01无机及分析化学 绪论

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1、无机及分析化学无机及分析化学化学史回顾1 1、炼金术，炼丹时期、炼金术，炼丹时期2 2、医化学时期、医化学时期3 3、燃素学说时期、燃素学说时期4 4、近代化学的萌芽、近代化学的萌芽5 5、化学的现状、化学的现状化学学科的分类1 1、无机化学、无机化学2 2、分析化学、分析化学3 3、有机化学、有机化学4 4、物理化学、物理化学5 5、高分子化学、高分子化学另外化学与其它学科的相互渗透，形成新的另外化学与其它学科的相互渗透，形成新的 学科如：量子化学、配位化学、放射化学、生物学科如：量子化学、配位化学、放射化学、生物 化学、环境化学、环境分析化学、食品化学、农化学、环境化学、环境分析化学、食品

2、化学、农 药化学、土壤化学、植物化学、高分子材料化学药化学、土壤化学、植物化学、高分子材料化学 等等。等等。理论教学内容及学时安排理论教学内容及学时安排第一章第一章 气体、溶液和胶体（气体、溶液和胶体（5 5学时）学时）第二章第二章 化学热力学基础（化学热力学基础（5 5学时）学时）第三章第三章 化学反应速率和化学平衡（化学反应速率和化学平衡（5 5学时）学时）第四章第四章 解离平衡（解离平衡（7 7学时）学时）第五章第五章 氧化还原反应（氧化还原反应（5 5学时）学时）第六章第六章 原子结构（原子结构（4 4学时）学时）第七章第七章 分子结构（分子结构（3 3学时）学时）第八章第八章 配位化

3、合物（配位化合物（4 4学时）学时）第九章第九章 分析化学概论（分析化学概论（1 1学时）学时）第十章第十章 定量分析的误差和分析结果的数据处理（定量分析的误差和分析结果的数据处理（5 5学学 时）时）第十一章第十一章 滴定分析法（滴定分析法（1717学时）学时）绪论绪论重点了解现代化学研究对重点了解现代化学研究对 象、研究内容，化学的任务和象、研究内容，化学的任务和 学习化学的意义及学习方法。学习化学的意义及学习方法。 教学重点教学重点绪论绪论本绪论讲述了化学与社会本绪论讲述了化学与社会 ，化学与人类，化学与生活的，化学与人类，化学与生活的 关系，让学生明确学习化学的关系，让学生明确学习化学

4、的 意义及学习方法。意义及学习方法。 教学提要教学提要绪论绪论古代时期：四世纪以前古代时期：四世纪以前 中古时期：四世纪中古时期：四世纪 十七世纪中叶十七世纪中叶 近代化学的孕育时期：十七世纪末近代化学的孕育时期：十七世纪末 十世纪末十世纪末近代化学的发展时期：十九世纪近代化学的发展时期：十九世纪现代化学时期：二十世纪以来现代化学时期：二十世纪以来 一、化学发展简史一、化学发展简史五个时期古代化学时期近代化学的萌芽基础研究的重大突破化学工业的大发展绪论绪论二、二十世纪化学的发展基础研究方面的重大突破 放射性和铀裂变的重大发现 化学键和现代量子化学理论 创造新分子型结构合成化 高分子科学和材料

5、化学动力学和分子反应动态学化学工业的大发展 首先化学为提供肥料（合成氨）、合成纤 维和其它高分子材料、石油化工产品等做 出了贡献 其后化学为满足不断提高生存质量的需要 绪论绪论二十世纪的化学在推动人类进步和科技二十世纪的化学在推动人类进步和科技 发展中起了核心科学的作用发展中起了核心科学的作用: :1. 1.为人类提供物质基础；为人类提供物质基础；2. 2.在相关学科的发展中起了牵头作用。在相关学科的发展中起了牵头作用。三、二十世纪化学的地位和作用三、二十世纪化学的地位和作用绪论绪论化学仍是解决食物短缺问题的主要学化学仍是解决食物短缺问题的主要学 科之一；科之一；化学在能源和资源的合理开发和高

6、效化学在能源和资源的合理开发和高效 安全利用中起关键作用；安全利用中起关键作用；化学继续推动材料科学的发展；化学继续推动材料科学的发展；化学是提高人类生存质量和生存安全化学是提高人类生存质量和生存安全 的有效保障。的有效保障。四、二十世纪化学的地位和作用四、二十世纪化学的地位和作用: :绪论绪论五、二十一世纪化学学科的发展方向五、二十一世纪化学学科的发展方向寻求结构多样性的研究与功能研究相结合复杂化学体系的研究化学信息学和高效计算机信息处理新实验方法的建立和方法学研究跟踪、分析、模拟化学反应过程绪论绪论化学：在分子、原子或离子层次上研究物质的组成、化学：在分子、原子或离子层次上研究物质的组成、

7、结构、性能、相互变化以及变化过程中能量关系的科学。结构、性能、相互变化以及变化过程中能量关系的科学。无机化学：对除碳以外的所有元素及其化合物的性质无机化学：对除碳以外的所有元素及其化合物的性质和反应进行研究和理论揭示的科学。和反应进行研究和理论揭示的科学。分析化学：是测量和表征物质的组成和结构的学科。分析化学：是测量和表征物质的组成和结构的学科。 绪论绪论无机及分析化学的学习方法：无机及分析化学的学习方法：1. 1.搞清每个基本概念、基本理论的引出要点和它们的内容。搞清每个基本概念、基本理论的引出要点和它们的内容。2. 2.每章知识及时归纳整理，寻找知识体系和知识脉络。每章知识及时归纳整理，寻

