1第一章 物质聚集状态、分散体系与界面化学解析
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无机及分析化学课件第四版第一章
聚沉
1. 电解质的聚沉作用
聚沉值
✓ 离子价态越高，聚沉能力越强 ✓ 异号电荷一样的离子-----“离子〞半径
✓ 对于负溶胶 Cs+>Rb+>K+>Na+>Li+
✓ 对于正溶胶Cl->Br->NO3->I-
2. 溶胶的相互聚沉
明矾净水
1. 加热
大分子溶液及凝胶
➢ 大分子溶液macromolecular compound ➢ 盐析 salting out
胶体分散系
粗分散系
（粒子直径小于1nm） （粒子直径在1-100nm之间） （粒子直径大于100nm）
低分子溶液 （分散质是小分子）
高分子溶 液(分散质 是大分子)
胶体溶液 (分散质是 分子的小集
合体)
浊液（分散质是分子的大 集合体）
最稳定
很稳定
稳定
不稳定
电子显微镜不可见 超显微镜可观察其存在
一般显微镜可见
一、什么是“稀溶液的依数性 〞？
与溶液有关的性质分为两类：
溶液的颜色、比重、导电性等性质，与溶质 的本性有关；
溶液的蒸气压、沸点、凝固点等性质，与溶 质的本性无关。
只与溶质的数量〔摩尔分数〕有关，而 与溶质的本性无关的性质，称为“依数性〞。
依数性是指： 溶液的蒸气压下降 溶液的沸点上升、凝固点下降 溶液具有渗透压
O2: P1= 2×105 Pa V1= 3dm3
PO2=?
V2= 6dm3
同理PPO总:P2==NP2P1=OV231+×/VP12N=0252=××46×1/6015=×0533(×P/6a1=)051(×Pa1)05 (Pa)
大学化学第一章1讲解
ΔU = Q + W
解：（1）△U系统＝（-60）＋（-40）＝-100kJ （2）△U系统＝（-40）＋（+60）＝+20kJ （3）△U系统＝（+60）＋（+40）＝100kJ （4）△U系统＝（+40）＋（-60）＝-20kJ
化学反应的反应热 化学反应系统与环境进行能量交换的 主要形式是热，称反应热或热效应。
化学反应动力学 现实性—速率 计算任意反应的∆U、∆H、∆S 、∆G和速率v。
为了便于讨论，我们先介绍以下几 个基本概念： 包括： 系统、 环境、 相、
质量守恒、 能量守恒、 状态 和 状态函数、 热和功
热力学基本概念
◆系统和环境 (system and surroundings) 系统： 作为研究对象的那一
∴ QP =△U +P△V
QP = △U +P△V
上式可化为： QP=（U2-U1）+ P（V2-V1）
即： QP=（U2+P2V2）-（U1+P1V1）
此时，令： H = U +PV 称：焓
则： QP =H2-H1=ΔH
意义：
焓：
符号：H ； H 是状态函数；
无绝对数值；
其值与n 成正比；
单位： kJ。 根据 Q 符号的规定，有：
• 也说明ΔU ，ΔH 可以通过量热实验进行直接测定。
注意下列各组状态函数表示的意义：
1.U , H 当泛指一个过程时状态函数改变量的
表示法
2.rU , r H
指明某一反应而没有指明反应进度即 不做严格的定量计算时，两个状态函
数改变量的表示法
3.rU m , r H m 表示某反应按所给定反应方程式进
解：（1）△U系统＝（-60）＋（-40）＝-100kJ （2）△U系统＝（-40）＋（+60）＝+20kJ （3）△U系统＝（+60）＋（+40）＝100kJ （4）△U系统＝（+40）＋（-60）＝-20kJ
化学反应的反应热 化学反应系统与环境进行能量交换的 主要形式是热，称反应热或热效应。
化学反应动力学 现实性—速率 计算任意反应的∆U、∆H、∆S 、∆G和速率v。
为了便于讨论，我们先介绍以下几 个基本概念： 包括： 系统、 环境、 相、
质量守恒、 能量守恒、 状态 和 状态函数、 热和功
热力学基本概念
◆系统和环境 (system and surroundings) 系统： 作为研究对象的那一
∴ QP =△U +P△V
QP = △U +P△V
上式可化为： QP=（U2-U1）+ P（V2-V1）
即： QP=（U2+P2V2）-（U1+P1V1）
此时，令： H = U +PV 称：焓
则： QP =H2-H1=ΔH
意义：
焓：
符号：H ； H 是状态函数；
无绝对数值；
其值与n 成正比；
单位： kJ。 根据 Q 符号的规定，有：
• 也说明ΔU ，ΔH 可以通过量热实验进行直接测定。
注意下列各组状态函数表示的意义：
1.U , H 当泛指一个过程时状态函数改变量的
表示法
2.rU , r H
指明某一反应而没有指明反应进度即 不做严格的定量计算时，两个状态函
数改变量的表示法
3.rU m , r H m 表示某反应按所给定反应方程式进
大学化学物质的聚集状态
04 固态物质
晶体结构
1 2 3
晶体结构定义
晶体是由原子、分子或离子按照一定的规律在三 维空间内周期性重复排列形成的固体物质。
晶体分类
根据晶体内部原子、分子或离子的排列方式，晶 体可以分为离子晶体、原子晶体、分子晶体和金 属晶体等。
晶体性质
晶体具有规则的几何外形、固定的熔点和各向异 性的特点。
非晶体结构
高分子溶液的特性与应用
特性
高分子溶液的特性主要包括溶液粘度较高、稳定性较好、不易结晶等。这些特性使得高分子化合物在 许多领域都有广泛的应用，如塑料、橡胶、涂料、粘合剂等。
应用
高分子溶液在工业生产和科学研究中具有广泛的应用，如制备高分子材料、改善材料性能、制备高分 子复合材料等。此外，高分子化合物在生物医学领域也有广泛应用，如制备药物载体、组织工程支架 等。
胶体的性质
胶体具有丁达尔效应、布朗运动、电泳和电渗等性质。这些性质与胶体粒子的大 小和带电性质密切相关，是胶体区别于其他分散体系的重要特征。
大分子溶液的定义与性质
大分子溶液的定义
大分子溶液是由高分子化合物溶解于溶剂中形成的均一、透 明、稳定的溶液。
大分子溶液的性质
大分子溶液具有粘度较大、扩散系数较小、不易渗透等性质 ，这是因为高分子化合物在溶液中能够形成较大的分子链， 对溶剂分子产生较大的阻力。
大学化学物质的聚集状态
contents
目录
• 物质的聚集状态简介 • 气态物质 • 液态物质 • 固态物质 • 溶液的聚集状态 • 胶体与大分子溶液
01 物质的聚集状态简介
聚集状态的定义
聚集状态是指物质在一定条件下所呈 现的空间形态，包括单个分子、分子 间相互作用形成的聚集集体以及更大 尺度的物质结构。
第1章物质的聚集状态
课程名称：无机及分析
廖文利 wenliliao2009@ 49919026
第1章
物质的聚集状态
Chapter 1 Collective State of Matter
1-1 分散系
1-2 气体
1-3 溶液浓度的表示方法
1-4 稀溶液的通性 1-5 胶体溶液
1-6 高分子溶液和乳浊液
Question 1
1mol H3PO4与3mol (1/3 H3PO4 )的 基本单元和基本单元数是否相同？质量 是否也相同？摩尔质量比是多少？
基本单元
前者 H3PO4
基本单元 数 1 mol
质 量 相 同
摩尔质量
后者
1/3 H3PO4
3 mol
前者是后者的 3倍
1-3 溶液的浓度
二、质量摩尔浓度 (molality )
在纯溶剂中加入难挥发的物质以后，达平衡时， p溶液总是小于同 T 下的p纯溶剂 ，即溶液的蒸气压 下降。蒸气压下降值△p=p纯－p液。
