分散系和溶液

關(guān)于分散系和溶液第一頁，共五十頁，2022年，8月28日第一節(jié)溶液一、分散系分散質(zhì)分散劑分散分散系（固、液、氣態(tài)）分散系一種或幾種物質(zhì)以細(xì)小的粒子分散在另一種物質(zhì)里所形成的體系。分散質(zhì)被分散的物質(zhì)。分散劑把分散質(zhì)分散開來的物質(zhì)。第二頁，共五十頁，2022年，8月28日分散系分類分子分散系

(d<1nm)膠體分散系(d:1-100nm)粗分散系(d>100nm)相體系中物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)完全相同的一部分單相體系多相體系（存在界面）第三頁，共五十頁，2022年，8月28日冰和水兩相體系第四頁，共五十頁，2022年，8月28日表1

按分散質(zhì)顆粒大小分類的分散系小于1nm(10–9m)

分子離子粒子能通過濾紙與半NaCl

分散系透膜，擴(kuò)散速度快溶液

1~100nm

膠體粒子能通過濾紙但不

Fe(OH)3

分散系

能透過半透膜,擴(kuò)散慢溶膠

蛋白質(zhì)溶液顆粒直徑大小類型主要特征實(shí)例大于100nm粗

粒子不能通過濾紙不

豆?jié){

分散系

能透過半透膜,不擴(kuò)散

乳汁第五頁，共五十頁，2022年，8月28日分子分散系(d<1nm)溶液固態(tài)液態(tài)氣態(tài)本節(jié)討論的主要內(nèi)容是以水為溶劑的水溶液分散質(zhì)以分子或者比分子更小的質(zhì)點(diǎn)均勻地分散在分散劑中所得的分散系第六頁，共五十頁，2022年，8月28日二、溶液濃度的表示法濃度

一定量的溶液或溶劑中所含溶質(zhì)的量稱為溶液的濃度。分類物質(zhì)的量濃度質(zhì)量摩爾濃度第七頁，共五十頁，2022年，8月28日

ppm和ppb濃度(用于極稀的溶液)摩爾分?jǐn)?shù)無綱量第八頁，共五十頁，2022年，8月28日在100mL水中，溶解17.1g蔗糖（分子式為C12H22O11)，溶液的密度為1.0638g·mL-1，求蔗糖的物質(zhì)的量濃度，質(zhì)量摩爾濃度，摩爾分?jǐn)?shù)各是多少？例1解：（1）第九頁，共五十頁，2022年，8月28日（2）（3）第十頁，共五十頁，2022年，8月28日三、電解質(zhì)溶液簡介電解質(zhì)在水溶液中或熔融狀態(tài)下能導(dǎo)電的物質(zhì)非電解質(zhì)在水溶液中或熔融狀態(tài)下不能導(dǎo)電的物質(zhì)強(qiáng)電解質(zhì)弱電解質(zhì)解離度α弱電解質(zhì)在水中只有部分解離，解離度較小，在水溶液中存在解離平衡；而強(qiáng)電解質(zhì)在水中解離比較完全，在水溶液中不存在解離平衡。第十一頁，共五十頁，2022年，8月28日第二節(jié)溶液的依數(shù)性溶液的性質(zhì)由溶質(zhì)的決定顏色、導(dǎo)電性、酸堿性取決于溶液中溶質(zhì)的稱為溶液的依數(shù)性本性自由粒子數(shù)溶液的蒸氣壓下降凝固點(diǎn)下降沸點(diǎn)升高滲透壓第十二頁，共五十頁，2022年，8月28日一、溶液的蒸氣壓下降溶劑的蒸發(fā)和蒸氣壓液體表面的氣化現(xiàn)象叫蒸發(fā)液面上的氣態(tài)分子群叫蒸氣第十三頁，共五十頁，2022年，8月28日飽和蒸氣壓：蒸發(fā)、冷凝速度相等，氣相、液相達(dá)到平衡液相上方氣體的壓力叫飽和蒸氣壓同種液體蒸氣壓隨溫度如何變化？不同液體蒸氣壓與什么有關(guān)？第十四頁，共五十頁，2022年，8月28日若在純?nèi)軇┲屑尤肷倭侩y揮發(fā)非電解質(zhì)（如葡萄糖)：純水蒸氣壓

p*

溶液蒸氣壓

p拉烏爾定律第十五頁，共五十頁，2022年，8月28日思考題

一杯純水和一杯溶液放入一個(gè)密閉的容器中會(huì)產(chǎn)生怎樣的現(xiàn)象？第十六頁，共五十頁，2022年，8月28日二、溶液的沸點(diǎn)升高沸騰與沸點(diǎn)pT=p外液體沸騰T:液體的沸點(diǎn)(Tb)101.325kPa正常沸點(diǎn)液體的沸點(diǎn)隨外界壓力的變化而變化沸騰與蒸發(fā)的區(qū)別：沸騰－－表面和內(nèi)部同時(shí)氣化；蒸發(fā)－－只在表面氣化第十七頁，共五十頁，2022年，8月28日水的正常沸點(diǎn):100oC加入溶質(zhì)溶液的沸點(diǎn):？100oC溶液沸點(diǎn)Tb升高p/kPa101.325100Tb純水溶液t/oCΔTb=Kb·b(單位?)若在純水中加入少量難揮發(fā)的非電解質(zhì)后，會(huì)產(chǎn)生什么現(xiàn)象呢？第十八頁，共五十頁，2022年，8月28日三、溶液的凝固點(diǎn)下降該物質(zhì)的液相和固相

達(dá)到平衡時(shí)的溫度

（p液＝p固時(shí)的T）水的凝固點(diǎn):0oC加入溶質(zhì)

海水0oC時(shí)是否凍結(jié)？溶液凝固點(diǎn)Tf下降p液>p固:

液相

固相p液<p固:

固相

液相p/Pa611t/oCTf0ACB純水溶液ΔTf=Kf·b物質(zhì)的凝固點(diǎn)(Tf)第十九頁，共五十頁，2022年，8月28日例2

在20.40g葡萄糖水溶液中含有葡萄糖0.40g，測(cè)得溶液的凝固點(diǎn)為-0.207oC，試計(jì)算葡萄糖的相對(duì)分子量。解：

水(g)葡萄糖(mol)20.40-0.40=20.000.40/M

1000b(B)

b(B)=(10000.40)/(20.00M)=20/M

因Tf=Kf

b(B)

即0.207=1.86(20/M)

所以

M=180.0第二十頁，共五十頁，2022年，8月28日四、溶液的滲透壓滲透

動(dòng)植物的膜組織以及人造火棉膠膜都是半透膜，其特性是溶劑分子可自由通過，而溶質(zhì)分子則不能，這種現(xiàn)象叫做滲透。滲透產(chǎn)生的條件

有半透膜有濃度差第二十一頁，共五十頁，2022年，8月28日滲透壓π阻止?jié)B透作用發(fā)生所需施加于液面上的最小壓力叫做該溶液的滲透壓

反滲1885年，van’tHoff：第二十二頁，共五十頁，2022年，8月28日五、依數(shù)性的應(yīng)用植物細(xì)胞液中溶有氨基酸、糖類物質(zhì)，有一定的抗旱性蒸氣壓下降植物還有一定的耐寒性凝固點(diǎn)下降用NaCl等物質(zhì)與冰混合而制成的冷凍劑為何稀飯比水燙傷得厲害？冬天，人們常往汽車的水箱中加入甘油等物質(zhì)，以防止水箱因水結(jié)冰而脹裂。沸點(diǎn)上升第二十三頁，共五十頁，2022年，8月28日滲透壓的應(yīng)用醫(yī)用等滲液口渴時(shí)一般不宜飲用含糖等成分過高的飲料。速溶咖啡和速溶茶的制造（將稀溶液首先用反滲透方法變濃，再用蒸發(fā)法蒸干，生產(chǎn)成本會(huì)大大降低。）測(cè)定溶質(zhì)的分子量利用反滲進(jìn)行海水淡化第二十四頁，共五十頁，2022年，8月28日例3依數(shù)性的相互推導(dǎo)

某難揮發(fā)、非電解質(zhì)水溶液的凝固點(diǎn)為272.15K，計(jì)算：（1）此溶液的沸點(diǎn)；（2）298.15K時(shí)此溶液的蒸氣壓；（3）在273.15K時(shí)此溶液的滲透壓。解：（1）因Tf=273.15-272.15=1.0=Kf

b(B)

所以

b(B)=1.0/1.86=0.538

又因Tb=Kb

b(B)

所以Tb=0.5120.538=0.27

沸點(diǎn)

T=373.15+0.27=373.42K第二十五頁，共五十頁，2022年，8月28日（2）因

p*=3.17kPa

xA=55.6/(55.6+0.538)=0.99

所以

p=p*xA=3.170.99=3.14kPa（3）=b(B)RT=0.5388.314273.15=1220kPa第二十六頁，共五十頁，2022年，8月28日

注意：稀溶液的依數(shù)的定量關(guān)系不適用于濃溶液和電解質(zhì)溶液。例：幾種濃度為0.100mol·kg-1的電解質(zhì)在水溶液中的i值電解質(zhì)

△T

f(K)（實(shí)驗(yàn)值）△T

f(K)（計(jì)算值）NaCl0.3480.1861.87HCl0.3550.1861.91K2SO40.4580.1862.46CH3COOH0.1880.1861.08A2B(或AB2)型＞AB型＞弱電解質(zhì)溶液＞非電解質(zhì)溶液第二十七頁，共五十頁，2022年，8月28日第四節(jié)膠體Particlesof1-100nmsize

膠體溶液(溶膠)由小分子、原子或離子聚集成較大顆粒而形成的多相體系。如Fe(OH)3溶膠和As2S3溶膠高分子溶液由一些高分子化合物組成的溶液。

如膠水。第二十八頁，共五十頁，2022年，8月28日一、溶膠的制備分散相粒子大小穩(wěn)定劑條件分散法：大粒子變小研磨法超聲波法電弧法膠溶法加FeCl3（穩(wěn)定劑）Fe(OH)3（新鮮沉淀）

Fe(OH)3（溶膠）凝聚法：小粒子變大物理凝聚：更換溶劑化學(xué)凝聚：利用化學(xué)反應(yīng)生成難溶物方法第二十九頁，共五十頁，2022年，8月28日二、溶膠的性質(zhì)動(dòng)力學(xué)性質(zhì)---布朗（Brown）運(yùn)動(dòng)膠體粒子受到液體介質(zhì)分子的不同方向、不同速度的撞擊后受力不均而作無規(guī)則運(yùn)動(dòng)。粒子小布朗運(yùn)動(dòng)劇烈第三十頁，共五十頁，2022年，8月28日

丁達(dá)爾效應(yīng)(a)和超顯微鏡(b)1.光源2.顯微鏡3.樣品池4.聚光鏡5.溶膠光學(xué)性質(zhì)---丁鐸爾效應(yīng)第三十一頁，共五十頁，2022年，8月28日光線射入分散體系時(shí):光的反射粒子大于入射光的波長粒子小于入射光的波長（d膠粒＜λ可見光）光的散射丁達(dá)爾現(xiàn)象的解釋散射光的強(qiáng)度

1.與λ4成反比（紅光最弱，藍(lán)光最強(qiáng)）2.

與粒子的體積有關(guān)（真溶液的粒子太小，無丁鐸爾現(xiàn)象）1-100nm400-700nm第三十二頁，共五十頁，2022年，8月28日電學(xué)性質(zhì)(1)---電泳顏色加深在電場中，溶膠粒子會(huì)向某一電極方向運(yùn)動(dòng)。As2S3:+–帶負(fù)電負(fù)溶膠Fe(OH)3:+–帶正電正溶膠膠粒帶電的原因：從介質(zhì)中選擇性吸附某種離子整個(gè)膠體溶液是否帶電？第三十三頁，共五十頁，2022年，8月28日電學(xué)性質(zhì)(2)---電滲在外電場下，使溶膠粒子不動(dòng)，分散劑定向移動(dòng)的現(xiàn)象為電滲。電滲示意圖第三十四頁，共五十頁，2022年，8月28日吸附作用

分散度與比表面－－－把物質(zhì)分散成細(xì)小微粒的程度稱為分散度。比表面是指單位體積物質(zhì)所具有的表面積。把一定大小的物質(zhì)分割得越小，則分散度越高，比表面也越大。邊長l/m立方體數(shù)比表面Av/（m2/m3）1×10-216×102

1×10-31036×103

1×10-51096×105

1×10-710156×107

1×10-910216×109

第三十五頁，共五十頁，2022年，8月28日固體在溶液中的吸附gsAB吸附：一種物質(zhì)自動(dòng)聚集到另一種物質(zhì)表面上去的過程。具有吸附能力的物質(zhì)稱為吸附劑而被吸附的物質(zhì)稱為吸附質(zhì)

正由于固體表面原子受力不對(duì)稱和表面結(jié)構(gòu)不均勻性，它可以吸附氣體或液體分子，使表面自由能下降。而且不同的部位吸附和催化的活性不同。第三十六頁，共五十頁，2022年，8月28日－－－固體吸附劑在非電解質(zhì)或弱電解質(zhì)溶液中對(duì)溶質(zhì)分子的吸附

分子吸附極性的吸附劑較易吸附極性的物質(zhì)非極性的吸附劑較易吸附非極性的物質(zhì)離子吸附－－－固體吸附劑在強(qiáng)電解質(zhì)溶液中對(duì)溶質(zhì)離子的吸附離子選擇吸附離子交換吸附第三十七頁，共五十頁，2022年，8月28日離子選擇吸附－－－優(yōu)先吸附與它組成有關(guān)的離子

AgBrAgBrAgBrAgBrAgBrAgBrAgBrAgBr–Br–Br–例一：

AgNO3與KBr制備AgBr溶膠時(shí)，

KBr

過量，則AgBr固體優(yōu)先吸附Br-

而使固體表面帶負(fù)電。

AgBrAgBrAgBrAgBrAgBrAgBrAgBrAgAg+Ag+

例二：AgNO3與KBr制備AgBr溶膠時(shí)AgNO3

過量，則AgBr固體優(yōu)先吸附Ag+

而使固體表面帶正電。第三十八頁，共五十頁，2022年，8月28日離子交換吸附－－－吸附某種離子的同時(shí)，將原來已存在于吸附劑表面的電荷符號(hào)相同的另一種離子等量地釋放到溶液中去Na+Ca2+

+

3NH4+

NH4+NH4+NH4++

Ca2+

+

Na+

濃度越大，離子價(jià)數(shù)越高，交換能力越強(qiáng)。例如，交換能力Na＋＜Mg2＋＜Al3＋價(jià)數(shù)相同時(shí)，與水化離子半徑有關(guān)。例如水化離子半徑：Li＋＞Na＋＞K＋＞Rb＋＞Cs＋交換能力：Li＋＜Na＋＜K＋＜Rb＋＜Cs＋第三十九頁，共五十頁，2022年，8月28日溶膠粒子帶電原因吸附作用FeCl3+3H2OFe(OH)3+3HClFeCl3+2H2OFe(OH)2Cl+2HClFe(OH)2ClFeO++Cl-+H2OmFe(OH)3(Fe(OH)3)m(Fe(OH)3)m·nFeO+AgNO3+KI（過量）（AgI)m

nI-

(K+，NO3-，I-)AgNO3（過量）+KI（AgI)m

nAg+

(K+，NO3-，Ag+)－－－膠體粒子對(duì)溶液中的離子產(chǎn)生選擇性吸附使膠粒帶電第四十頁，共五十頁，2022年，8月28日電離作用－－－膠體粒子表面分子發(fā)生電離使膠粒帶電硅酸溶膠表面上H2SiO3分子可以電離，如H2SiO3=HSiO3-+H+

或

SiO32-

+2H+HSiO3-或

SiO32-

留在表面而使粒子帶負(fù)電荷，H+進(jìn)入溶液。第四十一頁，共五十頁，2022年，8月28日三、膠團(tuán)結(jié)構(gòu)和電動(dòng)電勢(shì)[AgI]mI-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+膠團(tuán)結(jié)構(gòu)AgNO3+KI(過量)

AgI(溶膠)吸附層擴(kuò)散層[(AgI)m·nI-·(n-x)K+]x-·

xK+膠核吸附層擴(kuò)散層膠團(tuán)I-:

電位離子

K+:反離子膠粒第四十二頁，共五十頁，2022年，8月28日電動(dòng)電勢(shì)＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋—————————————ζδdENBMAC電勢(shì)距離膠粒固相表面到液體內(nèi)部的電勢(shì)MN:

固相界面AB:

滑動(dòng)面MA:

吸附層AC:

擴(kuò)散層(1)

雙電層(2)

E(3)

ζ電場中，滑移面到液體內(nèi)部的電勢(shì)吸附正離子

ζ>0

吸附負(fù)離子

ζ<0

第四十三頁，共五十頁，2022年，8月28日(4)

ζ的大小吸附層擴(kuò)散層0電勢(shì)ζ1ζ2ζ3反離子越多ζ越小ζ:膠粒所帶的凈電荷膠體溶液中加入電解質(zhì)現(xiàn)象如何？反離子增多擴(kuò)散層變薄變小第四十四頁，共五十頁，2022年，8月28日四、溶膠的穩(wěn)定性與聚沉

穩(wěn)定性的原因

布朗運(yùn)動(dòng)：克服沉降作用膠粒帶電：使膠粒分開溶劑化作用：避免碰撞越大，越穩(wěn)定聚沉溶膠失去穩(wěn)定因素，膠粒相互碰撞，將導(dǎo)致顆粒合并、變大最后以沉淀形式析出聚沉值能使一定量的溶膠在一定時(shí)間內(nèi)開始聚沉所需電解質(zhì)的最低濃度，單位為mmol·L-1。第四十五頁，共五十頁，2022年，8月28日聚沉能力是聚沉值的倒數(shù)。聚沉值越大的電解質(zhì)，聚沉能力越小。

電解質(zhì)的聚沉規(guī)律

價(jià)態(tài)影響與膠粒帶相反電荷的離子的價(jià)數(shù)影響最大，價(jià)數(shù)越高，聚沉能力越強(qiáng)。負(fù)溶膠As2S3：聚