无机及分析化学课件全(第五版)

1、无机及分析化学林政无机及分析化学林政第一章分散系1.5高分子溶液1.3溶液1.2分散系1.4胶体溶液1.1 物质的量及其单位第一章分散系1.5高分子溶液1.3溶液1.2分散系11.1.1 物质的量及其单位物质的量是国际单位制中7个基本物理量之一，其符号为n，单位为摩尔(mol)，简称摩。物质的量是表示物质所含微粒数(N)与阿伏加德罗常数(NA)之比,即n=N/NA。它是把微观粒子与宏观可称量物质联系起来的一种物理量。其表示物质所含粒子数目的多少。物质的量的单位是 摩（尔）、符号：mol 1.1.1 物质的量及其单位物质的量是国际单位制中7个物质的量n 粒子数N阿伏加德罗常数NA 物质的量(mo

2、l)=物质的质量(g)/物质的摩尔质量(g/mol)阿伏加德罗常数(NA) 以0.012kg12C所含的碳原子数作基准，其近似值为6.021023 mol-1 1.1.2 物质的量及其单位物质的量n 1.1.2 物质的量及其单位满足上述关系的粒子是构成物质的基本粒子(如分子、原子、离子、质子、中子、电子数)或它们的特定组合。如：1molCaCl2与阿伏加德罗常数相等的粒子是CaCl2粒子，其中Ca2+为1mol、Cl-为2mol，阴阳离子之和为3mol或原子数为3mol。在使用摩尔表示物质的量时，应该用化学式指明粒子的种类，而不使用该粒子的中文名称。 1.1.3 物质的量及其单位满足上述关系的

3、粒子是构成物质的基本粒子(如分子、原子、离摩尔(mol)、毫摩尔(mmol)、微摩尔(mol)纳摩尔(nmol)、皮摩尔(pmol)1mol1103mmol 1106mol 1109nmol 11012pmol1.1.4 物质的量及其单位摩尔(mol)、毫摩尔(mmol)、微摩尔(mol)1.1以单位体积溶液里所含溶质B的物质的量来表示溶液组成的物理量，叫做溶质B的物质的量浓度。一般使用单位： mol / L 物质的量浓度(mol/L)=溶质的物质的量(mol)/溶液的体积(L)cB=nB/V注意 ：体积是指溶液的体积，而不是溶剂的体积。1.1.5 物质的量浓度以单位体积溶液里所含溶质B的物质

4、的量来表示溶液组成的物理1.1.6 物质的量浓度浓度只是物质的量浓度的简称，其它溶液组分含量的表示法中，若使用浓度二字时，前面应有特定的定语。如质量浓度、质量摩尔浓度。1.1.6 物质的量浓度浓度只是物质的量浓度的简称，其1.1.7 质量摩尔浓度溶液中某溶质B的物质的量除以溶剂的质量，称为该溶质的质量摩尔浓度。单位为molkg-1,符号为bB。 bB=nB/W式中W为该溶剂的质量，以千克（kg）作单位；nB是溶质B的物质的量，以摩尔(mol)作单位。1.1.7 质量摩尔浓度溶液中某溶质B的物质的量除以溶剂1.1.8 质量浓度单位体积混合物中某组分的质量称为该组分的质量浓度，以符号表示，单位为k

5、g/m3。组分B的质量浓度定义式为 =mB/V式中mB混合物中组分B的质量，kg;V混合物的体积，m3。 常用单位是:g/L1.1.8 质量浓度单位体积混合物中某组分的质量称为该组1.1.9 质量分数 溶液中溶质B的质量分数是溶质B的质量mB与溶液质量m之比。符号是B ，量纲为一。B mB/m如，100gNaCl溶液中含10gNaCl，可表示为（NaCl）10%1.1.9 质量分数 溶液中溶质B的质量分数是溶1.1.10 体积分数纯物质B在某温度和压力下的体积，除以在相同温度和压力下的溶液的总体积 。符号为，量纲为一。体积分数常用于溶质为液体的溶液，如果混合过程中产生的体积变化很小，可近似地认

