溶液与胶体课件

1、关于溶液和胶体第一张，PPT共五十九页，创作于2022年6月第一节 溶 液一、溶液浓度的表示方法2、质量摩尔浓度(mol/kg)1、物质的量浓度(moldm-3 ) 第二张，PPT共五十九页，创作于2022年6月例1: 计算由1.00g CO(NH2)2 尿素溶于50.0 mL水所配成溶液的物质的量浓度？解：CO(NH2 )2 摩尔质量M=60.0g/mol 物质的量浓度(moldm-3 )第三张，PPT共五十九页，创作于2022年6月例2: 已知80%的硫酸溶液的密度为1.74gmL-1，求该硫酸溶液的物质的量浓度c(H2SO4)和c(1/2H2SO4)?例题第四张，PPT共五十九页，创作于

2、2022年6月质量摩尔浓度（mol/kg） 溶液中溶质B的物质的量n除以溶剂的质量m，单位为kg，称为溶质B的质量摩尔浓度，用符号bB表示，单位是molkg-1 。表达式为：在1000g溶剂中含溶质的物质的量；质量摩尔浓度与体积无关，故不受温度改变的影响。这个表示方法的优点是可以用准确的称重法来配制溶液，不受温度影响。若溶液是稀的水溶液，则：why？第五张，PPT共五十九页，创作于2022年6月例4: 计算由1.00g CO(NH2 )2 尿素溶于48.0 g水所配成溶液的质量摩尔浓度？解： CO(NH2 )2摩尔质量M=60.0g/mol nB=1.00g/60.0(g/mol)=0.167

3、mol例题第六张，PPT共五十九页，创作于2022年6月二、 理想气体状态方程式理想气体：忽略分子的大小和分子间的作用力理想气体状态方程：pV= nRTR：摩尔气体常数，8.315 Pam3 mol-1K-1；kPaLmol-1K-1 ；Jmol-1K-1 实际气体处于低压（低于数百千帕）、高温（高于273K）的情况下，可以近似地看成理想气体。气体状态方程式的另一些形式：m 质量(kg)；M摩尔质量(kgmol-1)；密度（kgm-3）第七张，PPT共五十九页，创作于2022年6月第二节 非电解质稀溶液的依数性稀溶液的依数性： 只与溶液的浓度有关，而与溶质的本性无关。 这些性质包括：蒸气压下降

4、、沸点升高、凝固点下降及渗透压等。第八张，PPT共五十九页，创作于2022年6月电介质与非电解质举例：NaCl溶液（强电解质）、HAC（弱电解质）、 甘油 溶液（非电解质）挥发性：甘油（难挥发）、酒精（易挥发）第九张，PPT共五十九页，创作于2022年6月1、饱和蒸气压：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。 蒸气压的大小表示液体分子向外逸出的趋势，它只与液体的本性和温度有关，而与液体的量无关。液体越容易挥发，蒸气压越大 ；温度

5、越高，蒸气压越大。通常蒸气压大的物质为易挥发物质，蒸气压小的称为难挥发物质。液体蒸发是吸热过程，所以温度升高，蒸气压增大。一、 蒸气压下降蒸汽压数年第十张，PPT共五十九页，创作于2022年6月纯溶剂 xA=1溶液xA=0.9水蒸气蒸发凝聚水蒸气蒸发凝聚液体中溶解有少量难挥发性的溶质时，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。 第十一张，PPT共五十九页，创作于2022年6月拉乌尔定律： (1887年，法国物理学家) 在一定温度下，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的摩尔分数: P:溶液的蒸气压；p*:

6、纯溶剂的蒸气压；x：溶剂的摩尔分数,设溶质的摩尔分数为XB第十二张，PPT共五十九页，创作于2022年6月 对于稀溶液:结论： 难挥发性的非电解质稀溶液，蒸气压下降数值只取决于溶剂的本性(K)及溶液的质量摩尔浓度b第十三张，PPT共五十九页，创作于2022年6月例1: 计算293K时，17.1g蔗糖溶于1000g水中，溶液的蒸汽压下降值。 解：293K时，P*(H2O)=2.33kPaM(B)=342g.mol-1例题第十四张，PPT共五十九页，创作于2022年6月例题例2：在298k，纯水的蒸汽压为3167.73Pa，若100g水中溶解了3.3g尿素(CO(NH2)2)，求溶液的蒸汽压？解：

