第一章溶液和膠體

1、第一章 溶液和膠體 溶液的濃度溶液的濃度 分散系分散系 物質(zhì)的聚集狀態(tài)物質(zhì)的聚集狀態(tài) 稀溶液的依數(shù)性稀溶液的依數(shù)性 膠體溶液膠體溶液 乳濁液乳濁液 無無 機機 及及 分分 析析 化化 學學 第一節(jié)第一節(jié) 溶溶 液液 一、溶液濃度的表示方法一、溶液濃度的表示方法 2、質(zhì)量摩爾濃度、質(zhì)量摩爾濃度(mol/kg) 1、物質(zhì)的量濃度、物質(zhì)的量濃度(moldm-3 ) )/( 1000 Kgmol mM m B b AB B B 溶劑的質(zhì)量 的物質(zhì)的量溶質(zhì) )/(Lmol B V n C B B 混合物體積 的物質(zhì)的量溶質(zhì) 例例1: 1: 計算由計算由1.00g CO(NH1.00g CO(NH2 2)

2、 )2 2 尿素溶于尿素溶于50.0 mL50.0 mL水水 所配成溶液的物質(zhì)的量濃度？所配成溶液的物質(zhì)的量濃度？ 解：解：CO(NHCO(NH2 2 ) )2 2 摩爾質(zhì)量 摩爾質(zhì)量M=60.0g/mol M=60.0g/mol mol M m NHCOn167. 0 0 .60 00. 1 )( 22 Lmol V n NHCOC/34. 3 100 .50 167. 0 )( 3 22 物質(zhì)的量濃度物質(zhì)的量濃度( (moldmmoldm-3 -3 ) ) 混合物體積 的物質(zhì)的量溶質(zhì)B V n C B B 例例2: 2: 已知已知80%80%的硫酸溶液的密度為的硫酸溶液的密度為1.74g1

3、.74gmLmL-1 -1，求該硫酸 ，求該硫酸 溶液的物質(zhì)的量濃度溶液的物質(zhì)的量濃度c(Hc(H2 2SOSO4 4) )和和c(1/2Hc(1/2H2 2SOSO4 4)?)? gmLgmLm1392%8074. 11000 1 1 1 42 20.14 198 1392 )( Lmol Lmolg g SOHc )2/1 (2/1( 42)42 SOHcSOHc 11 4242 40.2820.142)(2)2/1 ( LmolLmolSOHcSOHc 例題例題 質(zhì)量摩爾濃度（質(zhì)量摩爾濃度（mol/kgmol/kg） 溶液中溶質(zhì)溶液中溶質(zhì)B B的物質(zhì)的量的物質(zhì)的量n n除以溶劑的質(zhì)量除以

4、溶劑的質(zhì)量m m，單位為，單位為kgkg， 稱為溶質(zhì)稱為溶質(zhì)B B的質(zhì)量摩爾濃度，用符號的質(zhì)量摩爾濃度，用符號b bB B表示，單位是表示，單位是molkgmolkg- - 1 1 。表達式為： 。表達式為： 在在1000g1000g溶劑中含溶質(zhì)的物質(zhì)的量；質(zhì)量摩爾濃度與體積無溶劑中含溶質(zhì)的物質(zhì)的量；質(zhì)量摩爾濃度與體積無 關(guān)，故不受溫度改變的影響。這個表示方法的優(yōu)點是可以用關(guān)，故不受溫度改變的影響。這個表示方法的優(yōu)點是可以用 準確的稱重法來配制溶液，不受溫度影響。準確的稱重法來配制溶液，不受溫度影響。 )/(kgmol m n b A B B ABA B B mM m m n b 若溶液是稀的

5、水溶液，則：若溶液是稀的水溶液，則： BB bc why？ 例例4: 4: 計算由計算由1.00g CO(NH1.00g CO(NH2 2 ) )2 2 尿素溶于尿素溶于48.0 g48.0 g水所水所 配成溶液的質(zhì)量摩爾濃度？配成溶液的質(zhì)量摩爾濃度？ 解：解： CO(NHCO(NH2 2 ) )2 2摩爾質(zhì)量摩爾質(zhì)量M=60.0g/molM=60.0g/mol n nB B=1.00g/60.0(g/mol)=0.167mol=1.00g/60.0(g/mol)=0.167mol kgmol OHm NHCOn NHCOb/348. 0 100 .48 167. 0 )( )( )( 3 2

6、 22 22 例題例題 二、二、 理想氣體狀態(tài)方程式理想氣體狀態(tài)方程式 w理想氣體：忽略分子的大小和分子間的作用力理想氣體：忽略分子的大小和分子間的作用力 w理想氣體狀態(tài)方程理想氣體狀態(tài)方程：pV= nRT nR：摩爾氣體常數(shù)，：摩爾氣體常數(shù)，8.315 Pa m3 mol-1 K-1； kPa L mol-1 K-1 ；J mol-1 K-1 w 實際氣體處于低壓（低于數(shù)百千帕）、高溫（高于實際氣體處于低壓（低于數(shù)百千帕）、高溫（高于 273K）的情況下，可以近似地看成理想氣體）的情況下，可以近似地看成理想氣體。 RTpM RT M m pV 氣體狀態(tài)方程式的另一些形式：氣體狀態(tài)方程式的另一

7、些形式： m m 質(zhì)量質(zhì)量(kg)(kg)；M M摩爾質(zhì)量摩爾質(zhì)量(kg(kg molmol-1 -1) )； ；密度（密度（kgkg m m-3 -3） ） 第二節(jié)第二節(jié) 非電解質(zhì)稀溶液的依數(shù)性非電解質(zhì)稀溶液的依數(shù)性 稀溶液的依數(shù)性：稀溶液的依數(shù)性： 只與溶液的濃度有關(guān)，而與溶質(zhì)的本性無關(guān)。只與溶液的濃度有關(guān)，而與溶質(zhì)的本性無關(guān)。 這些性質(zhì)包括：這些性質(zhì)包括：蒸氣壓下降蒸氣壓下降、沸點升高沸點升高、凝固凝固 點下降點下降及及滲透壓滲透壓等。等。 電介質(zhì)與非電解質(zhì) 舉例：舉例：NaClNaCl溶液（強電解質(zhì)）、溶液（強電解質(zhì)）、HACHAC（弱電解質(zhì)）、（弱電解質(zhì)）、 甘油甘油 溶液（非電解質(zhì)

