溶液与胶体新能源演示文稿

溶液与胶体新能源演示文稿目前一页\总数六十六页\编于十九点溶液与胶体新能源目前二页\总数六十六页\编于十九点分散系分散相分散介质食盐水Na+,Cl-

水糖水蔗糖水牛奶蛋白质、脂肪水泥浆砂石水Fe(OH)3胶体Fe(OH)3胶粒水目前三页\总数六十六页\编于十九点分散系的分类分散相颗粒大小分散系统类型分散相组成实例<1nm真溶液(溶液）小分子、离子食盐水、糖水盐酸…….1~~100nm胶体分散系溶胶胶粒(分子、离子、原子的聚集体）Fe(OH)3胶体、As2S3胶体、金溶胶高分子溶液高分子蛋白质、核酸的水溶液>100nm粗分散系(乳状液、悬浮液)粗颗粒牛奶、泥浆本课件版权所有人：苏州大学曹洋目前四页\总数六十六页\编于十九点1.2溶液组成标度的表示方法溶液组成标度分两大类：1.xxx浓度：一定体积或一定质量的溶液（溶剂）中所含溶质的物质的量或质量的多少2.xxx分数：溶质与溶液（溶剂）的相对比值，无量纲目前五页\总数六十六页\编于十九点1.2.1物质的量浓度(浓度)单位：mol·L-1

mmol·L-1

μmol·L-1目前六页\总数六十六页\编于十九点1.2.2质量浓度单位：g·L-1mg·L-1

μg·L-1

μg·ml-1

目前七页\总数六十六页\编于十九点目前八页\总数六十六页\编于十九点1.2.3质量摩尔浓度是溶剂的质量单位：mol·kg-1

极稀的溶液，其质量摩尔浓度数值上等于物质的量浓度目前九页\总数六十六页\编于十九点1.2.4质量分数、摩尔分数和体积分数一、质量分数(质量百分比浓度)目前十页\总数六十六页\编于十九点二、摩尔分数目前十一页\总数六十六页\编于十九点三、体积分数目前十二页\总数六十六页\编于十九点1.3稀溶液的依数性溶液的物理性质分类：颜色、密度、粘度、导电性和溶液中溶质的本性有关蒸气压下降值、沸点升高值、凝固点降低值、渗透压

和溶液中溶质的本性无关，只和浓度有关——依数性目前十三页\总数六十六页\编于十九点1.3.1溶液的蒸气压下降Question什么是蒸气压？目前十四页\总数六十六页\编于十九点在一个敞开的烧杯里的水，在持续的蒸发目前十五页\总数六十六页\编于十九点在一个封闭的烧杯里，当水蒸气蒸发的速度==凝结的速度时，形成动态平衡，此时，水蒸气的浓度是一个确定值，水蒸气产生的压强p=cRT即为定值，即饱和蒸气压，简称蒸气压(vaporpressure)目前十六页\总数六十六页\编于十九点蒸气压的测定：目前十七页\总数六十六页\编于十九点一定温度下，同一种液体的蒸气压是固定的。蒸气压随温度上升而上升。本课件版权所有人：苏州大学曹洋目前十八页\总数六十六页\编于十九点固体的蒸气压一般小于液体的蒸气压，并且也随着温度的上升而增大。目前十九页\总数六十六页\编于十九点当在水中加入溶质后，降低了单位体积内和液面上溶剂分子的数目，因而就减少了单位时间内可能离开液面进入气相的溶剂分子数目，导致溶剂与其蒸气在较低的溶剂蒸气压力下即可达到平衡。目前二十页\总数六十六页\编于十九点目前二十一页\总数六十六页\编于十九点因此，溶液的蒸气压要低于纯溶剂的蒸气压1887年，法国化学家拉乌尔总结出经验公式：Raoult定律测定蒸汽压下降值的装置目前二十二页\总数六十六页\编于十九点1.3.2溶液的沸点升高与凝固点降低1.3.2溶液的沸点升高与凝固点降低目前二十三页\总数六十六页\编于十九点沸点(boilingpoint,Tb)是液体的蒸气压等于外压时的温度。沸点随外压而变化，在一个标准大气压(1atm=101.325kPa)时的沸点为正常沸点。目前二十四页\总数六十六页\编于十九点凝固点(freezingpoint,Tf)是一定外压下，物质的液相与固相具有相同蒸气压时的温度，此时固液可以共存。目前二十五页\总数六十六页\编于十九点一、沸点升高溶剂的质量摩尔沸点升高常数目前二十六页\总数六十六页\编于十九点二、凝固点降低溶剂的质量摩尔凝固点降低常数目前二十七页\总数六十六页\编于十九点三、沸点升高和凝固点降低的应用1.利用沸点升高和凝固点降低计算溶质的摩尔质量（分子量）例题苯的Tf=5.53℃,将5.50g某试样溶解于250g苯中，测得凝固点为4.51℃,求该试样的分子量。解：溶剂苯的质量摩尔凝固点降低常数：Kf=5.12K·kg·mol-1目前二十八页\总数六十六页\编于十九点例题测得4.94gK3[Fe(CN)6]溶解在100g水中，所得溶液的凝固点为-1.1℃,已知K3[Fe(CN)6]的分子量为329,写出K3[Fe(CN)6]在水中的解离方程。解：由于强电解质在水中解离产生水合离子，所以各个溶质颗粒对依数性均产生影响b=0.150mol·kg-1b总=0.591mol·kg-1ΔTf=Kfb总b总/b≈4可能的解离方式：K3Fe(CN)6=3K++[Fe(CN)6]3-目前二十九页\总数六十六页\编于十九点NaCl=Na++Cl-