6、为等于溶质的体积溶液的总体积 。1.1.10 体积分数纯物质B在某温度和压力下的体积，除【例】：已知浓硫酸的密度为1.84g/ml，其质量分数为95.6%，一升浓硫酸中含有的n(H2SO4)、n(1/2H2SO4)、c(H2SO4)、c(1/2 H2SO4)各为多少？【例】：已知浓硫酸的密度为1.84g/ml，其质量分数为9解： n(H2SO4) = 1.8410000.956/98.08 = 17.9 mol n(1/2H2SO4) = 1.8410000.956/49.04 = 35.9 molc(H2SO4)= 17.9/1 = 17.9 mol/L c(1/2 H2SO4) = 35.

7、9/1 = 35.9 mol/L解： n(H2SO4) = 1.8410000.956/【例】：250克溶液中含有40克NaCl，计算此溶液的质量摩尔浓度。【例】：250克溶液中含有40克NaCl，计算此溶液的质量摩解： 水的质量250-40 = 210（克） b(NaCl) = 40/(58.5210) 1000 = 3.26 mol/kg解： 水的质量250-40 = 210（克）【例】：在100ml水中溶解17.1g蔗糖(C12H22O11)，溶液的密度为1.0638g/ml，求蔗糖的物质的量浓度，质量摩尔浓度。【例】：在100ml水中溶解17.1g蔗糖(C12H22O1解：M蔗糖342

8、(g/mol) n蔗糖=17.1/342=0.05(mol) V = (100+17.1)/1.0638 = 110.0 (ml)=0.11(L) （1） c(蔗糖) = 0.05/0.11 = 0.454 (mol/L) （2） b(蔗糖) = 0.05/0.1 = 0.5 (mol/kg)解：M蔗糖342(g/mol) （1） c(蔗分散系分散质+分散剂1.2分散系一种或几种物质以细小的粒子分散在另一种物质里所形成的系统称分散系。如：糖水和泥水等等。分散系分散质+分散剂1.2分散系一种或几种物质以细小、按聚集状态分气气（空气）气液（汽水） 气固（浮石）液气（云、雾）液液（酒精） 液固（肉冻

9、）固气（烟、尘）固液（溶液） 固固（合金） 1.2.1 分散系的分类：、按聚集状态分1.2.1 分散系的分类：、按分散质粒子的大小分 100 nm 粗分散系（悬浊液、乳状液）1.2.1 分散系的分类：、按分散质粒子的大小分1.2.1 分散系的分类：1.2.2 相 1.相体系中具有相同化学性质和物理性质的均匀部分。 2相的特点A任何部分的物理性质和化学性质相同。B一个相并不一定是一种单质，如食盐溶液(NaCl和H2O)。 1.2.2 相 1.相体系中具有相同化学性质和物理C单相体系 分子分散系，如饱和食盐水、糖水等。溶质与溶剂已成一体，组分间没有界面。D多相体系胶体分散系和粗分散系，如溶胶；悬浊

10、液等。各组分的物理性质和化学性质不同，并具有明显的界面。 C单相体系 分子分散系，如饱和食盐水、糖水等。溶质与溶剂 1.2.3 理想气体pV = nRT R- 摩尔气体常量理想气体状态方程式： 1.2.3 理想气体pV = nRT 在STP下，p =101.325kPa, T=273.15Kn=1.0 mol时, Vm=22.414L=22.41410-3m3R=8.314 kPaLK-1mol-1在STP下，p =101.325kPa, T=273.1组分气体： 理想气体混合物中每一种气体叫做组分气体。分压： 组分气体B在相同温度下占有与混合气体相同体积时所产生的压力，叫做组分气体B的分压。

