普通化學(xué)第一章第一章物質(zhì)的狀態(tài)、溶液和膠體精課件

1、普通化學(xué)教材：虎玉森 田超等.普通化學(xué). 北京:中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社,2002教材與參考書參考書華彤文等.普通化學(xué)原理(第2版).北京:北京大學(xué)出版社 ,1995徐潔等.普通化學(xué).南京:南京大學(xué)出版社,1992趙士鐸.普通化學(xué).北京:中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)出版社,1999無(wú)機(jī)化學(xué)習(xí)題集序 言 普通化學(xué)學(xué)習(xí)任務(wù)普通化學(xué)學(xué)習(xí)方法普通化學(xué)的概論性質(zhì) 1.1 物質(zhì)和物質(zhì)的存在狀態(tài) 1.2 溶液 1.3 膠體 1.4 表面活性劑和乳濁液第一章 物質(zhì)的狀態(tài)、溶液和膠體本章基本要求 1、了解物質(zhì)的存在狀態(tài)及其性質(zhì)；掌握理想氣體狀態(tài)方 程，分壓定律及應(yīng)用 2、了解物質(zhì)的量及其單位摩爾的概念，掌握溶液濃度的表示方法及其計(jì)算 3

2、、了解溶液的依數(shù)性，并掌握其有關(guān)計(jì)算及應(yīng)用 4、了解分散系的概念及分類，了解溶膠的制備和基本性 質(zhì)，掌握膠團(tuán)結(jié)構(gòu)，掌握溶膠的穩(wěn)定性和聚沉 5、了解高分子溶液及凝膠的性質(zhì)；了解表面活性物質(zhì)和乳濁液的基本特性第一章 物質(zhì)的狀態(tài)、溶液和膠體一、理想氣體狀態(tài)方程 我們大家知道，經(jīng)常用來(lái)描述氣體性質(zhì)的物理量有：壓強(qiáng)P、體積V、溫度T和物質(zhì)的量(n)，我們依據(jù)實(shí)驗(yàn)的經(jīng)驗(yàn)，得出了一個(gè)將幾個(gè)物理量統(tǒng)一在一起的經(jīng)驗(yàn)公式： PV=nRT =理想氣體狀態(tài)方程國(guó)際單位制中：P：pa (1atm=1.013 105 pa ) V:m3 T: k n: 物質(zhì)的量：mol R: 氣體常數(shù)：8.314J/mol k1.1.1

3、 氣 體理想氣體狀態(tài)方程還可表示為: m、M、分別為氣體的質(zhì)量(kg)、摩爾質(zhì)量(kg/mol)和密度(kg/m3)1.1.1 氣 體根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程，可進(jìn)行一系列的計(jì)算：例1：在容器為10.0 dm3 的真空鋼瓶?jī)?nèi)充入Cl2 ,當(dāng) 溫度為288k時(shí)，測(cè)得瓶?jī)?nèi)氣體的壓強(qiáng)為1.01 107 pa ,試計(jì)算鋼瓶?jī)?nèi)氯氣的質(zhì)量，以千克表示。解： 由PV=nRT =m=MPV/RT又 MCl2=71.0g/mol 所以 m=(71.01031.01107X10.0103) /(8.314288) =2.99kg1.1.1 氣 體 例2:在373k,100kpa壓強(qiáng)下,UF6 (密度最大的一種氣體)的

4、密度是多少？是H2的多少倍？ 解（1）：由 = PM=RT =PM/RT=10010335210-3 /(8.314373) =11.4(kg.m-3 ) (M(UF6)=352g/mol) (H2) =1001032.0210-3 /(8.314373) =0.0651(Kg.m-3 ) (M(H2) =2.02g/mol) (UF6 )/ (H2) =11.4/0.0651= 175倍 1.1.1 氣 體解（2）： 因?yàn)椋?PM/RT 所以：UF6=PMUF6/RT, H2=PMH2/RT 所以：UF6/H2=MUF6/MH2 相同的溫度和壓強(qiáng)下，氣體的密度比等于氣體的相對(duì)分子量比。 UF

