無(wú)機(jī)及分析化學(xué)物質(zhì)狀態(tài)

無(wú)機(jī)及分析化學(xué)物質(zhì)狀態(tài)2023/4/211第1頁(yè)，共78頁(yè)，2023年，2月20日，星期六1.了解物質(zhì)的氣、液、固三態(tài)的基本特征；2.掌握有關(guān)的幾個(gè)氣體定律的內(nèi)容，并能運(yùn)用這些知識(shí)進(jìn)行基本計(jì)算；3.熟悉非電解質(zhì)稀溶液具有的依數(shù)性；4.了解膠體溶液的性質(zhì)。[教學(xué)要求]

2023/4/212第2頁(yè)，共78頁(yè)，2023年，2月20日，星期六2.1

氣體理想氣體與理想氣體狀態(tài)方程分壓定律與分體積定律2-1氣體第二章物質(zhì)的狀態(tài)2023/4/213第3頁(yè)，共78頁(yè)，2023年，2月20日，星期六氣體的最基本特征：無(wú)限膨脹性和摻混性。2.1.1理想氣體與理想氣體狀態(tài)方程2-1氣體第二章物質(zhì)的狀態(tài)在描述氣體狀態(tài)時(shí)，常用以下物理量：氣體物質(zhì)的量（n）——單位（mol）氣體的體積（V）——指氣體所在容積的體積氣體的壓強(qiáng)（p）——?dú)怏w分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)時(shí)，對(duì)器壁發(fā)生碰而產(chǎn)生了氣體的壓強(qiáng)。氣體的溫度（T）——熱力學(xué)溫度（K）2023/4/214第4頁(yè)，共78頁(yè)，2023年，2月20日，星期六分子不占體積，可看成幾何質(zhì)點(diǎn)，分子間無(wú)吸引力，分子與器壁之間發(fā)生的碰撞不造成動(dòng)能的損失。理想氣體實(shí)際氣體在低壓(＜101.325kPa)和高溫(＞0℃)的條件下，接近理想氣體。2-1氣體第二章物質(zhì)的狀態(tài)2023/4/215第5頁(yè)，共78頁(yè)，2023年，2月20日，星期六（2）當(dāng)n,T一定時(shí)

V

∝1／p

p1V1=p2V2波義耳定律當(dāng)n，p一定時(shí)V

∝T

V1／V2=T1／T2

查理-蓋·呂薩克定律當(dāng)p，T一定時(shí)V

∝

nn

1／n2=V1／V2

阿佛加德羅定律2-1氣體第二章物質(zhì)的狀態(tài)2023/4/216第6頁(yè)，共78頁(yè)，2023年，2月20日，星期六綜合以上三式，可合并為

V∝nT／P實(shí)驗(yàn)測(cè)得比例系數(shù)為R，則V=nRT／

p通常寫成pV=nRT

理想氣體狀態(tài)方程單位：p----PaV----m3

T----Kn----mol理想氣體常數(shù)R=8.314Pa·m3·mol-1·K-1J·mol-1·K-11atm=760mmHg=1.01325×105Pa2-1氣體第二章物質(zhì)的狀態(tài)2023/4/217第7頁(yè)，共78頁(yè)，2023年，2月20日，星期六pV=nRT

R----摩爾氣體常數(shù)在STP下，p=101.325kPa,T=273.15Kn=1.0mol時(shí),Vm=22.414L=22.414×10-3m3R=8.314kPaLK-1mol-1理想氣體狀態(tài)方程式：2-1氣體第二章物質(zhì)的狀態(tài)2023/4/218第8頁(yè)，共78頁(yè)，2023年，2月20日，星期六1.計(jì)算p，V，T，n四個(gè)物理量之一。2.氣體摩爾質(zhì)量的計(jì)算

理想氣體狀態(tài)方程式的應(yīng)用用于溫度不太低，壓力不太高的真實(shí)氣體。pV=nRT2-1氣體第二章物質(zhì)的狀態(tài)2023/4/219第9頁(yè)，共78頁(yè)，2023年，2月20日，星期六==m/V3.氣體密度的計(jì)算2-1氣體第二章物質(zhì)的狀態(tài)2023/4/2110第10頁(yè)，共78頁(yè)，2023年，2月20日，星期六例2-1在容積為10.0dm3的真空鋼瓶?jī)?nèi)充入氯氣，當(dāng)溫度為288K時(shí)，測(cè)得瓶?jī)?nèi)氣體的壓強(qiáng)為1.01?107Pa。試計(jì)算鋼瓶?jī)?nèi)氯氣的質(zhì)量，以千克表示。解：由，推出例2-12-1氣體第二章物質(zhì)的狀態(tài)2023/4/2111第11頁(yè)，共78頁(yè)，2023年，2月20日，星期六例2-2在373K和100kPa壓強(qiáng)下，UF6（密度最大的一種氣態(tài)物質(zhì)）的密度是多少？是H2的多少倍？解：由，推出或例2-32023/4/2112第12頁(yè)，共78頁(yè)，2023年，2月20日，星期六

