普通化學(xué)第二章

Chapter2

水基分散系一、分散體系二、稀溶液的依數(shù)性三、膠體分散體系1第一節(jié)分散體系

一、溶液的概念：一種分散體系少量糖放在水中-----糖分子均勻分散在水分子中少量食鹽放在水中-----Na+、Cl-均勻分散在水分子中以分子或離子狀態(tài)均勻分布在另一種物質(zhì)中↓稱為溶液（分子或離子分散體系）2二、分散體系的定義：將一種或幾種物質(zhì)的微粒分散在另外一種介質(zhì)中所形成的體系稱為分散系。被分散的物質(zhì)稱為分散質(zhì)或分散相，而起分散作用容納分散質(zhì)的介質(zhì)稱為分散劑或分散介質(zhì)。

粗分散系>1000nm分散系膠體分散系1~1000nm

（按分散質(zhì)粒子大?。?/p>

分子或離子分散系（溶液）

<1nm3

a)分子或離子分散體系--真溶液（單相均勻）

0.1~1nm(<10-9m),分子/離子分散體系，例如NaCl水溶液等。是一種穩(wěn)定的體系。b)膠體分散體系（多相微不均勻）

1~1000nm(10-9~10-6m),膠粒分散體系，例如天然水中的雜質(zhì)、蛋清等。外觀與溶液相似，但透光可觀察到“丁澤爾效應(yīng)”。能保持相對的穩(wěn)定。

c)粗分散體系（多相不均勻）

1000nm(>10-6m),例如：泥漿水(懸濁液）、牛奶、豆?jié){（乳濁液）等。肉眼或在顯微鏡下可觀察到微粒，靜置易沉淀，是一種不穩(wěn)定的體系。三、常見的分散體系4相分散質(zhì)分散劑分散系同相NaCl(Na+,Cl)H2O溶液同相橡膠C6H6(苯

)溶液異相泥漿H2O懸濁液異相油脂H2O乳濁液異相[Fe(OH)3]nH2O膠體5四、溶液1、分散質(zhì)----溶質(zhì)；分散劑---溶劑2、量少---溶質(zhì)量多---溶劑3、按聚集狀態(tài)：氣態(tài)溶液、液態(tài)溶液、固態(tài)溶液4、溶解度S：單位溶劑中最多能溶解的溶質(zhì)的量溶解度與溫度、壓力等因素有關(guān)。5、相似相溶原理溶劑與溶質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)、極性相似，就能較好地相互溶解NH3------H2OI2--------CCl4

66、溶液濃度的表示方法■物質(zhì)的量濃度c(mol·L-1

或mol·dm-3)

每升溶液中所含溶質(zhì)的摩爾數(shù)■質(zhì)量百分濃度%溶質(zhì)質(zhì)量占溶液質(zhì)量■質(zhì)量摩爾濃度m(mol·kg-1)

1千克溶劑中所含溶質(zhì)的摩爾數(shù)■摩爾分?jǐn)?shù)x(無單位

)

溶質(zhì)、溶劑均可表達(dá)∑xi=0四、溶液71.物質(zhì)B

的摩爾分?jǐn)?shù)2.摩爾濃度mol·L1溶液濃度無量綱3.質(zhì)量摩爾濃度mol·kg18第二節(jié)：稀溶液的依數(shù)性

(Colligativepropertiesofdilutesolutions)溶液的性質(zhì)分為兩類：決定于溶質(zhì)的本性：溶液的顏色、比重、導(dǎo)電性等

決定于溶液的濃度（溶液的依數(shù)性）：溶液的蒸氣壓、沸點(diǎn)、凝固點(diǎn)等性質(zhì)。

只與溶質(zhì)的數(shù)量（摩爾分?jǐn)?shù)）有關(guān)，而與溶質(zhì)的本性、種類無關(guān)的性質(zhì)，稱為“依數(shù)性”。只有溶質(zhì)的濃度低（0.1molkg-1），即所謂“稀溶液”才具有簡單的依數(shù)性定量關(guān)系。依數(shù)性來源于分散微粒間距離遠(yuǎn)，作用力小

