溶液与胶体(第一章)

1、 掌握稀溶液的依数性（蒸汽压下降，沸点升高，凝固点下掌握稀溶液的依数性（蒸汽压下降，沸点升高，凝固点下 降和渗透压）及有关计算。降和渗透压）及有关计算。 教学目标教学目标 稀溶液的依数性稀溶液的依数性(蒸汽压下降，沸点升高，凝固点下降和蒸汽压下降，沸点升高，凝固点下降和 渗透压渗透压) 本节重点本节重点 物质物质 蒸气压蒸气压 p 沸点沸点Tb 凝固点凝固点Tf (b/molKg-1) (mmHg , 20) (20) (20) 纯水纯水 17.50 100 0 0.5b蔗糖水蔗糖水 17.31 100.27 -0.93 0.5b尿素溶液尿素溶液 17.31 100.24 -0.94 0.5b

2、甘油溶液甘油溶液 17.31 与纯溶剂相比，与纯溶剂相比， 溶液的溶液的 p, Tb, Tf 变化与溶质的本性无关变化与溶质的本性无关 1 1、纯溶剂的蒸气压、纯溶剂的蒸气压 凝聚凝聚 蒸发蒸发 定义：在一定温度下与液相处于平衡时蒸定义：在一定温度下与液相处于平衡时蒸 汽所具有的压力汽所具有的压力 p( 简称蒸气压简称蒸气压)。 单位：单位：Pa, kPa p p与液体的本性有关 * BB PP * BB PPP 2、溶液蒸汽压下降的原因、溶液蒸汽压下降的原因 * BA PP 一定温度下，难挥发一定温度下，难挥发 非电解质稀溶液的蒸气压与溶剂的非电解质稀溶液的蒸气压与溶剂的 摩尔分数成正比，而

3、与溶质的本性摩尔分数成正比，而与溶质的本性 无关。无关。 AA A ABB nn x nnn = + 对于稀溶液对于稀溶液 nA nB A AA BB m Mn b mm =Kg * 1 55.6 A BABB B nb PPXPP nmol kg * 1 55.6 B P K mol kg - = pK b 定温下一定的溶剂定温下一定的溶剂 对于稀溶液对于稀溶液 K取决于溶剂本性及取决于溶剂本性及T,与溶质本性与溶质本性及及浓度无关浓度无关 pK c 稀溶液的稀溶液的 与溶质的质量摩尔浓度成正比与溶质的质量摩尔浓度成正比 P 解 -1 -1 -1 6.840 g1000 g / kg =0.

4、2000 mol/kg 342.0 g/mol100.0 g b 1 B -11 6.840g/342.0g mol 100.0g/18.02g mol +6.840g/342.0g mol 5.549mol =0.9964 (5.5490.02000)mol x 例例1：已知：已知293K时水的饱和蒸气压为时水的饱和蒸气压为2.338 kPa，将，将6.840 g蔗蔗 糖糖(C12H22O11)溶于溶于100.0 g水中，计算蔗糖溶液的质量摩水中，计算蔗糖溶液的质量摩 尔浓度和蒸气压尔浓度和蒸气压 。M蔗糖 蔗糖=342.0g/mol * B 2.338 kPa0.996 02.330kPa

5、 B ppx 稀溶液依数性稀溶液依数性2-2-溶液的沸点升高溶液的沸点升高 单位：单位：KKgmol- -1 Kb沸点升高常数沸点升高常数 与溶剂本性有关与溶质本性和浓度无关与溶剂本性有关与溶质本性和浓度无关 Tb= Kb b Tb 373 Tb 纯水纯水 水溶液水溶液 101.3 p (kPa) T (K) AB T (K) 水溶液水溶液 冰冰 水水 p/KPa 稀溶液依数性稀溶液依数性3-3- A B 0.61 273 Tf Tf 例例3 将将0.638 g尿素溶于尿素溶于250 g水中，测得此溶液的凝固点降低水中，测得此溶液的凝固点降低 值为值为0.079 K，试求尿素的相对分子质量。，

6、试求尿素的相对分子质量。 已知：已知：Kf（H2O）=1.86K.kg.mol-1 解 r=60g / Mmol -1 24 -1-1 1.86 K.kg.mol0.000638 kg (CON H ) 0.250 kg 0.079 K =0.060 kg.mol =60 g.mol M = -1 f A Bf 1.86 0.749 148(g.mol ) 0.0500 0.188 A Km M mT 例例2 2 取取0.749g0.749g谷氨酸溶于谷氨酸溶于50.0g50.0g水中，测得其凝固点为水中，测得其凝固点为-0.188-0.188， 计算谷氨酸的计算谷氨酸的MM。 解：解： 电电