某氣體化合物是氮的氧化物，其中含氮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30.5%。在一容器中充有該氮氧化合物，質(zhì)量是4.107g，其體積為0.500L，壓力為202.7kPa，溫度為0℃，求：（1）在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下該氣體的密度；（2）該化合物的相對(duì)分子質(zhì)量；（3）該化合物的分子式。(1)4.107g·L-1p1V1=p2V2

M=92.0g·mol-1N2O4

[練習(xí)]2023/4/2113第13頁(yè)，共78頁(yè)，2023年，2月20日，星期六組分氣體：理想氣體混合物中每一種氣體叫做組分氣體分壓：組分氣體i在相同溫度下占有與混合氣體相同體積時(shí)所產(chǎn)生的壓強(qiáng)，叫做組分氣體i的分壓。

2.1.2分壓定律與分體積定律（表達(dá)式之一）2-1氣體第二章物質(zhì)的狀態(tài)2023/4/2114第14頁(yè)，共78頁(yè)，2023年，2月20日，星期六分壓定律：

混合氣體的總壓等于混合氣體中各組分氣體分壓之和。p=p1+p2+或p=

pi（

表達(dá)式之二）n=n1+n2+

（道爾頓分壓定律）2-1氣體第二章物質(zhì)的狀態(tài)2023/4/2115第15頁(yè)，共78頁(yè)，2023年，2月20日，星期六分壓的求解：xii的摩爾分?jǐn)?shù)（表達(dá)式之三）2-1氣體第二章物質(zhì)的狀態(tài)2023/4/2116第16頁(yè)，共78頁(yè)，2023年，2月20日，星期六例題：某容器中含有NH3、O2、N2等氣體的混合物。取樣分析后，其中n(NH3)=0.320mol，n(O2)=0.180mol，n(N2)=0.700mol?；旌蠚怏w的總壓p=133.0kPa。試計(jì)算各組分氣體的分壓。解：n=n(NH3)+n(O2)+n(N2)=1.200(mol)=0.320+0.180+0.700p(N2)=p-p(NH3)-p(O2)

=(133.0-35.5-20.0)kPa=77.5kPa或2023/4/2117第17頁(yè)，共78頁(yè)，2023年，2月20日，星期六

分壓定律的應(yīng)用2-1氣體第二章物質(zhì)的狀態(tài)2023/4/2118第18頁(yè)，共78頁(yè)，2023年，2月20日，星期六例題：

用金屬鋅與鹽酸反應(yīng)制取氫氣。在25℃下，用排水集氣法收集氫氣，集氣瓶中氣體壓力為98.70kPa（25℃時(shí)，水的飽和蒸氣壓為3.17kPa），體積為2.50L，計(jì)算反應(yīng)中消耗鋅的質(zhì)量。2-1氣體第二章物質(zhì)的狀態(tài)2023/4/2119第19頁(yè)，共78頁(yè)，2023年，2月20日，星期六解：T=(273.15+25)K=298.15K

p=98.70kPaV=2.50L298.15K時(shí)，p(H2O)=3.17kPaMr(Zn)=65.39Zn(s)+2HClZnCl2+H2(g)65.39g1molm(Zn)=?0.0964mol2023/4/2120第20頁(yè)，共78頁(yè)，2023年，2月20日，星期六

分體積：指相同溫度下，組分氣體具有與混合氣體相同壓力時(shí)所占體積。O2N2O2+N2+V1、P、TV2、P、TV1+V2、P、T混合氣體總體積V總=各組分氣體的分體積Vi之和V總=V1+V2+V3+V4······Vi分體積定律2-1氣體第二章物質(zhì)的狀態(tài)2023/4/2121第21頁(yè)，共78頁(yè)，2023年，2月20日，星期六V總

=V1+V2

+pnRT=—稱為B的體積分?jǐn)?shù)P總piij=V總Vxp總piiiij===,2-1氣體第二章物質(zhì)的狀態(tài)2023/4/2122第22頁(yè)，共78頁(yè)，2023年，2月20日，星期六例題：天然氣是多組分的混合物，其組成為：CH4，C2H6，C3H8和C4H10。若該混合氣體的溫度為25℃?？倝毫?50.0kPa，n總=100.0mol。n(CH4):n(C2H6):n(C3H8):n(C4H10)=47.0:2.0:0.80:0.20。計(jì)算各組分的分體積和體積分?jǐn)?shù)。解：以CH4的分體積、體積分?jǐn)?shù)為例。解法一：思路，需先求出n(CH4)2-1氣體第二章物質(zhì)的狀態(tài)2023/4/2123第23頁(yè)，共78頁(yè)，2023年，2月20日，星期六n(CH4)=x(CH4)·n總2-1氣體第二章物質(zhì)的狀態(tài)2023/4/2124第24頁(yè)，共78頁(yè)，2023年，2月20日，星期六解法二：