11、 1.2.4 分压定律组分气体： 理想气体混合物中每一种气体叫做组分气体。 1.分压定律：混合气体的总压等于混合气体中各组分气体分压之和。p = p1 + p2 + pi 或 p = pB n =n1+ n2+ni 分压定律：混合气体的总压等于混合气体中各组分气体分压之和。p分散质以分子或者比分子更小的质点（如原子或离子）均匀地分散在分散剂中的分散系称为溶液。溶 液气态溶液(空气)液态溶液：(水溶液)固态溶液 (合金)溶质溶剂1. 3 溶液分散质以分子或者比分子更小的质点（如原子或离子）均匀地分通性：只与浓度（溶质粒子的数目）有关而与溶质本性无关的性质称为溶液的通性，又叫溶液的依数性。 1.

12、3.1溶液的通性蒸气压下降 沸点上升凝固点下降 具有渗透压通性：只与浓度（溶质粒子的数目）有关而与溶质本性无关的性初始： V蒸发 V凝聚平衡： V蒸发 = V凝聚纯水的蒸气压示意图气液两相平衡 蒸发 H2O(l) H2O(g) 凝聚 1.3.1.1溶液的蒸气压下降初始： V蒸发 V凝聚纯水的蒸气压示意图气液两相平在纯溶剂中加入难挥发的物质以后，达平衡时，p溶液总是小于同温度下的p纯溶剂 ，即溶液的蒸气压下降。在纯溶剂中加入难挥发的物质以后，达平衡时，p溶液总是小于同温p=p纯p液蒸汽压下降的原因：纯溶剂正常溶液少p=p纯p液纯溶剂正常溶液少 拉乌尔定律：在一定的温度下，难挥发的非电解质稀溶液的

13、蒸气压，等于纯溶剂的蒸气压乘该溶剂在溶液中的摩尔分数。 p ：溶液的蒸气压 p*：纯溶剂的蒸气压nA ：溶剂的物质的量 nB ：溶质的物质的量 nA p= p* nA + nBp液p纯剂 ，c液越大，p液越小。 p纯p液的差值也越大。 拉乌尔定律：在一定的温度下，难挥发的非电p ：溶液的蒸气沸点:溶液的蒸气压（p溶液）与外压（p外压）相等时的温度称为该溶液的沸点。 纯水：p外 = 101.3kPa，t纯水 = 100. 难挥发物质溶液的沸点总是高于纯溶剂的沸点。1.3.1.2 溶液的沸点上升沸点:溶液的蒸气压（p溶液）与外压（p外压）相等时的温度称为p溶液p纯溶剂，而且p = K蒸 b(B)溶

14、液的沸点上升示意图Tb*T b溶剂溶液温度 p pokpa 蒸 气 压pTbB101.3kpaAB溶液的沸点上升的原因：溶液的蒸气压下降。p溶液 V糖水渗透：溶剂分子通过半透膜自动单向扩散的过程称为渗透。当v纯水 = v糖水渗透停止。糖水溶液增高的这部分水的静压力就是糖水溶液的渗透压。半透膜的作用：只许溶剂分子通过，溶质分子不能通过。渗透：溶剂渗透压：在一定的温度下，在半透膜两边维持渗透平衡所需施加的外压力，称为该溶液的渗透压。用符号表示。纯水糖水 h纯水糖水渗透压：在一定的温度下，在半透膜两边维持渗透平衡所需施加的外 1、医学上输液必需输等渗溶液。 2、动物体内水份的输送。 3、植物从土壤中

15、吸收水份和营养。4、求算溶质的分子量。渗透现象在生命过程中的重要作用： 1、医学上输液必需输等渗溶液。渗透现象在生命过程中的重要低渗溶液高渗溶液低渗溶液高渗溶液1、同一温度下，溶液的渗透压与浓度成正比。2、相同浓度时，渗透压与热力学温度成正比。V = n(B)RT = c(B)RT b(B)RT （溶液很稀时， c(B) b(B) ）R：气体常数 8.314 kPa L mol-1.K-1 T：热力学温度（绝对温度）1、同一温度下，溶液的渗透压与浓度成正比。V =【例】人体血的渗透压为709.275kPa, 人体温度为37。试计算给人体输液时所用葡萄糖溶液的质量分数是多少？(设葡萄糖溶液密度是