8、）溶液（非電解質(zhì)） 揮發(fā)性：甘油（難揮發(fā)）、酒精（易揮發(fā)）揮發(fā)性：甘油（難揮發(fā)）、酒精（易揮發(fā)） w1、飽和蒸氣壓：、飽和蒸氣壓：將液體放在密閉容器中，液體能不斷蒸發(fā)，同時，將液體放在密閉容器中，液體能不斷蒸發(fā)，同時， 生成的蒸氣也在不斷凝聚，當單位時間內(nèi)由液面蒸發(fā)的分子數(shù)和由氣相生成的蒸氣也在不斷凝聚，當單位時間內(nèi)由液面蒸發(fā)的分子數(shù)和由氣相 中回到液體中的分子數(shù)相等時，氣液兩相處于平衡狀態(tài)，這時蒸氣的壓中回到液體中的分子數(shù)相等時，氣液兩相處于平衡狀態(tài)，這時蒸氣的壓 力稱為該液體的飽和蒸氣壓，簡稱力稱為該液體的飽和蒸氣壓，簡稱蒸氣壓蒸氣壓。 w 蒸氣壓的大小表示液體分子向外逸出的趨勢，蒸氣壓的

9、大小表示液體分子向外逸出的趨勢，它只與液體的本性和它只與液體的本性和 溫度有關(guān)，而與液體的量無關(guān)。溫度有關(guān)，而與液體的量無關(guān)。液體越容易揮發(fā)，蒸氣壓越大液體越容易揮發(fā)，蒸氣壓越大 ；溫度；溫度 越高，蒸氣壓越大。通常蒸氣壓大的物質(zhì)為易揮發(fā)物質(zhì)，蒸氣壓小的稱越高，蒸氣壓越大。通常蒸氣壓大的物質(zhì)為易揮發(fā)物質(zhì)，蒸氣壓小的稱 為難揮發(fā)物質(zhì)。液體蒸發(fā)是吸熱過程，所以溫度升高，蒸氣壓增大。為難揮發(fā)物質(zhì)。液體蒸發(fā)是吸熱過程，所以溫度升高，蒸氣壓增大。 蒸汽壓 數(shù)年 純?nèi)軇?xA=1 溶液xA=0.9 水蒸氣 蒸 發(fā) 凝 聚 水蒸氣 蒸 發(fā) 凝 聚 液體中溶解有少量難揮發(fā)性的溶質(zhì)時，液體的蒸氣壓下降，溶液體中

10、溶解有少量難揮發(fā)性的溶質(zhì)時，液體的蒸氣壓下降，溶 液的蒸氣壓總是低于純?nèi)軇┑恼魵鈮?，純?nèi)軇┱魵鈮号c溶液蒸液的蒸氣壓總是低于純?nèi)軇┑恼魵鈮?，純?nèi)軇┱魵鈮号c溶液蒸 氣壓之間的差，稱為氣壓之間的差，稱為溶液的蒸氣壓下降溶液的蒸氣壓下降。 (1887(1887年，法國物理學家年，法國物理學家) ) 在一定溫度下，難揮發(fā)非電解質(zhì)稀溶液的蒸氣壓等在一定溫度下，難揮發(fā)非電解質(zhì)稀溶液的蒸氣壓等 于純?nèi)軇┑恼魵鈮撼艘匀軇┑哪柗謹?shù)于純?nèi)軇┑恼魵鈮撼艘匀軇┑哪柗謹?shù): : A xpp P:溶液的蒸氣壓；溶液的蒸氣壓；p*: 純?nèi)軇┑恼魵鈮?；純?nèi)軇┑恼魵鈮?；x：溶劑的摩爾分數(shù)溶劑的摩爾分數(shù), 設溶質(zhì)的摩爾分數(shù)為設溶

11、質(zhì)的摩爾分數(shù)為XB 1 BA xx BA xx1 A xpp BB xppxpp)1 ( B xpppp 對于稀溶液對于稀溶液: : bKp 難揮發(fā)性難揮發(fā)性 的非電解質(zhì)稀溶液的非電解質(zhì)稀溶液 ，蒸氣壓下降數(shù)值，蒸氣壓下降數(shù)值 只取決于溶劑的本只取決于溶劑的本 性性( (K K) )及溶液的質(zhì)及溶液的質(zhì) 量摩爾濃度量摩爾濃度b b 例例1: 1: 計算計算293K293K時，時，17.1g17.1g蔗糖溶于蔗糖溶于1000g1000g水中，溶液水中，溶液 的蒸汽壓下降值。的蒸汽壓下降值。 解：解：293K293K時，時，P P* *(H(H2 2O)=2.33kPaO)=2.33kPa 4 1

12、00 .9)( Bx kPaxPP B 3* 101 . 2 M(B)=342g.molM(B)=342g.mol-1 -1 例題例題 例題例題 例例2 2：在：在298k298k，純水的蒸汽壓為，純水的蒸汽壓為3167.73Pa3167.73Pa，若，若100g100g水中溶水中溶 解了解了3.3g3.3g尿素尿素(CO(NH(CO(NH2 2) )2 2) )，求溶液的蒸汽壓？，求溶液的蒸汽壓？ 解：解：P P* *=3167.73pa m(H=3167.73pa m(H2 2O)=100g m(CO(NHO)=100g m(CO(NH2 2) )2 2)=3.3g)=3.3g M(CO(