2-1氣體第二章物質(zhì)的狀態(tài)2023/4/2125第25頁(yè)，共78頁(yè)，2023年，2月20日，星期六2-3液體與溶液第二章物質(zhì)的狀態(tài)2.3

液體與溶液●液體的特征:沒有固定的外形和顯著的膨脹性,有一定的體積、流動(dòng)性、摻混性、表面張力和沸點(diǎn)2.3.1液體的蒸發(fā)與凝固

飽和蒸氣壓：氣液兩相平衡時(shí)蒸氣的分壓即為該液體的飽和蒸氣壓。沸點(diǎn)：液體的飽和蒸氣壓與外界壓強(qiáng)相等時(shí)的溫度。2023/4/2126第26頁(yè)，共78頁(yè)，2023年，2月20日，星期六

系統(tǒng)：研究討論的對(duì)象只含有一個(gè)相的系統(tǒng)----單相系統(tǒng)含有兩個(gè)及以上相的系統(tǒng)---多相系統(tǒng)2.3.2

非電解質(zhì)稀溶液的依數(shù)性一、水的相圖

相：系統(tǒng)中化學(xué)性質(zhì)和物理性質(zhì)完全相同的部分

不同的相之間有明顯的界面例：鹽水溶液---單相系統(tǒng)鹽水溶液+上空的空氣和水蒸氣兩相系統(tǒng)鹽水溶液+上空的空氣和水蒸氣+加鹽，直到有鹽析出三相系統(tǒng)2-3液體與溶液第二章物質(zhì)的狀態(tài)2023/4/2127第27頁(yè)，共78頁(yè)，2023年，2月20日，星期六例如：（1）油和水構(gòu)成的系統(tǒng)，只有一個(gè)態(tài)---液態(tài)，但包含兩個(gè)相。（2）冰、水、水蒸氣的化學(xué)組成相同，三者之間的轉(zhuǎn)化沒有發(fā)生化學(xué)變化，但卻發(fā)生了相的變化。

態(tài)：物質(zhì)存在的狀態(tài)固、液、氣三相之間的轉(zhuǎn)化稱為相變相變達(dá)到平衡時(shí)稱為相平衡相平衡與溫度、壓力之間的關(guān)系圖稱為相圖2-3液體與溶液第二章物質(zhì)的狀態(tài)2023/4/2128第28頁(yè)，共78頁(yè)，2023年，2月20日，星期六

水的相圖是根據(jù)實(shí)驗(yàn)繪制：三條線、一個(gè)點(diǎn)和三個(gè)區(qū)組成。三個(gè)單相區(qū)：在氣、液、固三個(gè)單相區(qū)內(nèi)，獨(dú)立的改變溫度和壓力不會(huì)引起相的改變。三條兩相平衡線：表示兩相平衡時(shí)平衡壓力與溫度的對(duì)應(yīng)關(guān)系。OA是氣-液兩相平衡線OB是氣-固兩相平衡線OC是液-固兩相平衡線O點(diǎn)是三相點(diǎn)氣-液-固三相共存2-3液體與溶液第二章物質(zhì)的狀態(tài)2023/4/2129第29頁(yè)，共78頁(yè)，2023年，2月20日，星期六O點(diǎn)是水的三相點(diǎn),氣-液-固三相共存。三相點(diǎn)的溫度和壓力皆由體系自定(H2O的三相點(diǎn)溫度為0.0098℃，壓力為611Pa)三相點(diǎn)與冰點(diǎn)的區(qū)別水的冰點(diǎn)(icepoint)是指被101.325kPa下空氣所飽和了的水與冰呈平衡的溫度，即0℃。系統(tǒng)所受壓力（101.325kPa）是空氣和水蒸氣的總壓力。

冰點(diǎn)溫度比三相點(diǎn)溫度低0.01℃是由兩種因素造成的：(1)因外壓增加，使凝固點(diǎn)下降(2)因水中溶有空氣，使凝固點(diǎn)下降2-3液體與溶液第二章物質(zhì)的狀態(tài)2023/4/2130第30頁(yè)，共78頁(yè)，2023年，2月20日，星期六

2-3液體與溶液第二章物質(zhì)的狀態(tài)2023/4/2131第31頁(yè)，共78頁(yè)，2023年，2月20日，星期六二、非電解質(zhì)稀溶液的依數(shù)性

蒸氣壓：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)由液面蒸發(fā)出的分子數(shù)和由氣相回到液體內(nèi)的分子數(shù)相等時(shí)，氣、液兩相處于平衡狀態(tài)，這時(shí)液體上方的蒸氣所具有的壓力稱為溶劑在該溫度下的飽和蒸氣壓，簡(jiǎn)稱蒸氣壓。1.溶液的蒸氣壓下降－－拉烏爾定律蒸氣壓的大小表示液體分子向外逸出的趨勢(shì)2-3液體與溶液第二章物質(zhì)的狀態(tài)2023/4/2132第32頁(yè)，共78頁(yè)，2023年，2月20日，星期六

