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1、1.1 气体,1.3 胶体溶液,1.2 溶液,第一章 气体和溶液,1、理想气体 气体的最基本特征：具有可压缩性和扩散性。 理想气体：分子本身不占体积,分子间没有相互作用力的气体。,一、 理想气体状态方程式,1.1 气体,pV = nRT R- 摩尔气体常数 在STP下，p =101.325kPa, T=273.15K n=1.0 mol时, Vm=22.4141L=22.414110-3m3,R = 8.315 kPaL mol-1 K-1 注意：公式中各物理量的单位,2、理想气体状态方程式：,=8.315 J mol-1 K-1,1） 计算p，V，T，n四个物理量之一,2）气体摩尔质量的计算
2、,M = Mr gmol-1,3、 理想气体状态方程式的应用,也可用于温度不太低，压力不太高的真实气体。,pV = nRT, =, = m / V,3）气体密度的计算,例1 (p.2 ：例1-1 ) ：一学生在实验室中，在73.3kPa和25下收集得250mL某气体，在分析天平上称量，得气体净质量为0.118g，求气体的相对分子质量。 解：,相对分子质量为16.0,例2：在1000和97kPa压力下，硫蒸气的密度是0.5977gL-1。试求：（1）硫蒸气的摩尔质量，（2）硫蒸气的化学式。 解: ( 1 ),硫蒸气的化学式为S2,组分气体： 理想气体混合物中每一种气体叫做组分气体。 分压： 组分
3、气体B在相同温度下占有与混合气体相同体积时所产生的压力，叫做组分气体B的分压。,二、道尔顿分压定律,道尔顿分压定律：,混合气体的总压等于混合气体中各组分气体分压之和。 p = p1 + p2 + pi 或 p = pB,n =n1+ n2+ni,理想气体状态方程不仅适用于某一纯净气体，也适用于混合气体。,分压的求解：,即：混合气体中某组分气体的分压力等于该组分的摩尔分数与混合气体总压力的乘积。,例3（p.3：例1-2)：在17 ，99.3kPa的气压下，用排水集气法收集氮气150mL。求在标准状况下该气体经干燥后的体积。 解：在水面上收集气体，测出的压力是饱和水蒸气压力和气体压力之和。 查表1
4、-1，17 时饱和水蒸气压力为1.93kPa,例4（p.4：例1-3)： 在25 下，将0.100mol的O2和 0.350molH2装入3.00L的容器中，通电后氧气和氢气反应生成水，剩下过量的氢气。求反应前后气体的总压和各组分的分压。 解：反应前:,2H2 + O2 = 2H2O 通电时0.100mol O2只与0.200molH2反应生成0.200molH2O。液态水所占体积与容器体积相比可忽略不计，但因此产生的饱和水蒸气却必须考虑。因此，反应后：,溶液：定义？,广义地说，两种或两种以上的物质均匀混合而且彼此呈现分子（或离子）状态分布者均称为溶液（即分子分散系）。,溶 液,1.2 溶液,
5、狭义的溶液是指溶剂为液态的溶液，这里只讨论 溶剂为水的水溶液。,稀溶液的含义：溶液浓度较稀，且溶质为难挥发性非电解质。,依数性：只与溶质粒子的数目有关而与溶质本性无关的性质称为溶液的依数性，又叫溶液的通性。,依数性是指： 溶液的蒸气压降低 溶液的沸点升高 溶液的凝固点下降 溶液具有渗透压,一、稀溶液的通性,初始： V蒸发 V凝聚 平衡： V蒸发 = V凝聚,饱和蒸气压：在一定的温度下，当蒸发的速度等于凝聚的速度，液态水与它的蒸气处于动态平衡，这时的蒸气压称为水在此温度下的饱和蒸气压，简称蒸气压。用符号 p 表示,在纯溶剂中加入难挥发的物质以后，达平衡时，p溶液总是小于同 T 下的p纯溶剂 ，即
6、溶液的蒸气压下降。,p=p纯p液 蒸汽压下降的原因：,溶液蒸气压下降示意图,溶质分子,溶剂分子,nB p= p* = p*xB nA + nB,p溶液p纯剂 ，c溶液越大，p溶液越小。 p溶液-p纯剂的差值也越大。,拉乌尔定律表述1：在一定的温度下，难挥发的非电解质稀溶液的蒸气压，等于纯溶剂的蒸气压乘该溶剂在溶液中的摩尔分数。, xA + xB = 1 xB = 1 xA p = p* p*xA,nA 移项得：p = p*p = p * xA = p * nA + nB,是稀溶液， nB nA, nA + nB nB,表述2：在一定温度下，难挥发非电解质稀溶液的蒸气压下降值与溶质的摩尔分数成正
7、比。,nA b p p * p * nB 55.6mol kg-1,表述3：在一定温度下，难挥发非电解质稀溶液的蒸气压下降值与溶质的质量摩尔浓度成正比。,p = K b,溶液的质量摩尔浓度（b）：溶解在1kg水中的溶质的物质的量。,2 溶液的沸点升高 沸点:溶液的蒸气压（p溶液）与外压（p外压）相等时的温度称为该溶液的沸点。 纯水：p外 = 101.3kPa，t纯水 = 100.,实验证明：难挥发物质溶液的沸点总是高于纯 溶剂的沸点。,原因：溶液的蒸气压下降。见下图,凝固点：固液两相平衡时的温度。 溶液的凝固点Tf总是低于纯溶剂的凝固点Tf*。 原因：蒸气压下降。 p8：图1-4,3 溶液的凝
