大学化学-第一章.ppt
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1、第一章 气体和溶液 1.1 气体气体 1.2 溶液溶液 1.3 胶体溶液胶体溶液1.1 气体气体 一、一、理想气体状态方程理想气体状态方程 二、二、道尔顿分压定律道尔顿分压定律 理想气体:理想气体:v 分子不占体积分子不占体积v 分子间无相互作用分子间无相互作用实际气体:实际气体:v 分子有体积分子有体积v 分子间有相互作用分子间有相互作用低压低压(低于数百千帕低于数百千帕)高温高温(273K)一、理想气体状态方程 理想气体状态方程pV=nRT R 摩尔气体常数,摩尔气体常数,R=8.314 kPa L K-1 mol-1在在STP下(下(p=101.325kPa,T=273.15K)n=1.
2、0 mol时时,Vm=22.414L=22.41410-3m3 理想气体状态方程应用计算计算p,V,T,n四个物理量之一:四个物理量之一:pV=nRT计算气体摩尔质量:计算气体摩尔质量:计算气体密度:计算气体密度:p1p2p3+混合气体的总压力等于混合气体的总压力等于各组分气体分压之和各组分气体分压之和v 分压:各组分气体单独分压:各组分气体单独 占有整个体积时的压强占有整个体积时的压强VVVp(总压力总压力)V:N2(3):H2(1):O2(2)二、道尔顿分压定律 混合气体的总压等于混合气体中各组分气体分压之和。p=p1+p2+=pi x i i的摩尔分数的摩尔分数分压定律分压定律的应用。氢
3、气氢气氢气氢气+水蒸气水蒸气水蒸气水蒸气盐酸盐酸盐酸盐酸锌锌锌锌p p p p(总压总压总压总压)p p p pp p p p1.2 溶溶液液 一、一、溶液浓度表示法溶液浓度表示法 二、二、稀溶液的依数性稀溶液的依数性 一、一、溶液浓度表示法溶液浓度表示法质量分数:质量分数:质量摩尔浓度:质量摩尔浓度:物质的量浓度:物质的量浓度:摩尔分数:摩尔分数:溶液浓度溶液浓度之间的相之间的相互换算:互换算:通过通过密度密度 稀溶液的性质稀溶液的性质与与溶质的本性有关溶质的本性有关:酸碱:酸碱性、稳定性等性、稳定性等与与溶质的本性无关,溶质的本性无关,只与只与溶液的浓度溶液的浓度有关有关(依数性依数性)溶
4、液的蒸气压溶液的蒸气压溶液的沸点溶液的沸点溶液的凝固点溶液的凝固点溶液的渗透压溶液的渗透压二、稀溶液的依数性1、溶液的蒸气压溶液的蒸气压1)纯水的蒸气压纯水的蒸气压水的饱和蒸汽压:平衡时水面上的蒸汽压力水的饱和蒸汽压:平衡时水面上的蒸汽压力 蒸发蒸发蒸发蒸发H2O(l)H2O(g)凝聚凝聚凝聚凝聚 初始:初始:v蒸发蒸发 v凝聚凝聚平衡:平衡:v蒸发蒸发 =v凝聚凝聚开始开始平衡平衡2)稀溶液的蒸气压稀溶液的蒸气压大于 水分子水分子xA溶质分子溶质分子xBb:质量摩尔浓度 纯水蒸气压纯水蒸气压 pA*溶液蒸气压溶液蒸气压 p拉乌尔定律拉乌尔定律2、溶液的沸点溶液的沸点水的正常沸点水的正常沸点:
5、100C加入溶质加入溶质溶液的沸点溶液的沸点:100C溶液沸点溶液沸点Tb升高升高p/kPa101.325100 Tb纯水纯水溶液溶液t/CTb=Kbb(单位单位?)pT=p外,外,液体沸腾液体沸腾T:液体的沸点液体的沸点(Tb)101.325 kPa正常沸点正常沸点物质的凝固点物质的凝固点(Tf):该物质的:该物质的液相液相和和固相固相达到平衡时达到平衡时的温度的温度(p液液p固固时的时的T)p液液p固固:液相液相 固相,固相,p液液p固固:固相固相 液相液相水的凝固点水的凝固点:0C加入溶质 海水海水0C时是否冻结?时是否冻结?溶液凝固点溶液凝固点Tf下降下降p/Pa611t/CTf 0A
6、CB纯水纯水溶液溶液Tf=Kf b3、溶液的凝固点溶液的凝固点溶液的凝固点下降示意图溶液的凝固点下降示意图4、渗透压半透膜:半透膜:溶剂可以通过,溶质不可以通过(细胞膜,溶剂可以通过,溶质不可以通过(细胞膜,肠衣,牛皮纸,萝卜皮)肠衣,牛皮纸,萝卜皮)渗透:渗透:溶剂分子通过半透膜的自动扩散溶剂分子通过半透膜的自动扩散扩散方向:纯水扩散方向:纯水 糖水糖水半透膜半透膜液面上升液面上升液面下降液面下降纯水纯水糖水糖水渗透平衡:渗透平衡:膜两侧水分子的膜两侧水分子的渗透速度相等渗透速度相等渗透压:渗透压:维持渗透平衡维持渗透平衡 所施所施加的压力加的压力渗透压pp渗渗 纯水纯水 溶液溶液 反渗透反
7、渗透 盐水盐水 淡水淡水p p 反渗透法净化水反渗透法净化水渗透压的意义渗透压的意义v 水分在动植物体内的输送水分在动植物体内的输送v 医学上的等渗溶液医学上的等渗溶液 溶血溶血 胞浆分离胞浆分离v 测定溶质的相对分子质量测定溶质的相对分子质量问题 海水鱼放在淡水中,会发生什么现象?海水鱼放在淡水中,会发生什么现象?1.3 胶体溶胶体溶液液一、一、分散系分散系二、二、溶胶的性质溶胶的性质三、三、胶团结构和电动电势胶团结构和电动电势四、四、溶胶的稳定性和聚沉溶胶的稳定性和聚沉 五、大分子溶液与凝胶五、大分子溶液与凝胶一、分散系一、分散系溶质溶质溶剂溶剂溶解溶解溶液溶液(液态(液态)分散质分散质分
