期末-大學無機化學總結

1、 醫(yī)科化學 期末復習 學員旅一營一連九班 -*制作 幾種常用組成標度幾種常用組成標度第一章第一章 緒論緒論組成標度組成標度符號符號物質(zhì)的量濃度物質(zhì)的量濃度cB(mol/l)摩爾分數(shù)摩爾分數(shù)xB(1)質(zhì)量分數(shù)質(zhì)量分數(shù) B摩爾質(zhì)量濃度摩爾質(zhì)量濃度質(zhì)量濃度質(zhì)量濃度 當溶液為極稀水溶液時：當溶液為極稀水溶液時：cB bBBBmVBBAnbm 蒸氣壓下降蒸氣壓下降 沸點升高沸點升高Tb = Kb . bB 凝固點降低凝固點降低Tf = Kf .bB施加于溶液液面上、恰能制止?jié)B透過程進施加于溶液液面上、恰能制止?jié)B透過程進行的壓力稱為該溶液的滲透壓力，簡稱滲行的壓力稱為該溶液的滲透壓力，簡稱滲透壓透壓( )

2、 = cBRT滲透壓與溶液物質(zhì)的量濃度及絕對溫度滲透壓與溶液物質(zhì)的量濃度及絕對溫度成正比，而與溶質(zhì)及溶劑的種類無關。成正比，而與溶質(zhì)及溶劑的種類無關。反向滲透 P=K . bB 對于非電解質(zhì)的稀溶液：對于非電解質(zhì)的稀溶液： = bB RT對于電解質(zhì)的稀溶液：對于電解質(zhì)的稀溶液：溶液的滲透壓是溶液中所有溶質(zhì)質(zhì)點貢獻的溶液的滲透壓是溶液中所有溶質(zhì)質(zhì)點貢獻的總和，因此總和，因此i校正因子校正因子i是溶質(zhì)的一個分子在溶液中能產(chǎn)生的粒子數(shù)是溶質(zhì)的一個分子在溶液中能產(chǎn)生的粒子數(shù)第三節(jié)第三節(jié) 溶液的滲透壓溶液的滲透壓第二章第二章 稀溶液的依數(shù)性稀溶液的依數(shù)性 = i bB RTfBBfA.K mMT mBB

3、m RTMV滲透壓法滲透壓法高分子高分子物質(zhì)物質(zhì)凝固點降低法凝固點降低法小分子小分子 物質(zhì)物質(zhì)第三節(jié)第三節(jié) 溶液的滲透壓溶液的滲透壓第二章第二章 稀溶液的依數(shù)性稀溶液的依數(shù)性 盡可能小盡可能小盡可能大盡可能大（一）滲透濃度（一）滲透濃度(osmolarity) 單位體積溶液中所含滲透活性物質(zhì)的物單位體積溶液中所含滲透活性物質(zhì)的物質(zhì)的量質(zhì)的量Unit: mol L-1 / mmol L-1osc產(chǎn)生滲透效應的產(chǎn)生滲透效應的溶質(zhì)粒子溶質(zhì)粒子osnV第二章第二章 稀溶液的依數(shù)性稀溶液的依數(shù)性 非電解質(zhì)溶液：非電解質(zhì)溶液： cOS= cB 電解質(zhì)溶液：電解質(zhì)溶液： cOS= i cB （四）晶體滲透壓

4、和膠體滲透壓（四）晶體滲透壓和膠體滲透壓 晶體滲透壓：晶體滲透壓：由低分子晶體物質(zhì)產(chǎn)生由低分子晶體物質(zhì)產(chǎn)生膠體滲透壓：膠體滲透壓： 由高分子膠體物質(zhì)產(chǎn)生由高分子膠體物質(zhì)產(chǎn)生血漿中低分子晶體物質(zhì)血漿中低分子晶體物質(zhì): B = 7.5 g.L-1高分子膠體物質(zhì)高分子膠體物質(zhì):B = 70 g.L-1第三節(jié)第三節(jié) 溶液的滲透壓溶液的滲透壓第二章第二章 稀溶液的依數(shù)性稀溶液的依數(shù)性 晶體晶體細胞內(nèi)外細胞內(nèi)外膠體膠體 血管內(nèi)外血管內(nèi)外 一、主要觀點（主要觀點（main points ）第一節(jié)第一節(jié) 強強電解質(zhì)溶液理論電解質(zhì)溶液理論第三章第三章 電解質(zhì)溶液電解質(zhì)溶液帶有相反電帶有相反電荷的離子還荷的離子還

5、能相互締合能相互締合成離子對。成離子對。強電解質(zhì)溶強電解質(zhì)溶液中，有球液中，有球形對稱的離形對稱的離子氛。子氛。1923年，年，P.Debye和和E.Huckle提出了離子互提出了離子互吸學說，又稱強電解質(zhì)溶液理論。吸學說，又稱強電解質(zhì)溶液理論。二、離子的活度和活度因子二、離子的活度和活度因子（activity and activity factor）在電解質(zhì)溶液中實際上可起作用的離子濃度在電解質(zhì)溶液中實際上可起作用的離子濃度 B .cB/c 第一節(jié)第一節(jié) 強強電解質(zhì)溶液理論電解質(zhì)溶液理論defB c : 標準態(tài)的物質(zhì)的量濃度（標準態(tài)的物質(zhì)的量濃度（1mol L -1）活度：沒有量綱的物理量活

6、度：沒有量綱的物理量第三章第三章 電解質(zhì)溶液電解質(zhì)溶液 = B . crcr：物質(zhì)物質(zhì)B的相對濃度，是一個單位為的相對濃度，是一個單位為1的量的量 離子的有效濃度（離子的有效濃度（ B ）crP.Debye-E.Huckle極限稀釋公式極限稀釋公式lgrA zzI 第三章第三章 電解質(zhì)溶液電解質(zhì)溶液僅適用于二元電解質(zhì)的極稀溶液僅適用于二元電解質(zhì)的極稀溶液A：298K時的水溶液中為時的水溶液中為0.509加入不含相同離子的強電解質(zhì)，而使難加入不含相同離子的強電解質(zhì)，而使難溶電解質(zhì)的溶解度增大的效應。溶電解質(zhì)的溶解度增大的效應。鹽效應鹽效應(salt effect)第三章第三章 電解質(zhì)溶液電解質(zhì)溶

7、液加入不含相同離子的強電解質(zhì)，而使難加入不含相同離子的強電解質(zhì)，而使難溶電解質(zhì)的溶解度增大的效應。溶電解質(zhì)的溶解度增大的效應。鹽效應鹽效應(salt effect)第五節(jié)第五節(jié) 難溶強電解質(zhì)的沉淀溶解平衡難溶強電解質(zhì)的沉淀溶解平衡 第二節(jié)第二節(jié) 緩沖溶液緩沖溶液pH的計算的計算 第四章第四章 緩沖溶液緩沖溶液pHplgKa共軛堿共軛酸一、緩沖容量一、緩沖容量單位體積（單位體積（1L or 1mL）緩沖溶液的）緩沖溶液的pH 改變一改變一個單位時所需加入的一元強酸或強堿的物質(zhì)的個單位時所需加入的一元強酸或強堿的物質(zhì)的量。量。一般，正常的緩沖比范圍：一般，正常的緩沖比范圍： 1:10 緩沖比緩沖比