91、蒸氣壓下降（Theloweringofthevaporpressure)2、沸點(diǎn)上升(Theelevationoftheboilingpoint)3、凝固點(diǎn)降低(Thedepressionofthefreezingpoint)4、滲透壓(Thephenomenonofosmoticpressure)

討論：難揮發(fā)非電解質(zhì)稀溶液通常所說的“依數(shù)性”，包括四個(gè)方面：10一、純?nèi)軇┑恼魵鈮赫舭l(fā)過程(敞口容器與密閉容器）飽和蒸氣壓難揮發(fā)物質(zhì)與易揮發(fā)物質(zhì)二、溶液的蒸氣壓（加入難揮發(fā)溶質(zhì)）為什么溶液的蒸氣壓會下降？下降多少，由什么決定？依數(shù)性一、溶液的蒸氣壓下降11

1、蒸發(fā)過程氣化（蒸發(fā)）：液體表面能量較大的分子，克服分子間的引力，逸出液體表面進(jìn)入液體上面的空間。凝結(jié)：氣相中的分子，可能與液體表面發(fā)生碰撞，并被周圍的液體分子所吸引，重新回到液相。飽和蒸氣壓：當(dāng)：凝聚=蒸發(fā)達(dá)到平衡，此時(shí)蒸氣壓為一定值。稱為飽和蒸氣壓。與液體本性和溫度有關(guān)。122、溶劑的蒸氣壓:H2O(l)H2O(g)EvaporationCondensation13v(蒸發(fā))>v(凝結(jié))氣化v(蒸發(fā))<v(凝結(jié))凝結(jié)v(蒸發(fā))=v(凝結(jié))====平衡與液相處于平衡時(shí)的蒸氣所具有的壓力（壓強(qiáng)）稱為該溫度下的飽和蒸氣壓，簡稱蒸氣壓，用p表示，單位為Pa或kPa。蒸發(fā)：晾衣凝結(jié)：黃梅天回潮

3、固體的飽和蒸汽壓除液體外，固體也有飽和蒸氣壓。如干冰、萘、碘等固體，蒸氣壓很大，可直接由固體變成氣體（升華）。

4、飽和蒸氣壓與溫度密切相關(guān)：蒸氣壓—溫度曲線溫度升高，蒸氣壓增大14pT乙醚乙醇水1atm34.6℃78.5℃100℃揮發(fā)性:乙醚>乙醇>水.

155、飽和蒸氣壓與物質(zhì)的種類有關(guān)。根據(jù)常溫下液體蒸汽壓的大小劃分為難揮發(fā)物質(zhì)與易揮發(fā)物質(zhì)。16二、溶液的蒸氣壓下降1、什么是溶液的飽和蒸氣壓？

指的是溶液中，作為溶劑的那種物質(zhì)，所具有的飽和蒸氣壓（分壓力）。2、什么是“溶液的蒸氣壓下降”？

同一溫度下，溶液的蒸氣壓比純?nèi)軇┑恼魵鈮阂。鼈冎g的差值，叫“溶液的蒸氣壓下降”。173、為什么溶液的蒸氣壓會下降？

當(dāng)溶質(zhì)分散于溶劑之中，溶液表面的部分位置，被溶質(zhì)分子所占據(jù)，使得單位表面所能逸出的溶劑的分子個(gè)數(shù)減少，因此溶液蒸氣壓較之純?nèi)軇┯兴档汀?84、溶液的蒸氣壓下降多少？

——拉烏爾定律（Raoult’sLaw)

p=nA+nBnAp0

或：

p=xAp0

溶液的蒸氣壓下降，等于純?nèi)軇┑恼魵鈮?，乘以溶質(zhì)的摩爾分?jǐn)?shù)，而與溶質(zhì)的本性無關(guān)。

對于稀溶液：nA>>nB,所以nA+nBnB

pnAnBp019或p=xBp0

200.1molL-1葡萄糖水溶液與0.1molL-1蔗糖水溶液的蒸氣壓相同是非題：0.1molL-1葡萄糖水溶液與0.1molL-1NaCl水溶液的蒸氣壓相同(+)(-)公式中需加入校正因子i(Van’tHoff系數(shù)）