5、6/H2=352/2.02=174.31.1.1 氣 體* 真實(shí)氣體范德華（Van der Waals）方程： a 、b 稱為范德華常數(shù)，a是氣體分子間力修正常數(shù)，b是氣體分子體積修正常數(shù)。 問(wèn)題： 真實(shí)氣體在什么樣的特定狀態(tài)下接近于理想氣體的狀態(tài)呢？為什么？請(qǐng)思考！ 1.1.1 氣 體答案： 高溫且低壓！ 二、混合氣體分壓定律（道爾頓Daldon分壓定律）等溫等容 A、B氣體 混合 推廣 p = pA + pB + pC + + pi 或 p = pi p 混合氣體第 i 組分的分壓。含義為溫度相同時(shí)，混 合氣體中每一種組分氣體獨(dú)立占有與整個(gè)混合氣體相同體積 時(shí)的壓力。 pi 混合氣體的總壓

6、力 推導(dǎo)： pV = nRT piV = niRT 兩式相除得： pi /p = ni /n = xi 故： pi = xi pnAT VpAnBT VpBnA + nB T VpA+ pB+=1.1.1 氣 體VH2=VH2O P總=PH2 + PH2O1.1.1 氣 體 例3:有一3.0dm3 容器,內(nèi)盛16gO2 ,28gN2 求300K時(shí) N2 、O2的分壓及混合氣體的總壓. 解: n(O2)=16/32=0.5mol P(O2)=n(O2)RT/V總 =0.58.314300/(3.010-3 ) =4.16 105 Pa 同理求:P(N2) =8.32105 Pa P總=P(O2)

7、+ P(N2)= 4.16105+8.32105 =12.48105 Pa1.1.1 氣 體 例4:將一定量的固體KClO3 和MnO2 混合物加熱分解后,稱得其質(zhì)量減少了0.480g,同時(shí)測(cè)得用排水集氣法收集起的O2的體積0.377dm3 .此時(shí)溫度為294K,大氣壓強(qiáng)為9.96104 Pa.試計(jì)算O2的相對(duì)分子量. 解:用排水集氣法得到的是O2和水蒸氣的混合氣體,水的分壓P水 與該溫度下水的飽和蒸氣壓相等.P(H2O)=2.48 103 Pa1.1.1 氣 體T K273 293294313333353P kPa0.6112.3332.487.37319.93247.342注：水在不同溫度

8、時(shí)的蒸汽壓 P總 =P(O2)+P(H2O) P(O2)= P總 P(H2O)= 9.961042.48 103 = 9.71104 Pa n= P(O2) V總/RT=9.71104 0.37710-3 /(8.314294)=0.0150mol M (O2) =m (O2) /n (O2) =0.480/0.0150=32.0g/mol O2的相對(duì)分子量:32.0 1.1.1 氣 體1、25時(shí)，總壓為10 atm時(shí)，下面幾種氣體的混合氣體中分壓最大的是：A0.1g H2 B1.0 g He C1.0 g N2 D1.0 g CO22、實(shí)際氣體與理想氣體更接近的條件是 A高溫高壓 C低溫高壓

9、 B高溫低壓 D低溫低壓13、 22和100.0kPa下，在水面上收集H2為1g，在此溫度下水的蒸氣壓為 2.7 kPa，則H2的體積應(yīng)為A1.26 L B2.45 L C12.6 L D24.5 L14、 10，101.3kPa下，在水面上收集到1.5 L某氣體，則該氣體的物質(zhì)的量為(已知10水的蒸氣壓為1.2 kPa) A6.4102 mol B6.5102 mol C1.3103 mol D7.9104 mol15、 將壓力為200 kPa的O2 5.0 L和100 kPa的H2 5.0 L同時(shí)混合在20 L的密閉容器中，在溫度不變的條件下，混合氣體的總壓力為 A120 kPa B125