7、解质稀溶液的依数性行解质稀溶液的依数性行为为 例例 计算计算0.100molkg0.100molkg-1 -1的的NaClNaCl溶液的凝固点。溶液的凝固点。 p = i K b Tb = i Kbb Tf = i Kfb 如如AB型电解质，型电解质，i趋近于趋近于2。 (如如KCl) AB2或或A2B型电解质型电解质, i趋近于趋近于3。 (如如MgCl2) 解解 NaClNaCl为为ABAB型电解质，型电解质，i =2=2 T Tf f(NaCl) = 2(NaCl) = 20.100 molkg0.100 molkg-1 -11.86Kkgmol1.86Kkgmol-1 -1=0.372

8、K=0.372K T Tf f(NaCl) = - 0.372 (NaCl) = - 0.372 。 课本课本p16-11 稀溶液依数性稀溶液依数性4-4-渗透压渗透压 V nRT cRT 纯溶剂纯溶剂 蔗糖溶液蔗糖溶液 h 达到渗透平衡达到渗透平衡 当溶液很稀时当溶液很稀时 bRT 电解质溶液电解质溶液 icRT 式中单位式中单位: : /8.314 KPa/8.314 KPaLKLK-1 -1 mol mol-1 -1， c cB B/mol L/mol L-1 -1, , /K, /K, /KPa /KPa 纯溶剂纯溶剂蔗糖溶液蔗糖溶液 施外压达到渗透平衡施外压达到渗透平衡 正常人各种渗

9、透活性物质的渗透浓度/mmolL-1 渗透活性物质血浆中组织间液中细胞内液中 Na+1443710 K+54.7141 Ca2+2.52.4 Mg2+1.51.431 Cl-107112.74 HCO3-2728.310 HPO42-、H2PO4-2211 SO42-0.50.51 磷酸肌酸45 肌肽14 正常人各种渗透活性物质的渗透浓度/mmolL-1 渗透活性物质血浆中组织间液中细胞内液中 氨基酸228 肌酸0.20.29 乳酸盐 三磷酸腺苷5 一磷酸已糖3.7 葡萄糖5.65.6 SO42-0.50.51 蛋白质1.20.24 尿素444 cos303.7302.230

10、2.2 血浆晶体渗透压和胶体渗透压血浆晶体渗透压和胶体渗透压 晶体渗透压：晶体渗透压：约约767kPa 维持细胞内、外水盐平衡。维持细胞内、外水盐平衡。 细胞膜细胞膜 低分子晶体物质低分子晶体物质 渗透压力在生理学上的意义渗透压力在生理学上的意义 胶体渗透压：胶体渗透压： 约约2.93.9kPa。维持血浆的正常容量。维持血浆的正常容量 毛细血管壁毛细血管壁 渗透压力渗透压力在生理学在生理学上的意义上的意义 3.生理学上的等渗、高渗和低渗溶液是以血浆的渗生理学上的等渗、高渗和低渗溶液是以血浆的渗 透压力为标准确定的。正常人血浆的渗透浓度：透压力为标准确定的。正常人血浆的渗透浓度： 303.7 m

11、molL-1 临临床上规定床上规定： 高渗溶液：高渗溶液： cos 320 mmol L-1 等渗溶液：等渗溶液： cos 280 320 mmolL-1 低渗溶液低渗溶液 ：cos 280 mmolL-1 例例4 计算补液用计算补液用50.0 gL-1葡萄糖溶液和葡萄糖溶液和9.00 gL-1 NaCl溶液溶液 (生理盐水生理盐水)的渗透压。已知：葡萄糖的渗透压。已知：葡萄糖(C6H12O6)的摩尔质量的摩尔质量 为为180 gmol-1，NaCl的摩尔质量为的摩尔质量为58.5 gmol-1 -1 50.0 g / L =0.278 mol/ L 180 g / mol c= 葡萄糖 9.