13、NH M(CO(NH2 2) )2 2)=60g/mol)=60g/mol 求：求：p p n(H n(H2 2O)=3.3/60.0=0.055molO)=3.3/60.0=0.055mol n(CO(NH n(CO(NH2 2) )2 2)=100/18.0=5.55mol)=100/18.0=5.55mol p=0.055/(0.055+5.55) p=0.055/(0.055+5.55)3167.37=31.083167.37=31.08（papa） 所以溶液的蒸汽壓為所以溶液的蒸汽壓為：p=3167.37-31.8=3136.65p=3167.37-31.8=3136.65（papa

14、） 液體的沸點是指其蒸氣壓等于外界大氣壓力時的溫度。液體的沸點是指其蒸氣壓等于外界大氣壓力時的溫度。 2、特點、特點：液體的沸點與外界壓力有關(guān)，外界壓力降低，液體的沸點將液體的沸點與外界壓力有關(guān)，外界壓力降低，液體的沸點將 下降，下降，溶液的蒸氣壓總是低于純?nèi)軇┑恼魵鈮?，溶液的蒸氣壓總是低于純?nèi)軇┑恼魵鈮?，要使溶液的蒸氣壓和外界要使溶液的蒸氣壓和外?大氣壓相等，就必須升高溶液的溫度，所以溶液的沸點總是高于純?nèi)軇┑拇髿鈮合嗟?，就必須升高溶液的溫度，所以溶液的沸點總是高于純?nèi)軇┑?沸點。沸點。 Tb* 為純?nèi)軇┑姆悬c；為純?nèi)軇┑姆悬c； Tb 為溶液的沸點為溶液的沸點 Kb：溶劑溶劑沸點上升常數(shù)，

15、決定于溶劑的本性。與溶劑的摩爾質(zhì)量、沸沸點上升常數(shù)，決定于溶劑的本性。與溶劑的摩爾質(zhì)量、沸 點、汽化熱有關(guān)。點、汽化熱有關(guān)。 Kb：溶液的濃度溶液的濃度m = 1 mol kg-1時的溶液沸點升高值，時的溶液沸點升高值，其單位是其單位是 kgmolkgmol-1 -1或 或KkgmolKkgmol-1 -1。 。 bKTTT bbbb * 從蒸氣壓曲線上看沸點升高從蒸氣壓曲線上看沸點升高 例題 例例3 3：在：在500g500g水中溶解水中溶解46g46g甘油甘油(C(C3 3H H8 8O O3 3) )，試該溶液的沸點？，試該溶液的沸點？ 解：已知解：已知m(Cm(C3 3H H8 8O

16、O3 3)=46g m(H)=46g m(H2 2O)=500g O)=500g M(CM(C3 3H H8 8O O3 3)=92g/mol )=92g/mol 求求:T:T Bbbbb bkTTT 所以溶液的沸點為所以溶液的沸點為373.52K373.52K。 kk molgg kggg molkgkTTT bbb 52.373373 /92500 /100046 /512. 0 )/( 1000 Kgmol mM m b AB B B 例題例題（測定難揮發(fā)非電解質(zhì)的分子量）（測定難揮發(fā)非電解質(zhì)的分子量） 例例4 4：尼古丁的實驗式（最簡式）為：尼古丁的實驗式（最簡式）為C C5 5H H

17、7 7N N ，將，將0.496g0.496g該物該物 溶于溶于10g 10g 水中溶液的沸點為水中溶液的沸點為373.307K373.307K，求其分子式。，求其分子式。 解：解： = =373.307-373.15 = 0.157K M MB B=162g.mol=162g.mol-1 -1實驗式量 實驗式量=81=81 查表：水的查表：水的k kb b=0.512=0.512KkgmolKkgmol-1 -1 故分子式為：故分子式為：C C10 10H H1414N N2 2 Bbbbb bkttt gM kggg molkgkk B 10 /1000496. 0 /512. 0157.

18、 0 molgM B /75.161 )/( 1000 Kgmol mM m b AB B B 在標準狀況下，純液體蒸氣壓和它的固相蒸氣壓相等時在標準狀況下，純液體蒸氣壓和它的固相蒸氣壓相等時 的溫度為該液體的凝固點。的溫度為該液體的凝固點。 溶液蒸氣壓總是低于純?nèi)軇┑恼魵鈮?，溶液凝固點會下降。溶液蒸氣壓總是低于純?nèi)軇┑恼魵鈮海芤耗厅c會下降。 2、凝固點下降：凝固點下降：含有少量溶質(zhì)的溶液，凝固點的溫度低于純?nèi)軇┑暮猩倭咳苜|(zhì)的溶液，凝固點的溫度低于純?nèi)軇┑?凝固點溫度，叫凝固點溫度，叫。 Tf是稀溶液的凝固點，是稀溶液的凝固點，Tf*為純?nèi)軇┑哪厅c；為純?nèi)軇┑哪厅c； K Kf f ：

19、 ：溶劑溶劑凝固點降低系數(shù)；凝固點降低系數(shù)；它只與溶劑的性質(zhì)有關(guān)；其物理意義為它只與溶劑的性質(zhì)有關(guān)；其物理意義為 1000g1000g溶劑中加入溶劑中加入1mol(1mol(化學式化學式) )難揮發(fā)非電解質(zhì)所引起的溶液凝固點的難揮發(fā)非電解質(zhì)所引起的溶液凝固點的 下降度數(shù)；其單位是下降度數(shù)；其單位是kgmolkgmol-1 -1或 或KkgmolKkgmol-1 -1。 。 b b： 溶質(zhì)的質(zhì)量摩爾濃度。溶質(zhì)的質(zhì)量摩爾濃度。 bKTTT ffff * 從 蒸 氣 壓 曲 線 上 看 沸 點 和 凝 固 點 B B A A Tb*TbTf*Tf 純水純水 溶液溶液 Tb= TbTb*Tf= Tf*