1-4 非电解质稀溶液的依数性
蒸汽压下降的原因：
纯溶剂
溶液
∴p液<p纯剂，c液越大，p液越小。 p纯-p液的差值也越大。
1-4 非电解质稀溶液的依数性
拉乌尔定律：在一定的温度下，难挥发的非电 解质稀溶液的蒸气压，等于纯溶剂的蒸气压乘 该溶剂在溶液中的摩尔分数。
nB △p≈ p A—— nA ∵nA＝mA/MA nB nB ∴ △p≈ p A—— ＝ p 0 — · A M A nA mA
0
nB △p＝ p A · A ——＝K· ) M b(B mA
0
1-4 非电解质稀溶液的依数性
△p = K蒸 b(B) -----拉乌尔定律的另一种表述。 K蒸与溶剂、T有关的常数 ①同一温度，溶剂不同，其K蒸不同； ②同一溶剂，温度不同，其K蒸也不同。
廖文利 wenliliao2009@ 49919026
第1章
物质的聚集状态
Chapter 1 Collective State of Matter
1-1 分散系
1-2 气体
1-3 溶液浓度的表示方法
1-4 稀溶液的通性 1-5 胶体溶液
1-6 高分子溶液和乳浊液
Question 1
1mol H3PO4与3mol (1/3 H3PO4 )的 基本单元和基本单元数是否相同？质量 是否也相同？摩尔质量比是多少？
基本单元
前者 H3PO4
基本单元 数 1 mol
质 量 相 同
摩尔质量
后者
1/3 H3PO4
3 mol
前者是后者的 3倍
1-3 溶液的浓度
二、质量摩尔浓度 (molality )
在纯溶剂中加入难挥发的物质以后，达平衡时， p溶液总是小于同 T 下的p纯溶剂 ，即溶液的蒸气压 下降。蒸气压下降值△p=p纯－p液。
1-4 非电解质稀溶液的依数性
蒸汽压下降的原因：
纯溶剂
溶液
∴p液<p纯剂，c液越大，p液越小。 p纯-p液的差值也越大。
1-4 非电解质稀溶液的依数性
拉乌尔定律：在一定的温度下，难挥发的非电 解质稀溶液的蒸气压，等于纯溶剂的蒸气压乘 该溶剂在溶液中的摩尔分数。
nB △p≈ p A—— nA ∵nA＝mA/MA nB nB ∴ △p≈ p A—— ＝ p 0 — · A M A nA mA
0
nB △p＝ p A · A ——＝K· ) M b(B mA
0
1-4 非电解质稀溶液的依数性
△p = K蒸 b(B) -----拉乌尔定律的另一种表述。 K蒸与溶剂、T有关的常数 ①同一温度，溶剂不同，其K蒸不同； ②同一溶剂，温度不同，其K蒸也不同。
教学课件：第一章-物质的聚集状态
气象观测
气态物质如空气中的水蒸气、二氧化碳等，用于气象观测和气候变 化研究，对环境保护和气候预测具有重要意义。
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气体定律与状态方程
1 2 3
理想气体定律
理想气体遵循玻意耳定律、查理定律和盖吕萨克 定律，这些定律描述了气体在不同条件下的状态 变化。
状态方程
理想气体的状态方程为PV=nRT，其中P表示压 强，V表示体积，n表示摩尔数，R表示气体常数， T表示温度。
实际气体近似
对于压强较大或温度较低的气体，实际气体可以 近似为理想气体。
04 气态物质
气体分子运动论
01
分子运动论的基本假设
气体由大量做无规则运动的分子组成，分子之间相互作用力可以忽略。
02
分子平均动能
气体分子的平均动能与温度成正比，温度越高，分子运动越剧烈。
03
分子分布
气体分子在空间的分布是均匀的，但在单位时间内与器壁碰撞的分子数
与气体分子速率大小有关，呈现出“中间多、两头少”的分布规律。
流动性
液体具有一定的流动性，可以流动 和变形。
液体的相变与热力学性质
熔点和沸点
熔点和沸点是液体物质的重要热 力学性质。
热容量和导热性
液体的热容量和导热性与温度有 关，不同液体有不同的热容量和
导热性。
相变过程
液体在一定条件下可以发生相变， 如蒸发或凝固。
液体中的溶解与扩散
溶解度
不同物质在液体中的溶解度不同。
气体的相变与热力学性质
相变
01
气体在一定条件下可以发生相变，例如液化、凝华等。相变过
程中气体的热力学性质会发生显著变化。
气态物质如空气中的水蒸气、二氧化碳等，用于气象观测和气候变 化研究，对环境保护和气候预测具有重要意义。
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气体定律与状态方程
1 2 3
理想气体定律
理想气体遵循玻意耳定律、查理定律和盖吕萨克 定律，这些定律描述了气体在不同条件下的状态 变化。
状态方程
理想气体的状态方程为PV=nRT，其中P表示压 强，V表示体积，n表示摩尔数，R表示气体常数， T表示温度。
实际气体近似
对于压强较大或温度较低的气体，实际气体可以 近似为理想气体。
04 气态物质
气体分子运动论
01
分子运动论的基本假设
气体由大量做无规则运动的分子组成，分子之间相互作用力可以忽略。
02
分子平均动能
气体分子的平均动能与温度成正比，温度越高，分子运动越剧烈。
03
分子分布
气体分子在空间的分布是均匀的，但在单位时间内与器壁碰撞的分子数
与气体分子速率大小有关，呈现出“中间多、两头少”的分布规律。
流动性
液体具有一定的流动性，可以流动 和变形。
液体的相变与热力学性质
熔点和沸点
熔点和沸点是液体物质的重要热 力学性质。
热容量和导热性
液体的热容量和导热性与温度有 关，不同液体有不同的热容量和
导热性。
相变过程
液体在一定条件下可以发生相变， 如蒸发或凝固。
液体中的溶解与扩散
溶解度
不同物质在液体中的溶解度不同。
气体的相变与热力学性质
相变
01
气体在一定条件下可以发生相变，例如液化、凝华等。相变过
程中气体的热力学性质会发生显著变化。
《物质的聚集状态》PPT课件
（1） （2） （3）
pi V总 = ni R T （ 2 ）
p总V总 = n R T （ 1 ）
式（2）/ 式（1） 得
pi p总
ni =
n
= xi
故 pi = p总•xi
即组分气体的分压等于总压与该
组分气体的摩尔分数之积。P7例题1-2
p总 Vi = ni R T （ 3 ）
p总V总 = n R T （ 1 ） 又 式（3）/ 式（1） 得
由一种（或多种）物质分散于另一种物质所 构成的系统，称为分散系。
分散相： 被分散的物质。 分散介质： 容纳分散相的物质。
按聚集状态或分散质粒大小可对分散系进行分类。
4
按聚集状态分类的分散系
分散相 气体 液体 固体 气体 液体 固体 气体 液体 固体
分散介质 气体 液体 固体
实例 空气、天然气、焦炉气 云、雾 烟、灰尘 碳酸饮料、泡沫 白酒、牛奶 盐水、泥浆、油漆 泡沫塑料、木炭 豆腐、硅胶、琼脂 合金、有色玻璃
pV = nRT
（1-1）
p为气体压力，单位：Pa； V为气体体积，单位：m3; T为气体温度，单位：K；
n为气体的物质的量，单位：mol；
R为摩尔气体常数，取值8.314 Jmol-1K-1 。
8
Question 例1-1 某碳氢化合物的蒸汽，在100℃及
101.325 kPa时，密度ρ=2.55 g·L-1，由化 学分析结果可知该化合物中碳原子数与 氢原子数之比为1:1。试确定该化合物的 分子式。
Vi = ni V总 n
= xi 又有
pi = p总•xi
故
Vi pi = p总• V总
即组分气体的分压，等于总压与
1第一章物质聚集状态、分散体系与界面化学1.
