第1章-物质的聚集状态课件

第一章物质的聚集状态“CollectiveStateofMatter”第一章物质的聚集状态1§1.1气体*§1.2分散系§1.3

溶液浓度的表示方法§1.4稀溶液的通性

§1.5胶体溶液§1.6高分子溶液和乳状液§1.1气体*21.1.1理想气体状态方程

理想气体：本身不占体积；分子间没有相互作用力的气体。实际气体在低压（p＜101.325KPa）以及高温(T＞273.15K)时可近似看作理想气体。理想气体状态方程：pV=nRTp:气体压强,单位:PaV:气体体积,单位:m3n:气体物质的量,单位:molR:摩尔气体常数,R=8.314Pa﹒m3﹒mol-1﹒K-1T:气体温度,单位:K

§1.1气体*1.1.1理想气体状态方程理想气体：本身不占体积；分子3理想气体状态方程式的应用:①计算p，V，T，n四个物理量之一

应用范围：温度不太低，压力不太高的真实气体。②气体摩尔质量的计算M：气体摩尔质量（gmol-1）③气体密度的计算

=代入理想气体状态方程式的应用:①计算p，V，T，n四个物理41.1.2道尔顿分压定律

P总=P1+P2+P3+…=∑Pi由于PiV=niRT，所以Pi=ni/V﹒RT=ni﹒RT/VP总=∑Pi=∑ni﹒RT/V=nRT/VPi/P总=ni/n总Pi=ni/n总﹒P总=Xi﹒P总Xi=ni/n总,是摩尔分数。

气体常以混合物形式存在，当几种气体混合在同一容器中后，混合气体的总压力等于各组分气体分压力之和。1.1.2道尔顿分压定律5条件：只有理想气体才适合道尔顿分压定律。【例】：用排水集气法收集气体，收集的气体总含有饱和水蒸气，在这种情况下，P=P气体+P水蒸气条件：只有理想气体才适合道尔顿分压定律。【例】：用排水集气法6§1.2分散系分散质（分散相）：分散系中被分散的物质。

分散剂（分散介质）：容纳分散质的物质。

分散系的概念:一种或几种物质分散在另外一种物质中所构成的体系叫分散体系，简称分散系。云雾=小水滴+空气汽水=二氧化碳+水§1.2分散系分散质（分散相）：分散系中被分散的物质。分7第1章-物质的聚集状态课件8第1章-物质的聚集状态课件9溶液：溶液：10§1.3溶液浓度的表示方式溶液：由两种或多种组分以分子、原子或离子状态所组成的均匀、稳定的液相体系。溶液的浓度：一定量的溶液或溶剂中所含溶质的量称为溶液的浓度。§1.3溶液浓度的表示方式溶液：由两种或多种组分以分子、11

1.3.1物质的量浓度CB

单位体积溶液中所含溶质B的物质的量。

cB=nB/v(mol·L-1)nB=mB/MB(mol)1.3.2质量分数溶质(B)的质量与溶液的质量之比。

1.3.1物质的量浓度CB单位体积溶液中所含溶质B12解：bCH3OH=

1.3.3质量摩尔浓度bB

每千克溶剂(A)中所含溶质(B)的物质的量。【例】在50.0g水中溶有2.00g甲醇(CH3OH)，

求甲醇的质量摩尔浓度？解：bCH3OH=1.3.3质量摩尔浓度bB131.3.4物质的摩尔分数

溶质B的物质的量nB占全部溶液物质的量n的分数。

xB=nB/nxA+xB=11.3.5质量浓度

ρB=mB/v(g/Lorg/mL)单位体积溶液中所含溶质的质量。1.3.4物质的摩尔分数141.3.6几种溶液浓度之间的关系CB—溶质B的物质的量浓度;

—溶液的密度;ωB—溶质B的质量分数;

MB—溶质B的摩尔质量。1）物质的量浓度与质量分数定义n=m/Mv=m/ρωB

=mB/m整理1.3.6几种溶液浓度之间的关系CB—溶质B的物质的量浓15v=m/ρ整理若：系统是一个两组分系统；B组分的含量较少。则：溶液的质量m≈

溶剂的质量mA。上式可近似为：2）物质的量浓度与质量摩尔浓度CB—溶质B的物质的量浓度;—溶液的密度;m—溶液的质量;nB—溶质B的物质的量。v=m/ρ整理若：系统是一个两组分系统；B组分的含量较少。216小节1、气体状态方程、分压定律2、分散系的概念及分类3、溶液浓度的表达方式小节1、气体状态方程、分压定律17稀溶液的通性：只与溶质粒子的数目有关，与溶质本性无关的性质。又叫溶液的依数性。

依数性包含：

①溶液的蒸气压下降

②溶液的沸点上升

③溶液的凝固点下降

④溶液具有渗透压对象：难挥发的非电解质稀溶液§1.4稀溶液的通性稀溶液的通性：只与溶质粒子的数目有关，依数性包含：对象：难挥18饱和蒸气压：T:蒸发速度﹦凝聚速度(动态平衡)1.4.1溶液的蒸气压下降pA*

蒸气压大的物质称为易挥发性物质;蒸气压小的物质称为难挥发性物质。饱和蒸气压：1.4.1溶液的蒸气压下降pA*19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溶液总是小于同温度下的p纯溶剂。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，20蒸汽压下降的原因：难挥发非电解质