AB型電解質(zhì)：i≈2(KCl、KNO3、CaSO4)AB2或A2B型電解質(zhì)：i≈3(MgCl2、CaCl2、Na2SO4)但稀溶液定律所表達(dá)的依數(shù)性與溶液濃度的定量關(guān)系不適用于濃溶液和電解質(zhì)溶液。電解質(zhì)溶液或者濃度較大的溶液也與非電解質(zhì)稀溶液一樣具有溶液蒸氣壓下降、沸點(diǎn)上升、凝固點(diǎn)下降和滲透壓等性質(zhì)。注意點(diǎn)：例題:下列哪種溶液有最低的蒸汽壓？(1)0.1mol·L1HAc(2)0.1mol·L1NaCl(3)0.1mol·L1H2SO4(4)0.1mol·L1

葡萄糖解:溶質(zhì)微?？倲?shù)順序?yàn)?0.1mol·L1H2SO4>0.1mol·L1NaCl>0.1mol·L1HAc>0.1mol·L1glucose.So,蒸氣壓下降順序?yàn)?0.1mol·L1H2SO4>0.1mol·L1NaCl>0.1mol·L1HAc>0.1mol·L1glucose..蒸氣壓順序?yàn)?0.1mol·L1H2SO4<0.1mol·L1NaCl<0.1mol·L1HAc<0.1mol·L1glucose.HowtoEvaluatethe溶質(zhì)?2223依數(shù)性二、溶液的沸點(diǎn)升高和凝固點(diǎn)降低一、溶液的沸點(diǎn)升高（一）液體的沸點(diǎn)Tb1、定義：液體沸騰時(shí)的溫度。此時(shí)液體的飽和蒸氣壓等于外界大氣的壓力。一般外壓在100kpa（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)）時(shí)，稱為正常沸點(diǎn)。At100℃,p飽和

(H2O,l)=p=1atm=100kPaH2O(g)CondensationH2O(l)Evaporation2、沸點(diǎn)與外界壓力：

為何在高原地區(qū)煮不熟飯？減壓蒸餾高壓消毒2425溶劑中加入難揮發(fā)性非電解質(zhì)后，溶劑蒸氣壓下降，沸點(diǎn)上升。且溶液越濃，沸點(diǎn)升高得越多（二）溶液的沸點(diǎn)升高26二、溶液的凝固點(diǎn)降低1、定義：固液兩相平衡共存時(shí)的溫度即：液相蒸氣壓=固相蒸氣壓時(shí)的溫度（一）純液體的凝固點(diǎn)TfH2O(l)H2O(s)freezemeltAt0℃，p(H2O,g)=610.6Pa=p(H2O,s)27二、溶液的凝固點(diǎn)降低溶劑中加入難揮發(fā)性非電解質(zhì)后，溶劑蒸氣壓下降，凝固點(diǎn)下降。且溶液越濃，凝固點(diǎn)降低得越多。固體的冰同水一樣也能蒸發(fā)（冰也具有蒸汽壓），但冰的蒸汽壓隨溫度降低而減少的幅度大于水。水溶液的沸點(diǎn)升高和凝固點(diǎn)降低示意圖AA’氣液冰CTbTf0溫度/0CTb100101.30.61飽和蒸汽壓kPapTfpBB’

Kb、Kf

為溶劑的沸點(diǎn)升高常數(shù)、凝固點(diǎn)下降常數(shù)，兩者與溶劑的性質(zhì)相關(guān)。（K·kg·mol-1)kb、

kf

稱為溶劑的沸點(diǎn)上升常數(shù)、凝固點(diǎn)下降常數(shù),是溶劑的本性，與溶劑的種類有關(guān)。但與溶質(zhì)種類無關(guān)，只與溶質(zhì)濃度有關(guān)（依數(shù)性）。三、定量關(guān)系：Raoult’slaw拉烏爾定律:ΔTb=Kb·mΔTf=Kf·mand.這里，m是溶液的質(zhì)量摩爾濃度29301.溶質(zhì)：難揮發(fā)性非電解質(zhì)