10、 kPa C180 kPa D75 kPa 三、混合氣體分體積定律（阿瑪格Amaget定律）等溫等壓 A、B氣體 混合 推廣 V = VA + VB + VC + + Vi 或 V = Vi Vi：為混合氣體 i 組分的分體積。 V：為混合氣體的總體積。 推導(dǎo) pV = nRT pVi = niRT 兩式相除得： Vi /V = ni /n = xi 故： Vi = xi VnAT pVAnBT pVBnA + nB T pVA+VB+=1.1.1 氣 體 四、混合氣體平均摩爾質(zhì)量 當(dāng)混合氣體成分穩(wěn)定不變時(shí)，可以將其看成純氣體，使用平均分子量進(jìn)行各種運(yùn)算 設(shè)混合氣體中組分A、B、C 的物質(zhì)的量

11、分?jǐn)?shù)分別為 x（A）、 x（B）、 x（C） ，相應(yīng)的摩爾質(zhì)量為M（A）M（B）、M（C） ，則混合氣體的平均式量為M= x（A） M（A） +x（B） M（B）+ x（C） M（C） + = x（i） M（i） 1.1.1 氣 體1.1.2 液 體一、氣液平衡蒸發(fā): 液體 氣體 凝聚:氣體 液體氣液平衡：當(dāng)液體蒸發(fā)為氣體且氣體凝聚為液體的過(guò)程達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡時(shí)即處于氣液平衡狀態(tài)。此時(shí)的溫度就是沸點(diǎn)。蒸氣壓：處于蒸發(fā)、凝聚動(dòng)態(tài)平衡的氣體叫飽和蒸氣，飽和蒸氣所具有的壓力稱為飽和蒸氣壓，簡(jiǎn)稱蒸氣壓。 臨界溫度:單純降溫可使氣體液化,單純加壓則不能實(shí)體液化。必須首先降溫到一定的數(shù)值，然后再加足夠的壓力方

12、可實(shí)現(xiàn)氣體的液化。若高于此溫度無(wú)論加多大的壓力，氣體都不能液化。這一溫度稱為臨界溫度，用Tc表示。 二、 蒸氣壓和溫度的關(guān)系(克勞修斯 克拉貝龍方程) 液體沸騰時(shí)的溫度與氣液平衡時(shí)的蒸氣壓有直接關(guān)系， 研究表明，蒸氣壓是溫度的函數(shù) p = f (T): 1.1.2 液 體在室溫下，下列物質(zhì)中蒸氣壓最大的是 ANa2SO410H2O固體 BCCl4液體 CH2SO4液體 DI2固體 三 、沸點(diǎn) 當(dāng)液體的蒸汽壓與外界壓力相等時(shí)，汽化在整個(gè)液體內(nèi)進(jìn)行，這一現(xiàn)象稱為沸騰 沸騰時(shí)的溫度稱為沸點(diǎn)液體p* 蒸汽p* T當(dāng)p* = p 時(shí)T即為此液體沸點(diǎn)p防止“過(guò)熱”的辦法：加沸石或碎瓷片1.1.2 液 體1

13、.1.3 固 體固體： 1、晶體 2、非晶體晶體與非晶體的差異：晶體具有規(guī)則的幾何形狀，非晶體則沒(méi)有。晶體具有固定的熔點(diǎn)，非晶體無(wú)固定的熔點(diǎn)。晶體顯各向異性，非晶體顯各向同性。1.1.4 水的相圖構(gòu)成：1、三條線 （兩相平衡線）2、一個(gè)點(diǎn)（三相共存點(diǎn)）3、三個(gè)面（單相區(qū)）101.325kPaDEOACB273.15K273.16K373.15K0.611kPalgsTp 分散體系（分散系）：一種或幾種物質(zhì)被分散成微小的粒子分布在另一種物質(zhì)中所構(gòu)成的體系。 分散質(zhì)：分散系中被分散的物質(zhì)，通常分散質(zhì)含量較少，一般不連續(xù)。 分散劑：起分散作用的物質(zhì)，存在于分散質(zhì)周圍，一般是連續(xù)相。 二、分散系分類

