本性无关,而与溶液中溶质的粒子数有关,这类性质统称为稀溶液的依数性。稀溶液定律稀溶液定律(依数定律依数定律):难挥发难挥发的的非电解非电解质质稀溶液稀溶液的性质的性质(溶液的蒸气压下降、沸点溶液的蒸气压下降、沸点
8、上升、凝固点下降和溶液渗透压上升、凝固点下降和溶液渗透压)与一定量与一定量溶剂中所溶解溶质的物质的量成正比。溶剂中所溶解溶质的物质的量成正比。第16页,本讲稿共100页1-3-11-3-1溶液的蒸气压下降溶液的蒸气压下降 1.饱和蒸气压饱和蒸气压饱和蒸气压(蒸气压),符号p,单位帕(Pa)或千帕(kPa):与液相处于平衡时的蒸气所具有的压力称之为该温度下的饱和蒸气压(蒸气压)。第17页,本讲稿共100页第18页,本讲稿共100页第19页,本讲稿共100页第20页,本讲稿共100页(1)饱和蒸气压和物质的性质有关饱和蒸气压和物质的性质有关(2)和温度有关和温度有关H2O(C)18 23 25 1
9、00P饱饱(kPa)2.13 2.81 3.17 101.3 T升高P饱增大2.蒸气压下降蒸气压下降同一温度下,当溶剂同一温度下,当溶剂A中溶有难挥发溶质中溶有难挥发溶质B,溶剂,溶剂A的的蒸气压力下降。蒸气压力下降。第21页,本讲稿共100页第22页,本讲稿共100页拉乌尔定律:拉乌尔定律:在一定温度下,难挥发的非电解质稀溶液在一定温度下,难挥发的非电解质稀溶液中的蒸气压下降中的蒸气压下降(p)与溶质的摩尔分数成正比,而与溶质与溶质的摩尔分数成正比,而与溶质的本性无关。的本性无关。:纯溶剂:纯溶剂A的蒸气压的蒸气压nB:溶质:溶质B的物质的量的物质的量nA:溶质:溶质A的物质的量的物质的量b
10、B:质量摩尔浓度:质量摩尔浓度第23页,本讲稿共100页将液体放在密闭容器中,液体能不断蒸发,同时,生成的蒸气也在不断凝聚,当单位时间内由液面蒸发的分子数和由气相中回到液体中的分子数相等时,气液两相处于平衡状态,这时蒸气的压力称为该液体的饱和蒸气压,简称蒸气压。影响因素:液体越容易挥发,蒸气压越大温度越高,蒸气压越大。液体中溶解有不挥发性的溶质时,液体的蒸气压下降,溶液的蒸气压总是低于纯溶剂的蒸气压,纯溶剂蒸气压与溶液蒸气压之间的差,称为溶液的蒸气压下降。第24页,本讲稿共100页一定温度下,难挥发非电解质稀溶液的蒸气压等于纯溶剂的蒸气压乘以溶剂在溶液中的摩尔分数,即:p=p0 xAp=p0(
11、1-xB)p=p0-p=p0 xBKbB(拉乌尔定律)第25页,本讲稿共100页1-3-21-3-2溶液的沸点升高与凝固点降低溶液的沸点升高与凝固点降低一、溶液的沸点升高一、溶液的沸点升高液体的沸点是液体的蒸气压等于外压时的温度。液体的正常沸点是指外压为标准大气压即101.3kPa时的沸点。溶液的沸点高于纯溶剂的沸点,这一现象称为溶液的沸点升高。第26页,本讲稿共100页沸点(boiling point):当某一液体的蒸气压力等于外界压力时,液体沸腾,此时的温度称为沸点(bp)。凝固点(freezing point):某一物质的液相蒸气压力和固相蒸汽压力相等时的温度(fp)。第27页,本讲稿共
12、100页液体的蒸气压等于外界大气压时的温度称为该液体的沸点;如果水中溶有不挥发性的物质,溶液的蒸气压下降,要使溶液的蒸气压和外界大气压相等,就必须升高溶液的温度,所以溶液的沸点总是高于纯溶剂的沸点。第28页,本讲稿共100页第29页,本讲稿共100页溶液的沸点上升值:Tb=TbTb0溶液越浓,其蒸气压下降越多,沸点升高越多。根据Raoult定律,稀溶液的沸点升高与蒸气压下降成正比:即而所以Kb称为溶剂的质量摩尔沸点升高常数,它只与溶剂的本性有关(表1-3)。第30页,本讲稿共100页二、溶液的凝固点降低二、溶液的凝固点降低凝固点是指在一定外压下(一般是101.3kPa)物质的液相与固相具有相同
13、蒸气压,可以平衡共存时的温度,水的凝固点又称冰点。在101.3kPa压力下,当温度为273K时,冰和水的蒸气压均为0.61kPa,此时冰和水可以平衡共存,故水的凝固点为273K(Tf0).第31页,本讲稿共100页一切可形成晶体的纯物质,在给定的条件下,都有一定的凝固点和沸点。但溶液的情一切可形成晶体的纯物质,在给定的条件下,都有一定的凝固点和沸点。但溶液的情况并非如此,一般由于溶质的加入使溶剂的凝固点下降,溶液的沸点上升;而且溶液况并非如此,一般由于溶质的加入使溶剂的凝固点下降,溶液的沸点上升;而且溶液越浓,沸点和凝固点改变越大。越浓,沸点和凝固点改变越大。水和冰的蒸气压曲线水和冰的蒸气压曲