表面部分被溶质粒子占据；相同温度、单位时间、单位体积液面：逸出溶剂分子数相对减少.溶液纯溶剂蒸汽压下降的原因：难挥发非电解质表面部分21拉乌尔(Raoult)定律：

在一定温度下,难挥发非电解质稀溶液的蒸气压(p)等于纯溶剂的蒸气压(pA*)乘以溶剂在溶液中的摩尔分数(xA)。即：

p=pA

*xA∵xA+xB=1

∴p=pA*（1－xB）溶液的蒸气压下降值Δp为：Δp=pA*－p=pA*－pA*（1－xB）

Δp=pA*xB

因此拉乌尔定律也可以这样说：

在一定温度下,难挥发非电解质稀溶液的蒸气压下降(Δp)与溶质的摩尔分数(xB)成正比,而与溶质的本性无关。拉乌尔(Raoult)定律：∵xA+xB=22解:【例】计算0.05mol/L蔗糖溶液100℃时的饱和蒸气压？解:【例】计算0.05mol/L蔗糖溶液100℃时的饱和蒸气231.4.2溶液的沸点上升

沸点:溶液的蒸气压（p溶液）与外压（p外压）相等时的温度称为该溶液的沸点。纯水：p外=101.325kPa，t纯水=100℃.实验证明：难挥发物质溶液的沸点总是高于纯溶剂的沸点。原因：溶液的蒸气压下降。见下图1.4.2溶液的沸点上升实验证明：难挥发物质溶液的沸24根本原因：蒸汽压下降p溶液<p纯溶剂,Tb*Tb溶剂溶液温度ppokpa蒸气压△p△TbB101.3kpaAB’溶液的沸点上升示意图AˊAAˊ:水的蒸气压曲线BBˊ:溶液的蒸气压曲线；根本原因：蒸汽压下降p溶液<p纯溶剂,Tb*Tb溶剂25

Tb-

Tb*

=△Tb=Kb·b(B)Kb为沸点上升常数，与溶剂的本性有关，而与溶质的本性无关。单位：K·kg·mol-1。（见P12表1-3）b(B):质量摩尔浓度Tb-Tb*=△Tb=Kb·b(B)26

凝固点：在一定的外压下，溶液与纯溶剂固体具有相同的蒸气压时的温度，称为该溶液的凝固点。（固液两相平衡时的温度）1.4.3溶液的凝固点下降凝固点：在一定的外压下，溶液与纯溶剂固体具有相同的蒸气27B'溶液纯水A'ABC△Tf△ppº(kPa)p

0.6105TfTf*(273K)373KT溶剂的凝固点下降示意图AC：冰的蒸气压曲线。B'溶液纯水A'ABC△Tf△ppºTfT28由该图可以看出，溶液的蒸气压下降，导致：kf只与溶剂的性质有关，单位：K·kg·mol-1。

（见P12表1-3）bf－质量摩尔浓度△Tf=Kfb(B)=Tf*-Tf溶液的凝固点Tf总是低于纯溶剂的凝固点Tf*

。同理，根据拉乌尔定律，可得由该图可以看出，溶液的蒸气压下降，导致：kf只与溶剂的性质29

因此，难挥发非电解质稀溶液的沸点上升和凝固点下降与溶液的质量摩尔浓度成正比，与溶质的本性无关。应用:①计算溶液的沸点（Tb）和凝固点（Tf）；②测MB

；③日常生活中的应用【如】植物为什么表现出一定的抗旱性和耐寒性？【如】冬天在汽车水箱里加少量甘油或乙二醇，防止水箱里的水结冰。因此，难挥发非电解质稀溶液的沸点上升和凝固点下301.4.4溶液的渗透压蔗糖溶液纯水半透膜

产生渗透压示意图渗透作用:溶剂分子通过半透膜进入溶液的现象称为渗透作用。渗透压∏:为了保持渗透平衡，液柱所产生的静水压称为该溶液的渗透压。单位：Pa或kPa。1.4.4溶液的渗透压蔗糖溶液纯水半透膜产生渗透压示31原因：

半透膜能阻止蔗糖分子向纯水一边扩散，却不能阻止水分子向蔗糖溶液的扩散。因单位体积内纯水中水分子比糖溶液中的水分子多，故进入溶液中的水比离开的水多，因而蔗糖溶液的液面升高。

产生渗透压的条件：①存在半透膜

②半透膜两侧溶液浓度不同。

原因：半透膜能阻止蔗糖分子向纯水一边扩散，却不32透析带透析带33

难挥发非电解质稀溶液的渗透压∏与溶液物质的量浓度cB和温度T成正比,而与溶质的本性无关。

（R=8.314kPa·L·K-1·mol-1）或:在一定温度下,非电解质稀溶液的渗透压与溶液的质量摩尔浓度bB成正比,而与溶质的本性无关。即:Π=RbBT范特霍夫定律即:Π=RcBT难挥发非电解质稀溶液的渗透压∏与溶液物质的量浓度cB和温34渗透作用的应用：①测定大分子的MB；②动植物生理功能；1.参天的大树，如何从土壤中吸收水分？2.腌渍黄瓜，黄瓜变蔫，同时会出水？3.施肥过多，植物会烧死吗？4.淡水鱼游到海水中能活吗？③海水淡化，污水处理（反渗技术）。渗透作用的应用：35盐水淡水pp>反渗透法净化水盐水淡水pp>反渗透法净36【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37c1=nmol／1000cm3c2＝nmol／(1000-100)cm3