下圖稀溶液蒸氣壓下降的實(shí)驗(yàn)說明溶液的蒸氣壓小于純?nèi)軇┑恼魵鈮?-3液體與溶液第二章物質(zhì)的狀態(tài)2023/4/2133第33頁(yè)，共78頁(yè)，2023年，2月20日，星期六實(shí)驗(yàn)測(cè)定25C時(shí)，水的飽和蒸氣壓：

p(H2O)=3167.7Pa

0.5mol·kg-1糖水的蒸氣壓為：

p(H2O)=3135.7Pa

1.0mol·kg-1糖水的蒸氣壓為：

p(H2O)=3107.7Pa結(jié)論：

溶液的蒸氣壓比純?nèi)軇┑?，溶液濃度越大，蒸氣壓下降越多?/p>

2-3液體與溶液第二章物質(zhì)的狀態(tài)2023/4/2134第34頁(yè)，共78頁(yè)，2023年，2月20日，星期六當(dāng)純?nèi)軇┲腥苋肓穗y揮發(fā)的非電解質(zhì)時(shí)，純?nèi)軇┑牟糠直砻姹蝗軇┗娜苜|(zhì)所占據(jù)，單位時(shí)間內(nèi)逸出溶液液面的分子數(shù)目就會(huì)相應(yīng)減少，結(jié)果在達(dá)到平衡時(shí)，溶液表面蒸發(fā)的分子數(shù)和回到溶液表面的分子數(shù)也較純?nèi)軇┑纳?，因而使溶液的蒸氣壓下降。蒸氣壓下降原?-3液體與溶液第二章物質(zhì)的狀態(tài)2023/4/2135第35頁(yè)，共78頁(yè)，2023年，2月20日，星期六拉烏爾定律：(1887年，法國(guó)物理學(xué)家)在一定溫度下，難揮發(fā)非電解質(zhì)稀溶液的蒸氣壓等于純?nèi)軇┑恼魵鈮撼艘匀軇┑哪柗謹(jǐn)?shù)。拉烏爾定律p：溶液的蒸氣壓；純?nèi)軇┑恼魵鈮簆；溶劑的摩爾分?jǐn)?shù)xA。2-3液體與溶液第二章物質(zhì)的狀態(tài)2023/4/2136第36頁(yè)，共78頁(yè)，2023年，2月20日，星期六p：純?nèi)軇┱魵鈮号c稀溶液蒸氣壓之差。因此，

p與溶質(zhì)的摩爾分?jǐn)?shù)成正比。結(jié)論：在一定溫度下，難揮發(fā)非電解質(zhì)稀溶液蒸氣壓的下降值與溶質(zhì)的摩爾分?jǐn)?shù)成正比?！瓰鯛柖?/p>

設(shè)溶質(zhì)的摩爾分?jǐn)?shù)為xB：2-3液體與溶液第二章物質(zhì)的狀態(tài)2023/4/2137第37頁(yè)，共78頁(yè)，2023年，2月20日，星期六沸點(diǎn)：液體的沸點(diǎn)是指其蒸氣壓等于外界大氣壓力時(shí)的溫度。溶液的蒸氣壓總是低于純?nèi)軇┑恼魵鈮?，故溶液的沸點(diǎn)升高。tb*為純?nèi)軇┑姆悬c(diǎn)；tb

為溶液的沸點(diǎn)

Δtb=tb－

tb*＝Kb·mBKb：溶劑沸點(diǎn)上升常數(shù)，決定于溶劑的本性，與溶劑的摩爾質(zhì)量、沸點(diǎn)、汽化熱有關(guān)。2.溶液的沸點(diǎn)升高2-3液體與溶液第二章物質(zhì)的狀態(tài)2023/4/2138第38頁(yè)，共78頁(yè)，2023年，2月20日，星期六幾種溶劑的tb和Kb溶劑tb/KKb/K·kg·mol-1水H2O373.150.52苯C6H6353.352.53四氯化碳CCl4351.654.88丙酮CH3COCH3329.651.71三氯甲烷CHCl3

