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1、无机及分析化学,2,第一章：溶液与胶体,第一节 分散系及其分类 第二节 溶液的浓度 第三节 稀溶液的依数性 第四节 胶体溶液,3,第一节 分散系及其分类,在分散系中，被分散的物质叫做分散质(或分散相).而容纳分散质的物质称为分散剂(或分散介质).,1.1.1 分散系的概念: 一种或几种物质分散在另一种物质里所形成的系统称为分散系统,简称分散系.,例如：云，牛奶，珍珠,4,按分散质和分散剂的聚集状态进行分类,分散系可分为九类,1.1.2 分散系的分类:,分散系分类（一）,6,1.2.1 物质的量及物质的量浓度 I: 物质的量:用来表示系统中所含基本单元的量,用符号“n”表示,其单位为摩尔(简称摩
2、),符号mol.基本单元可以是分子、原子、离子、电子等粒子或其特定组合。,第二节 溶液的浓度,摩尔的标准：0.012kg（12g）12C所含有的碳原子数,1mol任何粒子的粒子数叫做阿伏加德罗常数,符号是NA,其数值为 6.021023,7,基本单元的选择是任意的,它既可以是实际存在的,也可以根据需要而人为设定.,如:基本单元可为K2Cr2O7,或根据需要选定1/6 K2Cr2O7,8,III: 摩尔质量:1mol物质的质量称为该物质的“摩尔质量”,符号为M,单位为kgmol-1，常用单位为gmol-1.(例如1mol 12C的质量是0.012kg,则12C的摩尔质量M(C)12 gmol-1
3、),任何分子、原子或离子的摩尔质量,当单位为gmol-1时,数值上等于其相对原子质量、相对分子质量或离子式量.若用m表示B物质的质量,则该物质的物质的量为：,9,n(K2Cr2O7)= _ n(1/6K2Cr2O7)= _ n(6K2Cr2O7),1/6,6,K2Cr2O7 m=29.42g Mr(K2Cr2O7)=294.18 则：n( K2Cr2O7)= m / M = 29.42g / 294.18g.mol-1 = 0.10mol n(1/6 K2Cr2O7)=,10,IV:物质的量浓度：是指单位体积溶液中所含溶质B的物质的量,以符号CB表示，单位molL-1。,式中nB表示溶液中溶质
4、B的物质的量,V表示溶液的体积,B是溶质的基本单元.cB的SI单位为摩尔每立方米(molm-3),法定单位为摩尔每升(molL-1),11,例1-1 将36g的HCl溶于64gH2O中,配成溶液,所得溶液的密度为1.19gmL-1求c(HCl)为多少？,解: 已知 m(HCl)=36g m(H2O)=64g d=1.19gmL-1 M(HCl)=36.46 gmol-1,12,例1-2 用分析天平称取1.2346g K2Cr2O7基准物质，溶解后转移至100.0mL容量瓶中定容，试计算c(K2Cr2O7)和c(1/6K2Cr2O7) .,.,.,解：m(K2Cr2O7)= 1.2346g M
5、(K2Cr2O7)=294.18g.mol-1,13,14,质量摩尔浓度：1kg溶剂中所含溶质B的物质的量,称为溶质B的质量摩尔浓度,用符号bB表示,单位为molkg-1表达式为：,1.2.2 质量摩尔浓度,15,例1-3 100g水中溶解0.585gNaCl,求此溶液的质量摩尔浓度.,解：NaCl的摩尔质量M(NaCl)58.44gmol 1,16,摩尔分数 在一系统中,某组分i的物质的量ni 占整个系统的物质的量n的分数称为该物质i的摩尔分数,符号为xi ,其量纲为1,表达式为：,双组分系统溶液:,显然，xAxB1 对于多组分系统来说，则有xi1,1.2.3 摩尔分数,17,质量分数混合系
6、统中,某组分B的质量(mB)与混合物总质量(m)之比,称为组分B的质量分数,用符号B表示,其量纲为1,表达式为：,质量分数,以前常称质量百分浓度（用百分率表达则再乘以100）,1.2.4 质量分数,18,质量浓度：每升溶液中所含溶质B的质量(g),用符号表示,单位为gL-1、mg L-1或mg mL-1,计算公式为:,1.2.5 质量浓度,例1-4 在常温下取NaCl饱和溶液10.00cm3,测得其质量为12.003g,将溶液蒸干,得NaCl固体3.173g.求：（1）物质的量浓度 (2)质量摩尔浓度 (3)饱和溶液中NaCl和H2O的摩尔分数,(4)NaCl饱和溶液的质量分数(5)质量浓度.