因为渗透前后溶质的物质的量未减少，c1=nmol／1000cm3因为渗透前后溶质的物38难挥发、非电解质、稀溶液通性的计算公式：△p=K蒸b(B)△Tb=Kb·b(B)△Tf=Kf·b(B)π=cRT≈b(B)RT小结：难挥发、非电解质、稀溶液通性的计算公式：△p=K蒸b(39胶体溶液§1.5胶体溶液①溶胶（如AgI胶体和As2S3胶体等）

②高分子溶液（淀粉溶液和蛋白质溶液等）胶体溶液§1.5胶体溶液①溶胶（如AgI胶体和As240分散度：即物质的分散程度，分散质粒子越小，分散程度越大。比表面：单位体积的表面积，用符号S。表示：

显然，一定量的分散质被分得越细，数目就越多，总表面积A越大，分散程度越高。1.5.1表面性质分散度：即物质的分散程度，分散质粒子越比表面：单位体积的表面41比表面分析仪比表面分析仪42表面能液体或固体表面粒子比内部粒子能量高，多出的这部分能量称为体系的表面能。

任何两相界面上均存在着界面能。表面能液体或固体表面粒子比内部粒子能量高，多出431g水滴分散成直径2nm的小水滴，总面积为原来的625万倍，增加的能量可将这1g水的温度升高50℃。同一体系，其分散度越大，其表面能越大。胶体是一种高度分散的多相体系，具有很大的比表面，因此表面能很大。能量越高，体系越不稳定，胶体是热力学的不稳定体系。1g水滴分散成直径2nm的小水滴，总面积为原44

一种物质自动浓集到另一物质表面上的过程叫吸附。有吸附能力的物质称为吸附剂;被吸附的物质称为吸附质。对一定质量的分散质来说，分散度越高，表面积越大，其表面能越大，因而多相体系是一种不稳定体系。为使体系趋于较稳定的状态，表面能有自发降低的倾向。一般可采用两种途径：一、减小表面积使表面能减小；如小液滴可自发聚集成大液滴；二、通过表面吸附其它质点来降低其表面能。

一种物质自动浓集到另一物质表面上的过程叫吸附。45品红的苯溶液+

活性炭红墨水+活性炭品红的苯溶液+活性炭红墨水+活性炭461.5.2、胶团结构【例】AgNO3和过量KI溶液制备AgI溶胶，胶团结构式为：·

nI-·xK+·(n-x)K+(AgI)m[]x-1.5.2、胶团结构【例】AgNO3和过量KI47若以稀KI溶液与过量的稀AgNO3溶液反应制备AgI溶胶其结构将会怎样呢?。见下图若以稀KI溶液与过量的稀AgNO3溶液反应制备AgI溶胶其结48

胶团

胶粒

扩散层·xNO3-

(AgI)m胶核

+A·ng电位离子+]x·（n-x）NO3-

吸附层AgI溶胶胶团结构（Ag+过量）[反离子

49胶粒带电，胶团不带电（电中性）Fe(OH)3溶胶（FeCl3高温水解）：As2S3溶胶（2H3AsO3+3H2S→As2S3+6H2O）：硅酸溶胶（水解出电位离子、反离子）：[(H2SiO3)m·nHSiO3-

·(n-x)H+]x-

·xH+胶粒带电，胶团不带电（电中性）Fe(OH)3溶胶（FeCl50硅胶二氧化钛溶胶硅胶二氧化钛溶胶511.5.3胶体溶液的性质胶体溶液的性质光学性质动力学性质电学性质1.5.3胶体溶液的性质胶体溶液的性质光学性质52

1）光学性质

1869年，丁达尔(Tyndall)在研究胶体时，他将一束光线照射到透明的溶胶上，在与光线垂直方向上观察到一条发亮的光柱。这一现象称为丁达尔效应(Tyndalleffect)。由于丁达尔效应是胶体所特有的现象，因此，可以通过此效应来鉴别溶液与胶体。

1）光学性质1869年，丁达尔(Tyndal53产生原因：

光线照射到物体表面时，可能产生两种情况：

（1）颗粒的直径远远大于入射光的波长，此时入射光被完全反射，不出现丁达尔效应；（2）物质的颗粒直径比入射波长小的话，则发生光的

散射作用而出现丁达尔现象。

因为溶胶的粒子直径在1一100nm，而一般可见光的波长范围在400一760nm，所以可见光通过溶胶时便产生明显的散射作用。

产生原因：光线照射到物体表面时，可能产生两种情况：542）溶胶的动力学性质

溶胶的布朗运动：在超显微镜下看到溶胶散射现象的时，还可以看到溶胶中的发光点并非是静止不动的，它们是在作无休止、无规则的运动。2）溶胶的动力学性质溶胶的布朗运动：55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胶粒因布朗运动而具有一定的扩散作用。布朗运动产生的原因：液体分子对溶粗分散系胶粒因布朗运动而具有563）溶胶的电学性质

