第一章 1,2,3节ppt课件

1、理想气体状态方程为:pV=nRT (1-1)式中R 为摩尔气体常数;R=8.314 Pam3K-1mol-1。一、气体一、气体1理想气体状态方程理想气体状态方程 气体的基本特征：扩散性和可压缩性气体的基本特征：扩散性和可压缩性.忽略气体分子本身占有的空忽略气体分子本身占有的空间和分子间作用力，该气体就是理想气体间和分子间作用力，该气体就是理想气体;实际气体在低压高温条实际气体在低压高温条件下，才能被近似地看成理想气体件下，才能被近似地看成理想气体. 2道尔顿分压定律道尔顿分压定律对两种或两种以上互不发生化学反应的理想气体的混合物，其状态方程是pV=n1RT+n2RT+niRT =n总RT 第一

2、章第一章 溶液和胶体溶液和胶体1-1 1-1 物质聚集状态物质聚集状态 二、二、 液体液体液体的特征液体的特征;液体的蒸发液体的蒸发: (1)蒸发过程蒸发过程; (2)饱和蒸气压饱和蒸气压;(3)蒸发热蒸发热. 三、固体三、固体晶体与非晶体晶体与非晶体(1)概念概念(2)晶体与非晶体的不同点晶体与非晶体的不同点 a晶体有固定的外形，非晶体没有晶体有固定的外形，非晶体没有 b晶体有固定的熔点，非晶体没有晶体有固定的熔点，非晶体没有 c晶体有各向异性，非晶体则是各向同性晶体有各向异性，非晶体则是各向同性在分散系中，被分散的物质叫做分散质在分散系中，被分散的物质叫做分散质( (或分散相或分散相).)

3、.而容纳分散质的物质称为分散剂而容纳分散质的物质称为分散剂( (或分散介质或分散介质).).一 分散系的概念: 一种或几种物质分散在另一种物质里所形成的系统称为分散系统,简称分散系.1-2 分散系分散系按分散质和分散剂的聚集状态进行分类按分散质和分散剂的聚集状态进行分类, ,分散系可分为九类分散系可分为九类二、二、 分散系的分类分散系的分类分散质 分散剂 实 例 固液气固液气固液 气 液液液固固固气气 气 糖水、溶胶、油漆、泥浆 豆浆、牛奶、石油、白酒 汽水、肥皂泡沫 矿石、合金、有色玻璃 珍珠、硅胶、肌肉、毛发 泡沫塑料、海绵、木炭 烟、灰尘 云、雾 煤气、空气、混合气 分散系分类一）分散系

4、分类一） 若按分散质粒子直径大小进行分类,则可以将分散系分为三类.类 型粒子直径分散系名称 主要特征 分子、离子分散系1 nm 真溶液最稳定，扩散快，能透过滤纸及半透膜，对光散射极弱。单 相 系 统 胶体分散系1 nm 100 nm高分子溶液很稳定，扩散慢，能透过滤纸及半透膜，对光散射极弱，粘度大。溶胶稳定，扩散慢，能透过滤纸，不能透过半透膜，光散射强。多 相 系 统 粗分散系 100 nm乳状液不稳定，扩散慢，不能透过滤纸及半透膜，无光散射分散系分类二） 三、分散度与比表面积分散系中分散质粒径不同，分散度就不同，性质也不同。分散度用比表面积衡量：S0= S/V比表面积S0增加，系统分散度增加

5、。比表面积增大,系统分散度增加；分散质粒度减少，系统分散度增大。例如1cm1cm1cm方块切成0.1cm0.1cm0.1cm方块，比表面积从61cm2增为610cm2 。 1-3 溶液的浓度溶液的浓度是用在一定的溶液或溶剂中所含溶质的多少来表示的。 一、物质的量及其单位一、物质的量及其单位SI基本单位量名称长度质量时间电流热力学温度发光强度物质的量量符号LmtITIn单位名称米千克秒安开（尔文）坎（德拉）摩尔单位符号mkgsAKCdmol“物质的量及单位“物质的量n表示系统中所含基本单元的数量，单位“摩尔”（mol）摩尔摩尔是一系统物质的量，该系统中所包含的基本单元与 0.012kg 12C的