334.453.63乙醚C2H5OC2H5307.552.162-3液體與溶液第二章物質(zhì)的狀態(tài)2023/4/2139第39頁(yè)，共78頁(yè)，2023年，2月20日，星期六具體應(yīng)用思考題（1）難揮發(fā)物質(zhì)的溶液在不斷沸騰時(shí)，它的沸點(diǎn)是否恒定？（2）高山上為何飯煮不熟？注意：純液體有固定的沸點(diǎn)，溶液則沒有，溶液的沸點(diǎn)隨著沸騰的進(jìn)行因溶劑的蒸發(fā)而不斷升高，溶液達(dá)到飽和后沸點(diǎn)不再變化。我們講的沸點(diǎn)是指某一濃度的溶液剛開始沸騰時(shí)的溫度。（1）測(cè)定溶質(zhì)的摩爾質(zhì)量（2）在實(shí)驗(yàn)工作中常利用較濃的鹽溶液來(lái)做高溫?zé)嵩?-3液體與溶液第二章物質(zhì)的狀態(tài)2023/4/2140第40頁(yè)，共78頁(yè)，2023年，2月20日，星期六3.溶液凝固點(diǎn)下降凝固點(diǎn)：液體的蒸氣壓等于其固體蒸氣壓時(shí)系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的溫度，此時(shí)物質(zhì)固相的蒸氣壓與液相的蒸氣壓相等，兩相平衡共存。純?nèi)軇┘尤肴苜|(zhì)后，溶劑蒸氣壓就會(huì)下降。原有固相與液相共存的平衡會(huì)被破壞，于是固相要通過融化成液相，以此增加液相的蒸氣壓，使體系重新達(dá)到平衡。在固相融化過程中，要吸收體系的熱量，因此新平衡點(diǎn)的溫度就要比原平衡點(diǎn)溫度低。2-3液體與溶液第二章物質(zhì)的狀態(tài)2023/4/2141第41頁(yè)，共78頁(yè)，2023年，2月20日，星期六

溶液蒸氣壓總是低于純?nèi)軇┑恼魵鈮?，溶液凝固點(diǎn)會(huì)下降。

ΔTf=＝Kf·mB

其中，是純?nèi)軇┑哪厅c(diǎn)，Tf是溶液的凝固點(diǎn)。Kf：溶劑凝固點(diǎn)降低系數(shù)；mB：溶質(zhì)的質(zhì)量摩爾濃度。2-3液體與溶液第二章物質(zhì)的狀態(tài)2023/4/2142第42頁(yè)，共78頁(yè)，2023年，2月20日，星期六幾種溶劑的tf和Kf值溶劑Tf/KKf/K·kg·mol-1水H2O273.151.86苯C6H6278.665.12硝基苯C6H5NO2278.856.90萘C10H8353.356.80醋酸CH3COOH289.753.90環(huán)己烷C6H12279.6520.22-3液體與溶液第二章物質(zhì)的狀態(tài)2023/4/2143第43頁(yè)，共78頁(yè)，2023年，2月20日，星期六溶液的凝固點(diǎn)和蒸氣壓下降有助于說明植物的抗旱抗寒功能。經(jīng)研究表明：（1）當(dāng)外界氣溫變化時(shí)，植物細(xì)胞內(nèi)會(huì)強(qiáng)烈地生成可溶性碳水化合物，增大了細(xì)胞液濃度，凝固點(diǎn)降低，保證了在一定的低溫條件下細(xì)胞液不致結(jié)冰，表現(xiàn)出防寒功能；（2）細(xì)胞液濃度增大，有利于蒸氣壓的降低，使植物的水分蒸發(fā)過程減慢。因此，植物在較高溫度下仍能保持必要的水分而不枯萎，表現(xiàn)出抗旱性。2-3液體與溶液第二章物質(zhì)的狀態(tài)2023/4/2144第44頁(yè)，共78頁(yè)，2023年，2月20日，星期六應(yīng)用(2)往冰雪覆蓋的路面上撒鹽(3)汽車水箱中加甘油等

(4)建筑工人冬天在沙漿中加鹽(CaCl2)(5)植物的抗旱、抗寒性(1)測(cè)相對(duì)分子質(zhì)量思考題海水為何不易結(jié)冰？2-3液體與溶液第二章物質(zhì)的狀態(tài)2023/4/2145第45頁(yè)，共78頁(yè)，2023年，2月20日，星期六應(yīng)用溶液的蒸氣壓下降、沸點(diǎn)升高、凝固點(diǎn)降低可以測(cè)定溶質(zhì)的摩爾質(zhì)量，但在實(shí)際應(yīng)用中常用溶液的凝固點(diǎn)降低來(lái)進(jìn)行測(cè)定。因?yàn)橥蝗軇┑哪厅c(diǎn)下降常數(shù)比沸點(diǎn)上升常數(shù)要大，而且晶體析出現(xiàn)象較易觀察，測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確度高。所以凝固點(diǎn)降低法測(cè)定摩爾質(zhì)量比用沸點(diǎn)上升法應(yīng)用更為廣泛。溶質(zhì)摩爾質(zhì)量的測(cè)定2-3液體與溶液第二章物質(zhì)的狀態(tài)2023/4/2146第46頁(yè)，共78頁(yè)，2023年，2月20日，星期六滲透(osmosis)：由物質(zhì)粒子通過半透膜單向擴(kuò)散的現(xiàn)象。半透膜(semipermeablemembrane)：在兩個(gè)不同濃度的溶液之間，存在一種能有選擇地通過或阻止某些粒子的物質(zhì)。4.

