大学化学1溶液和胶体汇总课件

第一第一章章 溶液和胶体溶液和胶体2022/10/311.1 溶液1.2 稀溶液的依数性1.3 胶体1.1 溶液溶液1.1.1 分散系分散系分类：分类：分散系类分散系类型型分散相类型分散相类型分散相粒子直分散相粒子直径径主要特征主要特征实例实例真溶液真溶液分子或离子分子或离子1nm(100nm(100nm(不能透不能透过滤纸和半透过滤纸和半透膜膜)不均一，不稳定，不均一，不稳定，不透明不透明水泥，水泥，乳浊乳浊液液小液滴小液滴100nm(100nm(不能透不能透过滤纸和半透过滤纸和半透膜膜)能透光的浊液有丁能透光的浊液有丁达尔现象达尔现象乳剂水溶液乳剂水溶液 在液态的非电解质溶液中，溶质B的浓度表示法主要有如下四种：1.物质的量分数2.质量摩尔浓度3.物质的量浓度4.质量分数1.1.2 溶液组成标度的表示方法溶液组成标度的表示方法1.物质的量分数 (mole fraction)溶质B的物质的量与溶液中总的物质的量之比称为溶质B的物质的量分数，又称为摩尔分数，单位为1。2.质量摩尔浓度bB（molality）溶质B的物质的量与溶剂A的质量之比称为溶质B的质量摩尔浓度，单位是 。这个表示方法的优点是可以用准确的称重法来配制溶液，不受温度影响，电化学中用的很多。3.物质的量浓度cB（molarity）也称体积摩尔浓度 溶质B的物质的量与溶液体积V的比值称为溶质B的物质的量浓度，或称为溶质B的浓度，单位是 ，但常用单位是 。4.质量分数wB（mass fraction）溶质B的质量与溶液总质量之比称为溶质B的质量分数，单位为1。1.2 稀溶液的依数性2022/10/37物质物质 蒸气压蒸气压P 沸点沸点tb凝固点凝固点tf（mmHg,20）()()纯水纯水17.510000.5M糖水糖水17.3100.27-0.930.5M尿素溶液尿素溶液17.3100.24-0.94实验现象1.与纯溶剂相比与纯溶剂相比,溶液的蒸溶液的蒸气压气压,沸点沸点,凝固点凝固点。2.其其上上升升值值或或下下降降值值与与溶溶液液中中溶溶质质的的浓浓度度有有关关,与与溶溶质质的的本性无关。本性无关。溶液的通性溶液的通性 -蒸气压下降蒸气压下降2022/10/381 1、蒸气压下降、蒸气压下降一定温度下，一定温度下，V V蒸发蒸发=V V凝聚凝聚时，此时水面上的蒸气压称为该时，此时水面上的蒸气压称为该温度下的温度下的饱和蒸汽压饱和蒸汽压，简称，简称蒸汽压蒸汽压。加入一种加入一种难挥发难挥发的非电解质的非电解质束缚一部分高能水分子束缚一部分高能水分子占据了一部分水的表面占据了一部分水的表面P蒸汽平衡溶液的通性溶液的通性 Raoult定律定律 2022/10/39在在一一定定温温度度下下，难难挥挥发发性性非非电电解解质质稀稀溶溶液液的的蒸蒸气气压压(P)(P)等等于于纯纯溶溶剂剂的的蒸蒸气气压压（P PA A*）乘乘以以溶溶液液中中溶溶剂剂的的摩尔分数（摩尔分数（x xA A ）。）。即：即：表明表明 ：在一定温度下，难挥发性非电解质稀溶液的蒸在一定温度下，难挥发性非电解质稀溶液的蒸气压下降与溶液中溶质的摩尔分数成正比。气压下降与溶液中溶质的摩尔分数成正比。溶液的通性溶液的通性 蒸汽压大小的影响因素蒸汽压大小的影响因素2022/10/310液体的本性液体的本性 温度：任何溶液的蒸汽压都随温度而变化温度：任何溶液的蒸汽压都随温度而变化易挥发性物质易挥发性物质 ：蒸气压大的物质：蒸气压大的物质难挥发性物质：蒸气压小的物质难挥发性物质：蒸气压小的物质蒸汽压大小的影响因素：蒸汽压大小的影响因素：例例11已知已知293.15K时水的饱和蒸气压为时水的饱和蒸气压为2.338kPa,若在若在100g水中溶解水中溶解9g葡萄糖葡萄糖(C6H12O6,M=180gmol-1),求此溶求此溶液的蒸气压。液的蒸气压。