溶液和胶体专题知识专家讲座

讲课教师：张毅

办公地点：主楼703

手机：1393360

Email:nkgcms@

基础化学溶液和胶体专题知识专家讲座第1页5.21.23习题：第一章溶液和胶体分散系

溶液和胶体专题知识专家讲座第2页第一章溶液和胶体分散系

第一节分散系分类第二节混合物和溶液组成标度第三节稀溶液通性第四节溶胶溶液和胶体专题知识专家讲座第3页一、基本概念1.分散系一个或几个物质分散在另一个物质中所形成系统称为分散系统，简称分散系。

2.分散相分散系中被分散物质称为分散相。3.分散介质分散系中容纳分散相物质称为分散介质。

溶液和胶体专题知识专家讲座第4页分散系分类：小分子、小离子高分子分子聚集体大颗粒/大液滴

粗分散系

分子分散系/溶液胶体分散系按分散相粒子直径由小到大1-100nm>100nm<1nm溶液和胶体专题知识专家讲座第5页第一章溶液和胶体分散系

第一节分散系分类第二节混合物和溶液组成标度

第三节稀溶液通性第四节溶胶溶液和胶体专题知识专家讲座第6页回顾一下几个浓度表示方法？？？溶质质量分数溶质质量浓度溶质浓度或溶质物质量浓度溶质摩尔分数溶质质量摩尔浓度WB=mB/m

B=mB/V

CB=nB/V

B=nB/n

bB=nB/m

溶液和胶体专题知识专家讲座第7页第一章溶液和胶体分散系

第一节分散系分类第二节混合物和溶液组成标度第三节稀溶液通性/依数性

第四节溶胶难挥发、非电解质、稀溶液

溶液和胶体专题知识专家讲座第8页bB≤0.2mol·kg-1溶液

只与溶质数目相关而与溶质本性无关性质称为溶液依数性。又称稀溶液通性。

1.溶液蒸气压下降；2.溶液沸点升高；3.溶液凝固点降低；4.溶液渗透压力。稀溶液:依数性：(colligative)稀溶液通性包含：溶液和胶体专题知识专家讲座第9页020406080100120T/oCP/kPa101.3(kPa)水100oC乙醇78.5oC乙醚34.6oC溶液和胶体专题知识专家讲座第10页p0p1pT0T1T纯溶剂

稀溶液

纯溶剂（固态）P0水＝0.6106kPa溶液和胶体专题知识专家讲座第11页二、稀溶液蒸气压下降

(vaporpressurelowering)

三、稀溶液沸点升高

(Boilingpointelevation)

四、稀溶液凝固点降低

(freezingpointdepression)

溶液和胶体专题知识专家讲座第12页Raoult定律溶液和胶体专题知识专家讲座第13页沸点升高数学表示式

ΔTb=kbbBbB：溶质B质量摩尔浓度kb：溶剂沸点升高系数，SI单位：K·kg·mol-1

kb只与溶剂性质相关

溶液和胶体专题知识专家讲座第14页3.应用:

测定出溶液沸点升高，可计算出B摩尔质量。

溶液和胶体专题知识专家讲座第15页凝固点降低数学表示式：bB：溶质B质量摩尔浓度kf：溶剂凝固点降低系数SI单位：K·kg·mol-1kf只与溶剂性质相关

溶液和胶体专题知识专家讲座第16页测量出难挥发非电解质稀溶液凝固点降低，可计算出B摩尔质量。

应用：

溶液和胶体专题知识专家讲座第17页表1-4和1-5常见溶剂沸点（Tb）及沸点升高系数（Kb）及凝固点（Tf）及凝固点降低系数（Kf）

溶剂Tb/℃Kb/（K·kg·mol-1）

Tf/℃

Kf/（K·kg·mol-1）

水1000.5120.01.86

溶液和胶体专题知识专家讲座第18页

五、稀溶液渗透压(osmoticpressure)

渗透现象人在淡水中游泳，会以为眼球胀痛。因失水而发蔫花草，浇水后又能够重新复原。施过化肥农作物，需要马上浇水，不然化肥会“烧死”植物。渗透现象是怎样发生呢？溶液和胶体专题知识专家讲座第19页渗透（osmosis）半透膜存在

半透膜（Semipermeablemembrane）选择性透过膜，可截留不一样分子量大小物质溶剂（水）----溶质（蔗糖）膜两侧单位体积内溶剂分子数不相等产生渗透现象两个必要条件溶液和胶体专题知识专家讲座第20页渗透方向：纯溶剂溶液稀溶液浓溶液溶液和胶体专题知识专家讲座第21页纯溶剂溶液渗透

