基礎化學法定單位有效數(shù)字分散系統(tǒng)

基礎化學法定單位有效數(shù)字分散系統(tǒng)第1頁，共47頁，2023年，2月20日，星期四內(nèi)容提要基礎化學課程的地位和作用我國的法定計量單位有效數(shù)字量綱分析溶液的組成標度物質(zhì)的量物質(zhì)的量濃度摩爾分數(shù)和質(zhì)量摩爾濃度摩爾分數(shù)質(zhì)量摩爾濃度第2頁，共47頁，2023年，2月20日，星期四教學基本要求掌握物質(zhì)的量、物質(zhì)的量濃度、摩爾分數(shù)和質(zhì)量摩爾濃度的定義、表示方法及計算。熟悉SI單位制和我國法定計量單位。了解基礎化學課程的地位和作用。第3頁，共47頁，2023年，2月20日，星期四第一節(jié)基礎化學課程的地位和作用化學：在原子-分子層次上研究物質(zhì)的組成、結構、性質(zhì)及其變化規(guī)律的科學。

實物：具有靜止質(zhì)量，物質(zhì)化學的研究對象。場：沒有靜止質(zhì)量，不屬于化學的研究對象。第4頁，共47頁，2023年，2月20日，星期四第一節(jié)基礎化學課程的地位和作用物質(zhì)的例子實物(substance)：

星球汽車分子場(field)：無線電波（電磁場）光子第5頁，共47頁，2023年，2月20日，星期四第一節(jié)基礎化學課程的地位和作用化學研究的例子反應：H2(g)+I2(g)2HI(g)機理：I2(g)2I(g)（快）

2I(g)+H2(g)2HI(g)（慢）第6頁，共47頁，2023年，2月20日，星期四第一節(jié)基礎化學課程的地位和作用化學的分類第7頁，共47頁，2023年，2月20日，星期四第一節(jié)基礎化學課程的地位和作用化學是一門中心學科。第8頁，共47頁，2023年，2月20日，星期四第一節(jié)基礎化學課程的地位和作用化學和醫(yī)學、藥學的關系。第9頁，共47頁，2023年，2月20日，星期四第一節(jié)基礎化學課程的地位和作用什么是基礎化學?；A化學溶液化學反應的能量、速率、電化學物質(zhì)結構化學分析酸堿、電解質(zhì)、滲透壓、膠體（生理、病理基礎）反應的自發(fā)性、平衡、速率、機理，電位（生理、病理、藥理基礎）原子、分子、配合物（有機分子、生物分子基礎）化學和儀器分析方法（臨床分析和實驗技能基礎）第10頁，共47頁，2023年，2月20日，星期四第一節(jié)基礎化學課程的地位和作用怎樣學好基礎化學?；A化學預習聽課筆記練習復習實驗自學討論課外讀物第11頁，共47頁，2023年，2月20日，星期四第二節(jié)我國的法定計量單位國際單位制1960年第11屆國際計量大會（CGPM）以六個基本單位為基礎命名“國際單位制”（leSystèmeInternationald’Unités，縮寫為SI），1971年第14屆CGPM增加第7個基本單位摩爾。第12頁，共47頁，2023年，2月20日，星期四第二節(jié)我國的法定計量單位國際單位制組成

SI基本單位

SI單位

SI單位SI導出單位

SI倍數(shù)單位第13頁，共47頁，2023年，2月20日，星期四第二節(jié)我國的法定計量單位國際單位制SI基本單位

量的名稱單位符號長度米m質(zhì)量千克kg時間秒s電流安[培]A熱力學溫度開[爾文]K物質(zhì)的量摩[爾]mol發(fā)光強度坎[德拉]cd第14頁，共47頁，2023年，2月20日，星期四第二節(jié)我國的法定計量單位國際單位制SI長度單位—米（meter）“米”定義為真空中1/299792458秒時間光行距離。氫原子的半徑是