14、按分散系的聚集狀態(tài)可分九類（見(jiàn)表1-1）。 按分散系的粒子大小可分三類（見(jiàn)表1-2）。1.2.1 分散系的概念 一、分散系表1-1 按物質(zhì)聚集狀態(tài)分類的分散系 氣 空 氣 氣 液 云、霧 固 煙、塵 氣 泡沫塑料 固 液 珍 珠 固 有機(jī)玻璃 氣 肥皂泡沫 液 液 牛 奶 固 Fe(OH)3溶膠、泥漿水 分散劑 分散質(zhì) 實(shí) 例1.2.1 分散系的概念表1-2 按分散質(zhì)顆粒大小分類的分散系小于1nm(109) 分子離子 粒子能通過(guò)濾紙與半 NaCl溶液 分散系 透膜，擴(kuò)散速度快 1100nm 膠 體 粒子能通過(guò)濾紙但不 Fe(OH)3溶液 分散系 能透過(guò)半透膜,擴(kuò)散慢 蛋白質(zhì)溶液顆粒直徑大小 類

15、 型 主 要 特 征 實(shí) 例大于100nm 粗 粒子不能通過(guò)濾紙不 豆 漿 分散系 能透過(guò)半透膜,不擴(kuò)散 乳 汁1.2.1 分散系的概念1、B的物質(zhì)的量濃度mol/dm32、溶質(zhì)B的質(zhì)量摩爾濃度mol/kg3、B的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)無(wú)量綱4、B的質(zhì)量分?jǐn)?shù)無(wú)量綱1.2.2 溶液濃度的表示方法1.2.3 稀溶液的依數(shù)性溶液性質(zhì)本性：與本性有關(guān)，如顏色、氣味、酸堿性等依數(shù)性：與粒子數(shù)有關(guān)，如溶液蒸氣壓下降、沸點(diǎn)上升、凝固點(diǎn)下降、滲透壓等一、溶液的蒸氣壓下降1.2.3 稀溶液的依數(shù)性 拉烏爾定律：一定溫度下，含有難揮發(fā)性的非電解質(zhì)溶質(zhì)稀溶液的蒸氣壓等于純?nèi)軇┑恼魵鈮撼艘匀軇┑奈镔|(zhì)量的分?jǐn)?shù)。p = p* xA

16、p* : 純?nèi)軇┱魵鈮簒A : 溶劑的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)p = p* (1 - xB) p* - p = p* xB p = p* xB xB：溶質(zhì)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)p：溶液蒸氣壓的下降值 p = p* xB = p* nB / (nA + nB) p* nB /nA注：nA + nB nA nA = mA /MA bB = nB /mA p = (p*MA) b B KP= p*MA對(duì)水來(lái)說(shuō) MA = 0.01801 kg/mol KP = 0.01801 p*p = KP bB 結(jié)論：稀溶液蒸氣壓的下降與稀溶液的質(zhì)量摩爾濃度成正比，而與溶質(zhì)的本性無(wú)關(guān)。1.2.3 稀溶液的依數(shù)性純?nèi)軇﹑* 飽和蒸氣溶

17、液p飽和蒸氣代表溶劑分子； 代表難揮發(fā)的溶質(zhì)分子a: 純?nèi)軇┑恼舭l(fā)示意圖b: 稀溶液的蒸發(fā)示意圖 稀溶液蒸氣壓下降的解釋一：1.2.3 稀溶液的依數(shù)性 稀溶液蒸氣壓下降的應(yīng)用：abcp1p2p3p1p2Tpa: 純水b: 稀溶液(bB)bc: 稀溶液(bB)c試比較b、c溶液的濃度大??？問(wèn)題：如何增強(qiáng)植物的抗旱能力？1.2.3 稀溶液的依數(shù)性二、溶液的沸點(diǎn)上升和凝固點(diǎn)下降Tp純水溶液101.325kPa Tf*TfTbTb*ACB正常沸點(diǎn): p = 101.325kPaTb* = 373.15K Tb Tb* Tb = Tb - Tb*1.2.3 稀溶液的依數(shù)性正常凝固點(diǎn): p = 101.3