7、,解：(1) NaCl饱和溶液的物质的量浓度为：,20,(2) NaCl饱和溶液的质量摩尔浓度为：,（3）NaCl饱和溶液中饱和溶液中NaCl和H2O的摩尔分数,21,（4）NaCl饱和溶液的质量分数,（5）NaCl饱和溶液的质量浓度,22,第三节：溶液的依数性,溶液的性质可分为两类:一类是溶质本性不同所引起的,如溶液的密度、体积、导电性、酸碱性和颜色等的变化,溶质不同则性质各异.另一类是溶液的浓度不同而引起溶液的性质变化,如蒸气压下降、沸点上升、凝固点下降、渗透压等,是一般溶液的共性. 与溶质不同无关.,23,依数性质:溶液性质只取决于溶质粒子的数目,而与溶质的本性无关.溶质的粒子可以是分子
8、、离子,这里只讨论粒子是分子的情况.（非电解质）,依数性的种类:,1.蒸气压下降,3.凝固点下降,2.沸点升高,4.渗透压,1.3.2稀溶液的依数性,24,1.蒸气压下降,饱和蒸气压: 饱和蒸气所产生的压力称为饱和蒸气压,简称蒸气压. 蒸气压的单位为Pa或kPa.,几个概念:,蒸发: 液体中一部分能量较高的分子克服其它分子对它的吸引而逸出,成为蒸气分子,这个过程叫蒸发,凝聚: 液面附近的蒸气分子被吸引或受外界压力的作用重新回到液体中,这个过程叫做凝聚.,饱和蒸气: 在单位时间内,由液面蒸发的分子数和由气相返回液体的分子数相等,此时的蒸气称为饱和蒸气.,25,拉乌尔定律（Raoults Law）
9、,如果溶液中只有A，B两个组分，则:xA+xB=1,1887年，法国化学家Raoult从实验中归纳出一个经验定律：在定温下,在难挥发非电解质稀溶液中,溶液的蒸气压等于纯溶剂蒸气压P*A乘以溶液中溶剂的物质的量分数xA,用公式表示为：,p=p*xA= p* (1 - xB),pp*- pp* xB,26,拉乌尔定律也可表示为：在一定温度下，难挥发非电解质稀溶液的蒸气压下降(p),与溶质的摩尔分数(xB)成正比。,拉乌尔定律：在一定温度下，难挥发性非电解质稀溶液的蒸气压下降与溶液的质量摩尔浓度成正比，而与溶质的性质无关。,27,溶液的蒸气压下降,对植物的抗旱抗寒具有重要意义.经研究表明,当外界气温
10、升高或降低时,在有机体的细胞中,可溶物(主要是可溶性糖类等小分子物质)强烈地溶解,增大了细胞液的浓度,从而降低了细胞液的蒸气压,使植物的水分蒸发过程减慢.因此,植物在较高温度下仍能保持必要的水分而表现出抗旱性.,28,2.溶液的沸点升高,沸腾:在一定压力下,液体表面和内部同时进行汽化的过程称为沸腾,此时的温度称为沸点.,沸点:液体沸腾时候的温度。也就是当液体的蒸气压等于外界大气压时的温度.,29,OA:溶剂水的蒸气压曲线,OA:溶液的蒸气压曲线,tb= tb- tb*,30,Kb称为沸点升高系数,单位kgmol-1或Kkgmol-1。常用溶剂的Kb值有表可查.测定Tb值，查出Kb,就可以计算溶
11、质的摩尔质量。,根据拉乌尔定律,难挥发性非电解质稀溶液沸点上升与溶液质量摩尔浓度成正比,与溶质本性无关,其数学表达式为：,31,3.凝固点下降,凝固点:在一定外压下，物质的液相和固相蒸气压相等时的温度。当外压=101.3kPa时的凝固点为正常的凝固点。,难挥发非电解质稀溶液凝固点下降与溶液质量摩尔浓度近似成正比,与溶质本性无关,其数学表达式为：,(Kf称为凝固点降低系数,单位kgmol-1或Kkgmol-1常用溶剂的Kf值有表可查.测定Tb值,查出Kb,就可以计算溶质的摩尔质量.),32,在实际应用中常用溶液的凝固点下降来进行测定。因为同一溶剂的凝固点下降常数比沸点上升常数要大，而且晶体析出现