16、1.01g.ml-1；葡萄糖的分子摩尔质量M为180g.mol-1)。解： = c(葡) RT c = /RT c(葡) = 709.275/8.314(273.15+37) = 0.28 mol.L-1 AW= c(葡) M/1000 =(0.28180/10001.01)100% = 5.0%【例】人体血的渗透压为709.275kPa, 人体温度为37当施加在膜溶液侧的压力大于渗透压力时，水的流向就会逆转，此时，溶液中的水将流入纯水侧，上述现象就是水的反渗透。反渗透当施加在膜溶液侧的压力大于渗透压力时，水的流向就会逆转，此时 盐水 淡水p p 反渗透法净化水反渗透膜孔径小至纳米级，在一定的

17、压力下，H2O分子可以通过膜，水中的无机盐、重金属离子、有机物、胶体、细菌、病毒等杂质无法通过膜，从而使可以透过的纯水和无法透过的浓缩水严格区分开来。 盐水 淡水p p 反渗透法净【例】海水在298K时的渗透压为1479kPa，采用反渗透法制取纯水，试确定用1000cm3的海水通过只能使水透过的半透膜，提取100cm3的纯水，所需要的最小外加压力是多少? 解： 随着反渗透的进行，海水中盐的浓度增大，当得到100cm3纯水时，最终海水的渗透压2和初始海水的渗透压1的比值为 【例】海水在298K时的渗透压为1479kPa，采用反渗透法c1 = n mol1000cm3c2 n mol (1000

18、-100)cm3 因为渗透前后溶质的物质的量未减少c1 = n mol1000cm3 因为渗透前后溶质的物高浓度溶液和强电解质溶液也有依数性，但不遵守拉乌尔定律，故不可用稀溶液依数性的公式进行计算。对于难挥发、非电解质稀溶液 cb(B)，几种通性可以互相联系起来，可以互相换算：高浓度溶液和强电解质溶液也有依数性，但不遵守拉乌尔定律， 胶体是一种高度分散的多相体系。 分散质为固相 (1100nm) 分散剂为液相1.4 胶体溶液 胶体是一种高度分散的多相体系。1.4 胶体溶液1、动力学性质： 布朗运动 布朗运动1.4 .1胶体溶液的性质胶粒因布朗运动而具有一定的扩散作用。1、动力学性质： 布朗运动

19、 布朗运动1.4 .1胶体溶液布朗运动产生的原因： 分散质粒子本身处于不断的热运动中。 分散剂分子对分散质粒子的不断撞击。 液体分子对溶胶粒子的撞击 粗分散系布朗运动产生的原因：液体分子对溶粗分散系2、光学性质：丁铎尔效应 光学原理：强光照到分散质粒子上，若粒子直径大于入射光 波长，则发生反射或折射，如粗分散系。若粒子直径与入 射光波长相比拟，则发生散射。 散射光称为乳光。Fe(OH)3胶体丁铎尔效应示意图光源凸透镜光锥2、光学性质：丁铎尔效应 光学原理：强光照到分散 溶胶中分散质粒子直径： 1 100 nm 可见光波长： 400 700 nm 在真溶液中，溶质颗粒太小（ Ca2+ Cs+ R

20、b+ K+ Na+ Li+ Cl- Br- NO3- I-离子交换吸附：当固体从溶液中吸附某种离子后，同时它本身又向溶离子半径+Li+ Na+ K+ Rb+ Rb+ K+ Na+ Li+Li+Rb+HOH+HOHHOHHOHHOH离子半径+Li+ Na+ K+ 分散质粒子合并变大，最后从分散剂中分离出来的过程称为聚沉或凝结。溶胶聚沉后外观呈现浑浊。 1、加入电解质；（研究最多应用最广） 2、加入带相反电荷的胶体； 3、长时间加热。 促使胶体聚沉的方法有：1.4.6 溶胶的聚沉分散质粒子合并变大，最后从分散剂中分离出来的过程称为聚沉加入电解质聚沉的原因：加入电解质后，吸附层的反离子增多， 胶粒所