18
第一章 物质聚集状态、分散系与界面化学
§1-3 溶液的浓度
一、物质的量 二、物质的量浓度 三、质量摩尔浓度 四、摩尔分数 五、质量分数 六、质量浓度
19
第一章 物质聚集状态、分散系与界面化学
溶液：一种或几种物质(溶质)以分子或离子状 态均匀分散在另一种物质(溶剂)里所形成的 分散系。又称真溶液或分子溶液。溶液不限 于液体，也有气溶体或固溶体。本课程非特 别注明皆为水溶液。
2
第一章 物质聚集状态、分散系与界面化学
§1-1 物质聚集状态
一、 气体 二、 液体 三、 固体
3
第一章 物质聚集状态、分散系与界面化学
一、气体
1．理想气体状态方程 • 气体的基本特征：扩散性和可压缩性 •忽略气体分子本身占有的空间和分子间 作用力，该气体就是理想气体 •实际气体在低压高温条件下，才能被近 似地看成理想气体
在使用物质的量时，基本单元应予指明， 它可以是分子、原子、离子、电子及其他粒子 ，也可以是这些粒子的特定组合。基本单元要 求用加圆括号的化学式(或其组合)表示，不宜 用中文名称。
21
第一章 物质聚集状态、分散系与界面化学
1mol物质的质量称为该物质的 “ 摩尔质量”，符号为M，单位为kg·mol-1 ，常用单位为g·mol-1。任何分子、原子 或离子的摩尔质量，当单位为g·mol-1时 ，数值上等于其相对原子质量、相对分 子质量或离子式量。
9
第一章 物质聚集状态、分散系与界面化学
二、 液体
液体的特征 液体的性质 (1)蒸气压 (2)沸点 (3)凝固点
10
第一章 物质聚集状态、分散系与界面化学
三、固体
晶体与非晶体 (1)概念 (2)晶体与非晶体的不同点
第一章 物质聚集状态、分散系与界面化学
§1-3 溶液的浓度
一、物质的量 二、物质的量浓度 三、质量摩尔浓度 四、摩尔分数 五、质量分数 六、质量浓度
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第一章 物质聚集状态、分散系与界面化学
溶液：一种或几种物质(溶质)以分子或离子状 态均匀分散在另一种物质(溶剂)里所形成的 分散系。又称真溶液或分子溶液。溶液不限 于液体，也有气溶体或固溶体。本课程非特 别注明皆为水溶液。
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第一章 物质聚集状态、分散系与界面化学
§1-1 物质聚集状态
一、 气体 二、 液体 三、 固体
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第一章 物质聚集状态、分散系与界面化学
一、气体
1．理想气体状态方程 • 气体的基本特征：扩散性和可压缩性 •忽略气体分子本身占有的空间和分子间 作用力，该气体就是理想气体 •实际气体在低压高温条件下，才能被近 似地看成理想气体
在使用物质的量时，基本单元应予指明， 它可以是分子、原子、离子、电子及其他粒子 ，也可以是这些粒子的特定组合。基本单元要 求用加圆括号的化学式(或其组合)表示，不宜 用中文名称。
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第一章 物质聚集状态、分散系与界面化学
1mol物质的质量称为该物质的 “ 摩尔质量”，符号为M，单位为kg·mol-1 ，常用单位为g·mol-1。任何分子、原子 或离子的摩尔质量，当单位为g·mol-1时 ，数值上等于其相对原子质量、相对分 子质量或离子式量。
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第一章 物质聚集状态、分散系与界面化学
二、 液体
液体的特征 液体的性质 (1)蒸气压 (2)沸点 (3)凝固点
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第一章 物质聚集状态、分散系与界面化学
三、固体
晶体与非晶体 (1)概念 (2)晶体与非晶体的不同点
浙江大学无机及化学分析 第一章
i
1
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1.3.4
质量分数
mB wB m
mB — 物质B的质量；
m —混合物的质量； wB —物质B的质量分数，量纲为1。 最常用的质量百分数（%） 。
22
溶液非常稀时的几种常用的质量分数*
ppm—百万分之一。 ppb—十亿分之一。 ppt—万亿分之一。 单位：g/g
23
例1-3 求 B (NaCl) =10 %的NaCl水溶液中溶质和溶
15
1.3
溶液浓度的表示方法
名称
物质的量浓度
数学表达式
n( B ) c( B) V
单位
mol﹒L-1
质量分数
mB w( B) m
m( B ) n( B ) m
n( B ) n
量纲为1
质量摩尔浓度 物质的量分数
mol﹒kg-1 量纲为1
16
x( B)
1.3.1 物质的量浓度
nB cB V
1. 物质的量浓度与质量分数
nB mB mB mB wB cB V M BV M B m / M B m M B
cB —溶质B的量浓度; — 溶液的密度; wB—溶质B的质量分数; MB —溶质B的摩尔质量。 一般液体试剂或工业产品的标签说明： 质量百分含量（浓盐酸35.5%；浓硫酸96.0%）。 密度（浓盐酸1.12g/mL；浓硫酸1.84g/mL ） 而浓度是根椐上述公式计算的。
nB nB cB bB m mA
若该溶液是稀的水溶液，则：
cB bB
注意:密度的常用单位g/ml，SI单位kg/m3， 1g/ml = 1kg/L = 1000kg/m3 而物质的量浓度 常用单位是mol/L，物质的质 量摩尔浓度常用单位是mol/kg，注意单位统一。
物质的聚集状态课件
等离子态是指气体中的 原子或分子在受到足够 的能量激发时，电子被 电离出来形成自由电子 和离子，呈现出一种高 度离解的状态，如太阳 和其他恒星。
物质聚集状态转变
物质聚集状态的转变是由于温度、压力、磁场等外部条件的变化而引起的。
聚集状态的转变通常伴随着物质物理性质和化学性质的显著变化。
在实际应用中，物质的聚集状态转变具有重要的意义，如工业生产中的结晶、升华、 熔化和凝固等过程，以及自然界中的天气变化、生命活动等过程。
理想气体定律
理想气体定律是描述气体压力、温 度和体积之间关系的一个基本定律， 它指出在一定温度下，气体的压力 与体积成反比。
03
液体
液体的分子运 动
分子运动
液体中的分子不断进行无 规则运动，这种运动受到 分子间相互作用力的影响。
分子间相互作用力
液体分子间存在相互作用 力，这种力使得分子在液 体状态下保持聚集状态。
晶格结构参数
描述晶体结构中原子或分子的间距和排列方式。
固体的基本性 质
1 2 3
热膨胀性 固体在温度变化时，体积发生改变。
电导率 固体材料中电子的迁移率，反映材料的导电性能。
光学性质 固体材料对光的吸收、反射和透射等性质。
固体的力学性 质
弹性
01
固体在外力作用下发生形变，形变与外力成正比，外力撤去后
工业生产 在工业生产中，研究物质的聚集状态有助于优化生产工艺 和提高产品质量，例如通过控制物质的聚集状态改善金属 的加工性能和机械性能。
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物质的聚集状态课件
目录
CONTENTS
• 物质的聚集状态研究的意义和应
01
物质的聚集状态简 介
物质的聚集状态定义
胶体与表面化学讲义第一章 基本概念
《胶体与界面化学》讲义第一章基本概念第一节胶体与表面一、胶体与胶体分散体系•目前科学地将颗粒大小在10-6～10-9m这样的物质（不管其聚集状态是气态、液态还是固态）称为胶体。
•胶体与其分散在其中的介质组成分散体系，介质可以是气、液和固体并与胶体颗粒间存在相界面，因此它还是高分散的多相的分散体系。
•胶体分散体系一般是两个组分以上的多组分体系，不过也存在极为罕见的单组分胶体分散体系，这类分散体系是液体，但由于分子的热运动而出现的涨落现象，一些分子会在液态内部聚集成较大的聚集体，这种分散体系称为类胶体（iso-colloid）分散体系。
聚合物或大分子量物质•聚合物或大分子量物质过去也称之为胶体分散体系的物质。
•如蛋白质，纤维素以及各种天然的和人工合成的聚合物，其尺寸也在胶体范围、并具有胶体的某些性质，比如慢扩散性，不透过半透膜，电泳行为等。
•因此过去也把它们作为胶体与表面化学的讲解内容。
但由于其迅速的发展，形成一个庞大的大分子家族，而成为一个独立学科去研究，不过它的某些理论和研究方法确系胶体的理论和研究方法。
二、表面和界面•表面（surface）：是指凝聚相与真空，空气或其蒸气间的交界•界面（interface）：是指凝聚相与其他相间的交界面。
•水的表面张力是水的表面（与空气或蒸汽的交界面）上的表面张力，约为72.8×10-3N/m；水和苯间界面张力为35×10-3N/m；水与汞间界面张力为375×10-3N/m。
•由此可见，界面张力值决定于相邻相的物质。
相边界上“面”的含义•这里所说的“面”是指相边界上的化学概念上的而非数学概念上的面。
数学面只有面积而无厚度，而化学面是有一定厚度的，起码有几个分子大小的厚度。
数学面所示在面上相的性质（如密度、浓度等）发生突变是不可思议的，而化学面中相的性质逐渐变化才是可理解的。
但在描述它时，由于其厚度值与两相本体尺寸比较可忽略不计近似为零。
第一章 表界面的物理化学
吸附表面有时也称界面。它是在清洁表面上有来自体内扩散 到表面的杂质和来自表面周围空间吸附在表面上的质点所构成的表面。 根据原子在基底上的吸附位置，一般可分为四种吸附情况， 即顶吸附、桥吸附、填充吸附和中心吸附等。
（d）偏析表面 （d) 化合物表面
19
表面结构 表面结构分类
驰豫：点阵常数变化，非平衡态； 重构：原子重排，不同于本体内的晶面； 台阶化：有规律的非完全平面结构；
第一章
表界面的物理化学
1
第一节 材料表面与界面的定义及分类
1. 什么是表面/界面
多相体系界面特征 （ 1 ）界面的物理化学性质 不均匀，而界面两侧的性质 保持常数； 体 系 性 质
（ 2）界面 γ为准三维界面区 域，有一定的体积；
（ 3 ）研究对象是不均匀体 系，具有多相性。
α
γ
β
多相体系影响因素
24
表面和界面的定义
2. 表/界面分类
（2）根据研究角度和目的分类
以原子尺寸形 （ 3 ）按照界面形成途径分类 态从液相中或 （ a）机械作用界面 （e）液相与气相界面 气相 中 析出在 （ b）化学作用界面 （f）凝固共生界面 固态 表 面成核 （ c）熔焊作用界面 （g）粉末冶金界面 和生 长 ，形成 （d）固态结合界面 （h）粘接界面 膜体或块体。
(e) 中心长方 a≠b, γ= 90º
31
二维晶体点阵
五种二维格子
元格形状 平行四边形 长方形 正方形 60o菱形 晶格符号 P P, C P 轴和夹角 ab, 90o ab, =90o a=b, =90o a=b, =120o 晶系名称 斜方 长方 正方 六角
32
二维晶体点阵------点群（10）与空间群（17）
（d）偏析表面 （d) 化合物表面
19
表面结构 表面结构分类
驰豫：点阵常数变化，非平衡态； 重构：原子重排，不同于本体内的晶面； 台阶化：有规律的非完全平面结构；
第一章
表界面的物理化学
1
第一节 材料表面与界面的定义及分类
1. 什么是表面/界面
多相体系界面特征 （ 1 ）界面的物理化学性质 不均匀，而界面两侧的性质 保持常数； 体 系 性 质
（ 2）界面 γ为准三维界面区 域，有一定的体积；
（ 3 ）研究对象是不均匀体 系，具有多相性。
α
γ
β
多相体系影响因素
24
表面和界面的定义
2. 表/界面分类
（2）根据研究角度和目的分类
以原子尺寸形 （ 3 ）按照界面形成途径分类 态从液相中或 （ a）机械作用界面 （e）液相与气相界面 气相 中 析出在 （ b）化学作用界面 （f）凝固共生界面 固态 表 面成核 （ c）熔焊作用界面 （g）粉末冶金界面 和生 长 ，形成 （d）固态结合界面 （h）粘接界面 膜体或块体。
(e) 中心长方 a≠b, γ= 90º
31
二维晶体点阵
五种二维格子
元格形状 平行四边形 长方形 正方形 60o菱形 晶格符号 P P, C P 轴和夹角 ab, 90o ab, =90o a=b, =90o a=b, =120o 晶系名称 斜方 长方 正方 六角
32
二维晶体点阵------点群（10）与空间群（17）
第一章 物质的聚集状态
溶液：由两种或多种组成以分子的、原子或离子的状态所 组成的均匀稳定的液相体系。 1.3.1 物质的量浓度 物质B的物质的量浓度，是指溶液中所含溶质B的物质的量 除以溶液的体积，用符号cB 表示。
式中nB表示溶液中溶质B的物质的量，其SI单位为mol；V为 溶液的体积，其SI单位为m3，在分析化学中，体积的常用单 位为L或mL；浓度cB常用单位为mol/L。
分散质
分散剂
实 例
气 液 固 气 液 固 气 液 固
气 气 气 液 液 液 固 固 固
空气 云、雾 烟灰尘 泡沫 牛奶、酒精的水溶液 糖水、油漆 泡沫塑料 珍珠（包藏着水的碳酸钙） 有色玻璃、合金
液态分散系（分散介质是液态）