解解:n水水=m/M=100g/18gmol-1=5.56moln葡萄糖葡萄糖=m/M=9g/180gmol-1=0.05molp=p*xB=2.338kPa0.0089=0.021kPa p溶液溶液=p*-p=2.338kPa-0.021kPa=2.317kPa xB=0.00890.055.56+0.05 nBnA+nB根据根据p*-p溶液溶液=p 和和p=p*xB计算。计算。溶液的通性溶液的通性 凝固点下降凝固点下降2022/10/312凝固点：某物质的液相蒸汽压与固相蒸汽压相等时凝固点：某物质的液相蒸汽压与固相蒸汽压相等时的温度。用的温度。用Tf表示表示或在一定外压下，物质固、液两相平衡共存时的温或在一定外压下，物质固、液两相平衡共存时的温度。度。2 2液体的凝固点降低（液体的凝固点降低（freezingpoint）溶液的通性溶液的通性 凝固点下降的原因凝固点下降的原因2022/10/313Tf273P(kPa)T(K)水水冰冰溶液溶液AB0.61A A：冰冰-水共存水共存 B B：冰冰-溶液共存溶液共存Tf是溶液蒸气压下降的直接结果是溶液蒸气压下降的直接结果溶液的凝固点降低的原因溶液的凝固点降低的原因2022/10/314溶溶剂剂凝固点凝固点/Kkf水水273.01.86苯苯278.54.90醋醋酸酸289.63.90樟樟脑脑452.839.7萘萘353.06.90溴乙烯溴乙烯283.012.5几种溶剂的凝固点降低常数几种溶剂的凝固点降低常数溶液的通性溶液的通性 溶液的沸点上升的原因溶液的沸点上升的原因2022/10/3153 3溶液的沸点上升（溶液的沸点上升（boilingpoint）液体的沸点液体的沸点 (boilingpoint )当当P P 液液 =P=P 外外，液体沸腾时的温度。，液体沸腾时的温度。溶液的沸点升高溶液的沸点升高是溶液蒸气压下降的直接结果是溶液蒸气压下降的直接结果正常沸点：当正常沸点：当P P外外=P P标标时的液体的沸点。时的液体的沸点。溶液的通性溶液的通性 溶液的沸点上升的数值溶液的沸点上升的数值2022/10/316101.3P(kPa)373TBT(K)纯水纯水水溶液水溶液Tb溶液的通性溶液的通性 几种溶剂的沸点上升常数几种溶剂的沸点上升常数2022/10/317溶溶剂剂沸点沸点/KKb水水373.00.52苯苯353.22.53三氯甲烷三氯甲烷333.23.63萘萘491.05.80乙醚乙醚307.42.16几种溶剂的沸点上升常数几种溶剂的沸点上升常数2022/10/318【解解】尿素尿素CO(NH2)2摩尔质量为摩尔质量为60gmol-1 2.6克尿素的物质的量克尿素的物质的量n=2.6/60=0.0433mol1kg溶剂中尿素的物质的量溶剂中尿素的物质的量 n=0.04331000/50=0.866mol 尿素的质量摩尔浓度尿素的质量摩尔浓度bB=0.866molkg-1 Tb=KbbB=0.520.866=0.45 Tf=KfbB=1.860.866=1.61 沸点：沸点：100+0.45=100.45 凝固点：凝固点：0-1.61=-1.61【例例2】2.6克尿素克尿素CO(NH2)2溶于溶于50克水中，计算克水中，计算此溶液的凝固点和沸点此溶液的凝固点和沸点溶液的通性溶液的通性 应用应用2022/10/3溶液的溶液的沸点上升和凝固点下降沸点上升和凝固点下降的应用：的应用：在汽车、拖拉机的水箱（散热器在汽车、拖拉机的水箱（散热器)中加入乙二醇、酒中加入乙二醇、酒精、甘油等可使其凝固点降低而防止结冰。精、甘油等可使其凝固点降低而防止结冰。利用凝固点下降，冰和盐的混合物可作冷冻剂。利用凝固点下降，冰和盐的混合物可作冷冻剂。利用沸点上升原理，工件处理时可以在高于水的沸利用沸点上升原理，工件处理时可以在高于水的沸点的溶液中进行。点的溶液中进行。因为含杂质的化合物可以看作是一种溶液，因此有因为含杂质的化合物可以看作是一种溶液，因此有机化学试验中常用测定沸点或熔点的方法来检验化机化学试验中常用测定沸点或熔点的方法来检验化合物的纯度。合物的纯度。