20、 Tf 373.15 100 273.15 0.6105 P/kPa K 溶液的沸點升高和凝固點下降溶液的沸點升高和凝固點下降 例題 例例4 4：取：取0.749g0.749g某氨基酸溶于某氨基酸溶于50.0g50.0g水中，測得其凝固點為水中，測得其凝固點為- - 0.1880.188，試求該氨基酸的摩爾質(zhì)量？，試求該氨基酸的摩爾質(zhì)量？ 解：已知解：已知TTf f=0.188 m(H=0.188 m(H2 2O)=50.0g mO)=50.0g mB B=0.749g=0.749g 求：求：M MB B 查表：Kf=1.86kgmolkgmol-1 -1 MB=1.860.749/0.188

21、50.0=148.2(g/mol) ABA B B mM m m n b 1000 CCCbKTTT Bffff 188. 0)188. 0(0 * Bff bKT Kt f 56. 059.27215.273 )( 0 .18 86. 156. 0 3COOH CHM 1 3 6056. 000.1886. 1)( molgCOOHCHM )( 0 .18 )(100 .50 90. 0 )( 33 3 3 COOHCHMCOOHCHM COOHCHb ABA B B mM m m n b 解：醋酸的質(zhì)量摩爾濃度解：醋酸的質(zhì)量摩爾濃度 例例5: 0.90g5: 0.90g醋酸溶解于醋酸溶解于

22、50.0g50.0g水中，實驗測得此溶液的冰點水中，實驗測得此溶液的冰點 為為272.59K272.59K，求醋酸的摩爾質(zhì)量，求醋酸的摩爾質(zhì)量M(CHM(CH3 3COOH)?COOH)? 例題 例例6 6：把：把0.322g0.322g萘溶于萘溶于80g80g苯中所得的溶液的凝固苯中所得的溶液的凝固 點為點為278.34K278.34K，求萘的摩爾質(zhì)量。，求萘的摩爾質(zhì)量。 解：苯的凝固點：解：苯的凝固點：278.50K，K f =5.10Kmol-1 kg kg M g K 1000 20 09. 1 kg ol5.105.10Km152. 0156. 0 1 - 練習題 例例7 7：為防止

23、汽車水箱在寒冬季節(jié)凍裂，需使水的：為防止汽車水箱在寒冬季節(jié)凍裂，需使水的 冰點降到冰點降到253K253K，即，即TTf f =20.0K =20.0K，則在每，則在每1000g1000g水中水中 應加入甘油多少克？應加入甘油多少克？ 甘油的分子式為甘油的分子式為 C C3 3H H8 8O O3 3,M(C,M(C3 3H H8 8O O3 3)=92gmol)=92gmol-1 -1 1 - 1 - kg mol75.10 kg molK86. 1 0 .20 K K T m f f 練習題練習題 凝固點下降的實用意義凝固點下降的實用意義 防凍劑：防凍劑： 制冷劑：制冷劑： 30g NaC

24、l +100g30g NaCl +100g冰冰 T T最低 最低 = 250.6K = 250.6K 42.5g CaCl42.5g CaCl2 2 + 100g + 100g冰冰 T T最低 最低 = 218K = 218K 植物的耐寒性植物的耐寒性 冬天時淀粉冬天時淀粉 淀粉酶水解麥芽糖麥芽酶葡萄糖淀粉酶水解麥芽糖麥芽酶葡萄糖 溶質(zhì)增多，凝固點下降。溶質(zhì)增多，凝固點下降。 四、溶液的滲透壓四、溶液的滲透壓 物質(zhì)（溶劑）粒子通過半透膜單向擴散的現(xiàn)象，稱為物質(zhì)（溶劑）粒子通過半透膜單向擴散的現(xiàn)象，稱為滲透滲透。 產(chǎn)生滲透的必備條件：一是有半透膜存在；二是半透膜兩邊產(chǎn)生滲透的必備條件：一是有半透

25、膜存在；二是半透膜兩邊 單位體積內(nèi)溶劑分子數(shù)目不同。單位體積內(nèi)溶劑分子數(shù)目不同。 滲透平衡滲透平衡 半透膜半透膜:可以允許溶劑分子自由通過而不允許溶質(zhì)分子通過。溶劑透過可以允許溶劑分子自由通過而不允許溶質(zhì)分子通過。溶劑透過 半透膜進入溶液的趨向取決于溶液濃度的大小，溶液濃度大，半透膜進入溶液的趨向取決于溶液濃度的大小，溶液濃度大， 滲透趨向大。滲透趨向大。 滲透平衡滲透平衡:單位時間內(nèi)水分子從純水進入溶液數(shù)目與從溶液進入純水單位時間內(nèi)水分子從純水進入溶液數(shù)目與從溶液進入純水 數(shù)目相等，體系建立動態(tài)平衡，稱為數(shù)目相等，體系建立動態(tài)平衡，稱為 滲透平衡滲透平衡。 : 由于半透膜兩邊的溶液單位體積內(nèi)

26、水分子數(shù)目不同而引起稀由于半透膜兩邊的溶液單位體積內(nèi)水分子數(shù)目不同而引起稀 溶液溶劑分子滲透到濃溶液中的傾向。為了阻止發(fā)生滲透所溶液溶劑分子滲透到濃溶液中的傾向。為了阻止發(fā)生滲透所 需施加的壓力，叫溶液的需施加的壓力，叫溶液的滲透壓滲透壓。 等滲溶液等滲溶液:當半透膜兩側(cè)溶液濃度相等時，滲透作用達到平衡，這種溶當半透膜兩側(cè)溶液濃度相等時，滲透作用達到平衡，這種溶 液稱為液稱為等滲溶液等滲溶液。 滲透壓平衡與生命過程的密切關(guān)系：滲透壓平衡與生命過程的密切關(guān)系： 給患者輸液的濃度；給患者輸液的濃度； 植物的生長；植物的生長； 人的營養(yǎng)循環(huán)。人的營養(yǎng)循環(huán)。 在一定溫度下，非電解質(zhì)稀溶液的滲透壓與溶質(zhì)