18、25kPaTf* = 273.15K Tf* TfTf = Tf * - Tf Tb = Kb bB Tf = Kf bBbB =p/KP =Tf /Kf =Tb /Kb對(duì)同一稀溶液來(lái)說(shuō)，應(yīng)有下關(guān)系：1.2.3 稀溶液的依數(shù)性 溶液的蒸氣壓下降、沸點(diǎn)上升和凝固點(diǎn)下降的應(yīng)用：植物的抗旱耐寒性：植物體內(nèi)細(xì)胞中有多種可溶物（氨基酸、糖等），這些物質(zhì)使細(xì)胞液的蒸氣壓下降、凝固點(diǎn)降低，從而使植物表現(xiàn)出一定的抗旱和耐寒性。冰鹽冷凍劑：1份食鹽和3份碎冰混合，體系的溫度可降至20度；10份六水氯化鈣與78份碎冰混合，體系的溫度可降至20 40度。汽車防凍劑：汽車水箱中加入甘油或乙二醇等物質(zhì)，可以降低水的冰點(diǎn)

19、，防止水箱凍壞。1.2.3 稀溶液的依數(shù)性三、溶液的滲透壓 滲透壓：阻止?jié)B透作用發(fā)生而 必須向溶液所施加的最小壓力。產(chǎn)生滲透壓的二個(gè)條件：有半透膜存在半透膜兩側(cè)單位體積內(nèi)溶劑分子數(shù)不同（濃度不同） = CB RT 稀溶液中 cBbB = CBRT=bBRT 半透膜 溶液 純水 滲透壓 1.2.3 稀溶液的依數(shù)性 滲透作用的應(yīng)用：大多數(shù)有機(jī)體的細(xì)胞膜有半透性質(zhì)，因此滲透現(xiàn)象對(duì)于生命有著重大意義。如人體血液有一定的滲透壓，向人體輸液時(shí)，一定要輸入與血液滲透壓相等的等滲液。 工業(yè)上利用反滲透技術(shù)進(jìn)行海水淡化或水的凈化1.2.3 稀溶液的依數(shù)性 稀溶液依數(shù)性小結(jié)：各依數(shù)性p Tb Tf 都與bB成正比

20、，與溶質(zhì)本性無(wú)關(guān)。對(duì)同一稀溶液來(lái)說(shuō)有如下關(guān)系： bB =p/KV =Tb/Kb =Tf /Kf =/RT四個(gè)依數(shù)性中，p 蒸氣壓下降是核心，沸點(diǎn)上升、凝固點(diǎn)下降、滲透壓產(chǎn)生都與蒸氣壓下降有關(guān)。若溶質(zhì)、溶劑都有揮發(fā)性，則可以有：pA = pA*xA; pB = pB*xB; p = pA + pB p - 溶液蒸氣壓四個(gè)依數(shù)性都與bB有關(guān)， bB與溶質(zhì)分子量有關(guān)，由此可以求算溶質(zhì)的分子量。 切記并理解！1.2.3 稀溶液的依數(shù)性 例題：有一種蛋白質(zhì)，估計(jì)它的摩爾質(zhì)量在15000 g/mol左右。如果在298K時(shí)，取1.0g樣品溶于100g水，試問(wèn)利用哪一種依數(shù)性來(lái)測(cè)定摩爾質(zhì)量好一些？解：a) 先

21、試沸點(diǎn)上升測(cè)定，Kb = 0.515 Kkg mol1 Tb=Kb bB = Kb(nB/mA ) = 0.515(1.0/15000/100103) = 0.343103 K b) 用凝固點(diǎn)下降測(cè)定， Kf = 1.853 Kkgmol1 Tf =Kf bB =Kf (nB/mA) =1.853(1.0/15000/100103) =1.24103 K c) 用滲透壓測(cè)定， = cRT = (nB/V)RT=8.314293(1.0/15000/0.1103) =1.62103 Pa = 1.62 kPa 顯然， Tb、 Tf 都很小，不易測(cè)定，故用滲透壓測(cè)定最好。1.2.3 稀溶液的依數(shù)性