14、线P(H2O,g)/kPaT/K101.325373.15273.150.610水冰373.15K(100C)时,水的蒸气压力时,水的蒸气压力与外界相等,水沸腾与外界相等,水沸腾273.15K(0C)时,水的蒸气压力与冰时,水的蒸气压力与冰的蒸气压力相等,水凝固的蒸气压力相等,水凝固第32页,本讲稿共100页对难挥发的非电解质溶液,其蒸气压小于冰的蒸气压,冰将不断融化,只有当温度降低至Tf时(b点),溶液的蒸气压才与冰的蒸气压相等,水和冰重新处于平衡状态。第33页,本讲稿共100页T/K101.3250.610水冰溶液p(H2O,g)/KPa水溶液的沸点上升和凝固点下降示意图水溶液的沸点上升和
15、凝固点下降示意图溶液的沸点上升:Tb溶液的凝固点降低:TfTbTfTfTfpTbTb第34页,本讲稿共100页物质的液态和固态的蒸气压相等时的温度,称为该物质的凝固点。如果在零度的水中溶有不挥发性的溶质,溶液的蒸气压就会降低,这时冰的蒸气压高于溶液的蒸气压,于是,冰便会融化,只有在比零度低的温度时,冰的蒸气压和溶液的蒸气压才会相等,此时冰和溶液能共存。所以,溶液的凝固点总是低于纯溶剂的凝固点。第35页,本讲稿共100页对于稀溶液而言,溶液的凝固点降低Tf与溶液的蒸气压下降p成正比第36页,本讲稿共100页难挥发的非电解质稀溶液的沸点上升和凝固点下降与溶液的难挥发的非电解质稀溶液的沸点上升和凝固
16、点下降与溶液的质量摩尔浓度成正比:质量摩尔浓度成正比:Kb:溶剂的摩尔沸点上升常数溶剂的摩尔沸点上升常数Kf:溶剂的摩尔凝固点下降常数溶剂的摩尔凝固点下降常数实际应用:实际应用:1 1 测定溶质的分子量测定溶质的分子量(p11 p11 例例1 1-3)3)2 2 化学实验中常用测定沸点或熔点的方法来检验化合物的纯度化学实验中常用测定沸点或熔点的方法来检验化合物的纯度3 3 汽车散热器的冷却水在冬季常需加入适量的乙二醇或甘油以汽车散热器的冷却水在冬季常需加入适量的乙二醇或甘油以 防水的冻结防水的冻结第37页,本讲稿共100页例将0.450克某物质溶于30.0克水中,使冰点降低了0.150,这种化
17、合物的分子量是:(Kf=1.86Kkgmol-1)A.100B.83.2C.186D.204E.50第38页,本讲稿共100页假如5.2克非挥发性溶质溶解于125克水中,该溶质的沸点为100.78.该溶质的分子量近似等于:(Kb=0.512Kkgmol-1)A.14B.36C.42D.56E.28第39页,本讲稿共100页100克水溶解20克非电解质的溶液,在-5.58时凝固,溶质的分子量。为:(Kf=1.86Kkgmol-1)A.33B.50C.67D.200E.20第40页,本讲稿共100页临床上用来治疗碱中毒的针剂NH4Cl,经实验测得其凝固点为-0.56,试求此针剂NH4Cl的浓度为:
18、A.0.15molL-1B.0.30molL-1C.0.60molL-1D.0.45molL-1E.0.35molL-1第41页,本讲稿共100页在四份等量的水中,分别加入相同质量的葡萄糖(Mr=180),NaCl(Mr=58.5),CaCl2(Mr=111),KCl(Mr=74.5)和乙醇(Mr=46),则凝固点降低最多的是:A.葡萄糖溶液B.NaCl溶液C.KCl溶液D.CaCl2溶液E.乙醇溶液第42页,本讲稿共100页将下列水溶液,按蒸汽压增加的顺序排列之:NaCl,K2SO4,C6H12O6,HAc,C6H12O61.01.01.00.10.1(molL-1)1.0K2SO41.0N
19、aCl1.0C6H12O60.1HAc ,则会使溶液中的溶剂向纯溶剂方则会使溶液中的溶剂向纯溶剂方 向流动,使纯溶剂的体积增加。向流动,使纯溶剂的体积增加。半透膜半透膜(c)溶液溶液纯水纯水 F海水淡化工业废水污水处理应用:第48页,本讲稿共100页溶剂分子通过半透膜由纯溶剂扩散到溶液中的现象叫渗透。单位时间内水分子从纯水进入溶液的数目与从溶液进入纯水的数目相等,体系建立动态平衡,称为渗透平衡。为了维持被半透膜隔开的溶液和纯溶剂之间的渗透平衡所需加于溶液的额外压力称为渗透压。凡是溶液都有渗透压,不同浓度的溶液具有不同的渗透压。第49页,本讲稿共100页范特霍夫(范特霍夫(VanVant t H
20、off)Hoff)Hoff)Hoff)定律定律V=nV=nB BRT RT 或或或或 =c=cB BRT RT 对很稀的溶液对很稀的溶液 =b=b=b=bB BRT RT 低分子溶质的相对分子质量多用凝固点降低法低分子溶质的相对分子质量多用凝固点降低法低分子溶质的相对分子质量多用凝固点降低法低分子溶质的相对分子质量多用凝固点降低法,高分子溶质的相对分子质量多用渗透压力法高分子溶质的相对分子质量多用渗透压力法高分子溶质的相对分子质量多用渗透压力法高分子溶质的相对分子质量多用渗透压力法?二、溶液的渗透压力与浓度及温度的关系二、溶液的渗透压力与浓度及温度的关系第50页,本讲稿共100页难挥发的非电解
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