電解質(zhì)：Tb=iKbmB2.稀溶液：mB0.1molkg-13.Kb、Kf只與溶劑有關(guān)，與溶質(zhì)無關(guān)Tf=iKfmB注意（1）沸點(diǎn)上升、凝固點(diǎn)下降應(yīng)用：撒鹽除積雪、冰鹽浴做低溫冷凍劑、低溫防凍劑（乙二醇等）

（2）用拉烏爾定律，通過測量溶液的沸點(diǎn)上升、凝固點(diǎn)下降的方法，測定溶質(zhì)的分子量或摩爾質(zhì)量。（分子量特別大的物質(zhì)采用滲透壓法）31應(yīng)用32（1）汽車水箱防裂H2O+乙二醇或甘油，可使水的冰點(diǎn)降低至-30o。（2）冰鹽混合物作為冷凍劑。將NaCl和冰混合,混合物從外界吸熱,冰部分融化,冰水共存,應(yīng)為零度,水將NaCl溶解,形成溶液,冰點(diǎn)低于零度,故冰將繼續(xù)融化.理論上可達(dá)到低共熔點(diǎn)的溫度,-22C°;用CaCl2

和冰的混合物,可以獲得-55C°的低溫;用CaCl2,冰和丙酮的混合物,可以致冷到-70C°以下.33（3）沸點(diǎn)上升法和凝固點(diǎn)降低法可用來測定溶質(zhì)的分子量,其公式為：但常用凝固點(diǎn)法，因?yàn)椋?.Kf>Kb，可減少測量誤差。2.Tf<<Tb，生物樣品、有機(jī)物不易被破壞。3.測Tb因揮發(fā)而引起濃度變化，不能重復(fù)測定。在U形管中,用半透膜將等體積的H2O和糖水分開,放置一段時(shí)間,會發(fā)生什么現(xiàn)象?

一段時(shí)間后,糖水的液面升高;而H2O的液面降低.這種溶劑透過半透膜,進(jìn)入溶液的現(xiàn)象,稱為滲透現(xiàn)象.（一）滲透現(xiàn)象：溶劑分子通過半透膜單方向的擴(kuò)散半透膜：水分子自由通過而不能通過溶質(zhì)的膜狀物，如細(xì)胞膜、蘿卜皮、腸衣、牛皮紙等依數(shù)性四：滲透壓

OsmoticPressure34滲透現(xiàn)象發(fā)生以后,當(dāng)過程進(jìn)行到一定程度時(shí),右行和左行的H2O分子數(shù)目相等,這時(shí),達(dá)到平衡,即H2O柱不再下降;同時(shí),糖水柱不再升高.（二）滲透平衡：半透膜兩邊水的滲透速率相同液面高度差造成的靜壓,稱為溶液的滲透壓,用表示,單位為Pa.（三）滲透壓：阻止?jié)B透作用所施加于溶液的最小外壓依數(shù)性四：滲透壓

OsmoticPressure35產(chǎn)生的原因:在兩側(cè)靜水壓相同的前提下,由于半透膜兩側(cè)透過的H2O分子的數(shù)目不等,在單位時(shí)間里,進(jìn)入糖水的H2O分子多些36（四）產(chǎn)生滲透現(xiàn)象的兩個(gè)必要條件：1.半透膜的存在2.膜兩側(cè)單位體積內(nèi)溶劑分子數(shù)不相等（即滲透濃度ic不同）（五）滲透方向：溶劑溶液稀溶液濃溶液（六）滲透壓大小的計(jì)算——范特荷甫方程(van’tHoffequation)1886年，荷蘭物理化學(xué)家J.H.van’tHoff發(fā)現(xiàn)非電解質(zhì)稀溶液的滲透壓的大小，可以用與理想氣體狀態(tài)方程(pV=nRT)形式相似的方程式計(jì)算：V=nRT