53×10-12m(53pm)表9-4給出37pm？第15頁，共47頁，2023年，2月20日，星期四第二節(jié)我國的法定計量單位國際單位制SI質(zhì)量單位—千克（kilogram）國際標準千克用鉑-銥合金制造，保存在位于法國的國際標準局。第16頁，共47頁，2023年，2月20日，星期四第二節(jié)我國的法定計量單位國際單位制SI時間單位—秒（second）

1秒定義為氣態(tài)銫原子吸收微波輻射9192631770次振蕩的時間。

銫原子鐘第17頁，共47頁，2023年，2月20日，星期四第二節(jié)我國的法定計量單位國際單位制SI熱力學溫度單位—開[爾文]（kelvin）

常壓下水的冰點是0℃，熱力學溫度和攝氏溫度的關系是：T/K=T/℃+273.15溫度計第18頁，共47頁，2023年，2月20日，星期四第二節(jié)我國的法定計量單位國際單位制一些SI導出單位

量的名稱單位符號用SI基本單位表示

力，重力牛[頓]N1N=1kg·m/s2壓力，壓強帕[斯卡]Pa1Pa=1N/m2能，功，熱量焦[耳]J1J=1N·m電荷[量]庫[侖]C1C=1A·s電動勢，電位伏[特]V1V=1W/A攝氏溫度攝氏度℃T/K=T/℃+273.15第19頁，共47頁，2023年，2月20日，星期四第二節(jié)我國的法定計量單位國際單位制部分SI詞頭（常用8個）

因數(shù)詞頭名稱符號因數(shù)詞頭名稱符號1018exa艾[克薩]E10-1deci分d1015peta拍[它]P10-2centi厘c1012tera太[拉]T10-3milli毫m109giga吉[咖]G10-6micro微μ106mega兆M10-9nano納[諾]n103kilo千k10-12pico皮[可]p102hecto百h10-15femto飛[姆托]f10deka十da10-18atto阿[托]a第20頁，共47頁，2023年，2月20日，星期四第二節(jié)我國的法定計量單位我國的法定計量單位一切屬于國際單位制的單位都是我國的法定計量單位。

可與SI單位并用的法定計量單位

量的名稱單位符號時間分時日minhd體積升l、L能電子伏eV第21頁，共47頁，2023年，2月20日，星期四第三節(jié)有效數(shù)字有效數(shù)字的概念有效數(shù)字(significantfigure)是既能表達數(shù)值大小,又能表明測量值準確程度的數(shù)字表示方法,它包括測得的全部準確數(shù)字和一位可疑數(shù)字，可疑數(shù)字的誤差為±1。2526?第22頁，共47頁，2023年，2月20日，星期四第三節(jié)有效數(shù)字有效數(shù)字的概念在有效數(shù)字的表示中，0～9這10個數(shù)字，只有“0”作為定位時是非有效數(shù)字。例如溶液體積20.50mL=0.02050L，后者在在數(shù)字“2”之前的“0”只起定位作用，不是有效數(shù)字。0.02050有四位有效數(shù)字。第23頁，共47頁，2023年，2月20日，星期四第三節(jié)有效數(shù)字有效數(shù)字的概念為了準確表述有效數(shù)字，需要使用科學計數(shù)法（scientificnotation）?？茖W計數(shù)法用一位整數(shù)、若干位小數(shù)和10的冪次表示有效數(shù)字。如4.2×103(兩位有效數(shù)字)，4.20×103(三位有效數(shù)字),4.200×103(四位有效數(shù)字)。第24頁，共47頁，2023年，2月20日，星期四第三節(jié)有效數(shù)字有效數(shù)字的概念表示倍率、分率的數(shù)，凡定義給定的值、國際協(xié)議的值等，不帶有誤差者，稱為準確值（exactnumber），不受有效數(shù)字位數(shù)限制。例如以Na2CO3為基本單元，摩爾質(zhì)量M(Na2CO3)=(106.0÷2)g·mol-1，此處2是自然數(shù)。一般計算時也不考慮相對原子質(zhì)量等常數(shù)的有效數(shù)字位數(shù)。第25頁，共47頁，2023年，2月20日，星期四第三節(jié)有效數(shù)字有效數(shù)字的概念化學中常見的以對數(shù)表示的pH、pK及l(fā)gc等,其有效數(shù)字的位數(shù),僅取決于小數(shù)部分的位數(shù),因為整數(shù)部分只與其對應真數(shù)中的10的方次有關。如pH=10.20有兩位有效數(shù)字，與表示成[H3O+]=6.3×10-11mol·L-1一致。第26頁，共47頁，2023年，2月20日，星期四第三節(jié)有效數(shù)字有效數(shù)字及其運算規(guī)則修約當實驗測定值和計算值的有效位數(shù)確定之后，要對它后面的多余的數(shù)字進行取舍，這一過程稱為修約（rounding），通常按“四舍六入五留雙”規(guī)則進行處理。當約去數(shù)為4時舍棄，為6時則進位；當約去數(shù)為5而后面無其它數(shù)字時，若保留數(shù)是偶數(shù)(包括0)則舍去,是奇數(shù)則進位,使修約后的最后一位數(shù)字為偶數(shù)。第27頁，共47頁，2023年，2月20日，星期四第三節(jié)有效數(shù)字有效數(shù)字及其運算規(guī)則加減運算加減運算所得結果的有效數(shù)字位數(shù)以參加運算各數(shù)字中精度最低，即小數(shù)點后位數(shù)最少的數(shù)為準。例如0.5362+0.25，和為0.79。乘除運算乘除運算所得結果的有效數(shù)字位數(shù)以參加運算各數(shù)字中相對誤差最大,即有效數(shù)字位數(shù)最少的數(shù)為準。例如0.0121×25.64,積為0.310。第28頁，共47頁，2023年，2月20日，星期四第三節(jié)有效數(shù)字例：計算21.64mL,0.2463mol/LA溶液中溶質(zhì)物質(zhì)的量。解：0.2463mol/L×21.64mL=5.340mmol

