大学普化溶液与胶体

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1、General Chemistry1*第六章 溶液和胶体General Chemistry26.1 溶液6.2 稀溶液的依数性6.3 胶体溶液6.4* 高分子溶液、表面活性物质和乳浊液内容提要General Chemistry3分散体系的定义与分类分散体系（分散系）：一种或几种物质被分散成微 小的粒子分布在另一种物质所构成的体系。分散质：分散系中被分散的物质，通常分散质含量较 少，一般不连续。分散剂：起分散作用的物质，存在于分散质周围，一 般是连续相。分散系分类： 按分散系的聚集状态可分九类（见表6-1）。 按分散系的粒子大小可分三类（见表6-2）。General Chemistry4表6-1

2、 按物质聚集状态分类的分散系气 空气、管道煤气气 液 云、雾 固 烟、尘气 泡沫塑料固 液 硅胶、肉冻 固 有色玻璃、合金气 泡沫、汽水液 液 牛奶 、豆浆固 Fe(OH)3溶胶、泥浆水分散剂 分散质 实 例General Chemistry5分散剂的聚集状态为液态的分散体系 （气-液、液-液和固-液）均称为液态分散 系。通常按分散质粒子的大小，将液态分 散系分成粗分散系、胶体分散系和分子（ 离子）分散系3类。 u 分子(离子)分散体系 u 胶体分散体系 u 粗分散体系General Chemistry6表 6-2 按分散质粒子大小分类的各种分散系分散系 类型分子(离子 )分散系胶体分散系粗分

3、散系高分子溶 液溶 胶粒子直 径小于1 nm1100 nm1100 nm大于100 nm 存在形 式小分子或 离子高分子小分子聚 集体分子的大 聚集体 主要性 质均相，电 子显微镜 也不可见 分散质颗 粒，最稳 定，扩散 快，能透 过半透膜单相，很 稳定，超 显微镜可 见分散质 颗粒，扩 散慢，能 透过滤纸 ，但不可 透过半透 膜多相，较 稳定 超显微镜 可见分散 质颗粒， 扩散慢， 能透过滤 纸，但不 可透过半 透膜多相，不 稳定，普 通显微镜 可见分散 质颗粒， 扩散很慢 ，不能透 过滤纸实 例氯化钠、 蔗糖等水 溶液蛋白质、 核酸等水 溶液氢氧化铁 、氯化银 等溶胶泥浆、牛 奶等Gene

4、ral Chemistry76.1 溶 液分子或离子分散系通常又称为溶液，它是分散质以小 分子、离子和原子为质点均匀地分散在分散剂中所形 成的分散体系。溶液是由溶质和溶剂组成的，根据溶 质的聚集状态的不同可以有气体溶液、液体溶液和固 体溶液，科学研究中最常用到的还是液体溶液。溶液的性质与溶剂及溶质的相对含量，即溶液的浓度密切相关，本节中主要介绍几种溶液浓度的表示方法，如物质的量浓度、质量摩尔浓度、摩尔分数物质的量浓度、质量摩尔浓度、摩尔分数、质量分数、质量分数等。General Chemistry86.1.1 溶质B的物质的量浓度nB为物质B的物质的量，SI单位为mol；V 为混合物的体积，S

5、I单位为m3。体积常用的非SI单位为L，故物 质的量浓度cB的常用单位为molL-1。 指单位体积溶液中所含溶质物质的量，用符号cB表示，即General Chemistry96.1.2 溶质B的质量摩尔浓度溶液中溶质B的物质的量除以溶剂的质量，称为溶 质B的质量摩尔浓度，用符号bB表示，SI单位 molkg-1。 物理意义：在1Kg溶剂中所含溶质的物质的量。 由于溶剂的质量不受温度的影响，因此溶质的质量 摩尔浓度时一个与温度无关的物理量。General Chemistry106.1.3 溶质B的摩尔分数溶液中溶质B的物质的量与各组分总的物质的 量之比，称为溶质B的摩尔分数，用符号xB表示，S

6、I单位为1。式中，nA为溶剂的物质的量，单位为mol；nB为溶质的物 质的量，单位为mol。 对于一个两组分溶液体系来说，溶质的摩尔分数与 溶剂的摩尔分数分别为： General Chemistry116.1.4 溶质B的质量分数溶液中溶质B的质量与各组分总的质量之比，称为 溶质B的质量分数，用符号wB表示，SI单位为1 。显然，对两组分体系有显然，对两组分体系有x xA Ax xB B1 1。同理，。同理， 多组分体系中有多组分体系中有式中，mB为B的质量，SI单位为kg, m为混合物的质 量，SI单位为kg。质量分数的单位为1。也可以用百分数表示。General Chemistry12溶液

7、中溶质B的质量与混合物的体积之比，称为溶 质B的质量浓度，用符号B表示6.1.5 溶质B的质量浓度式中，mB为B的质量，SI单位为kg, V为混合物的体 积，SI单位为m3。质量浓度的SI单位为 kgm-3,常用 单位为gmL-1。例如：味事达酱油的氨基酸态氮1.20g/100mL (W/V)永春老醋酸度6.5g/100mL (W/V)General Chemistry13【解】 100g溶液中，NaCl和H2O的物质的量分别为 ： 例1 计算w(NaCl)=10%的氯化钠水溶液中溶质 和溶剂的摩尔分数。所以 ： Inorganic and Analytical Chemistry146.1.

