(1)无机及分析化学课件之_分散体系2013.10

胶体分散系
分子分散系
<1
蔗糖、氯 化钠溶液
§1.1溶液
溶液：分散质以小分子、离子或原子为质点均匀地 分散在分散剂中所形成的分散系
注意：
1.凡气体或固体溶于液体时，则称液体为溶剂，而称气 体或固体为溶质。
2.若两种液体相互溶解时，一般把量多的叫做溶剂，量 少的叫做溶质。 3.物质在常温时有固体、液体和气体三种状态。因此溶 液也有三种状态，大气本身就是一种气体溶液，固体溶 液混合物常称固溶体，如合金。
0.9％的NaCl水溶液，生理盐水中 NaCl 的浓度不能
大亦不能小。若 NaCl的质量分数小于0.9％，当溶液
被输进血液中后，血液中的红细胞会因细胞外的水分
渗进细胞内而被胀破。反之，若溶液中 NaCl 的浓度 过大，红细胞会因细胞内的水分渗出细胞外而皱缩。 溶剂水分子总是从稀溶液透过细胞膜向浓溶液中渗透。 这是为什么呢?回答这个问题要从半透膜和溶液的渗
苯中。将0.749克谷氨酸溶于50.0克水中。若以上两种
溶液的凝固点降低相同，求以上两种溶液的凝固点和
谷氨酸的摩尔质量。(已知磷在苯溶液中以P4分子的
形式存在，纯苯的凝固点是5.400℃)
解：对于苯溶液
m(P4 ) M (P4 ) b(P4 ) m(C6 H 6 ) 1000
0.475 1000 0.0383 (mol/kg) 123.9 100.0
沸点上升值： ΔT b = T b - T b*
凝固点下降值：ΔTf = T f * - T f
因此，难挥发非电解质稀溶液的沸点上升和 凝固点下降与溶液的质量摩尔浓度成正比， 与溶质的本性无关。
应用: ① 计算溶液的沸点（Tb）和凝固点（Tf）。 ② 测定M（B）
③ 日常生活中的应用
例 在101.325kPa下将0.475克单质磷溶于100.0克
第1章 分散体系
1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 溶液 稀溶液的依数性 电解质溶液 胶体溶液 乳浊液和高分子溶液
本章重、难点
1.重点内容：稀溶液的依数性。溶胶的胶 团结构，溶胶的稳定性。 2.难点内容：稀溶液的依数性。溶胶的结 构和电动电势。
一、分散系的概念
一种或几种物质分散在另外一种物质中所构成 的体系叫分散体系，简称分散系。 分散质（分散相）：分散系中被分散的物质。 分散剂（分质数量不同所引起。如蒸气压、沸点 、凝固点、渗透压等。 稀溶液的依数性: 稀溶液的某些性质只与溶质的粒 子数目有关,而与溶质的本性无关,这一类性质称为 稀溶液的依数性。
1.2.1溶液的蒸气压下降
(1)纯溶剂的蒸气压
在一定温度下,某溶剂的饱和蒸气所产生的压力称
为该溶剂的饱和蒸气压,简称蒸气压。
1 1
3. 摩尔分数 溶质B的物质的量nB占全部溶液物质的量n的分 数。
xB = nB /n
xA+xB = 1
例：在100g水溶液中溶有10.0gNaCl，求水和 NaCl的摩尔分数？
10.0 g nNaCl 0.171m ol 1 58.5 g m ol 100g 10g nH 2O 5.0m ol 1 18g m ol 0.171m ol x NaCl 0.033 0.171m ol 5.0m ol 5.0m ol x H 2O 0.967 0.171m ol 5.0m ol
不含有其他气体，水气的分压( 水的蒸气压 )等
于体系的总压力。
0.6105
p/kPa
0.01
t/℃
图2.3 水的蒸汽压曲线
(2)气－固平衡
0.6105
p/kPa
0.01
图2.4 冰的蒸汽压曲线
t/℃
(3)固－液平衡
p/kPa
0.6105
0.01
t/℃
图2.6 水的固液平衡线(示意图)
水的相图
凝聚速率越大。
活塞 水气 水 热源
当凝聚速率等于该温度下的蒸发速率时，在相同 时间内进出整个液面的水分子数相等，体系就在
该温度下达到了蒸发与凝聚的动态平衡。
此时气相中气态水分子的浓度在宏观上不再 发生变化，水气的分压亦不再发生变化。此时气 相中水气所呈现的分压，称为水在该温度下的饱 和蒸气压( 简称蒸气压 )。当然，若体系气相中
273.16K
沸点升高和凝固点降低图
AA' —冰 的蒸气压 曲线
由上图可以看出，溶液的蒸气压下降，导致溶液 的沸点升高、凝固点降低。 定量关系: ΔT b = K b b (B) Δ T f = K f b(B) Kf －凝固点降低常数
Kb－沸点升高常数;
Kb 、Kf只与溶剂的性质有关，单位： 0C· kg/mol 或 K· kg/mol。
4. 质量分数
溶质(B)的质量与溶液的质量之比。
B
mB m
例：在100mL水中,溶有17.1g蔗糖
