大學基礎化學課件工科物質的聚集狀態(tài).ppt

第五章物質的聚集狀態(tài),5.1物質的聚集狀態(tài)概述5.2氣體5.3溶液,掌握內容：理想氣體狀態(tài)方程、氣體的分壓定律和分體積定律；基本單元、溶液濃度；基準物質、標準溶液；熟悉(理解)內容：晶體結構類型、超臨界流體、等離子體、離子液體等的概念了解內容：實際氣體的狀態(tài)方程、非電解質溶液、電解質溶液的依數(shù)性；膠體、溶膠、凝膠，膠體的穩(wěn)定性及聚沉作用，晶格及晶格參數(shù)。,基本要求,P67-68：習題3、4、6、7、8,作業(yè),5.1物質的聚集狀態(tài)概述,超臨界流體(SCF，supercriticalfluid),溫度和壓力處于臨界點以上對應的物質的狀態(tài)稱為超臨界流體。,等離子體(plasma),當對氣體物質施以高溫、放電、電磁場、高能磁場、熱核反應等作用時，氣態(tài)原子可以獲得很高的能量，從而被解離成陽離子和自由電子，由于整個體系正、負電荷數(shù)相等，故稱為等離子體。,離子液體,熔融鹽，如熔融狀態(tài)的NaCl，就是由陰、陽離子組成的液體，稱為高溫離子液體。,室溫離子液體，它在-100200C均呈液體狀態(tài)，與一般的液態(tài)物質不同，它完全是由離子組成的，一般是由有機陽離子和無機陰離子組成。也不同于等離子體，應該是物質的另一種聚集狀態(tài)。,5.2氣體,5.2.1理想氣體狀態(tài)方程,理想氣體(idealgases),分子之間沒有相互作用分子本身體積為零的氣體,注：低壓、高溫下的氣體可近似按理想氣體處理,理想氣體狀態(tài)方程(stateequation),pV=nRT,式中：p氣體的壓力(Pa),T熱力學溫度(K),V氣體的體積(m3),n氣體的物質的量(mol),R摩爾氣體常數(shù)(8.314Jmol-1K-1),若用m氣體的質量M氣體的摩爾質量氣體的密度,則,例：一學生在實驗室中，在73.3kPa和25C下收集得250ml某氣體。在分析天平上稱量，得氣體凈質量為0.118克。求這種氣體的物質的量和摩爾質量。,16.0gmol-1,例：為了行車的安全，可在汽車中裝備上空氣袋，防止碰撞時司機受到傷害。這種空氣袋是用氮氣充脹起來的，所用的氮氣是由疊氮化鈉與三氧化二鐵在火花的引發(fā)下反應生成的。總反應是：,6NaN3+Fe2O3(s)3Na2O(s)+2Fe(s)+9N2(g)在25、748mmHg下，要產(chǎn)生75.0L的N2，計算需要疊氮化鈉的質量。,131g,5.2.2氣體的分壓定律和分體積定律,氣體的分壓定律(Lawofpartialpressure),組分氣體,理想氣體混合物中的每一種氣體,組分氣體的分壓力,組分氣體B在相同溫度下單獨占有與混合氣體相同體積時所產(chǎn)生的壓力,混合氣體的總壓力等于各組分氣體的分壓力之和；組分氣體的分壓大小與它在氣體混合物中的摩爾分數(shù)成正比,分壓定律,p=p1+p2+或p=pB,pB=xBp=(nB/n)p,例：某容器中含有NH3、O2、N2等氣體的混合物。取樣分析后，其中n(NH3)=0.320mol，n(O2)=0.180mol，n(N2)=0.700mol?；旌蠚怏w的總壓p=133.0kPa。試計算各組分氣體的分壓。,解：n=n(NH3)+n(O2)+n(N2)=0.320+0.180+0.700=1.200mol,p(N2)=p-p(NH3)-p(O2)=133.0-35.5-20.0=77.5kPa,分壓定律的應用,p(總壓)=p(氣體)+p(水蒸氣),氣體的分體積定律(Lawofpartialvolume),組分氣體的分體積,組分氣體B單獨存在并具有與混合氣體相同溫度和壓力時所占有的體積,混合氣體的總體積等于各組分氣體的分體積之和；組分氣體的分體積大小與它在氣體混合物中的摩爾分數(shù)成正比,分體積定律,V=V1+V2+或V=VB,VB=xBV=(nB/n)V,的密度為1.03gcm-3，溫度為20。在這種條件下，若維持O2、He混合氣中p(O2)=21kPa，氧氣的體積分數(shù)為多少？以1.000L混合氣體為基準，計算氧氣的分體積和氦氣的質量。(重力加速度取9.807m/s2),5.2%；52ml；0.63g,5.3溶液,5.3.1基本單元及溶液濃度,基本單元(basiccell),系統(tǒng)中的基本組分,分子、原子、離子、電子及其它粒子或這些粒子的特定組合,注：若物質A在反應中轉移的質子數(shù)或得失電子數(shù)為ZA時，基本單元常選為,某一特定的過程或反應,溶液的濃度(concentration),物質的量的濃度(amount-of-substance),單位體積的溶液中所含溶質基本單元B的物質的量,單位：molL-1,質量摩爾濃度(molality),單位質量的溶劑中所含溶質B的物質的量,單位：molkg-1,摩爾分數(shù)(molefraction),組分B的物質的量占溶液的物質的量的分數(shù),5.3.2有關濃度的計算,例：在298.15K時，質量分數(shù)w(H2SO4)=9.47%的硫酸溶液，其密度=1.0603103kgm-3，在該溫度下，純水的密度=997.1kgm-3。試求：(1)硫酸的質量摩爾濃度；(2)硫酸的物質的量的濃度；(3)硫酸的摩爾分數(shù)。,1.067mol/kg1.025mol/L0.01885,用以直接配制標準溶液或標定溶液的物質,對基準物的要求,純度高(99.9%以上),組成(包括結晶水)與化學式相符,性質穩(wěn)定不分解，不吸潮，不吸收CO2不被空氣氧化，不失結晶水,5.3.3標準溶液及其配制,基準物質(normsubstance),最好有較大的摩爾質量，以減