棕红色的氢氧化铁溶胶

结论：氢氧化铁溶胶粒子带正电。

As2S3向正极移动，As2S3溶胶中分散质带负电荷。电泳(electrophoresis)：在外电场的作用下，分散相和分散介质发生相对位移的现象称为胶体的电泳现象。3）溶胶的电学性质棕红色的氢57溶胶粒子带电的主要原因：①吸附作用：氢氧化铁溶胶，该溶胶是FeCl3溶液在沸水中水解而制成的。在整个水解过程中，有大量的FeO+存在，由于Fe(OH)3对FeO+的吸附因而溶胶带正电。②电离作用：

硅胶粒子带电就是因为H2SiO3电离形成HSiO3-或SiO32-，并附着在表面而带负电。H2SiO3＝HSiO3-+H+＝SiO32-+2H+

溶胶粒子带电的主要原因：①吸附作用：581.4.4溶胶的稳定性和聚沉

1）

溶胶的稳定性布朗运动

胶粒的双电层结构溶胶的聚结稳定性溶剂化膜溶胶的稳定性1.4.4溶胶的稳定性和聚沉1）溶胶的稳定性溶胶的稳592）溶胶的聚沉

聚沉(coagulation)：胶体分散系中的分散质从分散剂中分离出来的过程。影响溶胶聚沉的因素主要有：

①电解质对溶胶的聚沉作用

②溶胶的互聚

③温度对溶胶稳定性的影响原因:胶粒运动加剧,碰撞机会增多。2）溶胶的聚沉③温度对溶胶稳定性的影响60①电解质对溶胶的聚沉作用电解质的聚沉能力：用聚沉值的大小来表示。聚沉值—

指一定时间内，使一定量的溶胶完全聚沉所需要的电解质的最低浓度。电解质的聚沉值，聚沉能力。电解质聚沉值，聚沉能力。例：Fe(OH)3正溶胶：聚沉能力：K3[Fe(CN)6]>MgSO4>AlCl3

①电解质对溶胶的聚沉作用电解质的聚沉能力：用聚沉值的大小61As2S3负溶胶，聚沉能力：AlCl3>MgSO4>K3[Fe(CN)6]带负电溶胶：聚沉能力：Rb+＞K+＞Na+＞Li+

结论

（1）与胶粒所带电荷相反的离子电荷越高，对溶胶的聚沉作用就越大。（2）随着离子半径的减小，离子的聚沉能力减弱。As2S3负溶胶，聚沉能力：AlCl3>MgSO4>K3[F62②溶胶的互聚

两种带有相反电荷的溶胶按适当比例相互混合，溶胶同样会发生聚沉。【例】

明矾净水作用：天然水中胶态的悬浮物大多带负电，明矾在水中水解产生的Al(OH)3溶胶带正电，它们相互聚沉而使水净化。②溶胶的互聚两种带有相反电荷的溶胶按适当比例相互混合，63【例】制备AgI溶胶时，三支烧杯都盛有25mL，0.016mol·dm－3的AgNO3溶液，加入0.005moL·dm-3的NaI溶液,体积分别为：60mL，80mL和100mL．1)三种不同加入量的烧杯中各有什么现象?2)写出生成溶胶的胶团结构。3)溶胶中加入直流电压，胶体粒子如何运动?【例】制备AgI溶胶时，三支烧杯都盛有25mL，64答：1)由题给数据计算得出，第一只烧杯中AgNO3过量，第二只烧杯中AgNO3与NaI物质的量相等，第三只烧杯中NaI过量。因此第一只烧杯和第三只烧杯生成AgI溶胶，第二只烧杯生成AgI沉淀。3）第三只烧杯中溶胶胶团结构为2)第一只烧杯中溶胶胶团结构为答：1)由题给数据计算得出，第一只烧杯中AgNO3过量，第二65【例】Sb2S3溶液的稳定剂是H2S，试写出其胶团结构，以NaCl、BaCl2、CuSO4作聚沉剂时，聚沉能力最大的是什么?解：H2S在溶液中离解为H＋和HS－，所以Sb2S3溶液胶团结构为由于胶粒带负电，聚沉能力最大的是BaCl2。【例】Sb2S3溶液的稳定剂是H2S，试写出其解：H2S在66§1.6高分子溶液和乳状液1）高分子溶液①高分子溶液的特性ⅰ高分子溶液由于其溶质的颗粒大小与溶胶粒子相近，属于胶体分散系，所以它表现出某些溶胶的性质，例如，不能透过半透膜、扩散速度慢等。ⅱ高分子溶液是一种热力学稳定体系。ⅲ溶解的可逆性。ⅳ高分子溶液具有一定的抗电解质聚沉能力。§1.6高分子溶液和乳状液1）高分子溶液①高分子溶液的67ⅰ定义：通过加入大量电解质使高分子化合物聚沉的作用称为盐析。胶体分散系中的分散质从分散剂中分离出来的过程称为溶胶聚沉。ⅱ盐析除中和高分子化合物所带的电荷外，更重要的是破坏其水化膜，需加大量电解质；溶胶聚沉只需加少量的电解质。②盐析(saltingout)与溶胶聚沉：ⅰ定义：②盐析(saltingout)与溶胶聚沉：68③高分子化合物对溶胶的保护作用ⅰ溶胶中加入适量的高分子化合物，就会提高溶胶对电解质的稳定性。（在胶粒表面形成一个高分子保护膜，增强溶胶抗电解质的能力。所以常被用来作保护剂。）ⅱ在溶胶中加入高分子，高分子化合物附着在胶粒表面，可以使疏水的胶粒变成亲水，提高胶粒溶解度；③高分子化合物对溶胶的保护作用ⅰ溶胶中加入适量的高分子69作为合成模版：作为合成模版：702）表面活性剂