8、找知识体系和知识脉络。3. 3.加强知识的理解记忆。应尽可能地运用基本理论理解。同时加强知识的理解记忆。应尽可能地运用基本理论理解。同时学会用对比、类比等方法寻找它们的共性和个性，以加强对物质学会用对比、类比等方法寻找它们的共性和个性，以加强对物质的理解记忆。的理解记忆。4. 4. 积极主动地自学、预习各类有关参考书籍以拓宽知识面。积极主动地自学、预习各类有关参考书籍以拓宽知识面。绪论绪论无机及分析化学无机及分析化学无机化学理论无机化学元素分析化学热力学理论动力学力理论S区p区d区ds区f区 各元素的性质定性分析定量分析热力学三大定律反应速率理论四大平衡理论滴定分析酸碱滴定 沉淀滴定 氧化还原

9、反应 配位洛合滴定第一章第一章 气体和溶液气体和溶液1-1 1-1 气体气体一、理想气体状态方程O2分子 理想气体： v 分子不占体积 v分子间无相互作用实际气体： v 分子有体积 v分子间有相互作用低压 高温理想气体状态方程p: 气体压力 ( Pa ) V: 气体体积 ( m3 ) n: 气体物质的量 ( mol ) T: 气体温度 ( K ) R: 摩尔气体常数 R = 8.315 Pa m3 mol-1 K-1 = 8.315 kPa L3 mol-1 K-1= 8.315 J mol-1 K-1（三者如何转化？） m: 气体质量 ( kg ) M: 摩尔质量 (kg mol-1 ) ：

10、气体密度 ( kg m-3 ) 例 1-1 一学生在实验室中，在 73.3 kPa和25C下收集到250ml某气 体在分析天平上称量为0.118g。求这 种气体的相对分子质量。1-2 1-2 道尔顿分压定律一、道尔顿分压定律: N2(3)p1p2p3+p（总压力） VVVV混合气体的总压力等于 各组分气体分压之和v 分压：各组分气体单独占有整个体积时的压强:H2(1): O2(2)有关分压定律的公式推导xi: 摩尔分数分压定律的 另一种表达分压定律的 一种表达分压定律的应用例 1-2 在17C，99.3 kPa 的气压下 ，用排水法收集氮气150 ml。求在标 准状况在该气体经干燥后的体积 气

11、体水蒸气pp气体水1-3 1-3 溶溶 液液一、分散系溶质溶剂溶解溶液 （液态）分散质分散相分散分散系 （固、液、气态）分散系分类分子分散系 (d 100 nm)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 例表2 按分散质颗粒大小分类的分散系小于1nm(109) 分子离子 粒子能通过滤纸与半 NaCl溶液分散系 透膜，扩散速度快1100nm 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 蛋白质溶液颗粒直径大小 类 型 主 要

12、 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 汁相体系中物理性质和化学性质 完全相同的一部分单相体系 ：分子分散系多相体系（存在界面） ：胶体分散系，粗分散系分子分散系 (dp固: 液相 固相 p液p渗 纯水 溶液 反渗工业上利用反渗透技术进行海 水淡化或水的净化渗透压在生物学中的意义v 水分在动植物体内的循环 v 医学上的等渗溶液溶血胞浆分离 v 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？例：5.8% NaCl溶液产生的渗透压接近于（ c ）。（a）5.8%蔗糖溶液 （b） 5.8%的HAc溶液 （c）2.0mol kg

13、 -1 蔗糖溶液 （d） 1.0mol kg -1葡萄糖溶液例：在 0oC 的 100g KCl 溶液中，加入重量为 100g 的冰，一段 时间后，混合液中冰的质量为（ b ）。（a）大于100g (b)小于100g （c）等于100g (d)不能确定例：相对分子量为120的弱酸HA 3. 00 g 溶于100 g 水中，在 101.325 kPa 下测得其沸点为100.18 oC。求此弱酸溶液的离解度 。1-4 1-4 胶胶 体体 溶溶 液液胶体分散系 (d: 1-100 nm)（固体分散在水中）性质v 很大的表面积 很高的表面能 v 不稳定性 有聚集沉淀的可能性 v 多相性 分散相与分散介

14、质存在界面一、溶胶的制备方法v 分散法：大粒子变小研磨法 超声波法电弧法 胶溶法v 凝聚法：小粒子变大物理凝聚：更换溶剂化学凝聚：利用化学反应生成难溶物加FeCl3（稳定剂）Fe(OH)3（新鲜沉淀） Fe(OH)3（溶胶）条件v 分散相粒子大小 v 稳定剂二、溶胶的性质 1. 动力性质 布朗运动swf胶体粒子受到液体介质 分子的不同方向、不同 速度的撞击后受力不均 而作无规则运动。粒子小 布朗运动剧烈 2. 光学性质 丁铎尔效应swf.隔板灯泡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。（粒子大小与光照的关系）3. 电学性质 电泳swf颜色加深在电场中，溶胶粒子会

15、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整个胶体溶液 是否带电？三、胶团结构和电动电势 1. 胶团结构AgImI-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+AgNO3+KI(过量) AgI(溶胶)胶核吸附层扩散层(AgI)mnI- (n-x)K+x- xK+ 胶核胶粒扩散层胶团各部分的电荷 分布？I-: 电位离子 K+: 反离子2. 电动电势 dENBMAC电势距 离胶粒固相表面到液体内部的电势MN: 固相界面AB: 滑动面 MA: 吸附层AC: