必威体育精装版无机及分析化学第一章气体溶液和胶体.ppt

* 溶液的凝固点下降 凝固点 在p=101.325kPa的空气中，纯液体与其固相平衡的温度就是该液体的正常凝固点，也称为液体的冰点或固体的熔点。 溶液的凝固点降低 向一纯溶剂与其固相共存的平衡体系中加入溶质，则会引起溶剂的蒸气压下降，导致平衡破坏。对于固相，由于与之平衡的蒸气压要高于此时溶液的蒸气压，所以，此时必然有固相溶剂融化，降低溶液的浓度，以抵消加入溶质后所引起的液相蒸气压下降作用。而固相溶剂在融化中要吸收大量的热，所以在重新达到平衡过程中，整个系统的温度要降低，进而引起固相溶剂和溶液上方蒸气压的下降。该现象被称为溶液的凝固点降低。 * p T Tf 溶剂的气-固平衡线 溶剂 溶液 Tf′ 凝固点降低示意图 溶液的凝固点总是低于纯溶剂的凝固点， 对于难挥发非电解质的稀溶液： △Tf = Tf－Tf′= Kf bB Kf 称为溶剂的凝固点降低常数。 i) Kf只与溶剂性质有关 ii) 同种溶剂的Kf 值＞Kb值 * 表1-5 几种溶剂的Tf和Kf 溶剂 Tf/K Kf/ K?kg?mol-1 水(H2O) 273.15 1.86 苯(C6H6) 278.66 5.12 硝基苯(C6H5NO2) 278.85 6.90 萘(C10H8) 353.35 6.80 醋酸(CH3COOH) 289.75 3.90 环己烷(C6H12) 279.65 20.2 * Question 例1-6 从人尿中提取出一种中性含氮化合物，将90.0 mg 纯品溶解在12.0 g蒸馏水中，所得溶液的凝固点比纯水降低了0.233 K，试计算此化合物的摩尔质量。 解： 查表1-5得水的凝固点降低常数Kf =1.86 K?kg?mol-1。 凝固点下降法常用于测定溶质的摩尔质量。 * 溶液的蒸汽压下降和凝固点降低的重要实例 低温体系的获得 与水产保鲜 道路的除冰作业 植物的抗旱与抗寒 * 1.4.3 溶液的渗透压 扩散与渗透 Π 物质自发的由高浓度处向低浓度处迁移的现象称为扩散。物质粒子通过半透膜单向扩散的现象称为渗透 。 维持半透膜所隔开的溶液与溶剂之间的渗透平衡所需要的额外压力称为渗透压 。 渗透压 半透膜 溶剂 溶质 渗透压现象既存在于半透膜所隔开的溶剂和溶液之间，也存在于不同浓度的溶液之间。渗透压相等的溶液被称为等渗溶液 。 * 德国植物学家 菲弗尔(Peffer W) 荷兰理论化学家 范特霍夫 (Van’t Hoff J H) 温度一定时，非电解质稀溶液的渗透压与溶质的物质的量浓度成正比；当溶液浓度一定时，渗透压与温度成正比。 渗透压公式： Π为溶液的渗透压，SI单位为Pa； R为摩尔气体常数，为8.314 J·mol-1·K-1； cB为溶质的物质的量浓度，SI单位为mol?m-3； T是体系的温度，单位为K。 * Question 例1-7 有一蛋白质的饱和水溶液，每升含有蛋白质5.18g。已知在293.15 K时，溶液的渗透压为0.413 kPa。计算该蛋白质的摩尔质量。 解： 根据渗透压公式得： * 难挥发非电解质稀溶液的某些性质（蒸气压下降、沸点升高与凝固点降低、渗透压）与一定量的溶剂中所含溶质的物质的量成正比，而与溶质本性无关。这些性质被统称为稀溶液的依数性。 稀溶液的依数性 溶液浓度增大时，溶剂与溶质间的作用不可忽略；在电解质溶液中会发生离解、缔合等变化，上述关系也不在适用，必须加以校正。但可根据溶液中粒子的总数来定性比较不同溶液的蒸气压、沸点、凝固点及渗透压的相对大小。 但是： * 1.5 胶体溶液 英国化学家 格雷厄姆 (1805—1869) 胶体并非是一类特殊的物质，而是物质以一定的分散度存在的状态。胶体分散系是由粒径在10-9~10-7m的分散质组成的体系，分为胶体溶液和高分子溶液两大类。 胶体溶液又称为溶胶，其分散质是小分子、原子或离子所聚集而成的较大颗粒，为多相体系； 高分子溶液是高分子化合物所形成的均相真溶液。 * 1.5.1 固体在溶液中的吸附 1.表面能与比表面积 比表面积：单位体积分散质的总表面积，常用来衡量分散度。 随着分散过程的进行，分散质的颗粒变小，比表面积急剧增大。 s: 比表面积，单位: m-1; S: 分散质的总表面积，单位: m2； V: 分散质的体积，单位: m3 。 表面能：表面质点比内部质点所多出的能量。物质的表面积越大，其表面能也越高，体系越不稳定 。 * 液体和固体都有自动减少其表面能的趋势，凝聚和表面吸附是降低表面能的两种途径。 表面吸附 凝聚是指液体的小液滴聚集成大液滴的作用，直接结果是体系的表面积减小，表面能降低。