MgCl2=Mg2++2Cl-目前三十页\总数六十六页\编于十九点2.使用溶液作冷却剂NaCl+冰-22℃(实际温度为：-5~-10℃)CaCl2+冰-55℃乙醇-冰：-20

℃干冰-丙酮-78℃目前三十一页\总数六十六页\编于十九点3.使用溶液作抗冻剂/解冻剂如乙二醇/CaCl2目前三十二页\总数六十六页\编于十九点4.助熔如冰晶石(KAlF6)用于制铝工业中Al2O3的熔融目前三十三页\总数六十六页\编于十九点渗透现象半透膜：只能让溶剂分子通过，不能让溶质分子通过的膜溶剂分子透过半透膜自动扩散的过程为渗透（osmosis)1.3.3溶液的渗透压力

目前三十四页\总数六十六页\编于十九点单位体积内水分子的个数越多，扩散的速度越快，因此刚开始，由外向内扩散的水分子比由内到外扩散的水分子多。渗透现象的本质——扩散目前三十五页\总数六十六页\编于十九点当半透膜里面的压力增大到一定时候，从内向外扩散的水分子数=从外向内扩散的水分子数，此时就达到了渗透平衡渗透平衡目前三十六页\总数六十六页\编于十九点产生渗透现象的两个条件：1.有半透膜存在2.膜两边要有浓度差产生渗透现象的条件与渗透的方向渗透的方向是：溶剂分子从纯溶剂向溶液渗透，或者从稀溶液向浓溶液渗透目前三十七页\总数六十六页\编于十九点渗透压渗透压测定渗透压的装置目前三十八页\总数六十六页\编于十九点1886年，范霍夫（van’tHoff）提出：溶液的渗透压与温度、浓度的关系，即范霍夫定律ΠV=nBRTΠ=cBRT范霍夫定律目前三十九页\总数六十六页\编于十九点解：测定分子量的三种方法：小分子：凝固点降低法、沸点升高法（不常用）高分子：渗透压法例题：1L马的血红素5.0g，298K时测得渗透压为1.80×102Pa,求血红素的分子量。目前四十页\总数六十六页\编于十九点目前四十一页\总数六十六页\编于十九点反渗透，海水淡化反渗透目前四十二页\总数六十六页\编于十九点渗透浓度1.3.4渗透压力的意义渗透浓度（osmolarity)Cos/mmol·L-1,也有用mOsmol·L-1表示的例题

计算50.0g·L-1葡萄糖溶液和生理盐水的渗透浓度。对于非电解质，如葡萄糖,则Cos=CB，即非电解质的渗透浓度就等于其物质的量浓度。对于强电解质，则Cos=iCB,i表示强电解质完全电离出来的离子的数目，如NaCl,则Cos=2CNaCl；MgCl2,则Cos=3CMgCl2目前四十三页\总数六十六页\编于十九点二、等渗、低渗和高渗溶液(“三渗”)高渗cos>320mmol·L-1等渗cos=280~~320mmol·L-1低渗cos<280mmol·L-1等渗、低渗和高渗溶液目前四十四页\总数六十六页\编于十九点1.4胶体溶液由一种或几种物质以1~100nm的粒子分散于另一种物质所构成的分散系统称为胶体分散系.分类：1.溶胶(sol)：分散相为胶粒的分散系胶粒：由大量分子、原子、离子构成的聚集体2.大分子溶液：由大分子分散于分散剂中形成的分散系目前四十五页\总数六十六页\编于十九点1.4.1溶胶的制备1.4.1溶胶的制备一、分散法研磨法、电弧法、胶溶法二、凝聚法化学凝聚法：通过化学反应使难溶物质在一定的条件下生成胶体。3H2S+2H3AsO3=As2S3+6H2OFeCl3+3H2O(沸水）=Fe(OH)3+3HClAgNO3+KCl=AgCl+KNO3目前四十六页\总数六十六页\编于十九点1.4.2溶胶的性质