7、P*=3167.73pa m(H2O)=100g m(CO(NH2)2)=3.3g M(CO(NH2)2)=60g/mol求：p n(H2O)=3.3/60.0=0.055mol n(CO(NH2)2)=100/18.0=5.55mol p=0.055/(0.055+5.55)3167.37=31.08（pa） 所以溶液的蒸汽压为：p=3167.37-31.8=3136.65（pa）第十五张，PPT共五十九页，创作于2022年6月1、沸点定义：液体的沸点是指其蒸气压等于外界大气压力时的温度。2、特点：液体的沸点与外界压力有关，外界压力降低，液体的沸点将下降，溶液的蒸气压总是低于纯溶剂的蒸气压，

8、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。 Tb* 为纯溶剂的沸点； Tb 为溶液的沸点 Kb：溶剂沸点上升常数，决定于溶剂的本性。与溶剂的摩尔质量、沸点、汽化热有关。 Kb：溶液的浓度m = 1 mol kg-1时的溶液沸点升高值，其单位是kgmol-1或Kkgmol-1。 二、 沸点上升第十六张，PPT共五十九页，创作于2022年6月从蒸气压曲线上看沸点升高第十七张，PPT共五十九页，创作于2022年6月例题例3：在500g水中溶解46g甘油(C3H8O3)，试该溶液的沸点？解：已知m(C3H8O3)=46g m(H2O)=500g M(C

9、3H8O3)=92g/mol 求:T 所以溶液的沸点为373.52K。第十八张，PPT共五十九页，创作于2022年6月例题（测定难挥发非电解质的分子量）例4：尼古丁的实验式（最简式）为C5H7N ，将0.496g该物溶于10g 水中溶液的沸点为373.307K，求其分子式。解：=373.307-373.15 = 0.157KMB=162g.mol-1实验式量=81 查表：水的kb=0.512Kkgmol-1故分子式为：C10H14N2第十九张，PPT共五十九页，创作于2022年6月1、凝固点：在标准状况下，纯液体蒸气压和它的固相蒸气压相等时的温度为该液体的凝固点。溶液蒸气压总是低于纯溶剂的蒸气

10、压，溶液凝固点会下降。2、凝固点下降：含有少量溶质的溶液，凝固点的温度低于纯溶剂的凝固点温度，叫。 Tf是稀溶液的凝固点，Tf*为纯溶剂的凝固点； Kf ：溶剂凝固点降低系数；它只与溶剂的性质有关；其物理意义为1000g溶剂中加入1mol(化学式)难挥发非电解质所引起的溶液凝固点的下降度数；其单位是kgmol-1或Kkgmol-1。 b： 溶质的质量摩尔浓度。 三、 凝固点下降第二十张，PPT共五十九页，创作于2022年6月从蒸气压曲线上看沸点和凝固点BBAATb*TbTf*Tf纯水溶液Tb= TbTb*Tf= Tf* Tf373.15100273.150.6105P/kPaK溶液的沸点升高和

11、凝固点下降第二十一张，PPT共五十九页，创作于2022年6月例题例4：取0.749g某氨基酸溶于50.0g水中，测得其凝固点为-0.188，试求该氨基酸的摩尔质量？ 解：已知Tf=0.188 m(H2O)=50.0g mB=0.749g求：MB 查表：Kf=1.86kgmol-1 MB=1.860.749/0.18850.0=148.2(g/mol)第二十二张，PPT共五十九页，创作于2022年6月解：醋酸的质量摩尔浓度例5: 0.90g醋酸溶解于50.0g水中，实验测得此溶液的冰点为272.59K，求醋酸的摩尔质量M(CH3COOH)?例题第二十三张，PPT共五十九页，创作于2022年6月例

12、6：把0.322g萘溶于80g苯中所得的溶液的凝固点为278.34K，求萘的摩尔质量。解：苯的凝固点：278.50K，K f =5.10Kmol-1 kg练习题第二十四张，PPT共五十九页，创作于2022年6月 例7：为防止汽车水箱在寒冬季节冻裂，需使水的冰点降到253K，即Tf =20.0K，则在每1000g水中应加入甘油多少克？甘油的分子式为C3H8O3,M(C3H8O3)=92gmol-1练习题第二十五张，PPT共五十九页，创作于2022年6月凝固点下降的实用意义防冻剂： 制冷剂：30g NaCl +100g冰 T最低 = 250.6K42.5g CaCl2 + 100g冰 T最低 =

