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1、2019/1/15,第六章 溶液和胶体,1,第六章 溶液和胶体,主讲：李琼芳,2019/1/15,第六章 溶液和胶体,2,教学目标,1.了解均相分散系、多相分散系的概念 2.熟练掌握各种溶液组成标度的意义 3.掌握稀溶液的通性和有关计算及应用 4.了解表面能、选择性吸附规律 5.了解溶胶的基本性质 6.了解表面活性物质和乳浊液的基本知识,第六章 溶液和胶体,2019/1/15,第六章 溶液和胶体,3,分散系,分散质（分散相）,分散剂（分散介质）,均相,非均相,2019/1/15,第六章 溶液和胶体,4,共九种,表-1,2019/1/15,第六章 溶液和胶体,5,溶液,1nm=10-9m,表-2
2、 按分散质粒子大小分类的各种分散系,2019/1/15,第六章 溶液和胶体,6,第一节 溶液的组成标度,一、物质的量浓度 二、质量物质的量(摩尔)浓度 三、物质的量(摩尔)分数（浓度） 四、质量分数（浓度）,2019/1/15,第六章 溶液和胶体,7,溶液的组成标度,根据SI规定，使用物质的量单位“mol”时，要指明 物质的基本单元。,基本单元可以是任意指定的分子、离子等或其组合。,如：n(KMnO4)=1 mol n(H2+O2)=1mol,n(硫酸)=0.50mol,物质的量浓度,单位为： molL-1,2019/1/15,第六章 溶液和胶体,8,由于物质的质量不受温度的影响，所以，溶液的
3、 质量物质的量浓度与温度无关。,cB与 bB有何不同，各有什么优缺点？,质量物质的量浓度,单位为： molKg-1,2019/1/15,第六章 溶液和胶体,9,对于多组分体系，,物质的量分数(浓度),2019/1/15,第六章 溶液和胶体,10,几种溶液组成标度之间的关系,质量分数,2019/1/15,第六章 溶液和胶体,11,稀溶液,水溶液,2019/1/15,第六章 溶液和胶体,12,第二节 稀溶液的依数性,一、溶液的蒸气压下降 二、溶液的沸点升高 三、溶液的凝固点下降 四、溶液的渗透压,2019/1/15,第六章 溶液和胶体,13,第二节 稀溶液的依数性,一、 溶液蒸气压下降,饱和蒸气压
4、：一定温度下，纯溶剂蒸发为气态及气态 凝聚为液态的速率相等时，液体和它的蒸气处于平衡 状态，此时蒸气所具有的压力。,溶剂,蒸发,蒸气,凝聚,2019/1/15,第六章 溶液和胶体,14,若在纯溶剂中加入少量非挥发性溶质，则单位表 面的溶剂分子数目减少，挥发出的溶剂分子数目相应 减少，平衡时溶液的蒸气压也将减少。,单位表面积中分子数目的示意图,xA=1,xA=0.9,溶剂分子,溶质分子,2019/1/15,第六章 溶液和胶体,15,拉乌尔(Roult)定律：在一定温度下，难挥发非电解质稀 溶液的蒸气压等于纯溶剂的饱和蒸气压与溶液中溶剂的 物质的量分数浓度的乘积。,p=p* xA,若为双组分系统，
5、由于xA +xB=1,则：,p=p* xA= p* （1- xB）= p* - p* xB,p= p* - p= p*xB,蒸气压下降值只与溶质的物质的量分数浓度成正比。,2019/1/15,第六章 溶液和胶体,16,p= p* - p= p*xB,p*为纯溶剂的蒸汽压,P为溶液的蒸汽压,xB 为溶质的摩尔分数,2019/1/15,第六章 溶液和胶体,17,p= p*xB,2019/1/15,第六章 溶液和胶体,18,Tb=Tb -Tb = KbbB,沸点：液体的蒸气压等于外界压力时的温度。,纯溶剂,溶液,P/压力,T/温度,P外,P溶液,Tb*,Tb,二、 溶液沸点升高,2019/1/15,