21.64×0.2463

649212984865643285.339932第29頁，共47頁，2023年，2月20日，星期四第四節(jié)量綱分析量綱分析(dimensionalanalysis)化學計算的方程式往往是量的方程式，表示物理量之間的關系。量可以定量地表示為量的數(shù)值和量的單位的乘積：A={A}·[A]

式中，A為物理量的符號，[A]為單位的符號，{A}是以單位[A]表示量A的數(shù)值。量方程式計算的每一個步驟中物理量數(shù)據(jù)都應該帶單位。這些單位在計算時或保留、或相乘、或相除、或“抵消”，稱為量綱分析。第30頁，共47頁，2023年，2月20日，星期四第四節(jié)量綱分析換算因子(conversionfactor)量綱分析的關鍵是換算因子的運用。換算因子是分子和分母表示具有不同單位的同一物理量的分數(shù)形式。例如液體體積的換算，1L=1000mL，所以換算因子是：和另外，相關聯(lián)的不同物理量之間的相互換算也可作換算因子處理，例如，由密度相關聯(lián)，溶液的質(zhì)量和體積可以相互換算。第31頁，共47頁，2023年，2月20日，星期四第五節(jié)分散系統(tǒng)與混合物的組成標度物質(zhì)的量(amountofsubstance)定義

摩爾是一系統(tǒng)的物質(zhì)的量，該系統(tǒng)中所包含的基本單元(elementaryentity)數(shù)與0.012kg碳12的原子數(shù)目相等。