13、218K植物的耐寒性冬天时淀粉 淀粉酶水解麦芽糖麦芽酶葡萄糖溶质增多，凝固点下降。第二十六张，PPT共五十九页，创作于2022年6月四、溶液的渗透压物质（溶剂）粒子通过半透膜单向扩散的现象，称为渗透。产生渗透的必备条件：一是有半透膜存在；二是半透膜两边单位体积内溶剂分子数目不同。渗透平衡第二十七张，PPT共五十九页，创作于2022年6月半透膜:可以允许溶剂分子自由通过而不允许溶质分子通过。溶剂透过 半透膜进入溶液的趋向取决于溶液浓度的大小，溶液浓度大， 渗透趋向大。渗透平衡:单位时间内水分子从纯水进入溶液数目与从溶液进入纯水 数目相等，体系建立动态平衡，称为 渗透平衡。渗透压: 由于半透膜两边

14、的溶液单位体积内水分子数目不同而引起稀 溶液溶剂分子渗透到浓溶液中的倾向。为了阻止发生渗透所 需施加的压力，叫溶液的渗透压。等渗溶液:当半透膜两侧溶液浓度相等时，渗透作用达到平衡，这种溶 液称为等渗溶液。 渗透压平衡与生命过程的密切关系： 给患者输液的浓度； 植物的生长； 人的营养循环。几个概念第二十八张，PPT共五十九页，创作于2022年6月 在一定温度下，非电解质稀溶液的渗透压与溶质的质量摩尔浓度、绝对温度成正比，而与溶质的本性没有关系。通过对溶液渗透压的测定，也能估算出溶质的摩尔质量。 ：渗透压(kPa)；V：溶液体积（dm3 orL）；R：气体常数； n：溶质物质的量（mol） c：物

15、质的量浓度（mol/L）； T： 热力学温度（K）； R=8.314kPadm3mol-1K-1结论： 蒸气压下降，沸点上升，凝固点下降，渗透压都是难挥发的非电解质稀溶液的通性；它们只与溶剂的本性和溶液的浓度有关，而与溶质的本性无关。Vant Hoff (范特霍夫)第二十九张，PPT共五十九页，创作于2022年6月例6：有一蛋白质的饱和水溶液，每升含有蛋白质5.18g。已知在298.15 K时，溶液的渗透压为0.413kPa。求此蛋白质的摩尔质量。解：练习题第三十张，PPT共五十九页，创作于2022年6月例：测得人体血液的冰点降低值Tf=0.56，求体液在37时的渗透压。 第三十一张，PPT共

16、五十九页，创作于2022年6月例：已知血液的渗透压为780KPa ，若用葡萄糖溶液做为临床输液的营养液，该葡萄糖溶液浓度为多大？ 浓度 = 是稀溶液 第三十二张，PPT共五十九页，创作于2022年6月例：已知某水溶液的凝固点为272.15K。试求此溶液的沸点、296.15K时的蒸气压和渗透压。（1）Tf=KfbB=1.86bB=1.00bB=1.00/1.86=0.538Tb=KbbB=0.520.538=0.28K故此溶液沸点为373.15+0.28=373.43K（2）此溶液中溶剂水的物质的量分数：第三十三张，PPT共五十九页，创作于2022年6月p=p*x(H2O)=3.170.990=

17、3.14kPa故此溶液的蒸气压为3.14kPa。（3）因为=cBRTbBRT所以=0.5388.314298=1333kPa故此溶液的渗透压为1333kPa。查表得298.15K是水的饱和蒸气压为3.17kPa。第三十四张，PPT共五十九页，创作于2022年6月第三节 胶体溶液分散体系： 一种物质以极小的颗粒（分散质）分散在另一种物质（分散介质）中所组成的体系。分子分体散系1nm胶态分体散系1nm-1m粗分体散系1 m -100m分散系分类(从直径分)第三十五张，PPT共五十九页，创作于2022年6月一、胶体溶液（溶胶）胶体溶液：固体分散在液体中的一种胶态体系溶胶的制备A. 分散法 研磨法；