27、的質(zhì)量摩爾濃度、在一定溫度下，非電解質(zhì)稀溶液的滲透壓與溶質(zhì)的質(zhì)量摩爾濃度、 絕對溫度成正比，而與溶質(zhì)的本性沒有關(guān)系。通過對溶液滲透壓的測定絕對溫度成正比，而與溶質(zhì)的本性沒有關(guān)系。通過對溶液滲透壓的測定 ，也能估算出溶質(zhì)的摩爾質(zhì)量。，也能估算出溶質(zhì)的摩爾質(zhì)量。 ：滲透壓：滲透壓(kPa)(kPa)；V V：溶液體積（溶液體積（dmdm3 3 orL orL）；）；R R：氣體常數(shù)；氣體常數(shù)； n n：溶質(zhì)物質(zhì)的量（溶質(zhì)物質(zhì)的量（molmol） c c：物質(zhì)的量濃度（物質(zhì)的量濃度（mol/Lmol/L）；）； T T： 熱力學溫度（熱力學溫度（K K）；）； R=R=8.314kPadm8.314

28、kPadm3 3molmol-1 -1K K-1 -1 nRTV TRbTRc 結(jié)論：結(jié)論： 蒸氣壓下降，沸點上升，凝固點下降，滲透壓都是蒸氣壓下降，沸點上升，凝固點下降，滲透壓都是 難揮發(fā)的非電解質(zhì)稀溶液的通性；它們只與溶劑的本性和難揮發(fā)的非電解質(zhì)稀溶液的通性；它們只與溶劑的本性和 溶液的濃度有關(guān)，而與溶質(zhì)的本性無關(guān)。溶液的濃度有關(guān)，而與溶質(zhì)的本性無關(guān)。 例例6 6：有一蛋白質(zhì)的飽和水溶液，每升含有蛋白質(zhì)：有一蛋白質(zhì)的飽和水溶液，每升含有蛋白質(zhì)5.18g5.18g。已。已 知在知在298.15 K298.15 K時，溶液的滲透壓為時，溶液的滲透壓為0.413kPa0.413kPa。求此蛋白質(zhì)

29、的。求此蛋白質(zhì)的 摩爾質(zhì)量。摩爾質(zhì)量。 RTcB 1 113 30569 15.293 1413 10314. 818. 5 molg K LPa KmolLPag V RTm M B B 解：解： 練習題 例：測得人體血液的冰點降低值例：測得人體血液的冰點降低值T Tf f=0.56=0.56，求，求 體液在體液在3737時的滲透壓。時的滲透壓。 bKT ff kgmol molkgK K K T b f f /301. 0 86. 1 56. 0 1 KPa KKmoldmPadmmol bRTcRT 776 3101031. 8/301. 0 11333 例：已知血液的滲透壓為例：已知血

30、液的滲透壓為780KPa 780KPa ，若用葡萄糖溶，若用葡萄糖溶 液做為臨床輸液的營養(yǎng)液，該葡萄糖溶液濃度為多液做為臨床輸液的營養(yǎng)液，該葡萄糖溶液濃度為多 大？大？ cRT 3 1133 3 /3026. 0 31010314. 8 10780 dmmol KKmoldmPaRT c 濃度濃度 = = %2.5%100 1803026.01000 1803026.0 kgmolbc/3026.0 是稀溶液是稀溶液 例：已知某水溶液的凝固點為例：已知某水溶液的凝固點為272.15K272.15K。試求此溶液的沸點、。試求此溶液的沸點、 296.15K296.15K時的蒸氣壓和滲透壓。時的蒸氣

31、壓和滲透壓。 （1 1）T Tf f=K=Kf fb bB B=1.86b=1.86bB B=1.00=1.00 b bB B=1.00/1.86=0.538=1.00/1.86=0.538 T Tb b=K=Kb bb bB B=0.52=0.520.538=0.28K0.538=0.28K 故此溶液沸點為故此溶液沸點為373.15+0.28=373.43K373.15+0.28=373.43K （2 2）此溶液中溶劑水的物質(zhì)的量分數(shù)：）此溶液中溶劑水的物質(zhì)的量分數(shù)： 990. 0 538. 052.55 52.55 )( 2 OHx p=pp=p* *x(Hx(H2 2O)=3.17O)=

32、3.170.990=3.14kPa0.990=3.14kPa 故此溶液的蒸氣壓為故此溶液的蒸氣壓為3.14kPa3.14kPa。 （3 3）因為）因為=c=cB BRTbRTbB BRTRT 所以所以=0.538=0.5388.3148.314298=1333kPa298=1333kPa 故此溶液的滲透壓為故此溶液的滲透壓為1333kPa1333kPa。 查表得查表得298.15K298.15K是水的飽和蒸氣壓為是水的飽和蒸氣壓為3.17kPa3.17kPa。 第三節(jié)第三節(jié) 膠體溶液膠體溶液 分散體系：分散體系： 一種物質(zhì)以極小的顆粒（分散質(zhì)）分散在另一種物質(zhì)以極小的顆粒（分散質(zhì)）分散在另 一