6、第六章 溶液和胶体,19,Tb=Tb -Tb = KbbB,Tb为难挥发电解质稀溶液沸点升高值，单位为K。,Kb为溶剂的沸点升高常数，单位为K Kg mol-1,根据拉乌尔(Roult)定律，难挥发非电解质稀溶液的沸点升高与溶液的质量物质的量浓度成正比。它的数学表达式为：,2019/1/15,第六章 溶液和胶体,20,常压下，纯液体与其固体相达成平衡时的温度就 是该液体的正常凝固点，此时固相溶剂的蒸气压与液 相溶剂蒸气压相等。,纯溶剂,溶液,P/压力,T/温度,PA ,PA,Tf ,Tf,PA,PA （l）=PA （s）,三、溶液的凝固点下降,Tf = Tf - Tf =KfbB,2019/1
7、/15,第六章 溶液和胶体,21,根据拉乌尔(Roult)定律，难挥发非电解质稀溶液的凝固点下降与溶液的质量物质的量浓度成正比。它的数学表达式为：,Tf = Tf - Tf =KfbB,Tf为难挥发电解质稀溶液凝固点下降值，单位为K。,Kf为溶剂的凝固点下降常数，单位为K Kg mol-1,2019/1/15,第六章 溶液和胶体,22,例,溶解2.76g甘油于200g水中，测得凝固点为-0.279 ，求甘油的相对分子量。,解：,Tf=KfbB,解得：,M甘油 = 92 gmol-1,2019/1/15,第六章 溶液和胶体,23,凝固点下降原理具有很大的实用价值。,冰与盐混合温度可低到-22.4
8、C,CaCl2.2H2O与冰与盐混合温度可低到-55C,2019/1/15,第六章 溶液和胶体,24,四、 溶液渗透压,2019/1/15,第六章 溶液和胶体,25,p,p,溶剂,溶液,半透膜,p,p+,溶剂,溶液,半透膜,溶液,溶液,图- 溶液的渗透压,2019/1/15,第六章 溶液和胶体,26,=cBRT,例：已知某水溶液的凝固点为272.15K，求此溶液沸点， 298.15K的蒸气压和渗透压各为多少？,解：,根据,Tf=KfbB,T(K) = 273.15 + t(),范德霍夫（J H Vant Hoff)定律：,2019/1/15,第六章 溶液和胶体,27,Tb=Tb-Tb*= Kb
9、bB=0.520.538=0. 28K,所以： Tb=373.15+0.28=373.43K,p=p*-p= p*xB=3.170.010=0.0317 kPa,p=3.14 kPa,2019/1/15,第六章 溶液和胶体,28,=cBRT bBRT =0.5388.314 298.15 =1333 kPa,2019/1/15,第六章 溶液和胶体,29,第三节 胶体溶液,一、胶体溶液 二、表面吸附 三、胶体的制备与性质 （一） 胶体的制备 1 分散法 2 聚集（凝聚）法 （二） 溶胶的性质 1 溶胶的光学性质丁达尔（Tyndall）效应 2 溶胶的动力学性质布朗（Brown）运动 3 溶胶的电
10、学性质电泳和电渗 （1） 吸附作用 （2） 电离作用,2019/1/15,第六章 溶液和胶体,30,四、胶团的结构,四、胶团的结构,五、胶团的稳定性和聚沉,1 溶胶的稳定性,2 溶胶的聚沉和保护,2019/1/15,第六章 溶液和胶体,31,溶胶的性质,1 . 溶胶的光学性质,光源,挡板,溶胶,Tyndall效应,丁达尔（ Tyndall ） 现象产生的原因：,当（入射光）（分散质）时，产生 散射。,溶胶分散质=1100 nm 可见光=400760nm,2019/1/15,第六章 溶液和胶体,32,2. 溶胶的动力学性质,Brown运动,胶粒无休止、无规则的运动。,2019/1/15,第六章