溶剂净转移Π（Pa或kPa）

渗透压力

osmoticpressure恰好能阻止渗透进行而施加于溶液液面上额外压力溶液和胶体专题知识专家讲座第22页稀溶液浓溶液Π（Pa或kPa）渗透压力之差溶液和胶体专题知识专家讲座第23页（二）渗透压力与浓度、温度关系（1）在热力学温度一定时，稀溶液渗透压力与溶液浓度成正比；（2）在浓度一定时，稀溶液渗透压力与热力学温度成正比。

溶液和胶体专题知识专家讲座第24页1886年，荷兰理论化学家van’tHoff归纳出渗透压力与浓度、温度之间关系。R：摩尔气体常数，数值上等于8.314J·K-1·mol-1T：热力学温度（K）cB：B浓度mol·m-3（mol·L-1）π：渗透压力Pa（kPa）溶液和胶体专题知识专家讲座第25页应用：经过测定溶液渗透压力，能够计算溶质摩尔质量。

例题溶液和胶体专题知识专家讲座第26页强电解质？？？蒸气压，沸点，凝固点，渗透压浓度------表观浓度/渗透浓度溶液和胶体专题知识专家讲座第27页溶质B渗透浓度(osmolarity)定义：n：

B分子与解离出离子物质量总和V：混合物体积cB,os：渗透浓度，惯用单位是mol·L-1，mmol·L-1溶液和胶体专题知识专家讲座第28页（1）强电解质溶液渗透浓度等于溶液中溶质离子总浓度。例：NaClcB,os=c(Na+)+(Cl-)（2）弱电解质溶液渗透浓度等于溶液中未解离弱电解质浓度与弱电解质解离出离子浓度之和。（3）非电解质溶液渗透浓度等于其物质量浓度。

溶液和胶体专题知识专家讲座第29页对于电解质稀溶液：

对于非电解质稀溶液：ΔTb=kbbB溶液和胶体专题知识专家讲座第30页（四）渗透压力在医学上意义1．等渗、低渗和高渗溶液正常人血浆渗透浓度为

280～320mmol·L-1。hypotonicsolution低渗溶液isotonic

solution等渗溶液280～320hypertonic

solution高渗溶液溶液和胶体专题知识专家讲座第31页hypotonicsolution低渗溶液isotonic

solution等渗溶液hypertonic

solution高渗溶液溶液和胶体专题知识专家讲座第32页

晶体物质晶体渗透压7.5g·L-1

占总渗透压99.5%细胞膜

胶体物质胶体渗透压70g·L-1

占总渗透压0.5%血管人体中渗透压BB溶液和胶体专题知识专家讲座第33页第一章溶液和胶体分散系

第一节分散系分类第二节混合物和溶液组成标度第三节稀溶液通性第四节溶胶

溶液和胶体专题知识专家讲座第34页分散相粒子直径分散系类型分散相粒子组成实例小于1nm分子分散系

小分子或小离子生理盐水、葡萄糖溶液1-100nm胶体分散系溶胶胶粒（分子、离子或原子聚集体）氢氧化铁溶胶、硫化砷溶胶高分子溶液高分子蛋白质溶液、核酸溶液大于100nm粗分散系粗粒子泥浆、牛奶分散系分类：

溶液和胶体专题知识专家讲座第35页第四节溶胶(sol)一、溶胶性质二、溶胶稳定性与聚沉溶液和胶体专题知识专家讲座第36页(一)溶胶光学性质丁达尔效应/现象Tyndalleffect

丁达尔现象用途：区分溶胶、溶液、粗分散系溶液和胶体专题知识专家讲座第37页入射光散射程度差异d<<λd>>λdλ溶液和胶体专题知识专家讲座第38页（二）溶胶动力学性质重力碰撞受力静电作用力1.布朗运动2.扩散3.沉降溶液和胶体专题知识专家讲座第39页1.布朗运动/

Brownmotion概念：溶胶分散相粒子在分散介质中不停地做不规则折线运动。影响原因：相关：温度越高，胶粒质量越小，布朗运动越猛烈无关：分散相粒子化学性质溶液和胶体专题知识专家讲座第40页2.扩散/diffusion物质从高浓度区域向低浓度区域转移，直到均匀分布现象。在生物体内，扩散是物质输送或物质经过细胞膜推进力之一。相关：扩散速率与物质浓度梯度成正比。溶液和胶体专题知识专家讲座第41页沉降平衡示意图