21、带电荷大大减少，排斥力减弱，使胶粒合并成大颗粒而聚沉。注意：胶体的聚沉是不可逆的。加入电解质聚沉的原因：加入电解质后，吸附层的反离子增多，1.5高分子溶液2、是单个分子分散的单相体系，是真溶液，溶解过程是自动的，也是可逆的，是热力学的稳定体系。3、无丁铎尔效应因为高分子化合物分子中含有大量的亲水基团(-OH， -COOH、-NH2 )，溶剂化作用强，溶质与溶剂间无界面。1、高分子化合物的分子量可达几百万，长度可达几百纳米，但截面积只 相当于一个普通分子大小。 1.5高分子溶液2、是单个分子分散的单相体系，是真溶液，溶无机及分析化学课件全(第五版)1.5.1 盐析作用大分子的溶质之所以溶于水中，

22、是大量的亲水基团与水有强烈的溶剂化作用，在水中形成很厚的水化膜。对高分子化合物要加入大量的电解质，才能破坏其水化膜而使之凝结出来。盐析是可逆的，当加入大量水以后，沉淀将溶解。1.5.1 盐析作用大分子的溶质之所以溶于水中，是旅游审美文化旅游审美文化 无机及分析化学课件全(第五版)无机及分析化学课件全(第五版)无机及分析化学课件全(第五版)无机及分析化学课件全(第五版)无机及分析化学课件全(第五版)7陆游；沈园 城上斜阳画角哀，沈园非复旧池台。 伤心桥下春波绿，曾是惊鸿照影来。 柴埠溪；情人岩 7无机及分析化学课件全(第五版)无机及分析化学课件全(第五版)无机及分析化学课件全(第五版), 如笛卡

23、儿所说 :“同一件事情可以使这批人高兴的要跳舞 ,却使另一批人伤心的要流泪。” 如菊花 中国与西方山水审美观的差异是十分明显的。在人与自然的关系方面，中国哲学主张“天人合一”，“物我一体”，而西方哲学则主张天人对立，物我对立。这种哲学观念的差异，必然导致山水审美观的分岐。一）、中国人特别关注山水景观所附载的人文美 ;而西方则关注山水景观本身的自然美 滕王阁序 “落霞与孤鹜齐飞 ,秋水共长天一色。” “ 关关睢鸠，在河之洲，窈窕淑女，君子好逑”， 车尔尼雪夫斯基这样来描写水 :“水由于它的形状而显现出美 ,辽阔的、一平如镜的宁静的水在我们的心理产生宏伟的形象。奔腾的瀑布 ,它的气势是令人震惊的

24、,它的奇怪特殊的形象也是令人神往的。水 ,由于它的灿烂透明 ,它的淡青色光辉而令人迷恋 ,水把四周的一切如画地反映出来 ,把这一切屈曲地摇曳着 ,我们看到的水是第一流的写生画家。” , 如笛卡儿所说 :“同一件事情可以使这批人高兴的二）、中国人的旅游审美集中于抒情的印象重现 ;西方人的旅游审美则集中于风景的对象描写艺术家林风眠先生提出 :东西风景画表现方法的不同 ,实则是东西风景审美不同。1，中国的风景画“尺幅之间见深远” ,不讲究比例尺寸 ,更接近于概括与含蓄的真实。“图外有画 ,咫尺千里 ,余味无穷”、“只见片断 ,不逞全形” ,以表现情绪为主 ,各家皆饱览山色而在情绪浓厚时一发其胸中之所积 ,所画皆系一种