33、種物質(zhì)（分散介質(zhì)）中所組成的體系。一種物質(zhì)（分散介質(zhì)）中所組成的體系。 分子分體散系分子分體散系1 1nmnm 膠態(tài)分體散系膠態(tài)分體散系1 1nm-1nm-1 m m 粗分體散系粗分體散系1 1 m -100m -100 m m 分散系分類分散系分類 ( (從直徑分從直徑分) ) 一、膠體溶液（溶膠）一、膠體溶液（溶膠） w膠體溶液：固體分散在液體中的一種膠態(tài)體系膠體溶液：固體分散在液體中的一種膠態(tài)體系 w溶膠的制備溶膠的制備 A. 分散法分散法 研磨法；研磨法； 超聲波法；超聲波法； 電弧法；電弧法； 膠溶法膠溶法 B. 凝聚法凝聚法 2 2、復分解反應：三氧化二砷的飽和溶液中，通入、復分解

34、反應：三氧化二砷的飽和溶液中，通入H H2 2S S氣體氣體 生成硫化砷溶膠。生成硫化砷溶膠。 2H2AsO3 + 3H2S As2S3 + 6H2O 黃色溶液 3 3、氧化還原反應、氧化還原反應 用甲醛還原金鹽制得金溶膠用甲醛還原金鹽制得金溶膠。 2KAuO2 + 3HCHO + K2CO3 2Au + 3HCOOK + KHCO3 + H2O 紅色溶液 4 4、改變?nèi)軇┓ǎ?、改變?nèi)軇┓ǎ?利用突然改變?nèi)苜|(zhì)的溶解度，是溶質(zhì)不利用突然改變?nèi)苜|(zhì)的溶解度，是溶質(zhì)不 形成晶體而聚集成溶膠粒子。形成晶體而聚集成溶膠粒子。 FeCl3+3H2O Fe(OH) 3+ 3HCl 煮沸 紅棕色溶液 1 1、水

35、解反應、水解反應 FeClFeCl3 3水解生成水解生成Fe(OH)Fe(OH)3 3溶膠溶膠 化學方法制備溶膠化學方法制備溶膠 二二 、溶膠的性質(zhì)、溶膠的性質(zhì) 1 1、溶膠的光學性質(zhì)、溶膠的光學性質(zhì)丁達爾現(xiàn)象丁達爾現(xiàn)象 當一束光照射到透明的溶膠上時，在與光線垂直方向觀察，可當一束光照射到透明的溶膠上時，在與光線垂直方向觀察，可 以清楚地看見在光的通路上出現(xiàn)一條發(fā)亮的光柱，這種現(xiàn)象叫著丁達以清楚地看見在光的通路上出現(xiàn)一條發(fā)亮的光柱，這種現(xiàn)象叫著丁達 爾效應。爾效應。 顆粒顆粒 反射反射 顆粒顆粒 散射散射 可見可見 光光 400400700nm700nm 判別溶膠與分子溶液判別溶膠與分子溶液

36、2 2、溶膠的動力學性質(zhì)、溶膠的動力學性質(zhì)- -布朗運動布朗運動 在超顯微鏡下觀察溶膠時，可以看到溶膠粒子作永不停息的無規(guī)則的運動，在超顯微鏡下觀察溶膠時，可以看到溶膠粒子作永不停息的無規(guī)則的運動， 這就是這就是布朗運動布朗運動。 產(chǎn)生布朗運動的原因，是由于溶膠粒子周圍的分散劑分子處于熱運動狀態(tài)，產(chǎn)生布朗運動的原因，是由于溶膠粒子周圍的分散劑分子處于熱運動狀態(tài)， 不斷撞擊這些溶膠粒子的結(jié)果。溶膠粒子的顆粒比粗分散系粒子小，而比溶劑分不斷撞擊這些溶膠粒子的結(jié)果。溶膠粒子的顆粒比粗分散系粒子小，而比溶劑分 子大，它每瞬間受到分散劑分子撞擊的次數(shù)比大粒子少得多，各個方向上都溶膠子大，它每瞬間受到分散

37、劑分子撞擊的次數(shù)比大粒子少得多，各個方向上都溶膠 粒子的撞擊力不易完全抵消。它在某一瞬間，從某一方向受到較大的沖擊力，因粒子的撞擊力不易完全抵消。它在某一瞬間，從某一方向受到較大的沖擊力，因 此溶膠粒子受到撞擊后，會不斷改變方向、改變速度，作不規(guī)則的布郎運動。溶此溶膠粒子受到撞擊后，會不斷改變方向、改變速度，作不規(guī)則的布郎運動。溶 膠粒子有布郎運動，能擴散，因而溶膠離子能保持懸浮狀態(tài)，不易沉降到容器底膠粒子有布郎運動，能擴散，因而溶膠離子能保持懸浮狀態(tài)，不易沉降到容器底 部。部。 布朗運動布朗運動 液體分子對溶液體分子對溶 膠粒子的撞擊膠粒子的撞擊 粗分散系粗分散系 3 、溶膠的電學性質(zhì)、溶膠

38、的電學性質(zhì)-電泳和電滲電泳和電滲 溶膠的電動現(xiàn)象：溶膠的電動現(xiàn)象：溶膠中分散質(zhì)與分散劑在外電場的作用 下發(fā)生定向移動的現(xiàn)象稱為溶膠的電動現(xiàn)象。 電泳：電泳：在電場中分散質(zhì)粒子在分散劑中的定向移動稱為電泳。 電滲：電滲：若在外電場作用下固相被限制不能移動，而液體在固 體孔隙間流動，即分散劑在電場作用下定向移動，這種現(xiàn)象 稱為電滲。 電泳管示意圖電泳管示意圖 直流電直流電 1、吸附帶電：、吸附帶電： 吸附：一種物質(zhì)分子自動聚集到另一種物質(zhì)表面上的過程。吸附：一種物質(zhì)分子自動聚集到另一種物質(zhì)表面上的過程。 吸附劑：能夠?qū)⑺N物質(zhì)聚集到自己表面上的物質(zhì)。吸附劑：能夠?qū)⑺N物質(zhì)聚集到自己表面上的物質(zhì)。