8、散剂分散剂分散分散分散系分散系(固、液、气态)(固、液、气态)分散系:分散系:一种或几种物质以细小的粒子分散在另一种一种或几种物质以细小的粒子分散在另一种物质里所形成的体系物质里所形成的体系分散质:分散质:被分散的物质,一般为数量少的一相被分散的物质,一般为数量少的一相分散剂:分散剂:把分散质分散开来的物质,一般为数量多的把分散质分散开来的物质,一般为数量多的一相一相表表1 按物质聚集状态分类的分散系按物质聚集状态分类的分散系 气气 空空 气气 气气 液液 云、云、雾雾 固固 烟、烟、尘尘 气气 泡沫塑料泡沫塑料 固固 液液 珍珍 珠珠 固固 有机玻璃有机玻璃 气气 肥皂泡沫肥皂泡沫 液液 液
9、液 牛牛 奶奶 固固 Fe(OH)3溶胶、泥浆水溶胶、泥浆水 分散剂分散剂 分散质分散质 实实 例例表表2 按分散质颗粒大小分类的分散系按分散质颗粒大小分类的分散系小于小于1nm(109)分子分子 粒子能通过滤纸与半粒子能通过滤纸与半 NaCl溶液溶液 分散系分散系 透膜,扩散速度快透膜,扩散速度快 单相体系单相体系 1100nm 胶胶 体体 粒子能通过滤纸但不粒子能通过滤纸但不 Fe(OH)3溶液溶液 分散系分散系 能透过半透膜能透过半透膜,扩散慢扩散慢 蛋白质溶蛋白质溶液液 高度分散,多相体系高度分散,多相体系 热力学不稳定体系热力学不稳定体系(胶体三大特征)胶体三大特征)颗粒直径大小颗粒
10、直径大小 类类 型型 主主 要要 特特 征征 实实 例例 大于大于100nm 粗粗 粒子不能通过滤纸不粒子不能通过滤纸不 豆豆 浆浆 分散系分散系 能透过半透膜能透过半透膜,不扩散不扩散 乳乳 汁汁 多相体系多相体系相相单相体系:单相体系:分子分散系分子分散系多相体系(存在界面):胶体分散多相体系(存在界面):胶体分散系,粗分散系系,粗分散系体系中物理性质和化学体系中物理性质和化学性质完全相同的一部分性质完全相同的一部分二、溶胶的性质二、溶胶的性质1、动力性质、动力性质 布朗运动布朗运动液体分子对溶液体分子对溶胶粒子的撞击胶粒子的撞击 粗分散系粗分散系粒子小布朗运动剧烈粒子小布朗运动剧烈 产生
11、的原因:产生的原因:分散质粒子本身处于不断的热运动中。分散质粒子本身处于不断的热运动中。分散剂分子对分散质粒子的不断撞击。分散剂分子对分散质粒子的不断撞击。2、光学性质、光学性质 丁铎尔效应丁铎尔效应光束投射到溶胶的粒子上散射出来,故在垂直光束投射到溶胶的粒子上散射出来,故在垂直光束的方向能看到明亮的光柱。光束的方向能看到明亮的光柱。凸透镜凸透镜丁达尔效应示意图丁达尔效应示意图光源光源光锥光锥Fe(OH)3胶体胶体3.电学性质电学性质 电泳电泳颜色加深颜色加深在电场中,溶胶在电场中,溶胶粒子会向某一电粒子会向某一电极方向运动。极方向运动。As2S3:+带负电带负电,负溶胶负溶胶Fe(OH)3:
12、+带正电带正电,正溶胶正溶胶?胶粒带电的原因:胶粒带电的原因:从介质中选择性从介质中选择性 吸附某种离子吸附某种离子三、胶团结构和电动电势三、胶团结构和电动电势1、胶团结构、胶团结构AgNO3+KI(过量过量)AgI(溶胶溶胶)(AgI)mnI-(n-x)K+x-xK+胶核胶核胶粒胶粒扩散层扩散层胶团胶团胶核胶核吸吸附附层层扩散层扩散层AgImI-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+I-:电位离子电位离子 K+:反离子反离子AgIAgI 溶胶的胶团结构示意图溶胶的胶团结构示意图2、电动电势、电动电势dNBM AC电电势势距距
13、离离(1)双电层双电层(2):胶粒固相表面胶粒固相表面到液体内部的电势到液体内部的电势(3):电场中,滑移电场中,滑移面到液体内部的电势面到液体内部的电势MN:固相界面固相界面 AB:滑动面滑动面MA:吸附层吸附层AC:扩散层扩散层吸附正离子吸附正离子 0 吸附负离子吸附负离子 104)凝胶:网状结构,溶剂分子失去流动性;形成凝胶凝胶:网状结构,溶剂分子失去流动性;形成凝胶的过程叫胶凝的过程叫胶凝大分子物质大分子物质与溶胶与溶胶1、大分子溶液的盐析 把把把把大大大大分分分分子子子子在在在在电电电电解解解解质质质质作作作作用用用用下下下下从从从从溶溶溶溶液液液液中中中中沉沉沉沉淀淀淀淀析析析析出
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- 大学化学 第一章
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