22、電解質(zhì)溶液1、電解質(zhì)溶液的依數(shù)性 電解質(zhì)溶液的依數(shù)性與拉烏爾定律有較大的差異，這是因?yàn)殡娊赓|(zhì)溶液溶于水后，不同的電解質(zhì)會(huì)電離出不同數(shù)目的離子，使 bB 與電解質(zhì)溶液濃度 cB 不等。2、強(qiáng)電解質(zhì)與弱電解質(zhì) 強(qiáng)電解質(zhì)在水中完全離解 弱電解質(zhì)在水中部分離解1.2.3 稀溶液的依數(shù)性1、在壓力為101325Pa時(shí)，水溶液沸點(diǎn)最低的是 A1.0 mol/kg CO(NH2)2 B1.0 mol/kg NaCl C0.1 mol/kg H2SO4 D0.1 mol/kg HCl2、糖水的凝固點(diǎn)為 A273 K B高于273 K C低于273 K D無(wú)法判斷 3、下列水溶液凝固點(diǎn)最高的是 A0.1 mol

23、/L KCl B0.1 mol/L CH3COOH C0.1 mol/L HCl D0.1 mol/L K2SO44、在常壓下將NaCl固體撒在冰上，將會(huì) A無(wú)變化 B冰發(fā)生融化C冰變硬 DNaCl和H2O凝結(jié)在一起5、均為0.1 mol/L NaCl、Na2SO4、蔗糖(C12H22O11)溶液，其滲透壓從大到小的順序是A蔗糖 Na2SO4 NaCl BNaCl Na2SO4蔗糖C蔗糖 NaCl Na2SO4 DNa2SO4 NaCl 蔗糖膠體 以固體顆粒（直徑1100nm） 分散于液體中的一種膠體分散系，它屬于高分散度的多相體系。高分子溶液 高分子物質(zhì)溶于適當(dāng)溶劑而形成的溶液，其溶質(zhì)高分子

24、的大小在膠體分散系范圍內(nèi)，它同真溶液一樣屬均相體系。溶膠1.3 膠 體一、表面吸附glAB1.3.1 吸附作用表面分子與相內(nèi)分子的受力不同，B 分子處于相內(nèi)，受到周圍分子的作用力是均衡的； A 分子處于表面，此分子一方面受到本相體內(nèi)分子的作用，另一方面又受到性質(zhì)不同的另一相分子的作用，受力不均衡，易形成凹月面。吸附：一種物質(zhì)自動(dòng)聚集到另一種物質(zhì)表面上去的過(guò)程。為什么會(huì)出現(xiàn)吸附？ 在氣液表面上A分子受到氣相分子的作用力是極小的，因此A分子受到一個(gè)指向液體內(nèi)部的合力（剩余力）。 從能量角度看，A分子比B分子具有較高的能量，這部分高出的能量就是表面自由能表面能。表面能的存在帶來(lái)：氣液表面的分子總有降

25、低表面能，縮小表面積的趨勢(shì)。自由狀態(tài)下液滴呈球形就是此原因。固體表面利用表面分子的剩余力場(chǎng)吸附其它分子減少剩余力場(chǎng)，降低表面能，因此產(chǎn)生表面吸附。1.3.1 吸附作用二、分子吸附 分子吸附遵循相似相吸原則，主要是吸附劑對(duì)非電解質(zhì)或弱電解質(zhì)分子的吸附。 三、離子吸附 離子吸附有離子選擇吸附和離子交換吸附兩種： 1、離子選擇吸附：優(yōu)先選擇吸附與固體粒子具有相同組成和結(jié)構(gòu)相似并能與之生成難溶化合物的離子，其次再選擇吸附能與固體形成同晶型固體的那些離子。1.3.1 吸附作用 Ag Br Ag Br Ag Br Ag Br Ag Br Ag Br Ag Br Ag BrBrBr Ag Br Ag Br