表面活性剂性质：

当它被加入到某一物质中后，能够显著降低其表面张力，从而使一些极性相差较大的物质也能相互均匀分散、稳定存在。表面活性剂的分子结构：

由极性基团(亲水)（通常是一OH、一COOH、一NH2，=NH、一NH3+等基团构成）和非极性基团(疏水)（主要是由碳氢组成的长链或芳香基团所构成）两大部分构成。2）表面活性剂表面活性剂性质：71亲油基亲水基如：CH3(CH2)16COONa乳化剂在水面上定向排列肥皂是最常见的表面活性物质，它是硬脂酸的钠盐：C17H35--COONa。亲油基亲水基表面活性物质在两相间的排列亲油基亲水基乳化剂在水面上定向排列肥皂是最常见的表面723）乳状液①乳状液：分散质和分散剂均为液体的粗分散系。②乳状液中被分散的液滴直径约在0.1-50μm之间。③根据分散质与分散剂的不同性质分为两大类:⒈

“油”(通常指有机物)分散在水中所形成的体系，以油/水型表示，如牛奶、豆浆、农药乳化等;⒉分散在“油”中形成的水/油型乳浊液，例如石油。3）乳状液①乳状液：分散质和分散剂均为液体的粗分散系。73④许多乳化剂都是表面活性物剂。因此，表面活性剂有时也称为乳化剂。可根据其亲和能力的差别分为亲水性乳化剂和亲油性乳化剂⒈亲水性乳化剂有：钾肥皂、钠肥皂、蛋白质、动物胶等。⒉亲油性乳化剂有：钙肥皂、高级醇类、高级酸类、石墨等。

一般而言，乳化剂亲水性强形成的O/W稳定；乳化剂亲油性强则形成的W/O稳定。④许多乳化剂都是表面活性物剂。因此，表面活性剂有时也称为乳74

水油

：亲油型乳化剂：亲水型乳化剂油包水（W/O）型乳状液水包油（O/W）型乳状液水油：75§1.5胶体溶液形成过程、书写方法、基本性质及稳定性§1.6高分子溶液和乳状液定性了解相关概念小节§1.5胶体溶液小节76本章作业P23习题的1-3,1-8,1-13,1-14,1-22共五大题。本章作业P23习题的1-3,1-8,1-13,1-1477第一章物质的聚集状态“CollectiveStateofMatter”第一章物质的聚集状态78§1.1气体*§1.2分散系§1.3

溶液浓度的表示方法§1.4稀溶液的通性

§1.5胶体溶液§1.6高分子溶液和乳状液§1.1气体*791.1.1理想气体状态方程

理想气体：本身不占体积；分子间没有相互作用力的气体。实际气体在低压（p＜101.325KPa）以及高温(T＞273.15K)时可近似看作理想气体。理想气体状态方程：pV=nRTp:气体压强,单位:PaV:气体体积,单位:m3n:气体物质的量,单位:molR:摩尔气体常数,R=8.314Pa﹒m3﹒mol-1﹒K-1T:气体温度,单位:K

§1.1气体*1.1.1理想气体状态方程理想气体：本身不占体积；分子80理想气体状态方程式的应用:①计算p，V，T，n四个物理量之一

应用范围：温度不太低，压力不太高的真实气体。②气体摩尔质量的计算M：气体摩尔质量（gmol-1）③气体密度的计算

=代入理想气体状态方程式的应用:①计算p，V，T，n四个物理811.1.2道尔顿分压定律

P总=P1+P2+P3+…=∑Pi由于PiV=niRT，所以Pi=ni/V﹒RT=ni﹒RT/VP总=∑Pi=∑ni﹒RT/V=nRT/VPi/P总=ni/n总Pi=ni/n总﹒P总=Xi﹒P总Xi=ni/n总,是摩尔分数。

气体常以混合物形式存在，当几种气体混合在同一容器中后，混合气体的总压力等于各组分气体分压力之和。1.1.2道尔顿分压定律82条件：只有理想气体才适合道尔顿分压定律。【例】：用排水集气法收集气体，收集的气体总含有饱和水蒸气，在这种情况下，P=P气体+P水蒸气条件：只有理想气体才适合道尔顿分压定律。【例】：用排水集气法83§1.2分散系分散质（分散相）：分散系中被分散的物质。

分散剂（分散介质）：容纳分散质的物质。

分散系的概念:一种或几种物质分散在另外一种物质中所构成的体系叫分散体系，简称分散系。云雾=小水滴+空气汽水=二氧化碳+水§1.2分散系分散质（分散相）：分散系中被分散的物质。分84第1章-物质的聚集状态课件85第1章-物质的聚集状态课件86溶液：溶液：87§1.3溶液浓度的表示方式溶液：由两种或多种组分以分子、原子或离子状态所组成的均匀、稳定的液相体系。溶液的浓度：一定量的溶液或溶剂中所含溶质的量称为溶液的浓度。§1.3溶液浓度的表示方式溶液：由两种或多种组分以分子、88