1.4.2溶胶的性质一、光学性质——丁铎尔现象（丁达尔现象，Tyndall)产生原因：分散相粒子的直径(1~100nm)略小于入射光波长(400~760nm)，形成散射,产生乳光。目前四十七页\总数六十六页\编于十九点粗分散相：分散相粒子直径大于光波波长，发生发射。溶液：溶质的直径远小于光波波长，发生透射。胶体：发生散射，形成乳光。高分子溶液：发生散射，但由于均相体系，散射光微弱。

Tyndall现象是用来判别溶胶与分子溶液的最简便的方法。本课件版权所有人：苏州大学曹洋目前四十八页\总数六十六页\编于十九点二、动力学性质1.Brown运动

目前四十九页\总数六十六页\编于十九点

1827年植物学家布朗（Brown)用显微镜观察到悬浮在液面上的花粉粉末不断地作不规则的运动。后来又发现许多其它物质如煤、化石、金属等的粉末也都有类似的现象。人们称这种微小的颗粒在介质中不停的做无规则的运动的现象为布朗运动。目前五十页\总数六十六页\编于十九点布朗运动示意图目前五十一页\总数六十六页\编于十九点液体分子对胶体粒子的碰撞COPYRIGHTCY&SOOCHOWUNIVERSTIYALLRIGHTSRESERVED目前五十二页\总数六十六页\编于十九点2.扩散现象在生物体内，扩散是物质的输送的动力之一。分子、离子透过细胞膜的也是通过扩散进行的。高浓度低浓度扩散当溶胶存在浓度差时，胶粒自发地由浓度大的区域向浓度小的区域迁移，这种过程称为扩散目前五十三页\总数六十六页\编于十九点溶胶是高度分散体系，胶粒一方面受到重力吸引而下降，另一方面由于布朗运动促使浓度趋于均一。当这两种效应相反的力相等时，粒子的分布达到平衡，粒子的浓度随高度不同有一定的梯度，如图所示。这种平衡称为沉降平衡。3.沉降目前五十四页\总数六十六页\编于十九点三、电学性质1.电泳电泳发生的原因是：溶胶的分散相——胶粒带电1.4.2溶胶的性质电泳：带电胶粒或大分子在外加电场的作用下向带相反电荷的电极作定向移动的现象称为电泳。

目前五十五页\总数六十六页\编于十九点1.Fe(OH)3向负极移动:胶粒带正电2.As2S3向正极移动：胶粒带负电3.AgNO3+KI=AgI+KNO3当AgNO3过量时，AgI向负极移动：胶粒带正电当KI过量时，AgI向正极移动：胶粒带负电目前五十六页\总数六十六页\编于十九点2.电渗当胶粒带负电时，分散介质带正电，毛细管液面上升电渗：在外加电场作用下，带电的介质通过多孔膜作定向移动，这种现象称为电渗。电渗发生的原因是：分散介质在电场下的运动目前五十七页\总数六十六页\编于十九点溶胶带电的原因1.解离SiO2+H2O=H2SiO3H2SiO3=H++HSiO3-目前五十八页\总数六十六页\编于十九点2.吸附作用(主要的原因）Fe(OH)3溶胶FeCl3+H2O=Fe(OH)Cl2+HClFe(OH)Cl2+H2O=Fe(OH)2Cl+HClFe(OH)2Cl=FeO++H2O+Cl-吸附的FeO+使溶胶带上正电目前五十九页\总数六十六页\编于十九点As2S3溶胶As2O3+3H2S=As2S3+3H2OH2S=HS-+H+吸附的HS-使溶胶带上负电目前六十页\总数六十六页\编于十九点1.4.3胶团的结构

胶核胶粒胶团吸附层扩散层1.4.3胶团的结构

目前六十一