26、Ag Br Ag Br Ag Br Ag Br Ag Br Ag Ag+Ag+例一： AgNO3 與 KBr制備AgBr溶膠時(shí)， KBr 過(guò)量，則AgBr固體優(yōu)先吸附Br- 而使固體表面帶負(fù)電。 例二：AgNO3 與 KBr制備AgBr溶膠時(shí)AgNO3 過(guò)量，則AgBr固體優(yōu)先吸附Ag+ 而使固體表面帶正電。1.3.1 吸附作用2、離子交換吸附：吸附劑從溶液中吸附某種離子時(shí)，等物質(zhì)量地置換出另一種電荷符號(hào)相同的離子到溶液中，此吸附稱離子交換吸附，離子交換吸附過(guò)程是可逆過(guò)程。 土壤中的養(yǎng)分保持和釋放大部分是通過(guò)離子交換進(jìn)行的。Na+Ca2+ + 3NH4+ NH4+NH4+NH4+ Ca2+ +

27、 Na+ 1.3.1 吸附作用1-5-2 溶膠的制備和性質(zhì)1、溶膠的制備溶膠的制備有兩類方法 (1) 分散法：用適當(dāng)?shù)姆椒ㄊ勾髩K物質(zhì)分散成膠體粒子的大小。常用方法有：研磨法和膠溶法。 (2) 凝聚法：讓難溶物質(zhì)的分子(或離子)相互凝聚成膠體粒子。 方法有：化學(xué)凝聚法；物理凝聚法；改換溶劑法和電弧法等。1.3.2 溶膠的制備1、溶膠的光學(xué)性質(zhì)丁鐸爾效應(yīng)溶液溶膠光源 光照射物體粒子時(shí)可以發(fā)生：a： 反射(粒子直徑大于入射光波長(zhǎng)); b：透射(粒子直徑遠(yuǎn)小于入射光波長(zhǎng)) ; c ：散射(粒子直徑略小于（或近似于）入射光波長(zhǎng)) 。*利用光散射原理，人們?cè)O(shè)計(jì)制造了超顯微鏡，它可以觀察直徑小到 10300

28、 nm的粒子。丁鐸爾效應(yīng)即是由于膠粒對(duì)光散射的結(jié)果1.3.3 溶膠的性質(zhì)1.3.3 溶膠的性質(zhì)2、動(dòng)力學(xué)性質(zhì)布朗運(yùn)動(dòng)：產(chǎn)生布朗運(yùn)動(dòng)的原因： 膠粒受周圍溶劑小分子不均衡撞擊的結(jié)果。A1.3.3 溶膠的性質(zhì) 1903年發(fā)明了超顯微鏡，為研究布朗運(yùn)動(dòng)提供了物質(zhì)條件。 用超顯微鏡可以觀察到溶膠粒子不斷地作不規(guī)則“之”字形的運(yùn)動(dòng)，從而能夠測(cè)出在一定時(shí)間內(nèi)粒子的平均位移。 通過(guò)大量觀察，得出結(jié)論：粒子越小，布朗運(yùn)動(dòng)越激烈。其運(yùn)動(dòng)激烈的程度不隨時(shí)間而改變，但隨溫度的升高而增加。1.3.3 溶膠的性質(zhì)3、 溶膠的電學(xué)性質(zhì)電泳和電滲通電前 黏土膠體 清水+通電后水面變化 黏土膠體溶膠在電場(chǎng)下會(huì)發(fā)生如下的變化：1