18、超声波法； 电弧法； 胶溶法B. 凝聚法第三十六张，PPT共五十九页，创作于2022年6月2、复分解反应：三氧化二砷的饱和溶液中，通入H2S气体生成硫化砷溶胶。3、氧化还原反应 用甲醛还原金盐制得金溶胶。4、改变溶剂法： 利用突然改变溶质的溶解度，是溶质不形成晶体而聚集成溶胶粒子。1、水解反应 FeCl3水解生成Fe(OH)3溶胶化学方法制备溶胶第三十七张，PPT共五十九页，创作于2022年6月二 、溶胶的性质1、溶胶的光学性质丁达尔现象 当一束光照射到透明的溶胶上时，在与光线垂直方向观察，可以清楚地看见在光的通路上出现一条发亮的光柱，这种现象叫着丁达尔效应。颗粒 反射颗粒 散射可见光 400

19、700nm判别溶胶与分子溶液第三十八张，PPT共五十九页，创作于2022年6月2、溶胶的动力学性质-布朗运动 在超显微镜下观察溶胶时，可以看到溶胶粒子作永不停息的无规则的运动，这就是布朗运动。 产生布朗运动的原因，是由于溶胶粒子周围的分散剂分子处于热运动状态，不断撞击这些溶胶粒子的结果。溶胶粒子的颗粒比粗分散系粒子小，而比溶剂分子大，它每瞬间受到分散剂分子撞击的次数比大粒子少得多，各个方向上都溶胶粒子的撞击力不易完全抵消。它在某一瞬间，从某一方向受到较大的冲击力，因此溶胶粒子受到撞击后，会不断改变方向、改变速度，作不规则的布郎运动。溶胶粒子有布郎运动，能扩散，因而溶胶离子能保持悬浮状态，不易沉

20、降到容器底部。布朗运动第三十九张，PPT共五十九页，创作于2022年6月 液体分子对溶 胶粒子的撞击 粗分散系第四十张，PPT共五十九页，创作于2022年6月3 、溶胶的电学性质-电泳和电渗溶胶的电动现象：溶胶中分散质与分散剂在外电场的作用下发生定向移动的现象称为溶胶的电动现象。电泳：在电场中分散质粒子在分散剂中的定向移动称为电泳。电渗：若在外电场作用下固相被限制不能移动，而液体在固体孔隙间流动，即分散剂在电场作用下定向移动，这种现象称为电渗。 电泳管示意图 直流电第四十一张，PPT共五十九页，创作于2022年6月1、吸附带电：吸附：一种物质分子自动聚集到另一种物质表面上的过程。 吸附剂：能够

21、将他种物质聚集到自己表面上的物质。 吸附质：被聚集的物质。注：溶胶粒子电荷的主要来源是从介质中选择性的吸附某种离子。胶粒带电的原因：2、电离作用 胶粒带电的另一个原因是胶粒表面基团的电离作用。例如，硅酸溶胶的粒子是由许多硅酸分子组成的，在粒子表面上的H2SiO3分子可以电离出H+进入溶液，从而SiO32-和HSiO3-留在表面，使胶粒带负电荷。第四十二张，PPT共五十九页，创作于2022年6月三、胶团结构胶体性质取决于胶体的结构。 以AgI溶胶为例说明。 制备AgI溶胶时如果KI过量，就可制成AgI负溶胶。大量的AgI分子聚集在一起，形成直径在1100nm之间的晶粒作为胶体的核心，称为胶核。(

22、Ag I)m n I- (n-x)K+ x- x K+过量的 KI 作稳定剂，胶团的结构表达式 ： 第四十三张，PPT共五十九页，创作于2022年6月(AgI)m胶核K+K+K+K+胶团I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-K+K+K+K+K+K+K+K+胶粒胶团构造示意图第四十四张，PPT共五十九页，创作于2022年6月 式中m为胶核中AgI的分子数，n为胶核表面吸附的电位离子数，（n-x）为吸附层中的反离子数，x为扩散层中的反离子数，也是胶粒所带的电荷数。m、n、x都是不确定的数字。可见书写胶团结构的关键在于确定电位离子和反离子。第四十五张，PPT共五十九页，创作于2022年6月

