大学化学课件

第一章气体和溶液

§1.1气体§1.2溶液

§1.3

胶体溶液第1页/共54页§1.1气体

一、理想气体状态方程

二、道尔顿分压定律

第2页/共54页理想气体：

分子不占体积

分子间无相互作用实际气体：分子有体积分子间有相互作用低压(低于数百千帕)高温(>273K)一、理想气体状态方程第3页/共54页

理想气体状态方程pV=nRT

R—摩尔气体常数，R=8.314kPa

L

K-1

mol-1在STP下（）n=1.0mol时,Vm=22.414L=22.414×10-3m3第4页/共54页

理想气体状态方程应用计算p，V，T，n四个物理量之一：pV=nRT计算气体摩尔质量：计算气体密度：第5页/共54页

p1p2p3++＝混合气体的总压力等于各组分气体分压之和

分压：各组分气体单独占有整个体积时的压强VVVp（总压力）V:N2(3):H2(1)

:O2(2)二、道尔顿分压定律第6页/共54页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

xi

i的摩尔分数分压定律第7页/共54页分压定律的应用。氢气+水蒸气盐酸锌p(总压)pp第8页/共54页§1.2溶液

一、溶液浓度表示法

二、稀溶液的依数性

第9页/共54页一、溶液浓度表示法质量分数：

质量摩尔浓度：

物质的量浓度：

摩尔分数：溶液浓度之间的相互换算：通过密度

第10页/共54页稀溶液的性质与溶质的本性有关：酸碱性、稳定性等与溶质的本性无关，只与溶液的浓度有关(依数性)溶液的蒸气压溶液的沸点溶液的凝固点溶液的渗透压二、稀溶液的依数性第11页/共54页1、溶液的蒸气压1）纯水的蒸气压水的饱和蒸汽压：平衡时水面上的蒸汽压力

蒸发H2O(l) H2O(g)

凝聚

初始：

v蒸发>v凝聚平衡：

v蒸发=v凝聚开始平衡第12页/共54页2）稀溶液的蒸气压大于

水分子xA溶质分子xBb:

质量摩尔浓度

纯水蒸气压

pA*溶液蒸气压

p拉乌尔定律第13页/共54页2、溶液的沸点水的正常沸点:100ºC加入溶质溶液的沸点:>100ºC溶液沸点Tb升高p/kPa101.325100Tb纯水溶液t/ºCΔTb=Kb·b(单位?)pT=p外，液体沸腾T:液体的沸点(Tb)101.325kPa正常沸点第14页/共54页物质的凝固点(Tf)：该物质的液相和固相达到平衡时的温度(p液＝p固时的T)p液>p固:液相固相，p液<p固:固相液相水的凝固点:0ºC加入溶质

海水0ºC时是否冻结？溶液凝固点Tf下降p/Pa611t/ºCTf0ACB纯水溶液ΔTf=Kf·b3、溶液的凝固点第15页/共54页溶液的凝固点下降示意图第16页/共54页4、渗透压半透膜：溶剂可以通过，溶质不可以通过（细胞膜，肠衣，牛皮纸，萝卜皮）渗透：溶剂分子通过半透膜的自动扩散扩散方向：纯水糖水半透膜液面上升液面下降纯水糖水

第17页/共54页渗透平衡：膜两侧水分子的渗透速度相等渗透压：维持渗透平衡所施加的压力渗透压p<p渗

纯水溶液渗透p＝p渗平衡p>p渗纯水溶液反渗透第18页/共54页盐水淡水pp>反渗透法净化水第19页/共54页渗透压的意义

水分在动植物体内的输送医学上的等渗溶液溶血胞浆分离测定溶质的相对分子质量问题

海水鱼放在淡水中，会发生什么现象？第20页/共54页§1.3胶体溶液一、分散系二、溶胶的性质三、胶团结构和电动电势四、溶胶的稳定性和聚沉

五、大分子溶液与凝胶第21页/共54页一、分散系溶质溶剂溶解溶液（液态）分散质分散剂分散分散系（固、液、气态）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体系分散质：被分散的物质，一般为数量少的一相分散剂：把分散质分散开来的物质，一般为数量多的一相第22页/共54页表1按物质聚集状态分类的分散系气空气气液云、雾固烟、尘气泡沫塑料固液珍珠固有机玻璃气肥皂泡沫液液牛奶固Fe(OH)3溶胶、泥浆水

分散剂

分散质实例第23页/共54页表2按分散质颗粒大小分类的分散系小于1nm(10–9)分子粒子能通过滤纸与半NaCl溶液分散系透膜，扩散速度快单相体系

1~100nm

胶体粒子能通过滤纸但不Fe(OH)3溶液分散系能透过半透膜,扩散慢蛋白质溶液

高度分散，多相体系热力学不稳定体系(胶体三大特征）颗粒直径大小类型主要特征实例大于100nm粗粒子不能通过滤纸不豆浆分散系能透过半透膜,不扩散乳汁多相体系第24页/共54页相单相体系：分子分散系多相体系（存在界面）：胶体分散系，粗分散系体系中物理性质和化学性质完全相同的一部分第25页/共54页二、溶胶的性质1、动力性质—布朗运动液体分子对溶胶粒子的撞击粗分散系粒子小布朗运动剧烈

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。第26页/共54页2、光学性质—丁铎尔效应光束投射到溶胶的粒子上散射出来，故在垂直光束的方向能看到明亮的光柱。凸透镜丁达尔效应示意图光源光锥Fe(OH)3胶体第27页/共54页3.电学性质—电泳颜色加深在电场中，溶胶粒子会向某一电极方向运动。As2S3:

+–带负电,负溶胶Fe(OH)3:

+–带正电,正溶胶?胶粒带电的原因：从介质中选择性吸附某种离子第28页/共54页三、胶团结构和电动电势1、胶团结构AgNO3+KI(过量)

AgI(溶胶)[(AgI)m·nI-·(n-x)K+]x-·

xK+胶核胶粒扩散层胶团胶核吸附层扩散层[AgI]mI-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+I-:

电位离子

K+:反离子第29页/共54页AgI溶胶的胶团结构示意图第30页/共54页2、电动电势＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋—————————————ζδdΦNBMAC电势距离双电层(2)Φ:胶粒固相表面到液体内部的电势(3)ζ:电场中，滑移面到液体内部的电势MN:固相界面AB:滑动面MA:吸附层AC:扩散层吸附正离子ζ>0

吸附负离子ζ<0

第31页/共54页吸附层扩散层0电势ζ1ζ2ζ3反离子越多ζ越小ζ:胶粒所带的净电荷胶体溶液中加入电解质现象如何？反离子增多扩散层变薄变小(4)ζ的大小第32页/共54页四、溶胶的稳定性与聚沉布朗运动：克服沉降作用胶粒带电：使胶粒分开溶剂化作用：避免碰撞1、溶胶稳定性的原因第33页/共54页定义：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

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：注意：胶体的聚沉是不可逆的。2、溶胶的聚沉第34页/共54页电解质的聚沉能力大小常用聚沉值来表示。

聚沉值：使一定的溶胶在一定的时间内开始聚沉所需的电解质的最低浓度称为聚沉值。单位:mmol·L-1.聚沉值大，表示该电解质的聚沉能力小，聚沉值与聚沉能力成倒数关系。

加入电解质聚沉的原因:加入电解质后，迫使反离子更多进入吸附层，吸附层的反离子增多，扩散层变薄，胶粒所带电荷大大减少，排斥力减弱，使胶粒合并成大颗粒而聚沉。第35页/共54页电解质对溶胶的聚沉规律为：

（1）电解质对溶胶的聚沉作用，主要是由与胶粒带相反电荷的离子（反离子）引起的。反离子所带电荷越多，其聚沉能力越大，聚沉值就越小(Na+,Mg2+,Al3+)。

（2）带相同电荷的离子的聚沉能力虽然接近，但也略有不同。对负溶胶来说，其聚沉能力的相对大小为：

Cs+＞Rb+＞K+＞Na+＞Li+

对正溶胶来说，其聚沉能力的相对大小为：

Cl-＞Br-＞NO3＞I-

第36页/共54页五、大分子溶液及凝胶天然：蛋白质、DNA合成：橡胶、塑料相同：扩散慢、不能通过半透膜不同：单相稳定、可逆性溶解加电解质，大分子（盐析）大分子物质对溶胶具保护作用大分子物质（M>104）凝胶：网状结构，溶剂分子失去流动性；形成凝胶的过程叫胶凝大分子物质与溶胶第37页/共54页1、大分子溶液的盐析

把大分子在电解质作用下从溶液中沉淀析出称为大分子的盐析。

盐析的主要原因是去溶剂化作用。高分子的稳定性主要来自高度的水化作用，当加入大量电解质时，除中和大分子所带电荷外，更重要的是电解质离子发生强烈地水化作用，使原来高度水化的高分子去水化，使其失去稳定性而沉淀析出。

第38页/共54页

在容易聚沉的溶胶中,加入适量的大分子，能显著地提高溶胶的稳定性，这种现象称为大分子对溶胶的保护作用。

产生保护作用的原因是高分子吸附在胶粒的表面上，包围住胶粒，形成了一层高分子保护膜，阻止了胶粒之间及胶粒与电解质离子之间的直接接触，从而增加了溶胶的稳定性。2、大分子对溶胶的保护作用第39页/共54页第一章气体与溶液练习（1）第40页/共54页P16：6解：（1）设空气的n不变，又有T不变对于空气有，P1V1=P2V2

即，＝（）×V2V2第41页/共54页P16：7解：15℃时水的饱和蒸汽压为P(H2第42页/共54页P16：9最简式：CH2O（3）分子式：C6H12O6第43页/共54页一、是非题所有非电解质的稀溶液，均具有稀溶液的依数性。

难挥发非电解质稀溶液的依数性不仅与溶质种类有关，而且与溶液的浓度成正比。

1、常压下，难挥发物质的水溶液沸腾时，其沸点（）A、100ºCB、高于100ºCC、低于100ºCD、无法判断二、选择题第44页/共54页2、浓度均为0.1mol∙kg-1的蔗糖、HAc、NaCl和Na2SO4水溶液，其中蒸气压最大的是（）A、蔗糖B、HAcC、NaClD、Na2SO43、下列水溶液中凝固点最低的是（）A、·L-1C12H22O11B、0.2mol∙L-1HAcC、0.1mol∙L-1NaClD、0.1mol∙L-1CaCl2

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溶解硫于苯中，苯溶液沸点升高了0.810℃。若Kb＝，问在此溶液中硫分子是由几个硫原子组成的。三、计算题即此溶液中硫分子是由8个硫原子组成的。第46页/共54页第一章气体与溶液（2）第47页/共54页P16：12第48页/共54页P16：15[(As2S3)m·nHS-·(n-x)H+]x-·

xH+胶核胶粒扩散层胶团第49页/共54页1、是非判断题两种或几种互不发生化学反应的等渗溶液以任意比例混合后的溶液仍是等渗溶液。

电解质对溶胶的聚沉能力可用沉聚值来衡量，