12、00 g / L =0.154 mol/ L 58.5g / mol c= 盐水 解解 葡萄糖 葡萄糖 -311 278 10 mol/ L8.314k310 716.5k cR TPaLmol KK Pa 葡萄糖 盐水 盐水 11 0.308 mol/ L 8.314k310 793k icR TPaLmol KK Pa 盐水 例例5 20时，将时，将0.515g血红素溶于适量水中，配成血红素溶于适量水中，配成50.00ml溶溶 液，求此溶液的渗透压？沸点升高值和凝固点下降值？液，求此溶液的渗透压？沸点升高值和凝固点下降值？ 已知血红素摩尔质量为已知血红素摩尔质量为6.68104 gmol-

13、1 4 4 A 3 0.5156.68 10/ c=n /1.54 10/ 50.0 10 gg mol Vmol L L - - = 4 =cRT1.54 10/8.314k/293 0.375k375 mol LPaLmol KK PaPa 5 7.88 10 bbb TKbKc 4 fff TKbKc 2.86 10 - D=创= 解：解： 海水淡化海水淡化反渗透反渗透 淡水淡水海水海水 本次课小结本次课小结 p = i K b Tb = i Kbb Tf = i Kfb icRT 1. 溶解溶解2.76g甘油于甘油于200g水中，凝固点水中，凝固点 下降为下降为0.278K，则甘油的相

14、对分子，则甘油的相对分子 质量为（质量为（93 ）。）。 (Kf=1.86Kkgmol-1) 用质量相同的下列化合物作为防冻剂，哪一种防用质量相同的下列化合物作为防冻剂，哪一种防 冻效果最好？为什么？冻效果最好？为什么？ 乙二醇（乙二醇（C2H6O2） 甘油（甘油（C3H8O3） 葡萄糖（葡萄糖（C6H12O6） 蔗糖（蔗糖（C12H22O11） 乙二醇乙二醇 MB最小最小 质量摩尔浓度最大质量摩尔浓度最大 课堂练习课堂练习 把相同质量的葡萄糖和甘油分别溶于把相同质量的葡萄糖和甘油分别溶于 1000g1000g水中，所得溶液的沸点、凝固点、水中，所得溶液的沸点、凝固点、 蒸汽压和渗透压是否相同

15、？为什么？蒸汽压和渗透压是否相同？为什么？ 相同相同 均为非电解质且质量摩尔浓度相同均为非电解质且质量摩尔浓度相同 不同不同 n 葡糖葡糖 = m / 180n 甘油甘油 = m / 92 如果把相同物质的量的葡萄糖和甘油如果把相同物质的量的葡萄糖和甘油 溶于溶于1000g 水中，结果又怎样？说明之。水中，结果又怎样？说明之。 0.05 molL-1萘的苯溶液萘的苯溶液 0.05 molL-1尿素的水溶液尿素的水溶液 0.05 molL-1 氯化钙的水溶液氯化钙的水溶液 凝固点是否相同？说明之。凝固点是否相同？说明之。 不同不同 Tf,1 Kf,1c5.100.05 Tf,2 Kf,2c1.8

16、60.05 Tf,3 Kf,3ic1.8630.05 教学教学目的要求目的要求 1、 熟悉熟悉胶胶体的体的结构结构、性、性质质、稳稳定性及定性及 聚沉作用聚沉作用 2、 了解大分子溶液了解大分子溶液与与凝凝胶胶 第二节第二节 胶体溶液胶体溶液 分散质颗粒直径分散质颗粒直径 胶胶 体体溶液溶液浊液浊液 1nm 100nm 1.2.1 溶胶的制备与净化 溶胶的制备 （1）分散法 a.研磨法 b.超声波分散法 c.电弧法 d.胶溶法 （2）凝聚法 a.化学凝聚法 b.物理凝聚法 溶胶的制备-研磨法 a.研磨法 用机械粉碎的方法将固体磨细。 这种方法适用于脆而易碎的物质，对于柔 韧性的物质必须先硬化后

17、再粉碎。例如，将废 轮胎粉碎，先用液氮处理，硬化后再研磨。 b.超声分散法 c.电弧法 d.胶溶法 溶胶的制备-凝聚法 a.化学凝聚法 通过各种化学反应使生成物呈过饱和状态，使 初生成的难溶物微粒结合成胶粒，在少量稳定剂存 在下形成溶胶，这种稳定剂一般是某一过量的反应 物。例如： 复分解反应制硫化砷溶胶 2H3AsO3（稀）+ 3H2S As2S3（溶胶）+6H2O 水解反应制氢氧化铁溶胶 FeCl3 （稀）+3H2O （热） Fe(OH)3 （溶胶）+3HCl 1.2.2 胶体溶液的性质胶体溶液的性质 胶体的许多性质都与其高分散度和多相共存的胶体的许多性质都与其高分散度和多相共存的 特点有关