1.3.1物质的量浓度CB

单位体积溶液中所含溶质B的物质的量。

cB=nB/v(mol·L-1)nB=mB/MB(mol)1.3.2质量分数溶质(B)的质量与溶液的质量之比。

1.3.1物质的量浓度CB单位体积溶液中所含溶质B89解：bCH3OH=

1.3.3质量摩尔浓度bB

每千克溶剂(A)中所含溶质(B)的物质的量。【例】在50.0g水中溶有2.00g甲醇(CH3OH)，

求甲醇的质量摩尔浓度？解：bCH3OH=1.3.3质量摩尔浓度bB901.3.4物质的摩尔分数

溶质B的物质的量nB占全部溶液物质的量n的分数。

xB=nB/nxA+xB=11.3.5质量浓度

ρB=mB/v(g/Lorg/mL)单位体积溶液中所含溶质的质量。1.3.4物质的摩尔分数911.3.6几种溶液浓度之间的关系CB—溶质B的物质的量浓度;

—溶液的密度;ωB—溶质B的质量分数;

MB—溶质B的摩尔质量。1）物质的量浓度与质量分数定义n=m/Mv=m/ρωB

=mB/m整理1.3.6几种溶液浓度之间的关系CB—溶质B的物质的量浓92v=m/ρ整理若：系统是一个两组分系统；B组分的含量较少。则：溶液的质量m≈

溶剂的质量mA。上式可近似为：2）物质的量浓度与质量摩尔浓度CB—溶质B的物质的量浓度;—溶液的密度;m—溶液的质量;nB—溶质B的物质的量。v=m/ρ整理若：系统是一个两组分系统；B组分的含量较少。293小节1、气体状态方程、分压定律2、分散系的概念及分类3、溶液浓度的表达方式小节1、气体状态方程、分压定律94稀溶液的通性：只与溶质粒子的数目有关，与溶质本性无关的性质。又叫溶液的依数性。

依数性包含：

①溶液的蒸气压下降

②溶液的沸点上升

③溶液的凝固点下降

④溶液具有渗透压对象：难挥发的非电解质稀溶液§1.4稀溶液的通性稀溶液的通性：只与溶质粒子的数目有关，依数性包含：对象：难挥95饱和蒸气压：T:蒸发速度﹦凝聚速度(动态平衡)1.4.1溶液的蒸气压下降pA*

蒸气压大的物质称为易挥发性物质;蒸气压小的物质称为难挥发性物质。饱和蒸气压：1.4.1溶液的蒸气压下降pA*96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溶液总是小于同温度下的p纯溶剂。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，97蒸汽压下降的原因：难挥发非电解质

表面部分被溶质粒子占据；相同温度、单位时间、单位体积液面：逸出溶剂分子数相对减少.溶液纯溶剂蒸汽压下降的原因：难挥发非电解质表面部分98拉乌尔(Raoult)定律：

在一定温度下,难挥发非电解质稀溶液的蒸气压(p)等于纯溶剂的蒸气压(pA*)乘以溶剂在溶液中的摩尔分数(xA)。即：

p=pA

*xA∵xA+xB=1

∴p=pA*（1－xB）溶液的蒸气压下降值Δp为：Δp=pA*－p=pA*－pA*（1－xB）

Δp=pA*xB

因此拉乌尔定律也可以这样说：

在一定温度下,难挥发非电解质稀溶液的蒸气压下降(Δp)与溶质的摩尔分数(xB)成正比,而与溶质的本性无关。拉乌尔(Raoult)定律：∵xA+xB=99解:【例】计算0.05mol/L蔗糖溶液100℃时的饱和蒸气压？解:【例】计算0.05mol/L蔗糖溶液100℃时的饱和蒸气1001.4.2溶液的沸点上升

沸点:溶液的蒸气压（p溶液）与外压（p外压）相等时的温度称为该溶液的沸点。纯水：p外=101.325kPa，t纯水=100℃.实验证明：难挥发物质溶液的沸点总是高于纯溶剂的沸点。原因：溶液的蒸气压下降。见下图1.4.2溶液的沸点上升实验证明：难挥发物质溶液的沸101根本原因：蒸汽压下降p溶液<p纯溶剂,Tb*Tb溶剂溶液温度ppokpa蒸气压△p△TbB101.3kpaAB’溶液的沸点上升示意图AˊAAˊ:水的蒸气压曲线BBˊ:溶液的蒸气压曲线；根本原因：蒸汽压下降p溶液<p纯溶剂,Tb*Tb溶剂102

Tb-

Tb*

=△Tb=Kb·b(B)Kb为沸点上升常数，与溶剂的本性有关，而与溶质的本性无关。单位：K·kg·mol-1。（见P12表1-3）b(B):质量摩尔浓度Tb-Tb*=△Tb=Kb·b(B)103

凝固点：在一定的外压下，溶液与纯溶剂固体具有相同的蒸气压时的温度，称为该溶液的凝固点。（固液两相平衡时的温度）1.4.3溶液的凝固点下降凝固点：在一定的外压下，溶液与纯溶剂固体具有相同的蒸气104B'溶液纯水A'ABC△Tf△ppº(kPa)p