在使用摩爾時，基本單元應予指明，可以是原子、分子、離子、電子及其他粒子，或這些粒子的特定組合。第32頁，共47頁，2023年，2月20日，星期四第五節(jié)分散系統(tǒng)與混合物的組成標度物質(zhì)的量意義物質(zhì)的量是表示物質(zhì)數(shù)量的基本物理量。1mol物質(zhì)的基本單元的數(shù)目是阿伏加德羅常數(shù)(Avogadroconstant)的數(shù)值：(6.0221367±0.0000036)×1023阿伏加德羅常數(shù)：L=(6.0221367±0.0000036)×1023mol-1，單位mol-1。這個數(shù)的精確程度隨測量技術水平提高而提高。第33頁，共47頁，2023年，2月20日，星期四第五節(jié)分散系統(tǒng)與混合物的組成標度物質(zhì)的量意義摩爾的定義是絕對定義，不隨測量技術而改變。12g12C的原子數(shù)目是阿伏加德羅常數(shù)的數(shù)值。只要B的基本單元數(shù)目與0.012kg12C的原子數(shù)目一樣多，就是1mol。1molC第34頁，共47頁，2023年，2月20日，星期四第五節(jié)分散系統(tǒng)與混合物的組成標度物質(zhì)的量mol的用法mol是物質(zhì)數(shù)量的計量單位，說1mol物質(zhì)B[(6.0221367±0.0000036)×1023個基本單元]，類似于說1打雞蛋（12只）、1羅鉛筆（144支）。1打雞蛋1羅鉛筆第35頁，共47頁，2023年，2月20日，星期四第五節(jié)分散系統(tǒng)與混合物的組成標度物質(zhì)的量mol的用法“物質(zhì)的量”是整體名詞，不能拆開。使用mol時必須同時指明基本單元。物質(zhì)的量的符號是nB，指物質(zhì)B的物質(zhì)的量；對于具體物質(zhì)，應將基本單元表示在括號內(nèi)，如n(Na2CO3)=0.5mol基本單元應該用粒子符號、物質(zhì)的化學式或它們的特定組合表示。如H、H2、H2O、1/2H2O、1/2SO42-、(2H2+O2)等。第36頁，共47頁，2023年，2月20日，星期四第五節(jié)分散系統(tǒng)與混合物的組成標度問題：1mol物質(zhì)有多少1mol水能一口喝下，宇宙中的星球約1/10mol，算算直徑1cm的小球排滿我國9.6×106km2陸地會有多厚？第37頁，共47頁，2023年，2月20日，星期四第五節(jié)分散系統(tǒng)與混合物的組成標度物質(zhì)的量(amountofsubstance)摩爾質(zhì)量(molarmass)和物質(zhì)的量的計算物質(zhì)B的摩爾質(zhì)量MB定義為B的質(zhì)量mB除以B的物質(zhì)的量nB，即：單位kg·mol-1。以g·mol-1為單位，原子MB的數(shù)值等于其Ar，分子MB的數(shù)值等于其Mr。第38頁，共47頁，2023年，2月20日，星期四第五節(jié)分散系統(tǒng)與混合物的組成標度0.53gNa2CO3的物質(zhì)的量是多少？運用摩爾質(zhì)量的定義式可以方便地計算MB

、mB

和nB。

第39頁，共47頁，2023年，2月20日，星期四第五節(jié)分散系統(tǒng)與混合物的組成標度物質(zhì)的量濃度定義溶液的物質(zhì)的量濃度(amount-of-substanceconcentration)定義為溶質(zhì)B的物質(zhì)的量nB除以溶液的體積V，即：單位mol·L-1，濃度很小時可用mmol·L-1。cB可簡稱為濃度(concentration)。第40頁，共47頁，2023年，2月20日，星期四第五節(jié)分散系統(tǒng)與混合物的組成標度物質(zhì)的量濃度cB的用法使用cB

時必須指明基本單元。對于具體物質(zhì)，應將基本單元表示在括號內(nèi)，如c(1/2Ca2+)=4mmol·L-1

未知相對分子質(zhì)量的物質(zhì)B可用質(zhì)量濃度ρB(massconcentration)表示，單位為kg·L-1，定義是第41頁，共47頁，2023年，2月20日，星期四第五節(jié)分散系統(tǒng)與混合物的組成標度正常人血漿中每100mL含Na+326mg、HCO3-164.7mg、Ca2+10mg，它們的物質(zhì)的量濃度(單位mmol·L-1)各為多少？

第42頁，共47頁，2023年，2月20日，星期四第五節(jié)分散系統(tǒng)與混合物的組成標度市售濃硫酸密度為1.84kg·L-1，H2SO4的質(zhì)量分數(shù)為96%，計算物質(zhì)的量濃度