溶液的滲透壓滲透現(xiàn)象：給缺水的植物澆上水，不久，植物莖葉挺立，這也是由于水滲入植物細(xì)胞內(nèi)的結(jié)果。

2-3液體與溶液第二章物質(zhì)的狀態(tài)2023/4/2147第47頁(yè)，共78頁(yè)，2023年，2月20日，星期六滲透壓示意圖產(chǎn)生滲透現(xiàn)象的條件（1）必須有半透膜存在（2）半透膜兩側(cè)濃度不等2-3液體與溶液第二章物質(zhì)的狀態(tài)2023/4/2148第48頁(yè)，共78頁(yè)，2023年，2月20日，星期六溶劑分子從一個(gè)液相通過半透膜向另一個(gè)液相擴(kuò)散的過程叫滲透。達(dá)到了滲透平衡時(shí)，蔗糖水液面比純水液面高出h，這段液面高度差所產(chǎn)生的壓力稱為該溶液的滲透壓(osmosispressure)

。也可將滲透壓定義為：在一定的溫度下，恰能阻止?jié)B透發(fā)生所需施加的外壓力，稱為該溶液的滲透壓。П2-3液體與溶液第二章物質(zhì)的狀態(tài)2023/4/2149第49頁(yè)，共78頁(yè)，2023年，2月20日，星期六П—溶液的滲透壓，單位為Pa

c—溶液的濃度，單位為mo1·L-1

R—?dú)怏w常數(shù)，為8.31kPa·L·mol-1·K-1

T—體系的溫度，單位為KП×V=n×R×T即

П=c×R×T稀溶液的滲透壓與濃度、溫度的關(guān)系可用Van’tHoff(范特霍夫)公式表示溶液的滲透壓也是測(cè)定溶質(zhì)的摩爾質(zhì)量的經(jīng)典方法之一，而且特別適用于摩爾質(zhì)量大的分子。2-3液體與溶液第二章物質(zhì)的狀態(tài)2023/4/2150第50頁(yè)，共78頁(yè)，2023年，2月20日，星期六

即該蛋白質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量為30569

例有一蛋白質(zhì)的飽和水溶液，每升含有蛋白質(zhì)5.18克，已知在298.15K時(shí)，溶液的滲透壓為413Pa，求此蛋白質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量。解：根據(jù)公式

П×V=n×R×T2-3液體與溶液第二章物質(zhì)的狀態(tài)2023/4/2151第51頁(yè)，共78頁(yè)，2023年，2月20日，星期六解釋下列現(xiàn)象(2)鹽堿土為何不利于植物生長(zhǎng)？但施肥過量，農(nóng)作物也會(huì)死亡，為何？(3)腌過的咸菜不易曬干(4)等滲溶液(1)海水魚為何不能在淡水中生存？2-3液體與溶液第二章物質(zhì)的狀態(tài)2023/4/2152第52頁(yè)，共78頁(yè)，2023年，2月20日，星期六

如果半透膜兩側(cè)溶液的濃度相等，則滲透壓相等，這種溶液稱為等滲溶液。如果半透膜兩側(cè)溶液的濃度不等，則滲透壓就不相等，滲透壓高的溶液稱為高滲溶液，滲透壓低的溶液稱為低滲溶液，滲透是從純?nèi)軇┫蛳∪芤?、稀溶液向濃溶液方向擴(kuò)散。