0.6105TfTf*(273K)373KT溶剂的凝固点下降示意图AC：冰的蒸气压曲线。B'溶液纯水A'ABC△Tf△ppºTfT105由该图可以看出，溶液的蒸气压下降，导致：kf只与溶剂的性质有关，单位：K·kg·mol-1。

（见P12表1-3）bf－质量摩尔浓度△Tf=Kfb(B)=Tf*-Tf溶液的凝固点Tf总是低于纯溶剂的凝固点Tf*

。同理，根据拉乌尔定律，可得由该图可以看出，溶液的蒸气压下降，导致：kf只与溶剂的性质106

因此，难挥发非电解质稀溶液的沸点上升和凝固点下降与溶液的质量摩尔浓度成正比，与溶质的本性无关。应用:①计算溶液的沸点（Tb）和凝固点（Tf）；②测MB

；③日常生活中的应用【如】植物为什么表现出一定的抗旱性和耐寒性？【如】冬天在汽车水箱里加少量甘油或乙二醇，防止水箱里的水结冰。因此，难挥发非电解质稀溶液的沸点上升和凝固点下1071.4.4溶液的渗透压蔗糖溶液纯水半透膜

产生渗透压示意图渗透作用:溶剂分子通过半透膜进入溶液的现象称为渗透作用。渗透压∏:为了保持渗透平衡，液柱所产生的静水压称为该溶液的渗透压。单位：Pa或kPa。1.4.4溶液的渗透压蔗糖溶液纯水半透膜产生渗透压示108原因：

半透膜能阻止蔗糖分子向纯水一边扩散，却不能阻止水分子向蔗糖溶液的扩散。因单位体积内纯水中水分子比糖溶液中的水分子多，故进入溶液中的水比离开的水多，因而蔗糖溶液的液面升高。

产生渗透压的条件：①存在半透膜

②半透膜两侧溶液浓度不同。

原因：半透膜能阻止蔗糖分子向纯水一边扩散，却不109透析带透析带110

难挥发非电解质稀溶液的渗透压∏与溶液物质的量浓度cB和温度T成正比,而与溶质的本性无关。

（R=8.314kPa·L·K-1·mol-1）或:在一定温度下,非电解质稀溶液的渗透压与溶液的质量摩尔浓度bB成正比,而与溶质的本性无关。即:Π=RbBT范特霍夫定律即:Π=RcBT难挥发非电解质稀溶液的渗透压∏与溶液物质的量浓度cB和温111渗透作用的应用：①测定大分子的MB；②动植物生理功能；1.参天的大树，如何从土壤中吸收水分？2.腌渍黄瓜，黄瓜变蔫，同时会出水？3.施肥过多，植物会烧死吗？4.淡水鱼游到海水中能活吗？③海水淡化，污水处理（反渗技术）。渗透作用的应用：112盐水淡水pp>反渗透法净化水盐水淡水pp>反渗透法净113【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114c1=nmol／1000cm3c2＝nmol／(1000-100)cm3

因为渗透前后溶质的物质的量未减少，c1=nmol／1000cm3因为渗透前后溶质的物115难挥发、非电解质、稀溶液通性的计算公式：△p=K蒸b(B)△Tb=Kb·b(B)△Tf=Kf·b(B)π=cRT≈b(B)RT小结：难挥发、非电解质、稀溶液通性的计算公式：△p=K蒸b(116胶体溶液§1.5胶体溶液①溶胶（如AgI胶体和As2S3胶体等）

②高分子溶液（淀粉溶液和蛋白质溶液等）胶体溶液§1.5胶体溶液①溶胶（如AgI胶体和As2117分散度：即物质的分散程度，分散质粒子越小，分散程度越大。比表面：单位体积的表面积，用符号S。表示：

显然，一定量的分散质被分得越细，数目就越多，总表面积A越大，分散程度越高。1.5.1表面性质分散度：即物质的分散程度，分散质粒子越比表面：单位体积的表面118比表面分析仪比表面分析仪119表面能液体或固体表面粒子比内部粒子能量高，多出的这部分能量称为体系的表面能。

任何两相界面上均存在着界面能。表面能液体或固体表面粒子比内部粒子能量高，多出1201g水滴分散成直径2nm的小水滴，总面积为原来的625万倍，增加的能量可将这1g水的温度升高50℃。同一体系，其分散度越大，其表面能越大。胶体是一种高度分散的多相体系，具有很大的比表面，因此表面能很大。能量越高，体系越不稳定，胶体是热力学的不稳定体系。1g水滴分散成直径2nm的小水滴，总面积为原121

一种物质自动浓集到另一物质表面上的过程叫吸附。有吸附能力的物质称为吸附剂;被吸附的物质称为吸附质。对一定质量的分散质来说，分散度越高，表面积越大，其表面能越大，因而多相体系是一种不稳定体系。为使体系趋于较稳定的状态，表面能有自发降低的倾向。一般可采用两种途径：一、减小表面积使表面能减小；如小液滴可自发聚集成大液滴；二、通过表面吸附其它质点来降低其表面能。

一种物质自动浓集到另一物质表面上的过程叫吸附。122品红的苯溶液+

活性炭红墨水+活性炭品红的苯溶液+活性炭红墨水+活性炭1231.5.2、胶团结构【例】AgNO3和过量KI溶液制备AgI溶胶，胶团结构式为：·

nI-·xK+·(n-x)K+(AgI)m[]x-1.5.2、胶团结构【例】AgNO3和过量KI124若以稀KI溶液与过量的稀AgNO3溶液反应制备AgI溶胶其结构将会怎样呢?。见下图若以稀KI溶液与过量的稀AgNO3溶液反应制备AgI溶胶其结125