6、原子数目相等。（该数为6.021023,称为“阿佛加德罗常数N”）指明基本单元：分子、离子、原子或特定组合。解： n （KMnO4）= m /M （KM nO4）=158g/ 158 gmol-1= 1 mol n （1/5KMnO4）= m /M （1/5KM nO4）=158g / 158 gmol-15 = 5 mol 即：1/5 n （1/5KMnO4）= 1 mol n （2KMnO4）= m /M （2KM nO4）= 158g / 158 gmol-12 =1/2 mol 即：2 n （2KMnO4）= 1 mol n （KMnO4）= 1/5 n （1/5KMnO4）= 2 n

7、 （2KMnO4）（此例说明了以上注意点。基本单元不同，则n值不同，但均是描述158gKMnO4，均是正确的。）例题：已知例题：已知MKMnO4）=158 gmol-1。现有。现有158g KMnO4，若基本若基本 单元各单元各 为为 KMnO4、 1/5 KMnO4、 2KMnO4，求相应物质的量？，求相应物质的量？五、质量分数五、质量分数1-4 稀溶液的依数性稀溶液的依数性 溶液的性质可分为两类: 一类是溶质本性不同所引起的,如溶液的密度、体积、导电性、酸碱性和颜色等的变化,溶质不同则性质各异. 另一类是溶液的浓度不同而引起溶液的性质变化,如蒸气压下降、沸点上升、凝固点下降、渗透压等,是一

8、般溶液的共性. 溶液的依数性：溶液的性质与纯溶剂的性质不会相同；我们将溶液的依数性：溶液的性质与纯溶剂的性质不会相同；我们将只与溶液中溶质的粒子数目有关、而与溶质本性无关的性质称只与溶液中溶质的粒子数目有关、而与溶质本性无关的性质称为溶液的依数性。为溶液的依数性。难挥发溶液的依数性有：溶液的蒸气压难挥发溶液的依数性有：溶液的蒸气压P下降、沸点下降、沸点tb升高、凝固点升高、凝固点(tf)下降、溶液的渗透压下降、溶液的渗透压( )。 一、水的相图 水的相图是根据实验绘制的.图上有： 三个单相区 在气、液、固三个单相 区内,独立的改变温度和压力不会引 起相的改变. (如:温度定,则压力可变多值,相

9、不变) 三条两相平衡线 压力与温度只能 改变一个,指定了压力,则温度由体 系自定. (如:两相存在,温度变,则压力只有一值对应) OA 是气-液两相平衡线 OB 是气-固两相平衡线 OC 是液-固两相平衡线 O点 是三相点气-液-固三相共存O点 是三相点,气-液-固三相共存.三相点的温度和压力皆由体系自定(H2O的三相点温度为0.00981 ,压力为610.62 Pa).三相点与冰点的区别三相点与冰点的区别冰点是在大气压力下,水、冰、气三相共存.当大气压力为105 Pa时,冰点温度为0 ,改变外压,冰点也随之改变.冰点温度比三相点温度低0.01是由两种因素造成的:(1)因外压增加,使凝固点下降

10、(2)因水中溶有空气,使凝固点下降1.1.溶液蒸气压下降溶液蒸气压下降蒸发: 液体中一部分能量较高的分子克服其它分子对它的吸引而逸出,成为蒸气分子,这个过程叫蒸发；凝聚: 液面附近的蒸气分子被吸引或受外界压力的作用重新回到液体中,这个过程叫做凝聚.饱和蒸气: 在单位时间内,由液面蒸发的分子数和由气相返回液体的分子数相等,此时的蒸气称为饱和蒸气.蒸气压的单位为Pa或kPa.二、溶液的依数性二、溶液的依数性溶液的蒸汽压溶液的蒸汽压P下降：下降：指难挥发溶液的蒸汽压指难挥发溶液的蒸汽压P比纯溶剂的蒸汽压低。比纯溶剂的蒸汽压低。1 纯溶剂2 溶液pt0.10.5拉乌尔定律拉乌尔定律Raoults La