分散相粒 子直径 /nm <1 分散系类型 分散相 主要性质 实例
低分子或离子分 散系 胶 体 分 散 系 粗 分 散 系 高分子溶液
611
T/K
从图中可以看出，
1） 随着温度的升高，水，水溶液，冰的饱和蒸气压都升高。
其中冰的曲线斜率大，随温度变化显著。 2） 同一温度，水溶液的饱和蒸气压低于水的饱和蒸气压。
p/Pa 1.013 10
611
5
A B
l1
l2 A′
l3
B′ T2 273 373 T1 T/K
3） 373 K时，水的饱和蒸气压等于外界大气压强，如图中 A 点，故 373 K 是水的沸点。大气压强 1.013 10 5 Pa 。
若 p 固 > p 液， p 固 < p 液， 饱和蒸气压图
则平物质的饱和蒸气压 p，对温度 T 做图，即得到物质饱和蒸气
压图。下面是水，水溶液，冰体系的饱和蒸气压图。
p/Pa 1.013 10 5 A
式中nB表示溶液中溶质B的物质的量，其SI单位为mol；V为 溶液的体积，其SI单位为m3，在分析化学中，体积的常用单 位为L或mL；浓度cB常用单位为mol/L。
分散质
分散剂
实 例
气 液 固 气 液 固 气 液 固
气 气 气 液 液 液 固 固 固
空气 云、雾 烟灰尘 泡沫 牛奶、酒精的水溶液 糖水、油漆 泡沫塑料 珍珠（包藏着水的碳酸钙） 有色玻璃、合金
液态分散系（分散介质是液态）
分散相粒 子直径 /nm <1 分散系类型 分散相 主要性质 实例
低分子或离子分 散系 胶 体 分 散 系 粗 分 散 系 高分子溶液
611
T/K
从图中可以看出，
1） 随着温度的升高，水，水溶液，冰的饱和蒸气压都升高。
其中冰的曲线斜率大，随温度变化显著。 2） 同一温度，水溶液的饱和蒸气压低于水的饱和蒸气压。
p/Pa 1.013 10
611
5
A B
l1
l2 A′
l3
B′ T2 273 373 T1 T/K
3） 373 K时，水的饱和蒸气压等于外界大气压强，如图中 A 点，故 373 K 是水的沸点。大气压强 1.013 10 5 Pa 。
若 p 固 > p 液， p 固 < p 液， 饱和蒸气压图
则平物质的饱和蒸气压 p，对温度 T 做图，即得到物质饱和蒸气
压图。下面是水，水溶液，冰体系的饱和蒸气压图。
p/Pa 1.013 10 5 A
物质的聚集状态课件-高中化学鲁科版选修物质结构与性质
物质的聚集状态
影响物质体积大小的主要因素
微 粒 的 微 粒 的 微 粒的 数目 大小 间距
固、液态 √
√
气态√
√
影响物质微粒间距离的因素有哪些？ 温度、压强
猜想：相同条件下， 1mol任何气 体的体积基本相同？
验证： 在（0℃、101KPa）条件下
物质
1摩尔物质的 质量(g)
密度 (g/L)
Ne
物质的聚集状态
讨论与探究
影响物质体 积的因素
微粒数 微粒的大小 微粒之间的距离
（1）当微粒数相同时候，微粒的大小、微粒之间的距 离成为影响体积的因素：
（2）当物质为固态或液态时，微粒之间的距离很小， 决定体积的因素是微粒的大小；
（3）当物质为气态时，由于微粒间距离比粒子本身的 直径大很多倍，因此尽管微粒的大小有所不同，但决 定体积的因素是粒子之间的距离。
物质的聚集状态
物质的聚集状态
你知道吗？
气态
根据物质 的状态
液态 固态
晶态
具有规则几何外形和 固定熔点
非晶态 不具有规则几何外形
和固定熔点
从微观上看，物质是原子、分子或离子的聚集体。
物质的聚集状态
交流与讨论
物质有固、液、气三种状态，三种状态有 何差异？从微观角度解释这三种状态存在差异 的原因。
物质的聚集状态
在温度、压强一定时，任何具有相同微“物粒质数的的量” 气体都具有大致相同的体积。
新知讲解
气体摩尔体积 定义：在一定温度和压强下，单位物质的量的气体所 占有的体积。
气体
22.4L (标准状况)
新知讲解
气体摩尔体积
单位、符号 单位：L/mol (L·mol-1) 符号：Vm
第一部分物质的聚集状态教学课件
溶液 纯水
海水淡化示意图
1.4 固体和固体废弃物污染及其 治理
固体中的原子及其结合态粒子在空间的排布， 如果长程有序便称为晶体，如果短程无序就称为非晶体。
晶体
非晶体
一、晶体 按晶格结点上微粒的种类、组成及其粒子间相互作用力的 不同，晶体可分为：
过渡型晶体
离子晶体 分子晶体 原子晶体 金属晶体
混合型晶体
热力学能(又称内能) 热力学体系内部的总能量 称热力学能，
用符号U表示，单位是焦耳(J)。
U是状态函数，为广度性质，它的绝对值很 难确定， 但它的变化值可以不难求出。内能的变
化是通过两种方式表现出来的。
U – (Q + W) = 0 或 U = Q + W
Q 称为热
与途径（或过程）有关
W 称为功
Q > 0，表明系统对环境吸热； Q < 0，系统对环境放热； W > 0，系统接受环境作功； W < 0，系统对环境作出功。
式中ΔTb 表示溶液的沸点升高， Tb*、Tb 分别表示纯溶剂和溶液的沸点，bB 是质量摩尔 浓度，单位为mol·kg–1。
Kb 为沸点升高常数，它取决于纯溶剂的特性 而与溶质特性无关。
4、 溶液的渗透压
П= cB×R×T
溶液 纯水
半透膜 显示渗透压现象的简单装置
渗透压是为维持被 半透膜所隔开的溶液与纯 溶剂之间的渗透平衡 而需要的额外压力。
场
没有静止质量、体积、不占有空 间。如电场、磁场、光、声音。
三、系统、环境、相 被研究的对象就称为系统。 系统以外与之直接联系的部分，称为环境。
系统可分为下述三类：
开放系统
封闭系统
隔离系统
第1章-分散体系
bB
nB mA
1000
得： mA mB mA VAB 1L mA 1000 g
bB
mB M B mA
1000
5.18 3.06 10 4
1.69 10 4 mol kg1
Tb Kb bB 0.512 K kg mol 1 1.69 10 4 mol kg 8.65 10 5 K
（水分子）通过，而部分分子不允许通过的膜。
渗透(osmosis)： 由物质粒子（溶剂分子）通过半透膜单向扩散的现象。
渗透压(osmosis pressure)
为了维持半透膜两边的溶液与纯溶剂之间的渗透
平衡而需要施加的最小压力。
若：p>π ？
π
π
溶液 纯水
溶液 纯水
范特霍夫定律 V nBRT
cB RT
在水溶液中能完全电离的电解质，事实上 强电解质并非完全解离。
电解质
表观解
离度%
KCl ZnSO4 HCl
86 40 92
HNO3 H2SO4 NaOH Ba(OH)2
9 2 61 91 81
在强电解质溶液中，一种离子被异号离子所 包围的现象称为离子氛。由于离子氛使离子的运 动受到相互牵制。
“完全电离”只对稀溶液才是合理的近 似，对于浓溶液，情况就完全不同了。