39、吸附質(zhì)：被聚集的物質(zhì)。吸附質(zhì)：被聚集的物質(zhì)。 注：溶膠粒子電荷的主要來源是從介質(zhì)中選擇性的吸附某種注：溶膠粒子電荷的主要來源是從介質(zhì)中選擇性的吸附某種 離子。離子。 膠粒帶電的原因：膠粒帶電的原因： 2 2、電離作用、電離作用 膠粒帶電的另一個原因是膠粒表面基團的電離作用。膠粒帶電的另一個原因是膠粒表面基團的電離作用。 例如，硅酸溶膠的粒子是由許多硅酸分子組成的，在粒子例如，硅酸溶膠的粒子是由許多硅酸分子組成的，在粒子 表面上的表面上的H H2 2SiOSiO3 3分子可以電離出分子可以電離出H H+ +進入溶液，從而進入溶液，從而SiOSiO3 32- 2-和 和 HSiOHSiO3 3-

40、-留在表面，使膠粒帶負電荷。留在表面，使膠粒帶負電荷。 三、膠團結(jié)構(gòu)三、膠團結(jié)構(gòu) 膠體性質(zhì)取決于膠體的結(jié)構(gòu)。膠體性質(zhì)取決于膠體的結(jié)構(gòu)。 以以AgIAgI溶膠為例說明。溶膠為例說明。 制備制備AgIAgI溶膠時如果溶膠時如果KIKI過量，就可制成過量，就可制成AgIAgI負溶膠。大負溶膠。大 量的量的AgIAgI分子聚集在一起，形成直徑在分子聚集在一起，形成直徑在1 1100nm100nm之間的晶之間的晶 粒作為膠體的核心，稱為粒作為膠體的核心，稱為膠核膠核。 AgNO3 + KI AgI + KNO3 (Ag I)m n I- (n-x)K+ x- x K+ 過量的過量的 KI 作穩(wěn)定劑，膠團

41、的結(jié)構(gòu)表達式作穩(wěn)定劑，膠團的結(jié)構(gòu)表達式 ： (AgI)(AgI)m m 膠核膠核 K K+ + K K+ + K K+ + K K+ + 膠膠 團團 I I- - I I- - I I- - I I- - I I- - I 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 K+ + K K+ + 膠膠 粒粒 膠膠 團團 構(gòu)構(gòu) 造造 示示 意意 圖圖 ( A g I)m n I - (n -x )K + x - x K + 膠 粒 膠 團 膠 核電 位 離 子反 離

42、 子 吸 附 層 擴 散 層 擴 散 雙 電 層 式中式中m m為膠核中為膠核中AgIAgI的分子數(shù)，的分子數(shù)，n n為膠核表面吸附的為膠核表面吸附的 電位離子數(shù)，（電位離子數(shù)，（n-xn-x）為吸附層中的反離子數(shù)，）為吸附層中的反離子數(shù)，x x為擴散為擴散 層中的反離子數(shù)，也是膠粒所帶的電荷數(shù)。層中的反離子數(shù)，也是膠粒所帶的電荷數(shù)。m m、n n、x x都都 是不確定的數(shù)字?？梢姇鴮懩z團結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵在于確定電是不確定的數(shù)字。可見書寫膠團結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵在于確定電 位離子和反離子。位離子和反離子。 氫氧化鐵的膠體結(jié)構(gòu)氫氧化鐵的膠體結(jié)構(gòu) 膠團膠團 膠粒膠粒 Fe (OH)3 m n FeO+ (n-x)

43、 Cl- x+ xCl- 膠核膠核 電位離子電位離子 反電位離子反電位離子 吸附層吸附層 擴散層擴散層 擴散雙電層擴散雙電層 Fe(OH)3膠核吸附電位離子的示意圖膠核吸附電位離子的示意圖 FeClFeCl3 3+3H+3H2 2O=Fe(OH)O=Fe(OH)3 3+3HCl+3HCl 反應中有副反應：反應中有副反應： FeClFeCl3 3+2H+2H2 2O=Fe(OH)O=Fe(OH)2 2Cl+ HClCl+ HCl Fe(OH)Fe(OH)2 2Cl=FeOCl=FeO+ +Cl+Cl- -+H+H2 2O O HH)(HSSAs:SAs 3232 xxnn x m 溶膠 HH)(

44、HSiOSiOH: - 332 xxnn x m 硅酸溶膠 KK)(ClAgCl:AgClxxnn x m 負溶膠 幾種常見溶膠的膠團結(jié)構(gòu)幾種常見溶膠的膠團結(jié)構(gòu) 注意注意：因制備溶膠的條件不同，可使膠體粒子帶不同的：因制備溶膠的條件不同，可使膠體粒子帶不同的 電荷。如電荷。如AgClAgCl溶膠：溶膠： AgCl溶膠的制備：溶膠的制備： AgNO3 + KCl = AgCl +KNO3 當當AgNO3過量時，溶液中有過量時，溶液中有 Ag+、NO3- 、K+ ，分散質(zhì)，分散質(zhì)AgCl 優(yōu)先吸附優(yōu)先吸附Ag+而帶正電荷。而帶正電荷。 Ag+ Ag+ Ag+ Ag+ Ag+ Ag+ Ag+ Ag+

45、 Ag+ Ag+ Ag+ Ag+ Ag+ Ag+ Ag+ Ag+ Ag+ 分散質(zhì)分散質(zhì)AgCl 33 NONO)(AgAgCl:AgClxxnn x m 正溶膠 KCl過量時，溶液中有過量的過量時，溶液中有過量的K+、 Cl-、NO3- ，溶膠粒子優(yōu)先吸附，溶膠粒子優(yōu)先吸附Cl- 而帶負電荷。而帶負電荷。 Cl- Cl- Cl- Cl- Cl- Cl- Cl- Cl- Cl- Cl- Cl- Cl- Cl- Cl- Cl- Cl- Cl- 分散質(zhì)分散質(zhì)AgCl 若是等物質(zhì)的量進行反應，若是等物質(zhì)的量進行反應， 則不能形成溶膠。則不能形成溶膠。 KK)(ClAgCl:AgClxxnn x m 負

