工程化学基础5.pptVIP

小节;2.3液体和液晶;液体中的原子及其结合态微粒不像晶体中那样有序排列，而只在局部范围内保持一定程度的有序排列，即远程无序，近程有序。液体没有固定的形状，具有流动性。介于晶体与液体之间的一种介晶状态，称为液晶态，液晶不同于一般的固体和液体。;一、水的性质和应用;水分子的结构和水分子间的氢键作用决定了水具有许多特殊性质。;图2-15水团簇的稳定结构;水在4℃时密度最大。晶体水–冰具有如图2-16的稳定六方晶型结构，氧原子相距

0.276nm，中心的水分子以氢键和其4个相邻水分子相联构成四面体，三维伸展形成空间网状结构。随着温度升高，冰熔化，这种“冰山”结构塌陷，水分子排列变得更紧密，在4℃时到达极值，此时密度最大，出现所谓的“冷胀热缩”现象。;水缔合程度大，活性丧失严重，因而变成了“死水”。但水分子间的氢键在加热、磁场等条件下将被破坏，从而降低了缔合度。;表2.7不同水样的电导率;升华热51kJ·mol–1;地表水汽化，带去大量汽化热

水〔M=18〕比空气〔M=28〕轻，上升高空

在高空，水汽－－云、雾、雨、雪放出凝结热;纯水中的H＋浓度很小，在10–7mol·dm–3左右。当水溶液中c(H+)1.0mol·dm–3时，;例2.1求纯水在50℃时的pH值。;二、溶液的蒸气压、凝固点、沸点和渗透压;表2.8不同温度时水和冰的饱和蒸气压;当一种难挥发的溶质溶解于溶剂后，溶液外表的溶剂分子数目由于溶质质点的存在而减少，使相同温度下溶液蒸发出的溶剂分子数目比纯溶剂要少，即溶液的蒸气压(如图2-17中的bb’线所示)比纯溶剂的蒸气压(如图2-17中的aa’线所示)低。;图2-18水、冰和水溶液的蒸气压随温度的变化;某些固体物质，如氯化钙(CaCl2)、五氧化二磷(P2O5)等，常用作枯燥剂。这是由于它们的强吸水性使其在空气中易潮解成饱和水溶液，因蒸气压比空气中水蒸气的压力小，从而使空气中的水蒸气不断凝结进人“溶液”。;上式也称拉乌尔定律(法国物理学家);图2-17中aa’，ac，bb’线分别表示水、冰和溶液的蒸气压与温度的关系。可见：a点(0.01℃，0.611kPa)纯水和冰的蒸气压相等，此时到达冰、水和水蒸气三相平衡，0.01℃即为水的凝固点；水溶液中由于参加了溶质而蒸气压降低，溶液蒸气压曲线与冰的蒸气压曲线相交于b点，这是溶液的凝固点。显然，溶液的凝固点比纯溶剂的凝固点下降了。难挥发物质溶液的凝固点总是低于纯溶剂的凝固点。;实验证明：在稀溶液中，凝固点下降(ΔTf)为;表2.9一些溶剂的凝固点下降常数和沸点升高常数;3．溶液的沸点升高;实验证明：在稀溶液中，沸点升高(ΔTb)为;4．溶液的渗透压;实验发现，难挥发的非电解质稀溶液的渗透压与溶液的体积摩尔浓度及热力学温度成正比。;渗透压具有重要的生物学意义，它是引起水在生物体中运动的重要推动力。按式〔2.6〕计算，298.15K时0.1mol·dm–3溶液的渗透压为248kPa，数值相当可观。一般植物细胞汁的渗透压可达2000kPa〔相当于200m水柱〕，所以水分可以籍渗透作用从植物的跟部运送到数十米高的顶端，以供植物白天进行光合作用的需要。人体血液平均的渗透压约为760kPa，临床上使用0.90%的生理盐水和5%葡萄糖溶液等等渗溶液，就是为了保持人体处于正常的渗透压范围，否那么会导致溶血等严重后果。;等渗液;如果在溶液的一侧施加一个大于渗透压的外压力，那么溶剂由溶液一侧通过半透膜向纯溶剂或低浓度方向渗透，这种现象称为反渗透。它为海水淡化和环境保护中的废水处理提供了一个重要方法。;液相;纯水中参加溶质形成溶液时，外表张力随之改变。例如，参加无机盐〔如NaCl〕，不挥发的酸〔如H2SO4〕、碱〔如KOH〕等，由于这些物质的质点对外表水分子的吸引，增大了外表张力。参加有机物，由于碳链的疏水性，降低了水溶液的外表张力。凡能显著降低水溶液外表张力的物质叫外表活性物质。;结构：双亲分子amphiphilicmolecule;外表活性剂通常采用按化学结构来分类，分为离子型和非离子型两大类，离子型中又可分为阳离子型、阴离子型和两性型外表活性剂。;季铵盐;阴离子外表活性剂;R-(C6H4)-O(C2H4O)nH

烷基酚聚氧乙烯醚;洗涤作用;亲油基;水;外表活性物质的种类繁多，应用广泛。那么，