2）稀溶液的蒸气压
水分子xA
溶质分子xB
纯水蒸气压 pA*
溶液蒸气压 p
大于
纯溶剂中加入难挥发非电解质后，达平衡时，p溶液 总是小于同 温度下的p纯溶剂 ，即溶液的蒸气压下降。
?问题
一封闭箱处于恒温环境中，箱内有两杯 液体，A杯为纯水，B杯为蔗糖水溶液。静 置足够长时间后，会发生什么变化？
无机化学1.1物质的聚集状态
则 0.156K 0.512K mol1 kg M 20 kg
M 1.09 0.512 g mol-1 1000 0.02 0.156
故 M=179 g·mol-1(计算值为180 g·mol-1)
Question 6
1dm3 溶液中含5.0 g马的血红 素，在298 K时测得溶液的渗透压 为1.82×102Pa，求马的血红素的摩 尔质量。
3. 配置等渗输液
渗透现象在许多生物过程 中有着不可缺少的作用。特别 是人体静脉输液所用的营养液 （如葡萄糖等）都需经过细心 调节以使它与血液具有同样的 渗 透 压 （ 约 7 8 0 kPa）， 否 则 血 细胞将遭到破坏。
透析仪用于净化血液，则是依据亚微粒尺寸的血红素大分 子无法穿越半透膜的性质。肾脏具有透析血液的功能，以去除 代谢过程产生的电解质。如果疾病导致肾脏失去透析功能，则 需要在体外使用透析仪。透析过程类似于渗透，使用的半透膜 能让溶剂分子、溶质分子或离子穿过，而尺寸大得多的胶态粒 子则不能。有些情况下使用电透析法以提高透析效率，在外加 电场作用下，作为代谢电解质的离子被吸引到带相反电荷的电 极而离开血液。
pV nRT
pV m RT M
M mRT pV
M = Mr gmol-1
3. 气体密度的计算
M mRT pV
M RT
p
=m/V
= pM RT
有关气体体积的化学计算
例:为了行车的安 全，可在汽车中 装备上空气袋， 防止碰撞时司机 受到伤害。这种 空气袋是用氮气 充胀起来的，所 用的氮气是由叠 氮化钠与三氧化 二铁在火花的引 发下反应生成的 。总反应是：
Solution 依公式 cRT
c
1.82 102 Pa
RT 8.314Pa m3 mol-1 298K
M 1.09 0.512 g mol-1 1000 0.02 0.156
故 M=179 g·mol-1(计算值为180 g·mol-1)
Question 6
1dm3 溶液中含5.0 g马的血红 素，在298 K时测得溶液的渗透压 为1.82×102Pa，求马的血红素的摩 尔质量。
3. 配置等渗输液
渗透现象在许多生物过程 中有着不可缺少的作用。特别 是人体静脉输液所用的营养液 （如葡萄糖等）都需经过细心 调节以使它与血液具有同样的 渗 透 压 （ 约 7 8 0 kPa）， 否 则 血 细胞将遭到破坏。
透析仪用于净化血液，则是依据亚微粒尺寸的血红素大分 子无法穿越半透膜的性质。肾脏具有透析血液的功能，以去除 代谢过程产生的电解质。如果疾病导致肾脏失去透析功能，则 需要在体外使用透析仪。透析过程类似于渗透，使用的半透膜 能让溶剂分子、溶质分子或离子穿过，而尺寸大得多的胶态粒 子则不能。有些情况下使用电透析法以提高透析效率，在外加 电场作用下，作为代谢电解质的离子被吸引到带相反电荷的电 极而离开血液。
pV nRT
pV m RT M
M mRT pV
M = Mr gmol-1
3. 气体密度的计算
M mRT pV
M RT
p
=m/V
= pM RT
有关气体体积的化学计算
例:为了行车的安 全，可在汽车中 装备上空气袋， 防止碰撞时司机 受到伤害。这种 空气袋是用氮气 充胀起来的，所 用的氮气是由叠 氮化钠与三氧化 二铁在火花的引 发下反应生成的 。总反应是：
Solution 依公式 cRT
c
1.82 102 Pa
RT 8.314Pa m3 mol-1 298K
第1章 物质的聚集状态
学科：无机及分析化学章节：第一章物质的聚集状态“Collective State of Matter”（3课时）基本要求：掌握理想气体状态方程及其应用, 掌握道尔顿分压定律，理解稀溶液的依数性及其应用，熟悉溶胶的结构、性质、稳定性及其聚沉作用，了解高分子溶液与乳状液。
本章讲授要点：理想气体状态方程及其应用，道尔顿分压定律，稀溶液的依数性及其应用，溶胶的结构、性质、稳定性及其聚沉作用，高分子溶液与乳状液。
重点：理想气体状态方程，稀溶液的依数特性，胶团结构和影响溶胶稳定性和聚沉性的因素。
难点：引起稀溶液依数性的原因；胶团结构。
教学内容：1.1 分散系*1.2 气体1.3 溶液浓度的表示方法1.4 稀溶液的通性1.5 胶体溶液1.6 高分子溶液和乳状液[导课]化学的研究对象是物质，因此学习化学的前提是对物质有所了解。
当物质处于不同的聚集状态时，其物理性质和化学性质是不同的。
物质聚集状态的变化虽然是物理变化，但常与化学反应相伴而发生，所以了解和掌握有关物质的聚集状态的知识对解决各种化学问题是十分必要的。
下面就让我们学习物质的存在形式-聚集状态。
一、分散系1.1 定义：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。
处于分割成粒子的不连续状态；分散剂（分散介质）：容纳分散质的物质。
处于连续的状态。
例如①小水滴+空气=云雾②二氧化碳+水=汽水1.2 分类：①分散相和分散介质的聚集状态分类——9种②由于大部分的化学反应、生命行为都是在液体介质中进行的，故本章主要讨论分散介质是液体的液态分散系的一些基本性质。
按分散粒子的大小分为：粗分散系、胶体分散系、低分子或离子分散系。
系统中任何一个均匀的（组成均一）部分称为一个相。
在同一相内，其物理性质和化学性质完全相同，相与相之间有明确的界面分隔。
只有一个相的系统称为单相系统或均相系统；有两个或两个以上相的系统称为多相系统。
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12
三、分散度与比表面积
1. 分散系中分散质粒径不同，分散度就不同，性质也不同。分散度用 比表面积衡量： S0 = S / V 比表面积S0增加，系统分散度增加。
2. 分散质粒度减少，系统分散度增大。 例如:1cm1cm1cm方块切成0.1cm0.1cm0.1cm方块，比表面积从 61cm2增为610cm2 。
理想气体状态方程为 pV=nRT
(1-1)
式中R 为摩尔气体常数，R=8.314 Pa· m3· K-1· mol-1。 由于： 1 J =1 Pa· m3， 所以： R=8.314 J· K-1· mol-1。
4