11、w）1887年，法国化学家Raoult从实验中归纳出一个经验定律：在定温下,在难挥发非电解质稀溶液中,溶剂的蒸气压等于纯溶剂蒸气压P*A乘以溶液中溶剂的物质的量分数xA,用公式表示为：如果溶液中只有A，B两个组分，那么:xA+xB=1拉乌尔定律也可表示为：在一定温度下，难挥发非电解质稀溶液的蒸气压下降(p),与溶质的摩尔分数(xB)成正比。 *AAApp xp=p*(1-xB)pp*- pp* xB 溶液的蒸气压下降,对植物的抗旱抗寒具有重要意义.经研究表明,当外界气温升高或降低时,在有机体的细胞中,可溶物(主要是可溶性糖类等小分子物质)强烈地溶解,增大了细胞液的浓度,从而降低了细胞液的蒸气压

12、,使植物的水分蒸发过程减慢.因而,植物在较高温度下仍能保持必要的水分而表现出抗旱性. 2.2.溶液的沸点升高溶液的沸点升高kb称为沸点升高系数,单位kgmol-1或Kkgmol-1。常用溶剂的kb值有表可查.测定Tb值，查出kb,就可以计算溶质的摩尔质量. 根据拉乌尔定律,难挥发非电解质稀溶液沸点上升与溶液质量摩尔浓度近似成正比,与溶质本性无关,其数学表达式为： bbbbKt*BBbttt 沸点(tb):液体的蒸汽压等于外界大气压时的温度称为正常沸点;此时液体沸腾。沸点与外界大气压有关；水的tb=？高原？ 凝固点(tf):指液体的蒸汽压等于其固体蒸汽压时对应的温度,是指纯溶剂固体析出时的温度.

13、外压是标准大气压时的凝固点称为正常凝固点.水的tf =？溶液的沸点和凝固点溶液的沸点和凝固点3.3.凝固点下降凝固点下降 难挥发非电解质稀溶液凝固点下降与溶液质量摩尔难挥发非电解质稀溶液凝固点下降与溶液质量摩尔浓度近似成正比浓度近似成正比, ,与溶质本性无关与溶质本性无关, ,其数学表达式为：其数学表达式为： (kf称为凝固点降低系数,单位kgmol-1或Kkgmol-1常用溶剂的kf值有表可查.测定Tb值,查出kb,就可以计算溶质的摩尔质量.)但在实际应用中常用溶液的凝固点下降来进行测定。因为同一溶剂的凝固点下降常数比沸点上升常数要大，而且晶体析出现象较易观察，测定结果的准确度高。所以凝固点

14、下降法测定摩尔质量比用沸点上升法应用更为广泛 fffBfftttbKt*沸点上升和凝固点下降沸点上升和凝固点下降例1-3 取2.67g萘溶于100g苯中,测得该溶液的凝固点下降了1.07K,求萘的摩尔质量. 解:苯的凝固点下降常数为Kf 5.12 Kkgmol-1tfKfb1.07K 5.12 Kkgmol1 M127.8 gmol-1 kg10100g67. 23MAfBfBABBfBffmtmKMmMmKbKt渗透压渗透压: :为了阻止溶剂渗透为了阻止溶剂渗透, ,在右边施加额外压力在右边施加额外压力, ,使半透膜双方溶剂的渗透速使半透膜双方溶剂的渗透速率相等率相等. .这个额外施加的最小

15、压力就定义为渗透压这个额外施加的最小压力就定义为渗透压. . （在一定温度下，恰好阻止渗透（在一定温度下，恰好阻止渗透 作用的进行所需加的最小压力。）作用的进行所需加的最小压力。） VnRT = cRT 当溶液浓度很稀时 = bRT c是溶质的浓度.b为质量摩尔浓度,这公式就是适用于稀溶液的van,t Hoff 公式.溶液的蒸气压小于纯溶剂的蒸气压，所以纯水分子通过半透膜进入溶液的速率大于溶液中水分子通过半运膜进入纯水的速率，故使糖水体积增大液面升高。随着渗透作用的进行，右端水柱逐渐增高，水柱产牛的静水压使溶液中的水分子渗出速率增加，当水柠达到一定的高度时，静水压恰好使半远膜两边水分子的渗透速