46、溶膠 練習題： w請寫出土壤中硅酸鹽的膠團結(jié)構(gòu)？請寫出土壤中硅酸鹽的膠團結(jié)構(gòu)？ w濃度分別為濃度分別為0.02mol/L0.02mol/L和和0.005mol/L0.005mol/L的的AgNOAgNO3 3、 KIKI溶液等體積混合制得膠體溶液，請寫出膠團溶液等體積混合制得膠體溶液，請寫出膠團 結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)。 w請指出由下面這樣一個實驗制備膠體是采用的請指出由下面這樣一個實驗制備膠體是采用的 什么方法？并寫出膠團結(jié)構(gòu)。什么方法？并寫出膠團結(jié)構(gòu)。 實驗內(nèi)容：實驗內(nèi)容： 向向H3AsO3溶液中通入溶液中通入H2S氣體于中而氣體于中而 制備硫化砷制備硫化砷(As2S3)溶膠溶膠 Key： 1、土壤中

47、的硅酸鹽的溶膠結(jié)構(gòu)： (y SiO2 x H2O)m n SiO32-2(n-x)H+2x-2x H+ 2、(AgCl)mn Ag+(n-x)NO3-x+x NO3- Key： (As2S3)m n HS-(n-x)H+x-x H+ 若若H H2 2S S 過量，溶膠的膠團中電位離子和反離子分別過量，溶膠的膠團中電位離子和反離子分別 為（為（HSHS- -，H H+ +）。）。 擴散層擴散層 電位離子電位離子 膠團膠團 吸附層吸附層 膠粒膠粒 膠核膠核 AsAs2 2S S3 3 m m H+ H+ H+ HS- HS- HS- HS- HS- HS- + HS- HS- HS- HS- HS

48、-HS- H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ 反離子反離子 （一）、溶膠的穩(wěn)定性：（一）、溶膠的穩(wěn)定性： w動力學穩(wěn)定性：動力學穩(wěn)定性： 強烈的布朗運動，促使它在分散劑中均勻分布，阻止強烈的布朗運動，促使它在分散劑中均勻分布，阻止 了粒子由于重力的下沉。了粒子由于重力的下沉。 w熱力學上的穩(wěn)定性：熱力學上的穩(wěn)定性： 熱力學角度上看，高度分散的的溶膠粒子具有巨大的熱力學角度上看，高度分散的的溶膠粒子具有巨大的 表面能，應是穩(wěn)定體系。表面能，應是穩(wěn)定體系。 w其他因素：其他因素： 雙電層的穩(wěn)定性：由于溶膠粒子的雙電層結(jié)構(gòu)，帶有雙電層的穩(wěn)定性：由于溶膠粒子的雙電層結(jié)構(gòu)，帶有 同號電

49、荷的膠粒不聚沉。同號電荷的膠粒不聚沉。 溶劑化膜：有一定強度，阻止粒子合并。溶劑化膜：有一定強度，阻止粒子合并。 四、溶膠的聚沉和穩(wěn)定性四、溶膠的聚沉和穩(wěn)定性 （二）、膠體的聚沉（二）、膠體的聚沉 1.電解質(zhì)對聚沉的影響電解質(zhì)對聚沉的影響 （1 1）聚沉值：使一定量溶膠在一定時間內(nèi)完全聚沉所需最小電解質(zhì)的）聚沉值：使一定量溶膠在一定時間內(nèi)完全聚沉所需最小電解質(zhì)的 物質(zhì)的量濃度，稱為電解質(zhì)對溶膠的物質(zhì)的量濃度，稱為電解質(zhì)對溶膠的聚沉值聚沉值（單位為（單位為mmolLmmolL-1 -1）。 ）。 （2 2）舒爾采）舒爾采- -哈迪規(guī)則：聚沉值與反離子價數(shù)有關(guān)，即聚沉值與反離子哈迪規(guī)則：聚沉值與反

50、離子價數(shù)有關(guān)，即聚沉值與反離子 價數(shù)的價數(shù)的6 6次方成反比。次方成反比。 （3)3)電解質(zhì)對溶膠起聚沉作用的主要是與膠粒所帶電荷相反的離子（異電解質(zhì)對溶膠起聚沉作用的主要是與膠粒所帶電荷相反的離子（異 電荷作用電荷作用) ，而且與其所帶電荷多少有關(guān)。離子價數(shù)越高，水化半徑，而且與其所帶電荷多少有關(guān)。離子價數(shù)越高，水化半徑 越小，聚沉能力就越大；價數(shù)相同的離子，其聚沉能力雖相差不大，越小，聚沉能力就越大；價數(shù)相同的離子，其聚沉能力雖相差不大， 但也有一定的規(guī)律。對堿金屬、堿土金屬離子，如陰離子相同時，則：但也有一定的規(guī)律。對堿金屬、堿土金屬離子，如陰離子相同時，則： w離子半徑：離子半徑：Cs+Rb+K+Na+Li+ w聚沉能力：聚沉能力：Cs+Rb+K+Na+Li+ w離子半徑：離子半徑：Ba2+Sr2+Ca2+Mg2+ w聚沉能力：聚沉能力： Ba2+Sr2+ Ca2+ Mg2+ （4）不同電荷離子的影響）不同電荷離子的影響 w電荷數(shù)越高，聚沉能力越強電荷數(shù)越高，聚沉能力越強 例如：例如： Na Na+ + Mg Mg2+ 2+ Al Al3+ 3+Sn Sn2+ 2+ Cl- SO Cl- SO4 42- 2- PO PO4 43- 3- w電解質(zhì)混合物的聚沉作用電解質(zhì)混合物的聚沉作用 w相