胶团

胶粒

扩散层·xNO3-

(AgI)m胶核

+A·ng电位离子+]x·（n-x）NO3-

吸附层AgI溶胶胶团结构（Ag+过量）[反离子

126胶粒带电，胶团不带电（电中性）Fe(OH)3溶胶（FeCl3高温水解）：As2S3溶胶（2H3AsO3+3H2S→As2S3+6H2O）：硅酸溶胶（水解出电位离子、反离子）：[(H2SiO3)m·nHSiO3-

·(n-x)H+]x-

·xH+胶粒带电，胶团不带电（电中性）Fe(OH)3溶胶（FeCl127硅胶二氧化钛溶胶硅胶二氧化钛溶胶1281.5.3胶体溶液的性质胶体溶液的性质光学性质动力学性质电学性质1.5.3胶体溶液的性质胶体溶液的性质光学性质129

1）光学性质

1869年，丁达尔(Tyndall)在研究胶体时，他将一束光线照射到透明的溶胶上，在与光线垂直方向上观察到一条发亮的光柱。这一现象称为丁达尔效应(Tyndalleffect)。由于丁达尔效应是胶体所特有的现象，因此，可以通过此效应来鉴别溶液与胶体。

1）光学性质1869年，丁达尔(Tyndal130产生原因：

光线照射到物体表面时，可能产生两种情况：

（1）颗粒的直径远远大于入射光的波长，此时入射光被完全反射，不出现丁达尔效应；（2）物质的颗粒直径比入射波长小的话，则发生光的

散射作用而出现丁达尔现象。

因为溶胶的粒子直径在1一100nm，而一般可见光的波长范围在400一760nm，所以可见光通过溶胶时便产生明显的散射作用。

产生原因：光线照射到物体表面时，可能产生两种情况：1312）溶胶的动力学性质

溶胶的布朗运动：在超显微镜下看到溶胶散射现象的时，还可以看到溶胶中的发光点并非是静止不动的，它们是在作无休止、无规则的运动。2）溶胶的动力学性质溶胶的布朗运动：132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胶粒因布朗运动而具有一定的扩散作用。布朗运动产生的原因：液体分子对溶粗分散系胶粒因布朗运动而具有1333）溶胶的电学性质

棕红色的氢氧化铁溶胶

结论：氢氧化铁溶胶粒子带正电。

As2S3向正极移动，As2S3溶胶中分散质带负电荷。电泳(electrophoresis)：在外电场的作用下，分散相和分散介质发生相对位移的现象称为胶体的电泳现象。3）溶胶的电学性质棕红色的氢134溶胶粒子带电的主要原因：①吸附作用：氢氧化铁溶胶，该溶胶是FeCl3溶液在沸水中水解而制成的。在整个水解过程中，有大量的FeO+存在，由于Fe(OH)3对FeO+的吸附因而溶胶带正电。②电离作用：

硅胶粒子带电就是因为H2SiO3电离形成HSiO3-或SiO32-，并附着在表面而带负电。H2SiO3＝HSiO3-+H+＝SiO32-+2H+

溶胶粒子带电的主要原因：①吸附作用：1351.4.4溶胶的稳定性和聚沉

1）

溶胶的稳定性布朗运动

胶粒的双电层结构溶胶的聚结稳定性溶剂化膜溶胶的稳定性1.4.4溶胶的稳定性和聚沉1）溶胶的稳定性溶胶的稳1362）溶胶的聚沉

聚沉(coagulation)：胶体分散系中的分散质从分散剂中分离出来的过程。影响溶胶聚沉的因素主要有：

①电解质对溶胶的聚沉作用

②溶胶的互聚

③温度对溶胶稳定性的影响原因:胶粒运动加剧,碰撞机会增多。2）溶胶的聚沉③温度对溶胶稳定性的影响137①电解质对溶胶的聚沉作用电解质的聚沉能力：用聚沉值的大小来表示。聚沉值—

指一定时间内，使一定量的溶胶完全聚沉所需要的电解质的最低浓度。电解质的聚沉值，聚沉能力。电解质聚沉值，聚沉能力。例：Fe(OH)3正溶胶：聚沉能力：K3[Fe(CN)6]>MgSO4>AlCl3

①电解质对溶胶的聚沉作用电解质的聚沉能力：用聚沉值的大小138As2S3负溶胶，聚沉能力：AlCl3>MgSO4>K3[Fe(CN)6]带负电溶胶：聚沉能力：Rb+＞K+＞Na+＞Li+

结论

（1）与胶粒所带电荷相反的离子电荷越高，对溶胶的聚沉作用就越大。（2）随着离子半径的减小，离子的聚沉能力减弱。As2S3负溶胶，聚沉能力：AlCl3>MgSO4>K3[F139②溶胶的互聚

两种带有相反电荷的溶胶按适当比例相互混合，溶胶同样会发生聚沉。【例】

明矾净水作用：天然水中胶态的悬浮物大多带负电，明矾在水中水解产生的Al(OH)3溶胶带正电，它们相互聚沉而使水净化。②溶胶