8、 10:1緩沖作用的有效區(qū)間緩沖作用的有效區(qū)間(緩沖范圍緩沖范圍); pH=pKa 1緩沖比一定時，緩沖比一定時，總濃度越大，緩沖容量越大總濃度越大，緩沖容量越大總濃度一定時，在總濃度一定時，在1-10最大最大分散相粒子大小 (直徑)性質(zhì)分散相1nm分子(離子)分散系真溶液均相，熱力學穩(wěn)定系統(tǒng)擴散快，透濾紙和半透膜均相1100nm膠體分散系高分子溶液均相，熱力學穩(wěn)定系統(tǒng) 擴散慢，透濾紙不透半透膜溶膠非均相，熱力學不穩(wěn)定系統(tǒng)擴散慢，透濾紙不透半透膜非均相締合膠體均相，熱力學穩(wěn)定系統(tǒng)擴散慢，透濾紙不透半透膜 100nm粗粒分散系乳狀液懸浮液非均相，熱力學不穩(wěn)定系統(tǒng)不透濾紙和不透半透膜分 散 系 分

9、 類 及 特 征 1 nm =10-9 m2022-6-3014影響聚沉作用的一些因素電解質(zhì)的影響有如下一些規(guī)律：（1）聚沉能力主要決定于與膠粒帶相反電荷的離子的價數(shù) 異電性離子為一、二、三價的電解質(zhì)，其聚沉值的比例約為：相當于100 1.614:0.這表示聚沉值與異電性離子價數(shù)的六次方成反比 666111123 :這一結論稱為Schulze-Hardy規(guī)則 00-7-2815v如在稀KI溶液中緩慢加入少量AgNO3稀溶液, 得到AgI溶膠(負溶膠), 過剩的KI則起穩(wěn)定劑的作用. (AgI)m nI (nx)K+ x,xK+膠核膠粒膠團固態(tài)微粒更易于吸附那些構成該固態(tài)微粒的元素的離子, 這樣

10、有利于膠核的進一步長大.在同一個溶膠中, 每個固體微粒所含分子個數(shù) m及其所吸附的離子個數(shù) n 都不一定是相等的. 整個膠團是電中性的, 總電荷數(shù)應為零, n = ( nx ) + xv如在AgNO3稀溶液中緩慢加入少量KI 稀溶液, 得到AgI溶膠(負溶膠), 過剩的AgNO3則起穩(wěn)定劑的作用. (AgI)m nAg+ (nx)NO3- x+, x NO3-膠核膠粒膠團9-6 憎液溶膠的膠團結構規(guī)律4.2.2 電極電勢的能斯特方程式對于任意給定的電極，電極反應通式為 離子濃度對電極電勢的影響，可從熱力學推導而得如下結論: a(a(氧化態(tài)氧化態(tài))+)+n ne e- - b b( (還原態(tài)還原

11、態(tài)) ) baccccnFRT/(/(ln還原態(tài)）氧化態(tài)）(4.4a)又如，T T=298.15K=298.15K時時: :(4.4b)baccccn/還原態(tài)）(/氧化態(tài)）(lg6V0591.0式式(4.4a)和和(4.4b)稱為電極電勢的能斯特方程稱為電極電勢的能斯特方程三、三、Relationship of E and Klg2.303nFEKRT 第三節(jié)第三節(jié) 電極電勢電極電勢Nernst方程式及影響因素方程式及影響因素T=298Klg0.05916nEK 第九章 氧化還原反應與電極電勢OxpdqccnRelg05916. 0區(qū)別區(qū)別各符號的意義？2. 測不準原理測不準原理不可能同時測得

12、電子的精確位置和精確動量。不可能同時測得電子的精確位置和精確動量。測不準關系式：測不準關系式： 4hPXvhm德布羅意公式：德布羅意公式：（固相靜止，液體移動） 電滲外加電場的作用,由于固相和液相的相對移動而引起因電而動電動現(xiàn)象(electrokinetic phonmena)兩種電現(xiàn)象的相互關系 電泳（液體靜止，固體粒子運動）第二節(jié) 溶 膠第五章 膠體21 HA + H2O H3O+ + A-c)-(cccK2 11HAAOHaaaa3a 由此近似公式，由此可先求得 ，再由H+= ca 來求H+。上式稱為稀釋定律平衡時 ca(1- ) ca ca （1）當Kaca 20Kw時，可忽略水的質(zhì)子