16、率相等，渗透达到平衡。在一定温度下，为了阻止渗透作用的进行而必须向溶液施加的最小压力称为渗透压。4.4.溶液的渗透压溶液的渗透压R = 8.314 Pam3mol-1K-1 = 8.314kPaLmol-1K-1 = 8.314 J mol-1K-1 = 8.31410-3 kJ mol-1K-1溶液的渗透压下降也是测定溶质的摩尔质量的经典方法之一而且特别适用于摩尔质量大的分子。 水水(溶剂溶剂) 糖水糖水( 溶液溶液) p1 p2+ p2 渗透压示意图渗透压示意图h 临床上应用的等渗溶液：临床上应用的等渗溶液： 9.0gL-1NaCl溶液溶液(308 mmolL-1) 50.0gL-1葡萄糖

17、溶液葡萄糖溶液(278 mmolL-1) 12.5gL-1NaHCO3溶液溶液(298 mmolL-1) 18.7gL-1乳酸钠溶液乳酸钠溶液(333 mmolL-1)依数性的应用依数性的应用 测定分子质量:四种依数性的定量关系可以看出依数性产生的效果大小都是与所溶解的难挥发非电解质溶质的质量摩尔浓度成正比而溶质的质量摩尔浓度又与物质的摩尔质量(分子质量)有关;经常使用的是凝固点下降和沸点上升两种方法.但对于求蛋白质、血红素等大分子物质的平均相对分子质量,经常使用渗透压法.)OH(BB)OH(BB22mMmmnb作防冻液和制冷(利用凝固点下降):例如，海水的凝固点低于0,常青树的树叶因富含糖分

18、在严寒的冬天常青不冻,撒盐可将道路上的积雪溶化,冬天施工的混凝土中常添加氯化钙,为防止冬天汽车水箱冻裂常加入适量的乙二醇或甲醇、甘油,实验室用食盐或氯化钙固体与冰混合配制制冷剂.反相渗透:海水淡化及污水处理.解释:将红细胞放到0.068 molL-1 NaCl溶液中,在显微镜下可以看到红细胞逐渐膨胀,最后破裂.医学上称这种现象为溶血.这是因为红细胞内液的渗透压大于0.068molL-1NaCl溶液渗透压，因而，水分子就要向红细胞内渗透,使红细胞膨胀,以致破裂.如将红细胞放到0.256molL-1NaCl溶液中,在显微镜下可以看到红细胞逐渐皱缩，这种现象称为胞浆分离.因为这时红细胞内液的渗透压小

19、于0.256molL-1NaCL溶液的渗透压.因而,水分子由红细胞内向外渗透,使红细胞皱缩.如将红细胞放到生理盐水中,在显微镜下看到红细胞维持原状.这是因为红细胞与生理盐水渗透压相等,细胞内外达到渗透平衡的缘故.因而,临床上给病人大量输液时,一般要用等渗溶液.但临床上也有用高渗溶液的,如渗透压比血浆高10倍的2.78molL-1葡萄糖溶液,因对急需增加血液中葡萄糖的患者,需要注意,用高渗溶液作静脉注射时,用量不能太大,注射速度不可太快,否则易造成局部高渗引起红细胞皱缩.当高渗溶液缓缓注入体内时,可被大量体液稀释成等渗溶液.对于剂量较小浓度较稀的溶液,大多是将剂量较小的药物溶于水中,并添加氯化钠

20、、葡萄糖等调制成等溶液,亦可直接将药物溶于生理盐水或0.278molL-1葡萄糖溶液中使用,以免引起红细胞破裂.动植物生理及医学方面的应用:渗透作用在动植物的生理中,有着非常重要的意义.(动植物的细胞中,土壤中溶液，人体血液中都会运用到渗透作用；吸水、烧苗、生理盐水等)：当红细胞处于等渗、低渗或高渗的溶液时,红细胞具有不同的形态(示意图),这是为什么呢？ 三、强电解质理论三、强电解质理论 难挥发非电解质稀溶液的四个依数性都能很好地符合拉乌尔定律，其实验测定值和计算位基本相符.但电解质溶液的依数性印极大地偏离了拉乌尔定律。电解质溶于水，其质点数因电离而增加.所以,tf等依数性数值会增大。难挥发的电解质溶液、或浓溶液也有依数性(更强)但不能用前面公式计算！ 范特霍夫用一个因子表示两者的偏差,这因子称为范特霍夫因子或范特霍夫系数,用i 表示