2．道尔顿分压定律 对两种或两种以上互不发生化学反应的理想气体的混合物， 其状态方程是 pV=n1RT+n2RT+„+niRT =n总RT (1-2)
nB
例1-3第一章ຫໍສະໝຸດ 物质聚集状态、分散系与界面化学
1
第一章
溶液和胶体
主讲人：王 燕 2016/08/28
第一章
物质聚集状态、分散系与界面化学
第一章
2
溶液和胶体
§ 1-1 物质聚集状态
§ 1-2 分散系 § 1-3 溶液的浓度 § 1-4 稀溶液的依数性 § 1-5 胶体溶液
§ 1-6 乳浊液
第一章
物质聚集状态、分散系与界面化学
§1-1
3
物质聚集状态（气体、液体、固体）
一、气体
• • •
1．理想气体状态方程
气体的基本特征：扩散性和可压缩性 忽略气体分子本身占有的空间和分子间作用力，该气体就是理想气体 实际气体在低压高温条件下，才能被近似地看成理想气体 理想气体状态方程为 pV=nRT (1-1)
摩尔气体常数R=8.314 Pa· m3· K-1· mol-1。 1 J =1 Pa· m3，R=8.314 J· K-1· mol-1。
即混合气体的总压即等于各组分单独存在于混合气 体温度、体积条件下分压力的总和。
某组分分压pB：等于该组分单
独存在于混合气体的温度T及总 体积V的条件下所具有的压力。
pB=xBp xB-组分气体B的摩尔分数
5
二、 液体
液体的特征： (1)相似相容性 (2)表面张力
6
三、固体
晶体与非晶体 (1) 粒子相互作用力强 (2)晶体与非晶体的不同点 a 晶体有固定的外形 b 晶体有固定的熔点 c 晶体有各向异性，非晶体则是各向同性的
练习:NaOH,(1/2)NaOH,2nNaOH作为基本单元
第一章
物质聚集状态、分散系与界面化学
摩尔质量的概念MB的概念
17
1mol物质的质量称为该物质的 “摩尔质量”，符号为M，单位为 kg· mol-1，常用单位为g· mol-1。 def M === mB/nB n = m/ M B M ：B的摩尔质量
B
B
B
任何分子、原子或离子的摩尔质量，当单位为g· mol-1时，数值上等 于其相对原子质量、相对分子质量或离子式量。
分子：MB数值上等于 Mr
练习例题1-1
第一章
物质聚集状态、分散系与界面化学
二、物质的量浓度
18
符号：cB
def 定义：cB===nB/V
单位：mol· L-1
(mmol· L-1或μmol·L-1)
7
第一章
物质聚集状态、分散系与界面化学
总结
8
第一章
物质聚集状态、分散系与界面化学
§1-2
9
分散系
一、分散系的概念 二、分散系的分类 三、分散度与比表面积
一、分散系的概念
分散系：一种或几种物质分散在另一种物质里所形 成的系统称为分散系统 ，简称分散系。 分散质：被分散的物质叫做分散质(或分散相)； 分散剂：而容纳分散质的物质称为分散剂(或分散介 质)。
13
第一章
物质聚集状态、分散系与界面化学
§1-3 溶液的浓度
14
一、物质的量及其单位 二、物质的量浓度 三、质量摩尔浓度 四、物质的量分数 五、质量分数
溶液浓度的表示方法有很多
溶液：一种或几种物质(溶质)以分子或离子状态均匀分散在另一 种物质(溶剂)里所形成的分散系。又称真溶液或分子溶液。溶液 不限于液体，也有气溶体或固溶体。本课程非特别注明皆为水 溶液。 溶液的特征：均匀单相，高稳定性，含两种或以上物质。 溶液的浓度：是指一定量溶液或溶剂中所含溶质的量。浓度的 表示方法多种多样,下面介绍几种常用的浓度表示方法。
例1-2
第一章
物质聚集状态、分散系与界面化学
三、质量摩尔浓度
19
1000g溶剂中所含溶质B的物质的量， 称为溶质B的质量摩尔浓度，用符号bB表示， 单位为mol· kg-1。 符号：bB 单位：mol· kg-1
第一章
物质聚集状态、分散系与界面化学
三、质量摩尔浓度
20
def bB===
10
二、分散系的分类
按分散质和分散剂的聚集状态可把分散系分 为九类，见教材P3 表1－1。
若按分散质粒子直径大小进行分类，则可以 将分散系分为三类，见教材P4 表1－2。
11
若按分散质粒子直径大小进行分类，教材P4 表1－2。
1.分子与离子分散系中，分散质粒子直径<1nm，它们是一般的分子或离 子，与分散剂的亲和力极强，均匀、无界面，是高度分散、高度稳定的 单相系统。这种分散系即通常所说的溶液，如蔗糖溶液、食盐溶液。 2.胶体分散系中，分散质粒子直径为1～100 nm，它包括溶胶和高分子化 合物溶液两种类型。 一类是溶胶，如氢氧化铁溶胶、硫化砷溶胶、碘化银溶胶、金溶胶 等。 另一类是高分子化合物溶液，如淀粉溶液、纤维素溶液、蛋白质溶 液等。 3.粗分散系中，分散质粒子直径>100nm，用普通显微镜甚至肉眼也能 分辨出，是一个多相系统。按分散质的聚集状态不同，粗分散系又可分 为两类：一类是液体分散质分散在液体分散剂中，称为乳浊液，如牛奶 。另一类是固体分散质分散在液体分散剂中，称为悬浊液，如泥浆。故 粗分散系是极不稳定的多相系统。
15
第一章
物质聚集状态、分散系与界面化学
一、 物质的量
16
用符号“n”表示，其单位为摩尔(简称摩)，符号mol。1mol任何物质， 均含有NA个基本单元。 在使用物质的量时，基本单元应予指明，它可以是分子、原子、离子、 电子及其他粒子，也可以是这些粒子的特定组合。基本单元要求用加 圆括号的化学式(或其组合)表示，不宜用中文名称。
三、分散度与比表面积
1. 分散系中分散质粒径不同，分散度就不同，性质也不同。分散度用 比表面积衡量： S0 = S / V 比表面积S0增加，系统分散度增加。
2. 分散质粒度减少，系统分散度增大。 例如:1cm1cm1cm方块切成0.1cm0.1cm0.1cm方块，比表面积从 61cm2增为610cm2 。
理想气体状态方程为 pV=nRT
(1-1)
式中R 为摩尔气体常数，R=8.314 Pa· m3· K-1· mol-1。 由于： 1 J =1 Pa· m3， 所以： R=8.314 J· K-1· mol-1。
4
2．道尔顿分压定律 对两种或两种以上互不发生化学反应的理想气体的混合物， 其状态方程是 pV=n1RT+n2RT+„+niRT =n总RT (1-2)
nB
例1-3第一章ຫໍສະໝຸດ 物质聚集状态、分散系与界面化学
1
第一章
溶液和胶体
主讲人：王 燕 2016/08/28
第一章
物质聚集状态、分散系与界面化学
第一章
2
溶液和胶体
§ 1-1 物质聚集状态
§ 1-2 分散系 § 1-3 溶液的浓度 § 1-4 稀溶液的依数性 § 1-5 胶体溶液
§ 1-6 乳浊液
第一章
物质聚集状态、分散系与界面化学
§1-1
3
物质聚集状态（气体、液体、固体）
一、气体
• • •
1．理想气体状态方程