2-3液體與溶液第二章物質(zhì)的狀態(tài)2023/4/2153第53頁(yè)，共78頁(yè)，2023年，2月20日，星期六就滲透而言，溶劑分子總是從低濃度溶液向高濃度溶液擴(kuò)散。如果在濃度高的溶液一端施加外壓，當(dāng)外加壓力大于滲透壓時(shí)，溶劑分子就會(huì)從高濃度的一端向低濃度溶液一端滲透，這一過程叫做反滲透。反滲透現(xiàn)象反滲透最重要的應(yīng)用海水淡化污水處理溶液濃縮2-3液體與溶液第二章物質(zhì)的狀態(tài)2023/4/2154第54頁(yè)，共78頁(yè)，2023年，2月20日，星期六稀溶液的依數(shù)性規(guī)律難揮發(fā)、非電解質(zhì)稀溶液的某些性質(zhì)(蒸氣壓下降、沸點(diǎn)上升、凝固點(diǎn)下降和滲透壓)與一定量的溶劑中所含溶質(zhì)的物質(zhì)的量成正比，而與溶質(zhì)的本性無(wú)關(guān)。2-3液體與溶液第二章物質(zhì)的狀態(tài)思考題稀溶液的各項(xiàng)通性，適用于濃溶液和電解質(zhì)嗎？2023/4/2155第55頁(yè)，共78頁(yè)，2023年，2月20日，星期六2.3.3膠體膠體——顆粒直徑在1～100nm的具有高分散度的多相熱力學(xué)不穩(wěn)定系統(tǒng)。分類：粗分散系統(tǒng)、膠體分散系統(tǒng)、分子分散系統(tǒng)制備溶膠的必要條件：要使分散質(zhì)粒子大小在lnm～100nm之間。制備方法：一是使固體顆粒變小的分散法，一是使分子或離子聚結(jié)成膠體的凝聚法。2-3液體與溶液第二章物質(zhì)的狀態(tài)2023/4/2156第56頁(yè)，共78頁(yè)，2023年，2月20日，星期六膠體的性質(zhì)膠體溶液的性質(zhì)動(dòng)力學(xué)性質(zhì)光學(xué)性質(zhì)電學(xué)性質(zhì)丁達(dá)爾效應(yīng)瑞利散射擴(kuò)散、布朗運(yùn)動(dòng)、沉降電泳電滲2-3液體與溶液第二章物質(zhì)的狀態(tài)2023/4/2157第57頁(yè)，共78頁(yè)，2023年，2月20日，星期六1、膠體的擴(kuò)散和布朗運(yùn)動(dòng)⑴擴(kuò)散的定義與本質(zhì)擴(kuò)散是分子熱運(yùn)動(dòng)的必然結(jié)果。分子熱運(yùn)動(dòng)并不需要存在著濃度差才能發(fā)生；但在濃度差存在下，分子從高濃度向低濃度遷移的數(shù)目大于從低向高遷移的數(shù)目，高濃度低濃度總結(jié)果使物系呈現(xiàn)出從高濃度向低濃度的凈遷移，這就是擴(kuò)散擴(kuò)散的本質(zhì)是分子的熱運(yùn)動(dòng)，擴(kuò)散推動(dòng)力是濃度梯度2023/4/2158第58頁(yè)，共78頁(yè)，2023年，2月20日，星期六⑵膠粒的擴(kuò)散膠粒也有熱運(yùn)動(dòng)，因此也具有擴(kuò)散現(xiàn)象。膠體粒子的熱運(yùn)動(dòng)，在微觀上表現(xiàn)為布朗運(yùn)動(dòng)，在宏觀上表現(xiàn)為擴(kuò)散。溶膠粒子從高濃度區(qū)間向低濃度區(qū)間遷移的現(xiàn)象稱為膠粒的擴(kuò)散。物質(zhì)的擴(kuò)散可用斐克第一定律描述.2-3液體與溶液第二章物質(zhì)的狀態(tài)2023/4/2159第59頁(yè)，共78頁(yè)，2023年，2月20日，星期六在超顯微鏡下可以看到溶膠中的發(fā)光點(diǎn)并非是靜止不動(dòng)的，它們是在做無(wú)休止、無(wú)規(guī)則的運(yùn)動(dòng)。布朗運(yùn)動(dòng)布朗運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的原因：（1）分散質(zhì)粒子本身處于不斷的熱運(yùn)動(dòng)中。（2）分散介質(zhì)分子對(duì)分散質(zhì)粒子的不斷撞擊。2-3液體與溶液第二章物質(zhì)的狀態(tài)(3)布朗運(yùn)動(dòng)2023/4/2160第60頁(yè)，共78頁(yè)，2023年，2月20日，星期六2、膠體的沉降分散于氣體或液體介質(zhì)中的顆粒，都受到兩種相反方向作用力重力：溶膠中顆粒的密度大于介質(zhì)時(shí)，顆粒在重力場(chǎng)作用下有向下沉降的趨勢(shì)；稱為沉降。沉降的結(jié)果使底部粒子濃度大于上部，即造成上下的濃差擴(kuò)散力：由布朗運(yùn)動(dòng)引起，其作用促進(jìn)介質(zhì)中粒子濃度均勻沉降與擴(kuò)散達(dá)平衡時(shí)，粒子的分布達(dá)到平衡，稱為沉降平衡。此時(shí)，顆粒濃度自上而下增加，隨高度不同有一定的濃度梯度，梯度不隨時(shí)間而變。2023/4/2161第61頁(yè)，共78頁(yè)，2023年，2月20日，星期六1869年，丁達(dá)爾(Tyndall)在研究膠體時(shí)，他將一束光線照射到透明的溶膠上，在與光線垂直方向上觀察到一條發(fā)亮的光柱。這一現(xiàn)象稱為丁達(dá)爾效應(yīng)(Tyndalleffect)。