18、，主要包括以下三个性质。特点有关，主要包括以下三个性质。 胶体的胶体的动力学性质动力学性质布朗运动布朗运动 胶体的胶体的光学性质光学性质丁铎尔效应丁铎尔效应 胶体的胶体的电学性质电学性质电泳电泳 1 1、胶体的、胶体的动力学性质动力学性质布朗运动布朗运动 18271827年，英国植物学家年，英国植物学家 布朗布朗观察水中悬浮的花观察水中悬浮的花 粉，首次发现了此现象。粉，首次发现了此现象。 布朗运动示意图布朗运动示意图 2 2、胶体的光学性质、胶体的光学性质丁铎尔效应丁铎尔效应 操作：操作：强光照射，侧面观察强光照射，侧面观察 现象：现象：出现一条光亮的通路出现一条光亮的通路 应用：应用：鉴别

19、胶体和溶液鉴别胶体和溶液 原因：原因：光的散射光的散射 3 3、胶体的、胶体的电学性质电学性质电泳电泳 电泳装置示意图电泳装置示意图 5/PhChem/ShowSoft.asp?SoftID=2036# 通电后通电后 电泳：电泳：在电场中，溶胶体系的溶胶粒子在分散剂中能在电场中，溶胶体系的溶胶粒子在分散剂中能 发生定向迁移的现象称为发生定向迁移的现象称为溶胶的电泳溶胶的电泳。 Fe(OH)3 溶胶溶胶 蒸馏水蒸馏水 溶胶往负溶胶往负 极迁移，说极迁移，说 明带正电。明带正电。 带带正正电荷移向电荷移向阴阴极极 带带负负电荷移向电荷移向阳阳极极 为什么有这种现象

20、？为什么有这种现象？ 电泳现象说明电泳现象说明Fe(OH)3粒子是带电的，而且带粒子是带电的，而且带 正电荷。根据胶粒电泳时移动的方向，可确定所带正电荷。根据胶粒电泳时移动的方向，可确定所带 电荷的种类。电荷的种类。 1.2.3 胶团结构和电动势胶团结构和电动势 用用AgNO3和和KI制备制备AgI溶胶溶胶：AgNO3+KIAgI+KNO3，大大 量量AgI分子聚集在一起形成大小在分子聚集在一起形成大小在1100nm的颗粒的颗粒(AgI)m，称，称 为为胶核胶核。胶核易吸附与其组成相同的离子（胶核易吸附与其组成相同的离子（Ag+或或I-），若），若 AgNO3过量，过量，AgI胶体吸附胶体吸附

21、Ag+，形成以，形成以AgNO3稳定的稳定的AgI胶胶 团。胶团为一个团。胶团为一个扩散双电层扩散双电层结构：结构： 扩散层扩散层 胶粒胶粒 胶团胶团 +-x+- m33 (AgI)nAg(n-x)NO xNO 胶核胶核 电位离子电位离子 反离子反离子 反离子反离子 吸附层吸附层 电位离子：电位离子： 被胶核吸附的被胶核吸附的 离子。离子。 AgNO3过量：过量： 反离子反离子 -+ x-+ (AgI)nI (n-x)K xK m 胶核胶核电位离子电位离子 反离子反离子反离子反离子 吸附层吸附层 胶粒胶粒 扩散层扩散层 胶团胶团 吸附层中的离子吸附层中的离子通常是制备胶体时所需的通常是制备胶体

22、时所需的稳定剂稳定剂。 KI过量：过量： As2O3 通入过量通入过量H2S As2S3溶胶溶胶 ()() ()23 x m As Sn HSn x HxH - - +轾 鬃- 犏 臌 FeCl3热水中水解热水中水解 Fe（OH）3溶胶溶胶 ? ? ? ? 3 x m FeOHnFeO n xClxCl + +- 鬃- Na2SiO3溶液溶液+一定浓度的过量一定浓度的过量HCl SiO2溶胶溶胶 ()() ()23 x m SiOn HSiOn x HxH - - +轾 鬃- 犏 臌 胶团的示意图：胶团的示意图： 胶核胶核 吸附层吸附层 扩散层扩散层 胶粒是带电的，而整个胶团是电中性的。胶粒是带电的，而整个胶团是电中性的。 扩散双电层模型 C N MA B 1.3.4 溶胶的稳定性和沉聚溶胶的稳定性和沉聚 1.溶胶的稳定性溶胶的稳定性 动力学动力学稳定性稳定性聚结聚结稳定性稳定性 在重力场作用下，分散质在重力场作用下，分散质 粒子不会从分散剂中沉降而粒子不会从分散剂中沉降而 分离出来。分离出来。 溶胶在放置过程中，不会发溶胶在放置过程中，不会发 生分散质粒子的相互聚结而产生分散质粒子的相互聚结而产 生沉淀。生沉淀。 原因：原因：布朗运动是溶胶布朗运动是溶胶 稳定存在的重要因