11、溶液和胶体,33,3. 溶胶的电学性质（电泳和电渗）,+,-,+,-,Fe(OH)3 溶胶,电泳,2019/1/15,第六章 溶液和胶体,34,若在外电场作用下固相分散质被限制不能移动，而液相分散剂在电场作用下流动，这种现象称为电渗。,2019/1/15,第六章 溶液和胶体,35, 吸附作用,-吸附剂优先吸附与其组成、性质相似的离子。,如水解法制Fe(OH)3溶胶,Fe3+ + 3H2O = Fe(OH)3 + 3H+,Fe3+ + 2H2O = Fe(OH)2+ +2H+,FeO+ + H2O,FeO+优先被吸附，所以Fe(OH)3溶胶粒子带正电。,胶粒为什么会带电呢？,2019/1/15,
12、第六章 溶液和胶体,36, 离解作用,溶胶粒子带电原因十分复杂，具体要由实验确定。,H2SiO3 HSiO3-+ H+,HSiO-3 SiO2-3+ H+,如硅酸溶胶粒子：,2019/1/15,第六章 溶液和胶体,37,四、 胶团的结构,胶体溶液是热力学上的不稳定体系，但为什么 有的溶胶却又能稳定存在很长时间呢？,以AgI溶胶的生成为例,AgNO3 + KI(过量) = AgI + KNO3,2019/1/15,第六章 溶液和胶体,38,胶团结构可表示为,(AgI)mnI- (n-x)K+x- xK+,胶核,电位离子,反离子,反离子,吸附层,胶粒,扩散层,胶团,2019/1/15,第六章 溶液
13、和胶体,39,五、 溶胶的稳定性和聚沉,1. 溶胶的稳定性,引起溶胶不稳定的原因是什么？,重力作用。,表面能。,引起溶胶稳定的原因是什么？,布朗运动。,胶粒的双电层结构。,水化层,2019/1/15,第六章 溶液和胶体,40,2. 溶胶的聚沉和保护,当胶体的稳定性遭到破坏，胶粒就会聚结而沉降， 此过程称为聚沉。,聚沉的方法有：,加入强电解质、,加入带相反电荷的胶体（溶胶互聚）、,加热、高浓度等。,2019/1/15,第六章 溶液和胶体,41,在某些情况下需要对溶胶进行保护。保护溶胶的方法很多，可以加入适量的保护剂，如动物胶之类的高分子化合物溶液，防止胶粒的碰撞聚沉。,2019/1/15,第六章
14、 溶液和胶体,42,第四节 表面活性剂和乳浊液,一、 表面活性剂,-能显著降低表面能的物质。,X,非极性部分（疏水、憎水）,极性部分（亲水）,-R（烃基） -Ar（芳香烃基）,-OH（羟基） -COOH（羧基） -NH2（氨基） -SO3H（磺酸基）,2019/1/15,第六章 溶液和胶体,43,二、 乳浊液,-分散质和分散剂均为液体的粗分散系。,可分两类,油/水（O/W）型,水/油（W/O）型,乳浊液的稳定性如何？为什么？如何才能制得稳 的乳浊液？,2019/1/15,第六章 溶液和胶体,44,练习题：,1.比较下列各溶液凝固点的大小次序： A. 0.1 molKg-1 C12H22O11的
15、水溶液， B.0.1 molKg-1 C6H6Cl6 的水溶液，C.0.1 molKg-1 CH3 COOH的水溶液， D.0.1 mol Kg-1 KCl水溶液。,解：,根据稀溶液的依数性，各溶液凝固点由高到低的次序为：,D C A= B,2019/1/15,第六章 溶液和胶体,45,解：,根据,=cBRTbBRT,9.8 h=0.198.3 298.2,gh=(0.20-0.01)8.3 (273.2+25),h=48.0m,2.树干内部树汁上升是由于渗透作用。设树汁的浓度为0.20molL-1的溶液，在树汁半透膜外部水中含非电解质浓度为0.01 molL-1 ，试估计在25时，树汁能够上升的高度。,2019/1/15,第六章 溶液和胶体,46,6.5 海水中含有下列离子，它们的质量摩尔浓度分别为： b(Cl-)=0.57molkg-1， b(SO42-)=0.0