式中：——滲透壓

V——m3（

體積）R——8.314(Pam3mol-1K-1)3738Π與cB及T的關(guān)系ΠV=nRTcB：mol·L-1

R：8.314kPa·mol-1·L·K-1T：KΠ：kPaV：m3

8.314Pa·m3·mol-1·K-1Π：Pa1.適用于稀溶液2.對于電解質(zhì)Π=icBRT

Π=cBRT

（七）造成滲透壓的原因：半透膜兩邊溶液的蒸氣壓不等。蒸氣壓是一個(gè)內(nèi)在動力。A.密閉容器分子通過蒸氣分子轉(zhuǎn)移B.用半透膜連接水分子的轉(zhuǎn)移有兩條轉(zhuǎn)移途徑：上面途徑速率小，主要由下方控制實(shí)際：兩邊蒸氣壓不等，造成兩端化學(xué)勢不同。自發(fā)變化的方向是物質(zhì)由化學(xué)勢較大的相流向較小的相，直至兩者相等。39P

Reverseosmosis（八）ReverseOsmosis反滲透40a.P=Π滲透平衡b.P<Π正向滲透c.P>Π反向滲透制凈水、污水治理、海水淡化溶液入口進(jìn)水間隔薄膜吸水材料濃溶液凈水反滲透膜組件示意圖41（九）滲透壓在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用人體靜脈輸液：營養(yǎng)液調(diào)節(jié)到與血液具有相同的滲透壓(等滲溶液，藥水應(yīng)溶入生理鹽水或50g·L-1葡萄糖內(nèi))治療腦外傷顱壓高的病人，輸甘露醇4243等滲、高滲和低滲溶液血漿的滲透濃度：303.7mmol·L-1

組織間液的滲透濃度：302.2mmol·L-1

細(xì)胞內(nèi)液的滲透濃度：302.2mmol·L-1

44臨床上規(guī)定：

滲透濃度：280~320mmol·L-1等滲溶液

滲透濃度：<280mmol·L-1低滲溶液

滲透濃度：>320mmol·L-1高滲溶液

9g·L-1NaClcos=2×9×103/58.5=306mmol·L-1

50g·L-1葡萄糖cos=50×103/180=278mmol·L-1

12.5g·L-1NaHCO3

cos=2×12.5×103/84=298mmol·L-145紅細(xì)胞在不同濃度的NaCl溶液中的形態(tài)(c)在3g·L-1NaCl溶液中脹大破裂溶血(a)在9g·L-1NaCl溶液中形態(tài)基本不變(b)在15g·L-1NaCl溶液中皺縮直至栓塞輸入液的π>血液高滲血球水流出紅血球收縮失水輸入液的π<血液低滲

輸液水進(jìn)入血球紅血球撐破46（十）滲透壓力法測溶質(zhì)的相對分子量凝固點(diǎn)降低法測小分子的分子量滲透壓力法測大分子的分子量47補(bǔ)充題一：在1L水中需加入多少克NaCl才能防止水在-2℃時(shí)結(jié)冰，加入NaCl后該溶液在25℃時(shí)的滲透壓力為多少？解：48補(bǔ)充題二：臨床上用CaCl2·2H2O(M=147.0)針劑，其質(zhì)量濃度為100g·L-1，該針劑的近似凝固點(diǎn)及在37℃時(shí)的滲透壓力，該針劑是等滲、低滲還是高滲溶液。細(xì)胞在該溶液中會出現(xiàn)什么情況？

M(CaCl2)=111.0解：取決于Kfpand溶質(zhì)微?？倲?shù)

甲醇---弱電解質(zhì),so(1)>(2)(Tfp

about0℃)

Kfp(water)=1.86℃.kg.mol-1,Tfp(H2O)=0.0℃

Kfp(benzene)=5.12℃.kg.mol-1,Tfp=(C6H6)5.5℃

0.1mol.kg-1使Tfp分別約為(0~0.186)℃和(5.5~0.55)℃。則(3)>(2);因此,凝固點(diǎn)由高到低的順序是(3)>(1)>(2)