29、.3.3 溶膠的性質(zhì)+多孔性物質(zhì) 溶膠 定義一：電泳是膠體粒子在電場(chǎng)中的定向移動(dòng)定義二：電滲是當(dāng)膠體粒子固定不動(dòng)時(shí)溶液在電場(chǎng)中的定向移動(dòng)電動(dòng)現(xiàn)象的結(jié)論：膠體的膠粒是帶電的 ！1.3.3 溶膠的性質(zhì)四、膠團(tuán)結(jié)構(gòu)AgNO3與過(guò)量KI形成AgI溶膠的膠團(tuán)結(jié)構(gòu)： (AgI)m膠 核電位離子反離子反離子吸附層擴(kuò)散層膠 粒膠 團(tuán) nI- (n-x)K+ x- xK+掌握好！1.3.4 膠團(tuán)結(jié)構(gòu)1、KBr 與過(guò)量的 AgNO3 作用制備的膠體其膠團(tuán)結(jié)構(gòu)為：2、用 H3AsO3 與過(guò)量 H2S 作用制備硫化砷溶膠其膠團(tuán)結(jié)構(gòu)為： (AgBr)m nAg+ (n-x)NO3- x+ x NO3- (As2S3)m

30、 nS2- 2(n-x)H+ 2x- 2xH+ (As2S3)m nHS- (n-x)H+ x- xH+例題：1.3.4 膠團(tuán)結(jié)構(gòu)氫氧化鐵溶膠的膠團(tuán)結(jié)構(gòu)： Fe(OH)3m 硅膠的膠團(tuán)結(jié)構(gòu)： (aSiO2bH2O)m nHSiO3- (n-x)H+ x- xH+ (aSiO2bH2O)m nSiO32- 2(n-x)H+ 2x- 2xH+ nFeO+ ? (n-x)Cl- x+ ! x Cl- (AgBr)m nNO3- ? (n-x)NO3- x+ ! xNO3- 溴化銀溶膠的膠團(tuán)結(jié)構(gòu)（AgNO3過(guò)量)：1.3.4 膠團(tuán)結(jié)構(gòu)膠粒帶電的原因：吸附帶電 膠體粒子對(duì)溶液中的離子產(chǎn)生選擇性吸附使膠粒

31、帶電。電離帶電 例如：Fe(OH)3固體表面選擇性吸附FeO+離子而帶正電。AgBr吸附Br而帶負(fù)電。 例如：硅酸溶膠粒子表面會(huì)發(fā)生電離，過(guò)程如下： xSiO2yH2O H+ + HSiO3 2H+ + SiO32膠體粒子表面分子發(fā)生電離使膠粒帶電土壤。*同晶替換 晶格中心離子被其他不同價(jià)離子所替代而使晶格帶電。如Si4+被Ca2+代替后，晶格帶負(fù)電。土壤中常發(fā)生。1.3.5 溶膠的穩(wěn)定性與聚沉1、溶膠的穩(wěn)定性穩(wěn)定原因膠粒帶電溶劑化膜布朗運(yùn)動(dòng) 動(dòng)力穩(wěn)定性要死記的喲！聚結(jié)穩(wěn)定性1.3.5 溶膠的穩(wěn)定性與聚沉2、溶膠的聚沉b: 對(duì)溶膠起聚沉作用的主要是與膠粒電荷符號(hào) 相反的離子。c: 起聚沉作用的

32、離子的荷電多少?zèng)Q定了其聚沉能力的大小。d: 同價(jià)離子的聚沉能力與水化離子半徑的大小有關(guān)，水化離子半徑越大，聚沉能力越小。a: 任何電解質(zhì)達(dá)到足夠濃度時(shí)都能使溶膠聚沉。(1)加電解質(zhì)： 切記！ 切記！ 切記！ 切記！ 切記！記住！1.3.5 溶膠的穩(wěn)定性與聚沉 定義：聚沉值可以用來(lái)衡量電解質(zhì)的聚沉能力，所謂聚沉值是指一定量的溶膠中，在一定時(shí)間內(nèi)(通常是18小時(shí))使溶膠聚沉所需的電解質(zhì)的最低濃度(mmol/dm3)。 從上面的定義可以看出，聚沉值大的電解質(zhì)，聚沉能力??；聚沉值小的電解質(zhì)，聚沉能力大。 聚沉能力 =（聚沉值）1 電解質(zhì)對(duì)溶膠聚沉起作用的是與膠粒帶相反電荷的離子，其聚沉值的大小與該離子的價(jià)數(shù)有關(guān)。例如：1.3.5 溶膠的穩(wěn)定性與聚沉 上圖是Al3+