8、6 溶液浓度的换算1. 物质的量浓度(cB)与质量分数(wB)若溶质B的质量分数为wB,溶液的密度为，则该溶 液的物质的量浓度(cB)与质量分数(wB)的关系为：式中， 用m代表溶液的质量。Inorganic and Analytical Chemistry15若该系统是一个两组分系统，且B组分的含量 较少，则溶液的质量m近似等于溶剂质量mA，上 式可近似为：(2) 物质的量浓度(cB)与质量摩尔浓度(bB) 若已知溶液的密度和溶液的质量m，则有：若该溶液是稀的水溶液，则：cB/molL-1bB/molkg-1General Chemistry16解：例2 w(HAc)=4.64%的醋酸水溶液

9、，在20时， =1.005 kgL-1 。求算c(HAc)和b(HAc)。由于该醋酸溶液浓度较小，可以用公式1-12 近似计算质量摩尔浓度：General Chemistry176.2 稀溶液的依数性例如: 同浓度的蔗糖水溶液与葡萄糖水溶液具有相同 的蒸气压、沸点、凝固点以及渗透压。2.仅决定于溶质的独立质点数，即 溶液的浓度溶液的性质(如颜色、导电性等) 1.由溶质的本质溶质的本质决定例如: 同浓度的FeCl3与CuSO4颜色各不相同，同 浓度的NaCl与HAc的导电性不同。(如蒸气压、沸点等)当这类溶液越稀，这种性质表现得越有规律。当溶质是电解质或非电解质的浓溶液时，依数性规律。依数性规律

10、是难挥发的非电解质稀溶液的共性。 General Chemistry18 蒸气压下降（The lowering of the vapor pressure) 沸点上升 (The elevation of the boiling point) 凝固点降低 (The depression of the freezing point) 渗透压 (The phenomenon of osmotic pressure) 通常所说的“依数性”，包括四个方面：General Chemistry196.2.1 溶液的蒸气压下降当低能分子撞到液面时会被拉回到液体中，这 种由蒸气变成液体的过程叫液化或冷凝。 蒸发

11、是常见的现象。例如一杯水，敞口放置一段 时间会发现其体积减少，这只能是水分子由液态转为 气态的结果。这种液体变成蒸气或气体的过程就叫做 液体的蒸发。 General Chemistry201液体的蒸汽压在一定温度下的密闭容器中，当液体与其蒸气达到液、气两相平衡时，液面上方的蒸气称为饱和蒸气，饱和蒸气所产生的压力称为该温度下液体的饱和蒸气压，简称蒸气压。General Chemistry21 液体的蒸气压与液体的性质和温度有关。在相同温度下，不同的液体，其蒸气压不同。温度升高时，液体的蒸气压增大。 液体的蒸气压等于外压时的温度称为液体的沸点。 液体的沸点与外压有关，外压越大，沸点就越高。液体在1

12、01.325 kPa 下的沸点称为正常沸点。 固体物质也具有一定的蒸气压。但一般情况下，固体的蒸气压较小。 General Chemistry222.稀溶液的蒸气压下降纯溶剂p* 饱和蒸气溶液p饱和蒸气代表难挥发的溶质分子a: 纯溶剂的蒸发示意图b: 稀溶液的蒸发示意图代表溶剂分子；General Chemistry23P 稀溶液的蒸气压；PA *纯溶剂的蒸气压；xA 溶剂的摩尔分数设溶质的摩尔分数为xB，则 1-xA = xB拉乌尔定律： (1887年，法国物理学家)在一定温度下，难挥发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*乘以溶剂的摩尔分数xA 。P = PA * xAP

13、 纯溶剂蒸气压与稀溶液蒸气压之差。P =PA * P = PA * (1-xA ) = PA * xB 一定温度下，稀溶液的蒸气压下降p和溶质的摩尔分数xB 成正比”。拉乌尔定律只适用于难挥发、非电解质的稀溶液。 General Chemistry24一定温度下，对一种溶剂来说PA*为定值。若溶 剂的摩尔质量为MA ，则K常数，其物理意义是bB1 molkg-1时溶液的蒸气压下降值。（因为nAnB）在一定温度下，难挥发非电解质稀溶液的蒸气 压下降p与溶液的质量摩尔浓度bB成正比。 General Chemistry256.2.2 溶液的沸点升高和疑固点下降1.沸点：液体的蒸汽压等于外界大气压时

14、，液体开始沸腾，此时的温度称为该液体的沸点。常用Tb表示。 2.凝固点：指固液相共存时的温度，即固相与液相蒸汽压相等时的温度。常用Tf表示。General Chemistry26溶液的沸点升高和凝固点降低P/kPaT/101.3TbTfTb*Tf*Tb TfGeneral Chemistry27溶液的蒸气压总是低于纯溶剂的蒸气压，溶液的 沸点升高，凝固点降低。Tb* 纯溶剂的沸点； Tb 稀溶液的沸点Tf* 纯溶剂的凝固点； Tf 稀溶液的凝固点Tb - Tb* = Tb = Kb bBKb溶剂沸点上升常数， Kf 溶剂凝固点降低系数； 大小决定于溶剂的本性，与溶剂的摩尔质量、沸点、 汽化热有关;Tf* - Tf = Tf = Kf bBbB 溶质的质量摩尔浓度 (mol/Kg)。 General Chemistry28几种溶剂的Kb和Kf值溶 剂Tf/KKf/Kkgm ol-1Tb / KKb / Kkgm ol-1 水 273.1 51.86373.1 50.52苯 278.6 65.12353.3 52.53乙酸289.63.90390.93.07四氯化碳250.229.8351.6 54.88环己烷279.520.23542.79萘353.06.94915.80Gener