23、氢氧化铁的胶体结构 胶团 胶粒 Fe (OH)3 m n FeO+ (n-x) Cl- x+ xCl- 胶核 电位离子 反电位离子 吸附层 扩散层 扩散双电层第四十六张，PPT共五十九页，创作于2022年6月Fe(OH)3胶核吸附电位离子的示意图FeCl3+3H2O=Fe(OH)3+3HCl反应中有副反应：FeCl3+2H2O=Fe(OH)2Cl+ HClFe(OH)2Cl=FeO+Cl-+H2O第四十七张，PPT共五十九页，创作于2022年6月几种常见溶胶的胶团结构注意：因制备溶胶的条件不同，可使胶体粒子带不同的电荷。如AgCl溶胶： 第四十八张，PPT共五十九页，创作于2022年6月 Ag

24、Cl溶胶的制备： AgNO3 + KCl = AgCl +KNO3当AgNO3过量时，溶液中有Ag+、NO3- 、K+ ，分散质AgCl 优先吸附Ag+而带正电荷。 Ag+ Ag+ Ag+ Ag+ Ag+ Ag+ Ag+ Ag+ Ag+ Ag+ Ag+ Ag+ Ag+ Ag+ Ag+ Ag+ Ag+ 分散质AgCl第四十九张，PPT共五十九页，创作于2022年6月KCl过量时，溶液中有过量的K+、Cl-、NO3- ，溶胶粒子优先吸附Cl- 而带负电荷。Cl-Cl-Cl-Cl-Cl-Cl-Cl-Cl-Cl- Cl-Cl-Cl-Cl-Cl-Cl-Cl-Cl-分散质AgCl若是等物质的量进行反应，则

25、不能形成溶胶。 第五十张，PPT共五十九页，创作于2022年6月练习题：请写出土壤中硅酸盐的胶团结构？浓度分别为0.02mol/L和0.005mol/L的AgNO3、KI溶液等体积混合制得胶体溶液，请写出胶团结构。请指出由下面这样一个实验制备胶体是采用的什么方法？并写出胶团结构。 实验内容： 向H3AsO3溶液中通入H2S气体于中而制备硫化砷(As2S3)溶胶 第五十一张，PPT共五十九页，创作于2022年6月Key：1、土壤中的硅酸盐的溶胶结构：(y SiO2 x H2O)m n SiO32-2(n-x)H+2x-2x H+2、(AgCl)mn Ag+(n-x)NO3-x+x NO3-第五十

26、二张，PPT共五十九页，创作于2022年6月Key：(As2S3)m n HS-(n-x)H+x-x H+若H2S 过量，溶胶的胶团中电位离子和反离子分别为（HS-，H+）。第五十三张，PPT共五十九页，创作于2022年6月扩散层电位离子胶团吸附层胶粒胶核 As2S3mH+H+H+HS-HS-HS-HS- HS-HS- +HS- HS-HS- HS- HS-HS-H+H+H+H+H+H+H+H+H+反离子第五十四张，PPT共五十九页，创作于2022年6月（一）、溶胶的稳定性：动力学稳定性： 强烈的布朗运动，促使它在分散剂中均匀分布，阻止了粒子由于重力的下沉。热力学上的稳定性： 热力学角度上看，

27、高度分散的的溶胶粒子具有巨大的表面能，应是稳定体系。其他因素： 双电层的稳定性：由于溶胶粒子的双电层结构，带有 同号电荷的胶粒不聚沉。 溶剂化膜：有一定强度，阻止粒子合并。四、溶胶的聚沉和稳定性第五十五张，PPT共五十九页，创作于2022年6月（二）、胶体的聚沉1.电解质对聚沉的影响（1）聚沉值：使一定量溶胶在一定时间内完全聚沉所需最小电解质的物质的量浓度，称为电解质对溶胶的聚沉值（单位为mmolL-1）。（2）舒尔采-哈迪规则：聚沉值与反离子价数有关，即聚沉值与反离子价数的6次方成反比。（3)电解质对溶胶起聚沉作用的主要是与胶粒所带电荷相反的离子（异电荷作用) ，而且与其所带电荷多少有关。离子价数越高，水