无机及分析化学 贾之慎 第一章气体、溶液与胶体.ppt

学 习 要 求 1.了解分散系的种类及主要特征。 2.掌握理想气体状态方程、道尔顿分压定律及二者的应用。 3.掌握蒸气压下降、沸点升高和凝固点降低、渗透压等稀溶液的通性及其重要应用。 4.熟悉胶体的基本概念、结构和重要性质等。 5.了解高分子溶液、表面活性物质、乳浊液的基本概念和重要特征。 1.1 分散系 1.2 气体 1.2.2 分压定律 1.3 溶液浓度的表示方法 1.3.5 稀溶液中浓度换算的近似处理 1.4 稀溶液的通性 丁铎尔效应：由于溶胶的高度分散性和多相不均匀性, 当一束波长大于溶胶分散相粒子尺寸的入射光照射到溶胶系统, 可发生散射现象—丁铎尔现象。 Question 例1-5 68.4g蔗糖(C12H22O11, M=342 g?mol-1)溶于1000g水中，计算该溶液的沸点。 解： 查表1-4，水的沸点为373.15K, 其沸点升高常数Kb=0.52 K?kg?mol-1。 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。 ① Kf只与溶剂性质有关; ② 同种溶剂的Kf 值＞Kb值。 表1-5 几种溶剂的Tf和Kf 20.2 279.65 环己烷(C6H12) 3.90 289.75 醋酸(CH3COOH) 6.80 353.35 萘(C10H8) 6.90 278.85 硝基苯(C6H5NO2) 5.12 278.66 苯(C6H6) 1.86 273.15 水(H2O) Kf/ K?kg?mol-1 Tf/K 溶剂 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)