气体的基本特征：扩散性和可压缩性 忽略气体分子本身占有的空间和分子间作用力，该气体就是理想气体 实际气体在低压高温条件下，才能被近似地看成理想气体 理想气体状态方程为 pV=nRT (1-1)
摩尔气体常数R=8.314 Pa· m3· K-1· mol-1。 1 J =1 Pa· m3，R=8.314 J· K-1· mol-1。
即混合气体的总压即等于各组分单独存在于混合气 体温度、体积条件下分压力的总和。
某组分分压pB：等于该组分单
独存在于混合气体的温度T及总 体积V的条件下所具有的压力。
pB=xBp xB-组分气体B的摩尔分数
5
二、 液体
液体的特征： (1)相似相容性 (2)表面张力
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三、固体
晶体与非晶体 (1) 粒子相互作用力强 (2)晶体与非晶体的不同点 a 晶体有固定的外形 b 晶体有固定的熔点 c 晶体有各向异性，非晶体则是各向同性的
练习:NaOH,(1/2)NaOH,2nNaOH作为基本单元
第一章
物质聚集状态、分散系与界面化学
摩尔质量的概念MB的概念
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1mol物质的质量称为该物质的 “摩尔质量”，符号为M，单位为 kg· mol-1，常用单位为g· mol-1。 def M === mB/nB n = m/ M B M ：B的摩尔质量
B
B
B
任何分子、原子或离子的摩尔质量，当单位为g· mol-1时，数值上等 于其相对原子质量、相对分子质量或离子式量。
分子：MB数值上等于 Mr
练习例题1-1
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物质聚集状态、分散系与界面化学
二、物质的量浓度
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符号：cB
def 定义：cB===nB/V
单位：mol· L-1
(mmol· L-1或μmol·L-1)
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第一章
物质聚集状态、分散系与界面化学
总结
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第一章
物质聚集状态、分散系与界面化学
§1-2
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分散系
一、分散系的概念 二、分散系的分类 三、分散度与比表面积
一、分散系的概念
分散系：一种或几种物质分散在另一种物质里所形 成的系统称为分散系统 ，简称分散系。 分散质：被分散的物质叫做分散质(或分散相)； 分散剂：而容纳分散质的物质称为分散剂(或分散介 质)。
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第一章
物质聚集状态、分散系与界面化学
§1-3 溶液的浓度
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一、物质的量及其单位 二、物质的量浓度 三、质量摩尔浓度 四、物质的量分数 五、质量分数
溶液浓度的表示方法有很多
溶液：一种或几种物质(溶质)以分子或离子状态均匀分散在另一 种物质(溶剂)里所形成的分散系。又称真溶液或分子溶液。溶液 不限于液体，也有气溶体或固溶体。本课程非特别注明皆为水 溶液。 溶液的特征：均匀单相，高稳定性，含两种或以上物质。 溶液的浓度：是指一定量溶液或溶剂中所含溶质的量。浓度的 表示方法多种多样,下面介绍几种常用的浓度表示方法。
例1-2
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物质聚集状态、分散系与界面化学
三、质量摩尔浓度
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1000g溶剂中所含溶质B的物质的量， 称为溶质B的质量摩尔浓度，用符号bB表示， 单位为mol· kg-1。 符号：bB 单位：mol· kg-1
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物质聚集状态、分散系与界面化学
三、质量摩尔浓度
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def bB===
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二、分散系的分类
按分散质和分散剂的聚集状态可把分散系分 为九类，见教材P3 表1－1。
若按分散质粒子直径大小进行分类，则可以 将分散系分为三类，见教材P4 表1－2。
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若按分散质粒子直径大小进行分类，教材P4 表1－2。
1.分子与离子分散系中，分散质粒子直径<1nm，它们是一般的分子或离 子，与分散剂的亲和力极强，均匀、无界面，是高度分散、高度稳定的 单相系统。这种分散系即通常所说的溶液，如蔗糖溶液、食盐溶液。 2.胶体分散系中，分散质粒子直径为1～100 nm，它包括溶胶和高分子化 合物溶液两种类型。 一类是溶胶，如氢氧化铁溶胶、硫化砷溶胶、碘化银溶胶、金溶胶 等。 另一类是高分子化合物溶液，如淀粉溶液、纤维素溶液、蛋白质溶 液等。 3.粗分散系中，分散质粒子直径>100nm，用普通显微镜甚至肉眼也能 分辨出，是一个多相系统。按分散质的聚集状态不同，粗分散系又可分 为两类：一类是液体分散质分散在液体分散剂中，称为乳浊液，如牛奶 。另一类是固体分散质分散在液体分散剂中，称为悬浊液，如泥浆。故 粗分散系是极不稳定的多相系统。
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第一章
物质聚集状态、分散系与界面化学
一、 物质的量
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用符号“n”表示，其单位为摩尔(简称摩)，符号mol。1mol任何物质， 均含有NA个基本单元。 在使用物质的量时，基本单元应予指明，它可以是分子、原子、离子、 电子及其他粒子，也可以是这些粒子的特定组合。基本单元要求用加 圆括号的化学式(或其组合)表示，不宜用中文名称。