（C12H22O11）,溶液的密度为1.0638g/mL， 求蔗糖的物质的量浓度、质量摩尔浓度、摩尔分数 和质量分数？
§1.2 稀溶液的依数性（The Colligative Properties of Dilute Solution)
溶液的浓度：一定量的溶液或溶剂中所含溶质的量 称为溶液的浓度。 化学上用物质的量浓度、质量摩尔浓度、摩尔分 数等来表示溶液的浓度。
一、 溶液浓度的表示方法
1.物质的量浓度cB 单位体积溶液中所含溶质B的物质的量。
cB = nB /v (mol·-1) nB = mB / MB (mol) L
2.质量摩尔浓度bB
p A*
蒸气压大的物质称 为易挥发性物质; 蒸气压小的物质称 为难挥发性物质。
(2)溶液的蒸气压
当溶剂溶解一定量难挥发 溶质时，在一定温度下,
蒸 发 凝
溶液的蒸气压总是低于纯
溶剂的蒸气压，称为溶液 的蒸气压下降。
聚
p p * p
pA*
水 糖水
p
p < p A* 溶液的蒸气压下降值Δp为 Δp = pA*－p
n (B) = n (A)
Δp = pA*
n (B) m (A) / M (A)
= pA* M (A) b (B)
Δp = k b (B) 在一定温度下，难挥发非电解质稀溶液的蒸气压 下降，近似地与溶液的质量摩尔浓度成正比，而 与溶质的种类无关。这是拉乌尔定律的另一种表 达形式。 Raoult定律适用范围： 溶质是非电解质，并且是非挥发性的，溶液必 须是稀的
1.2.2 溶液的沸点升高 1.2.3 溶液的凝固点降低
沸点：液体蒸气压等于外界大气压力时的温度。 凝固点：物质的液相蒸气压和固相蒸气压相等时 的温度,即固相和液相平衡共存时的温度。
相：物理和化学性质完全相同的一部分称 为相。相和相之间有明显的界面。
例如：纯水和溶液为单相体系，冰水混合 物为多相体系。溶液为单相体系，胶体为 多相体系。
5.500 0.196 5.304 (℃) 对于谷氨酸溶液
Tf Tf* Tf
ΔTf (谷氨酸水溶液) ＝ ΔTf (苯溶液) ＝0.196 K

1.86 0.749 1000 142 (g/mol) 0.196 50.0
溶液的渗透压
临床治疗中，用于静脉注射的生理盐水是质量分数为
思考一下: 1. 煮面条事先在水里放点盐,面条会容易熟? 2. 咸菜坛里的水不容易结冰? 3. 菜场买不到深海活鱼? 4. 霜打青菜更甜? 5. 冬天里汽车的水箱加抗冻剂放冻? 6. 生理盐水和葡萄糖注射液的浓度一定? 7. 冬天除冰雪撒融雪剂?
注意：稀溶液的依数 溶质溶解在溶剂中形成溶液,溶液的性质已不同于 性主要指非电解质稀 原来的溶质和溶剂,这种性质上的变化可分为两类: 溶液，电解质稀溶液 及浓溶液比较复杂， 第一类由溶质本性不同所引起。如酸碱性、导电 在此不做讨论。
因此拉乌尔定律也可以这样说：
拉乌尔(Raoult)定律: 在一定温度下,难挥发非电解质稀溶液的蒸气 压下降（Δ P）与溶质的摩尔分数(XB)成正比,而与 溶质的本性无关。 即: Δ P = P*XB
当溶液很稀时，nA>nB , nA + nB ≈ nA ，因此
n (B) x (B) = n (A) + n (B)
Tf Tf* Tf
＝0.000－0.196＝－0.196 (℃)
Tf ＝K f b(谷氨酸)
m(谷氨酸) M (谷氨酸) ＝K f m( H 2 O) 1000
K f m(谷氨酸) 1000 M (谷氨酸)＝ Tf m(H 2 O)
Tf K f ·b(P4 )
5.12 0.0383 0.196 (K)
二、分散系的分类
按分散质粒子直径大小不同分为： 溶液，高分子溶液，（单相）
溶胶，乳状液，悬浊液 （多相）
按分散质粒子直径大小不同分为三类：
类型 颗粒直径 /nm 主要性质 实例 泥浆 牛奶 金溶胶 硅酸溶胶
粗分散系
颗粒不能透过滤纸，扩散慢， >100 多相，很不稳定 颗粒能透过滤纸，透不过半 透膜 ，扩散慢，多相或单 1~100 相，不稳定 颗粒能透过滤纸和半透膜， 扩散快，单相，稳定
透压讲起。
渗透压
半透膜
蔗糖溶液
纯水
产生渗透压示意图
半透膜: 一种只允许溶剂分子通过而不允许溶质分 子通过的膜称为半透膜。动植物的膜组织例如动物 膀胱、肠衣、植物的表皮层等是半透膜，人造的羊 皮纸和火棉胶膜也是半透膜。
在一定温度下，处在水表面上的、少数能量较
高的水分子可以克服分子间力而逃逸出水面进入气
相。这一过程称为蒸发。蒸发是水分子从液相进入
气相的过程，因此，随着蒸发过程的进行，气相中
水分子的数目逐渐增大。另外，在气相中的水分子 由于热运动，其中有的水分子又有可能碰撞到液面 重新回到液相中，这一过程称为凝聚。凝聚速率与 气态水分子的浓度有关，气态水分子的浓度越大，