8、固点降低,稀溶液的沸点升高和凝固点下降与溶液的质量摩尔浓度成正比。即,沸点升高和凝固点降低的应用 测定未知物的相对分子质量 例5（p.8：例1-4）：将5.50g某纯净试样溶于250g苯中，测得该溶液的凝固点为4.51，求该试样的相对分子质量（纯苯的凝固点为5.53） 解：设该试样的摩尔质量为M 查表得苯的Kf值为5.12kgmol-1,所以该试样的相对分子质量为110,以蔗糖和水的体系为例，在一个连通器的两边装着蔗糖溶液与水，中间用半透膜隔开。,渗透：溶剂分子通过半透膜自动扩散的现象。 渗透压：为了在半透膜两边维持渗透平衡而需要施加的压力。,4、溶液的渗透压,反渗透：在溶液上外加大于渗透压的
9、压力使溶液中的水向纯水方向流动而使水的体积增加的过程。 范托夫综合实验结果，指出了稀溶液的渗透压与浓度、温度的关系： V=nRT 即 =cRT 是溶液的渗透压，单位为Pa;c也可用 b代替。,应用 1、由式看出，通过对渗透压的测定，也能估算出溶质分子的相对分子质量。 2、工业“反渗透技术” 3、在生物体内的应用,例6（p16：12）医学临床上的葡萄糖等渗液的凝固点为-0.543，试求此葡萄糖溶液的质量分数和血浆的渗透压。 解：设葡萄糖溶液的质量分数为w。查表得水的Kf值为1.86kgmol-1 解得： 由,注意以下定量关系的成立条件：难挥发性非电解质的稀溶液，对于浓溶液和电解质溶液，定性关系成
10、立但以下定量关系不能成立（也可用此作近似计算）。,1.3 胶体溶液,胶体分散系是由颗粒直径在10-910-7 m的分散质组成的体系。,一、溶胶的制备,制备方法,分散法,凝聚法,研磨法、超声波法电弧法、胶溶法,物理凝聚法、化学凝聚法,二、溶胶的性质 溶胶的基本特征：多相性、高分散性和热力学不稳定性。,1、溶胶的动力学性质-布朗运动,胶粒时刻以不同方向、不同速度作无规则的运动。温度越高，胶粒越小，布朗运动越剧烈。,2、丁铎尔效应光学性质 光线通过胶体溶液时，发生光的散射现象。,3、电泳电学性质 在外加电场下，胶粒在分散介质中发生的定向移动，表明胶粒为带电粒子。,一般地，金属硫化物、硅酸、土壤、淀粉
11、及金、银等胶粒带负电，向外加电场的正极移动；金属氢氧化物的胶粒带正电，向外加电场的负极移动。,三、胶团的结构,1、胶核：一定量的难溶物分子聚结形成胶粒的中心，称为胶核；,2、胶粒：胶核选择性的吸附稳定剂中的一种离子，形成紧密吸附层；由于正、负电荷相吸，在紧密层外形成反号离子的包围圈，从而形成带有与紧密层相同电荷的胶粒；,3、胶团：胶粒与扩散层中的反号离子，形成一个电中性的胶团。,扩散双电层模型,例7：AgNO3 + KIKNO3 + AgI 过量的 KI 作稳定剂 胶团的结构表达式 ：,(AgI)m n I (n-x)K+x xK+ 电位离子 反离子 反离子 |_| 扩散层 |_|,胶团的图示
12、式：,例8：AgNO3 + KIKNO3 + AgI 过量的 AgNO3 作稳定剂 胶团的结构表达式：,(AgI)m n Ag+ (n-x)NO3x+ x NO3 电位离子 反离子 反离子 |_| |_|,胶团的图示式：,1、溶胶的相对稳定性： 动力学稳定性：布朗运动 聚结稳定性：在放置过程中，不会发生聚结。 原因：胶粒带电：有静电斥力。 溶剂化作用：胶团中带电粒子表面被溶剂分子包围，形成水化层。 2、溶胶的聚沉：溶胶失去稳定因素，胶粒相互碰撞导致颗粒聚集变大最后以沉淀形式析出的现象。,四、溶胶的稳定性和聚沉,影响溶胶聚沉的因素： A、外加电解质的聚沉作用：用聚沉值（能使溶胶聚沉所需电解质的最
13、低浓度，单位：mmol/L）来衡量。聚沉值越小，聚沉能力越强。 （1）电解质中与胶粒带相反电荷的离子价态越高，聚沉能力越强，聚沉值越小。 （2）价态相同的异号电荷离子，聚沉能力也略有不同：水合离子半径越小，聚沉能力越强。,对胶粒带负电的溶胶，一价阳离子硝酸盐的聚沉能力次序为：H+ Cs+ Rb+ NH4+ K+ Na+ Li+（阳离子半径越小，水合程度越强）； 对带正电的胶粒，一价阴离子的钾盐的聚沉能力次序为： F- Cl- Br- NO3- I-（阴离子水合程度较小，与离子半径基本一致）。,D、溶胶的相互聚沉：带相反电荷的溶胶混合后发生相互聚沉。,C、温度的影响： 升高温度对聚沉有利。,B、浓度的影响： 浓度增加，对聚沉有利。,五、大分子溶液及凝胶（自学） 提纲： 1、大分子溶液、小分子溶液和溶胶各有何相同与不同之处。 2、什么叫盐析？加电解质到大分子溶液中和溶胶中有何不同？ 3、什么叫保护作用？ 4、什么叫凝胶？溶胶在一定条件下可转化为凝胶。,