由于丁達(dá)爾效應(yīng)是膠體所特有的現(xiàn)象，因此，可以通過此效應(yīng)來(lái)鑒別溶液與膠體。二、膠體的光學(xué)性質(zhì)2-3液體與溶液第二章物質(zhì)的狀態(tài)2023/4/2162第62頁(yè)，共78頁(yè)，2023年，2月20日，星期六CuSO4溶液Fe(OH)3膠體光束通過溶液和膠體時(shí)的現(xiàn)象2-3液體與溶液第二章物質(zhì)的狀態(tài)2023/4/2163第63頁(yè)，共78頁(yè)，2023年，2月20日，星期六光線照射到物體表面時(shí)，可能產(chǎn)生兩種情況：（1）顆粒的直徑遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于入射光的波長(zhǎng)，此時(shí)入射光被完全反射，不出現(xiàn)丁達(dá)爾效應(yīng)；（2）物質(zhì)的顆粒直徑比入射波長(zhǎng)小的話，則發(fā)生光的散射作用（瑞利散射）而出現(xiàn)丁達(dá)爾現(xiàn)象。因?yàn)槿苣z的粒子直徑在1~100nm，而一般可見光的波長(zhǎng)范圍在400~760nm，所以可見光通過溶膠時(shí)便產(chǎn)生明顯的散射作用。2-3液體與溶液第二章物質(zhì)的狀態(tài)2023/4/2164第64頁(yè)，共78頁(yè)，2023年，2月20日，星期六夜晚用手電筒照射夜空放電影時(shí),放映室射到銀幕上的光柱光線透過樹葉間的縫隙射入密林中？空氣也是膠體嗎?是的，叫氣溶膠。若沒有，光照下無(wú)丁達(dá)爾效應(yīng)，空間變得一團(tuán)漆黑，人類難生存生活中的丁達(dá)爾效應(yīng)2023/4/2165第65頁(yè)，共78頁(yè)，2023年，2月20日，星期六結(jié)論：氫氧化鐵溶膠粒子帶正電

1、電泳(electrophoresis)

在電場(chǎng)中，溶膠體系的溶膠粒子在分散劑中能發(fā)生定向遷移。

電泳管棕紅色的氫氧化鐵溶膠根據(jù)電泳實(shí)驗(yàn)可以判斷溶膠粒子的帶電性2-3液體與溶液第二章物質(zhì)的狀態(tài)三、膠體的電學(xué)性質(zhì)2、電滲2023/4/2166第66頁(yè)，共78頁(yè)，2023年，2月20日，星期六3、膠粒表面電荷來(lái)源（1）吸附作用：氫氧化鐵溶膠，該溶膠是FeCl3

溶液在沸水中水解而制成的。在整個(gè)水解過程中，有大量的FeO+存在，由于Fe(OH)3

對(duì)FeO+的吸附因而溶膠帶正電。（2）電離作用：硅膠粒子帶電就是因?yàn)镠2SiO3電離形成HSiO3-或SiO32-，并附著在表面而帶負(fù)電。

H2SiO3＝HSiO3-+H+＝SiO32-+2H+2-3液體與溶液第二章物質(zhì)的狀態(tài)2023/4/2167第67頁(yè)，共78頁(yè)，2023年，2月20日，星期六擴(kuò)散雙電層模型4、擴(kuò)散雙電層模型Gouy、Chapman和Stern提出2-3液體與溶液第二章物質(zhì)的狀態(tài)2023/4/2168第68頁(yè)，共78頁(yè)，2023年，2月20日，星期六（1）AgI(AgX)溶膠：（KI過量）AgNO3+KI=AgI+KNO3

KI過量—吸附I-—膠粒帶負(fù)電膠團(tuán)結(jié)構(gòu)：[(AgI)m·nI-·(n-x)K+]x-·xK+（2）AgI(AgX)溶膠：（AgNO3過量）AgNO3過量—吸附Ag+—膠粒帶正電膠團(tuán)結(jié)構(gòu)：[(AgI)m·n

Ag+·(n-x)NO3-]x+·xNO3-5、膠粒的結(jié)構(gòu)及電性2-3液體與溶液第二章物質(zhì)的狀態(tài)2023/4/2169第69頁(yè)，共78頁(yè)，2023年，2月20日，星期六（3）Fe(OH)3溶膠FeCl3+3H2OFe(OH)3+3HCl

FeCl3+2H2OFe(OH)2Cl+2HClFe(OH)2Cl

FeO++H2O+Cl-吸附氧鐵離子FeO+—膠粒帶正電{[Fe(OH)3]m·nFeO+·(n-x)Cl-}x+·xCl-電位離子反離子膠核吸附層膠粒膠團(tuán)擴(kuò)散層2-3液體與溶液第二章物質(zhì)的狀態(tài)2023/4/2170第70頁(yè)，共78頁(yè)，2023年，2月20日，星期六AgI膠團(tuán)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式{（AgI)m

·nI-·

（n-x）K+}x-·xK+

膠核電位離子反離子反離子吸附層擴(kuò)散層膠粒膠團(tuán)2-3液體與溶液第二章物質(zhì)的狀態(tài)2023/4/2171第71頁(yè)，共78頁(yè)，2023年，2月20日，星期六膠體的穩(wěn)定性和聚沉1.膠體的穩(wěn)定性膠體的穩(wěn)定性布朗運(yùn)動(dòng)聚結(jié)穩(wěn)定性膠粒的雙電層結(jié)構(gòu)溶劑化膜

動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定性2-3液體與溶液第二章物質(zhì)的狀態(tài)2023/4/2172第72頁(yè)，共78頁(yè)，2