3.沉降/sedimentation重力、离心力使胶粒下沉碰撞力、静电力抗衡下沉到达动态平衡---沉降平衡容器底部胶粒浓度较大溶液和胶体专题知识专家讲座第42页-电泳技术用途：溶胶稳定性（表面电位）分离和判定氨基酸（等电聚焦电泳）多肽，蛋白质和核酸(凝胶电泳)。（三）溶胶电学性质---电泳（electrophoresis）

在电场作用下，带电质点在分散介质中定向移动称为电泳。电泳示意图+++++负极正极----溶液和胶体专题知识专家讲座第43页胶粒带电原因：1.胶核选择吸附：胶核比表面很大，很轻易吸附溶液中离子。吸附了阳离子，胶粒带正电荷，称正溶胶；吸附了阴离子，胶粒带负电荷，称负溶胶；法杨斯规则（Fajans）：优先吸附与胶核含有相同组成离子。2.胶粒表面分子解离：

溶液和胶体专题知识专家讲座第44页用AgNO3和KI制备AgI溶胶有两种情况：（1）KI过量：AgNO3+KI→AgI+KNO3

(过量)

KI→K++I-

AgI胶核选择吸附溶液中I-

而带负电

（2）AgNO3过量：画胶粒和写结构溶液和胶体专题知识专家讲座第45页AgI负溶胶胶团结构示意图胶团结构：

扩散层I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+(AgI)m胶核吸附层胶粒胶团溶液和胶体专题知识专家讲座第46页胶团结构：

[(AgI)m·nI-·(n－x)K+]x-·xK+胶核吸附层胶粒扩散层胶团溶液和胶体专题知识专家讲座第47页（2）AgNO3过量：

AgNO3+KI→AgI+KNO3

(过量)

AgNO3→Ag++NO3-

AgI胶核选择吸附溶液中Ag+而带正电

溶液和胶体专题知识专家讲座第48页Ag+Ag+Ag+Ag+Ag+Ag+

Ag+Ag+Ag+Ag+NO3-NO3-NO3-NO3-NO3-NO3-NO3-NO3-NO3-NO3-NO3-NO3-NO3-(AgI)mAgI正溶胶胶团结构示意图胶团结构：

溶液和胶体专题知识专家讲座第49页胶团结构：胶核吸附层胶粒扩散层胶团

[(AgI)m·nAg+·(n－x)NO3-]x+·xNO3-溶液和胶体专题知识专家讲座第50页2.胶粒表面分子解离：

硅酸溶胶SiO32-离子留在胶核表面上，H+扩散到分散介质中，使胶粒带负电荷，生成负溶胶。H2SiO3SiO32-+2H+胶粒带电原因：溶液和胶体专题知识专家讲座第51页二、溶胶稳定性与聚沉（一）溶胶稳定性

（1）布朗运动：（2）胶粒带电：（3）溶剂化作用：水化膜溶液和胶体专题知识专家讲座第52页(二）溶胶聚沉1．电解质对溶胶聚沉作用减弱或消除胶粒电荷，可使胶粒碰撞聚集成较大颗粒沉淀下来。

聚沉值：

使一定量溶胶在一定时间内完全聚沉所需电解质溶液最低浓度。惯用单位：mmol·L-1

2．溶胶相互聚沉作用溶液和胶体专题知识专家讲座第53页[(AgI)m·nI-·(n－x)K+]x-·xK+胶核吸附层胶粒扩散层！电解质对溶胶聚沉作用，主要是由反离子引发！胶核吸附层胶粒扩散层

[(AgI)m·nAg+·(n－x)NO3-]x+·xNO3-溶液和胶体专题知识专家讲座第54页电解质对溶胶聚沉作用，主要是由反离子引发。（1）反离子所带电荷越多，其聚沉能力越大，聚沉值就越小。（2）带相同电荷离子聚沉能力即使靠近，但也略有不一样。对负溶胶来说，其聚沉能力相对大小为：

Cs+＞Rb+＞K+＞Na+＞Li+对正溶胶来说，其聚沉能力相对大小为：

Cl-＞Br-＞NO3＞I-

（3）有机化合物离子（如脂肪酸盐和聚酰胺类化合物离子）都有较强聚沉能力，能有效地破坏溶胶使之聚沉。电解质对溶胶聚沉规律：溶液和胶体专题知识专家讲座第55页2．溶胶相互聚沉作用将胶粒带相反电荷两种溶胶混合，也会产生聚沉现象。条件：两种溶胶胶粒所带电荷完全中和时，才会完全聚沉；不然，可能聚沉