13、自遞平衡，只考慮酸的質(zhì)子傳遞平衡 （3.15）22 （2）當ca/Ka500或5%時，11，上式可變?yōu)?Ka= ca 2 或aacK 此式為稀釋定律的最簡式。由此計算 一般地，當Kaca20Kw，且ca/Ka500時，可采用最簡式計算。aaaaaaHcKc/Kcc （3.16）23對于一元弱堿溶液，同理可得簡化公式： bbOHcK 使用稀釋定律公式應注意 僅適用于稀釋，即單一電解質(zhì)存在時。 當弱酸(或弱堿)的Kaca(或Kbcb)20Kw，且ca /Ka (cb / Kb)500時，或 5%時。 ca或 cb為起始濃度。 24三、多元酸堿溶液AHHAOH23a1 K H2A + H2O HA-

14、 + H3O+ 多元弱酸的水溶液是一種復雜的酸堿平衡系統(tǒng),其質(zhì)子傳遞反應是分步進行的。 例如二元酸H2A,其第一步質(zhì)子傳遞反應為 第二步質(zhì)子傳遞反應為 HA- + H2O A2- + H3O+HAAOH-23a2 K25H2O+H2O H3O+ +OH-水的質(zhì)子自遞平衡Kw=H3O+OH- 在上述三個平衡中,H3O+是同一個值。 (1)當Kaca20Kw時,可忽略水的質(zhì)子自遞平衡 (2)當Ka1 /Ka2 102 時,其水溶液中H+或其他離子濃度的計算,可忽略第二步的質(zhì)子傳遞反應所產(chǎn)生的H+，當作一元弱酸處理，則 H+HA-， H2Ac(H2A) (即平衡濃度約等于起始濃度)。 26A)(HA

15、HH2a2a11cKK (3)若ca/Ka1 500，則 該式是忽略了多元酸的第二級解離和水的解離，近似地按一元弱酸處理，計算H+的近似公式，而HA-H+。 A2-是第二步質(zhì)子傳遞的產(chǎn)物，即HAAOH-23a2 K 多元酸的第二級解離很弱(Ka1很小),溶液中的H+主要是第一級解離，按一元弱酸計算所得，所以H+HA-，故A2-Ka2, OH-=Kw/H+。27 計算0.10molL-1鄰苯二甲酸(C8H6O4)溶液的pH,并求C8H6O4-，C8H6O42-和OH- 。解： 已知Ka1 =1.310-3，Ka2= 3.910-6 c(C8H6O4)=0.10molL-1 , 則Ka1 /Ka2

16、 102 ca/Ka120Ka1 時,水的質(zhì)子傳遞反應可以忽略。溶液中H+的近似計算公式為21aaHKK )p(p21pH21aaKK 或（3.17） 式中 Ka1和Ka2分別是H2CO3的一級和二級解離常數(shù)。其他兩性陰離子水溶液的酸度，可類推出相應的近似計算公式。 33)p(p21pH或H2121aaaaKKKK 如H2PO4-的溶液對于HPO42-的溶液)p(p21pH或H3232aaaaKKKK 從這些近似計算公式可以看到，這些兩性陰離子溶液的pH與濃度無關。 34 計算0.10molL-1NaH2PO4溶液的pH值。 已知H3PO4的pKa1=2.16，pKa2=7.21， pKa3=

17、12.324.687.21)(2.1621)p(p21pH或21aa KK解： cKa2 20Kw 且c 20Ka1 例3-1421aaHKK 符合近似公式計算條件，可按近似公式（3.17）計算35 以NH4Ac為例,它在水中發(fā)生下列質(zhì)子傳遞平衡 NH4+ + H2O NH3 + H3O+ Ac- + H2O HAc + OH- 以Ka表示陽離子酸(NH4+)的解離常數(shù)，Ka表示陰離子堿(Ac-)的共軛酸(HAc)的解離常數(shù)。當c Ka20Kw ，且c 20Ka時，這類兩性物質(zhì)溶液的H+濃度可用類似于兩性陰離子溶液的公式（式3.17）計算，即（二）由弱酸和弱堿組成的兩性物質(zhì)溶液36KKaaH