2022/10/320渗透现象渗透现象：通通过过半半透透膜膜发发生生表表面面上上单单方方面的扩散现象面的扩散现象 产生条件产生条件有半透膜有半透膜膜膜两两侧侧有有浓浓度差度差 渗透方向渗透方向：从稀溶液向：从稀溶液向浓溶液进行渗透。浓溶液进行渗透。溶剂(a)渗透现象渗透现象溶液溶液溶剂(b)渗透压力渗透压力 4 4溶液的渗透压溶液的渗透压溶液的通性溶液的通性 渗透压方程渗透压方程2022/10/321达渗透平衡时溶液液面上的所加的额外压力：渗达渗透平衡时溶液液面上的所加的额外压力：渗透压。透压。符号符号 ：单位；单位；PaPa或或kPa kPa 渗透压方程渗透压方程 V V=n nB BRT RT 或或 =c cB BRTRT 电解质溶液电解质溶液 =c cB BRTRT2022/10/322【解解】（1）=cBRT cB=/RT=366/8.314(273+20)=1.5010-1molm-3 =1.5010-4moldm-3（2）设血红素的摩尔质量为）设血红素的摩尔质量为M，则则1.5010-4moldm-3=1.0g/M/0.1dm-3 M=1.0/1.5010-4mol=6.7104gmol-1【例例3】血红素血红素1.0g溶于水配成溶于水配成100cm3溶液，此溶溶液，此溶液在液在20时的透压为时的透压为366Pa。计算：。计算：溶液的物质的溶液的物质的量浓度；量浓度；血红素的相对分子质量。血红素的相对分子质量。溶液的通性溶液的通性 稀溶液的依数性小结稀溶液的依数性小结2022/10/3231.1.蒸气压下降蒸气压下降 3.3.沸点升高沸点升高 2.2.凝固点降低凝固点降低 4.4.渗透压力渗透压力 的数值与溶液中质点的数值与溶液中质点的个数成正比的个数成正比依数性的含义Tfkf bBTb=kb bB =C CB BRTRT第第 4 章章 酸碱解离平衡和沉淀溶解平衡酸碱解离平衡和沉淀溶解平衡4.1 电解质溶液电解质溶液4.2 酸碱理论酸碱理论4.3 弱电解质的解离平衡弱电解质的解离平衡4.4 缓冲溶液缓冲溶液4.5 沉淀溶解平衡沉淀溶解平衡4.1 电解质溶液电解质溶液电解质是一类重要的化合物。凡是在水溶液中或熔融状电解质是一类重要的化合物。凡是在水溶液中或熔融状态下能解离出离子而导电的化合物称为电解质，它们的水态下能解离出离子而导电的化合物称为电解质，它们的水溶液称为溶液称为电解质溶液电解质溶液（electrolyte solution）。）。”表示可逆。表示可逆。H+Ac HAc 电解质可分为电解质可分为强电解质强电解质与与弱电解质弱电解质两大类。在水溶液中两大类。在水溶液中能完全解离成离子的电解质称为强电解质。在水溶液中仅能完全解离成离子的电解质称为强电解质。在水溶液中仅部分解离成离子的电解质称为弱电解质。电解质解离成离部分解离成离子的电解质称为弱电解质。电解质解离成离子的过程称为子的过程称为解离解离（dissociation）。）。强电解质强电解质NaCl解离方程式：解离方程式：NaCl=Na+Cl弱电解质的解离是可逆的，解离方程式用弱电解质的解离是可逆的，解离方程式用“4.1.1 解离度和解离常数解离度和解离常数2.解离常数解离常数(dissociation constant)1.解离度解离度（dissociation degree)定义：定义：表示电解质在水溶液中的解离程度，符号：表示电解质在水溶液中的解离程度，符号：。弱电解质弱电解质AB的解离方程式可以表示如下：的解离方程式可以表示如下：AB A+BK i称为解离平衡常数，简称为解离常数。它只与弱电解质的称为解离平衡常数，简称为解离常数。它只与弱电解质的本性及温度有关，与弱电解质的浓度无关。本性及温度有关，与弱电解质的浓度无关。解离平衡表达式可表示为：解离平衡表达式可表示为：4.2 酸碱理论酸碱理论2022/10/3271 1、酸碱电离理论、酸碱电离理论(阿累尼乌斯阿累尼乌斯酸碱理论）酸碱理论）凡是在水中能解