第一章：气体溶液和胶体.ppt

第一章气体、溶液和胶体 生态工程系 教学内容 1．理想气体的状态方程和道尔顿分压定律 2．溶液的浓度的各种表达方式； 3．难挥发非电解质稀溶液的依数性； 4．胶体的结构、性质、稳定性和聚沉。 重点： 1．溶液的组成量度及非电解质稀溶液的 依数性及应用。 2．胶团的结构及性质。 [引言] 气体、溶液与胶体在自然界普遍存在，如：我们熟悉的空气，人类呼吸氧气，江河湖海是自然界最大的水溶液体系；云、烟、雾、石油、细胞液等为胶体。它们与工农业生产和人类的生命活动密切相关。 概念 系统：人为的把要研究的对象称作系统。 相：体系中具有相同化学性质和物理性质的均匀部分。 (1) 一个相里可以有一种物质，也可以有多种物质，如食盐溶液，液相里有两种物质。 (2)一个系统里可以只有一个相（单相系统），也可以有几个相（多相系统）： 单相体系：如饱和食盐水、糖水等。 特点 ：溶质与溶剂已成一体，组分间没有界面 多相体系：如不溶于水的泥浆溶液；水与油组成的体系等。 特点：各组分的物理性质和化学性质不同，并具有明显的界面。 Boyle定律：17世纪中叶，波义尔的实验结果：温度恒定时，一定量气体的压力和它体积的乘积为恒量。 PV=nRT（理想气体状态方程式）。 Pv=nRT是描述理想气体在处于平衡态时，压强、体积、物质的量、温度间关系的状态方程。 PV=nRT 其中p为压强，V为体积，n为物质的量，R为普适气体常量，T为绝对温度（T的单位为开尔文(字母为K)，数值为摄氏温度加273.15,如0℃即为273.15K）。当p，V，n，T的单位分别采用Pa(帕斯卡)，m3(立方米)，mol，K时，R的数值为8.31。该方程严格意义上来说只适用于理想气体。 道尔顿分压定律主要是讨论混合气体中分压力与总压力的关系。其要点是： (1)混合气体的总压力等于各组成气体的分压 力之和 P总 = P1 + P2 + P3 + ......... （推导） 所谓分压力，就是指各组成气体在温度不变、单独占据混合气体所占的全部体积时，对器壁施加的压力。总压力就是各组分气体分压力总和。 (2)各组分气体的分压力等于其摩尔分数乘以总压力：PA= XA·P （推导） [例1-1]:在251K和97kPa下收集得某干燥空气试样，经分析其中N2、O2、Ar的摩尔分数分为0.78，0.21，0.01，求试样在收集时各种气体的分压力？ 溶液：一种物质以分子、离子状态分散于另一种物质中所构成的均匀而又稳定的体系叫溶液。分为电解质溶液和非电解质溶液通常不指明溶剂的溶液都是水溶液，简称为溶液。 一定量溶液或溶剂中所含的溶质的量即“溶液浓度”。根据“溶质的量”的不同表示方法及它在溶液或溶剂中的量，溶液的浓度可以用不同的方法来表示，常用的表示方法，质量摩尔浓度、物质的量浓度、质量分数和摩尔分数。 （1）物质的量浓度 溶液中溶质B的物质的量浓度是指溶质B的物质的量除以混合溶液的体积。用符号cB表示，即： 物质的量是表示组成物质的基本单元数目的多少的物理量。单位为1mol。物质的量浓度的单位为mol·m－3；常用单位为mol·L－1。使用物质的量单位“mol”时，要指明物质的基本单元。基本单元的定义：系统中组成物质的基本组分，可以是分子、离子、电子等及其这些粒子的特定组合。如O2、?(H2SO4)、（H2+ ?O2）。同一种物质，用不同的基本单元表示其浓度时，其浓度值不同。 （2）质量摩尔浓度 1000g（1kg）溶剂A中所含溶质B的物质的量，溶质B的物质的量除于溶剂A质量，称为溶质B的质量摩尔浓度。其数学表达式为： （SI单位为mol·kg-1 ） （3）摩尔分数 溶质B的物质的量与混合物总的物质的量之比，称为溶质B的摩尔分数，其数学表达式为： 对于一个两组分的溶液体系来说，溶质B的物质的量分数xB与溶剂A的物质的量分数xA分别为： 若将这个关系推广到任何一个多组分体系中，则： 4）质量分数 定义：混合体系中，溶质B的质量与混合物的质量之比，称为溶质B的质量分数，其数学表达式为： 例1－1 如何将25g NaCl配制成 为0.25的食盐溶液？ 解： （5）体积分数 在相同的温度和压强下，混合气体中组分B单独占有体积除于混合气体总体积，叫做组分B的体积分数。 （6