18、)p(p21pHaaKK 或（3.18） 計算0.10molL1 NH4CN溶液的pH值。 已知NH4+的Ka為5.5910-10， HCN的Ka為6.1710-10。 例3-149.239.21)(9.2521)p(p21pHaa KK故故解： cKa 20Kw 且c 20Ka37 氨基酸的通式為NH3+CHRCOO-，式中-NH3+基團可給出質(zhì)子，顯酸性；-COO-基團可以接受質(zhì)子，顯堿性，故是兩性物質(zhì)。Ka=1.5610-10 (三) 氨基酸型兩性物質(zhì)溶液NH3+CH2COO-+H2O NH2CH2COO- + H3O+ 以甘氨酸(NH3+CH2COO-)為例，它在水溶液中的質(zhì)子傳遞平衡

19、為38Kb=2.2410-12 計算氨基酸水溶液中H+濃度的近似式與計算NH4Ac的相似，即H+= ，式中Ka表示甘氨酸作為堿時(NH3+CH2COO-)的共軛酸NH3+CH2COOH的解離常數(shù)，可由Kb求出，即 aaKKKa =Kw/Kb=10-14/(2.2410-12)=4.4610-3NH3+CH2COO-+H2O NH3+CH2COOH +OH-39則在甘氨酸的水溶液中310aa104.46101.56H KK)L(mol108.3417 所以 pH= lg(8.3410-7)= 6.08（四）關于兩性物質(zhì)溶液中 H+計算公式的推導 （略）符合通式 的各級反應及動力學特征nAnAck

20、dtdc3-2 分子間作用力分子間作用力（范德華力）（范德華力） 化學鍵的鍵能一般在化學鍵的鍵能一般在1.0 102 kJ mol1 數(shù)量級，而分子間數(shù)量級，而分子間作用作用力只有幾力只有幾個個到幾十個到幾十個 kJ mol1。 取向力取向力誘導力誘導力色散力色散力分子間作用力和氫鍵分子間作用力和氫鍵取向力本質(zhì)是靜電引力，只存在于極性分子之間。取向力本質(zhì)是靜電引力，只存在于極性分子之間。 誘導力本質(zhì)是靜電引力，存在于誘導力本質(zhì)是靜電引力，存在于極性分子之間、極性分子和非極性分極性分子之間、極性分子和非極性分子之間。子之間。色散力存在于所有分子之間。色散力存在于所有分子之間。 分子分子 取向力取

21、向力 誘導力誘導力 色散力色散力 非非-非非 非非-極極 極極-極極 分子間作用力和氫鍵分子間作用力和氫鍵1 1、透光率、透光率T T與吸光度與吸光度A A一束平行單色光照射溶液時，光的一部分被吸收，一部分透過溶液，一部分被器一束平行單色光照射溶液時，光的一部分被吸收，一部分透過溶液，一部分被器皿的表面反射。皿的表面反射。I Io o = I= It + I+ Ia a + I + Ir r若入射光強度為若入射光強度為I Io o，吸收光的強度為，吸收光的強度為I Ia a，透過光強度為，透過光強度為I It t，反射光的強度為，反射光的強度為I Ir r，它們的關系是，它們的關系是I Io o = I= It +I +Ia a簡化為：第二節(jié)第二節(jié) 光吸收基本定律光吸收基本定律透光度透光度: T= It / Io從上式可以看出：從上式可以看出： 溶液的透光度越大，說明對光的吸收越小，濃度低；相反，透光度越小，溶液對光溶液的透光度越大，說明對光的吸收越小，濃度低；相反，透光度越小，溶液對光的吸收越大，濃度高。的吸收越大，濃度高。 吸光度吸光度A AIIlgTlgTlgAo 1若光全部透過溶液，若光全部透過溶液，I Io o= I = I ， A = 0A = 0 若全部被吸收，若全部被吸收， I = 0 I = 0 ， A = A = 吸