12、象较易观察，测定结果的准确度高。所以凝固点下降法测定摩尔质量比用沸点上升法应用更为广泛。,Kb(H2O)=0.512K.kg.mol-1 Kf(H2O)=1.86K.kg.mol-1 Kb(C6H6)=2.53 K.kg.mol-1 Kf(C6H6)=5.12 K.kg.mol-1,33,例1-5 烟草的有效成分尼古丁的实验式为C5H7N，今将496mg尼古丁溶于10.0g水中，所得溶液在100kPa下的沸点是100.170C，求尼古丁的化学式。（Kb=0.520C.kg-1.mol-1）,0.170C 0.52 0Ckgmol1 MB152 gmol-1,化学式 Mr(C5H7N)n = 8
13、1n n=2 故尼古丁的化学式为 C10H14N2,34,例1-6 将2.6g尿素CO(NH2)2溶于100.0g水中，计算此溶液在100kPa时的沸点和凝固点。Kb=0.512 Kf=1.86K.kg.mol-1,tb=1000C+0.220C=100.220C,tf = 0.000C 0.810C = 0.810C,35,4.渗透压,（1）半透膜：只允许小分子通过，而不允许大分子通过的物质，如：细胞膜、动物肠衣、火棉胶等。 （2）渗透：溶剂分子通过半透膜向溶液中自动扩散的过程。 （3）渗透方向：稀溶液,浓溶液,（4）渗透压:在一定温度下，为阻止渗透作用的进行而必须向溶液施加的最小压力。,3
14、6,37,渗透压产生的原因,在半透膜左边放溶剂,右边放溶液.只有溶剂能透过半透膜.溶液的蒸气压小于纯溶剂的蒸气压,致使单位时间内纯溶剂分子透过半透膜进入溶液的速率大于溶液中溶剂分子透过半透膜进入纯溶剂的速率,所以溶剂有自左向右渗透的倾向.,范特霍夫公式, = cRT =,38,溶液的渗透压下降也是测定溶质的摩尔质量的经典方法之一，而且特别适用于摩尔质量大的分子。,渗透也可以在两种不同浓度的溶液之间进行.因此产生渗透作用必须具备两个条件:一是有半透膜存在；二是半透膜两侧单位体积内溶剂的分子数目不同(如水和水溶液之间或稀溶液和浓溶液之间).如果半透膜两侧溶液的浓度相等,则渗透压相等,这种溶液称为等
15、渗溶液.如果半透膜两侧溶液的浓度不等,则渗透压就不相等,渗透压高的溶液称为高渗溶液,渗透压低的溶液称为低渗溶液,渗透是从稀溶液向浓溶液方向扩散.,39,如果外加在溶液上的压力超过了溶液的渗透压,则溶液中的溶剂分子可以通过半透膜向纯溶剂方向扩散,纯溶剂的液面上升,这一过程称为反渗透.,例1-7 在298K将2g某化合物溶于1000g水中，它的渗透压与298K时0.8gC6H12O6和1.2g C12H22O11溶于1000g水中的渗透压相同。试求（1）该化合物的MB（2）tf（3）该化合物水溶液的蒸气压。p*(H2O)=3.12kPa Kf=1.86K.kg.mol-1,40,解：蔗糖和葡萄糖混
16、合水溶液浓度：,41,42,判断各类稀溶液性质时:,总结,1. 相同类型不同浓度的稀溶液,浓度越大,稀溶液性质影响越大.,2. 相同浓度不同类型的稀溶液,对稀溶液性质影响:强电解质弱电解质非电解质.,3.不同类型不同浓度的稀溶液,溶液中粒子数越多对稀溶液性质影响越大.,43,练习：,1.下列0.1mol.L-1水溶液，KCl、HAc、HCl、K2SO4凝固点最高的是_。 2.1mol.L-1C6H12O6、NaCl，0.1mol.L-1Na2SO4、HAc水溶液蒸气压最高的是_。 3.0.1mol.L-1蔗糖水溶液与0.1mol.L-1蔗糖苯溶液凝固点_（相等或不相等）。 4.每升含甘油（Mr=92）46g的水溶液，在273K时的渗透压为_。,HAc,0.1mol.L-1HAc,不相等,44,例6 将50g某物质溶于400g水中，使水的凝固点下降0.65K，则该物质相对的摩尔质量为_. (Kf(H2O) 1.86 Kkgm
