2011-01溶液和胶体
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理想气体： 分子不占体积 分子间无相互作用
低压(低于数百千帕) 高温(>273K)
实际气体： 分子有体积 分子间有相互作用
2019年9月10日10时51分
理想气体状态方程 pV = nRT
R— 摩尔气体常数， R=8.314 kPaLK-1mol-1 =8.314 Pam3K-1mol-1 =8.314 JK-1mol-1
2019年9月10日10时51分
1.2 分散系
一、分散系的概念 二、分散系的分类 三、分散度和比表面积
2019年9月10日10时51分
一、分散系的概念
溶质 溶解 溶剂
溶液 （液态）
分散质
分散剂
分散系
分散
（固、液、气态）
分散系：一种或几种物质以细小的粒子分散在另一种
物质里所形成的体系
分散质：被分散的物质，一般为数量少的一相
2019年9月10日10时51分
3.同物质，不同基本单元物质的量间的关系
例：已知硫酸的质量为147g，计算n (1/2H2SO4) ， n (H2SO4) ， n (2H2SO4) 。
解：已知m=147g M(1/2H2SO4)= 49 g ·mol-1
M(H2SO4)= 98 g ·mol-1 M(2H2SO4)= 196 g ·mol-1
= 85.73
2019年9月10日10时51分
例2：某种乙醇的水溶液是由3mol的水和 2mol的乙醇（CH3CH2OH）组成，求水和 乙醇的物质的量分数。
解：
3mol
XA =
= 0.6
3mol + 2mol
2mol
XB =
= 0.4
3mol + 2mol
2019年9月10日10时51分
例3：在298.15K时，质量分数为 0.0947 的硫酸
分散剂：把分散质分散开来的物质，一般为数量多的
一相
2019年9月10日10时51分
二、分散系的分类
表1 按物质聚集状态分类的分散系
分散剂 分散质
气
液
液
固
气
固
液
固 气
气
液
固
2019年9月10日10时51分
实例
肥皂泡沫 牛奶 Fe(OH)3溶胶、泥浆水 泡沫塑料 珍珠 有机玻璃 空气 云、 雾 烟、 尘
表2 按分散质颗粒大小分类的分散系
类型
粒子 直径
名
称
主要特征
分子、粒 子分散系
<1n m
真溶液
最稳定、扩散快、可通过滤纸和 半透膜、对光散射极弱
单
相
胶体分散
1-100
高分子 溶液
很稳定、扩散慢、可通过滤纸、 不能通过半透膜、散射弱、粘度 大
系 统
系
/nm
溶胶
稳定、扩散慢、可通过滤纸、不 能通过半透膜、散射强
在标准状态下，p =101.325kPa
2019年9月10日10时51分
理想气体状态方程应用
计算p，V，T，n四个物理量之一：pV = nRT
n m M
计算气体摩尔质量：pV m RT M mRT
M
pV
m
V
计算气体密度： M RT
p
pM RT
2019年9月10日10时51分
压（ p ＊）与溶液中溶剂
的摩尔分数（XA）的乘积。
纯水蒸气压 pA*
溶液蒸气压 p
大于
对植物抗旱的意义（当外界气温
发生变化时植物细胞内会生成可溶性 碳水化合物，从而细胞液浓度增大）
2019年9月10日10时51分
△p=p＊–p = p ＊(1 – XA) = p ＊ .XB
?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？
=
ωBρV
=
0.0947
M (ρV –ωBρV)
0.9053 98.07
= 1.067 mol.kg-1
C = n = m = ωB ρV = 1.024 mol.L-1
V
MV
MV
x=
1.024
= 0.01886
1.024+1060.3 0.9053/18.02
1.067 x=
1.067+1000/18.02
pi
ni RT V
pi p
ni n
xi
x i i的摩尔分数
2019年9月10日10时51分
p
nRT V
pi
ni n
p xi p
分压定律的应用
盐酸 锌
氢气 +
水蒸气
p p(总压) p
。
2019年9月10日10时51分
二、液体
有流动性。蒸气压、沸点、凝固点等。
三、固体
有固定形状。
物质以固、液、气三态存在。
L3 2=
6 L
L愈小， S 0愈大，表明系统的分散度愈高
L
2019年9月10日10时51分
1.3 溶液的浓度
一、确定基本单元的原因和方法 二、质量分数 三、物质的量浓度 四、质量摩尔浓度 五、物质的量分数
2019年9月10日10时51分
一、确定基本单元的原因和方法
（1）确定基本单元的原因 分析化学中滴定分析的主要依据是等物
多 相
粗分散系
>100 nm
悬浊液 乳浊液
不稳定、扩散慢、不能通过滤纸 和半透膜、对光不产生散射
系 统
2019年9月10日10时51分
单相体系：分子分散系
相
多相体系（存在界面）：胶体分散 系，粗分散系
2019年9月10日10时51分
三、分散度和比表面积
1、分散度
2、比表面积:
S 0=
S =
V
6
L
2019年9月10日10时51分
推广之： n (B) = b n (b B) 当体积一定时：c (B) = b c (b B)
2019年9月10日10时51分
二、质量分数
100份质量的溶液中所含溶质的质量份数称为 该溶液的质量分数浓度。用ωB 表示。
m溶质（g）
ωB =
100%
m溶液（g）
2019年9月10日10时51分
第一章 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 乳状液
2019年9月10日10时51分
1.1 物质聚集状态
一、气体 1、理想气体状态方程 2、道尔顿分压定律
二、液体 三、固体
2019年9月10日10时51分
一、气体
1、理想气体状态方程
水
2019年9月10日10时51分
蔗糖
2019年9月10日10时51分
2、溶液的沸点
pT = p外，液体沸腾
101.325 kPa 水的正常沸点:100ºC
加入溶质 溶液的沸点:>100ºC
T:液体的沸点(tb)
正常沸点
(单位?)
101.325
Δtb = Kb·b
p/kPa
溶液沸点tb升高
2019年9月10日10时51分
解：m (溶质) = 0.288g， m (溶剂) = 15.2g，
bB = 0.221mol . kg-1，M = ？
bB =
n m (溶剂)
n = bB m (溶剂) = 0.221 15.2 10-3 = 3.359 10-3
M=
m (溶质) n
=
0.288 3.359 10-3
三、物质的量浓度
单位体积的溶液中所含溶质的物质的量，
用 CB 表示，单位：mol..L-1
nB（溶质 mol）
CB =
=
V （溶液 L）
m （溶质 g） M. V
2019年9月10日10时51分
四、质量摩尔浓度
在 1 kg 溶剂中所含有溶质的物质的量， 用 bB, 单位：mol..Kg-1
nB （溶质 mol） bB =
由
n(B)= m M (B)
公式可计算
n(1/2H2SO4) = m / M(1/2H2SO4) = 147/49 = 3mol n(H2SO4) = m / M(H2SO4) = 147/98 = 1.5mol
n(2H2SO4) = m / M(2H2SO4) = 147/196 = 0.75mol 显然： n(H2SO4) = 1/2 n(1/2H2SO4) =2 n(2H2SO4)
溶液，其密度为1.0603 103 Kg.m-3。 试求
（1）硫酸的质量摩尔浓度；
（2）硫酸的物质的量浓度；
（3）硫酸的摩尔分数。
溶液浓度之 间的相互换 算：通过
密度
2019年9月10日10时51分
解: bB =
n m (溶剂)
=
m (质) = M m (溶剂)
m (质) M (m（液）- m (质) )
质的量规则：在化学计量点时，各物质基本 单元的物质的量相等。
其关键在于基本单元的确定。 例： HCl + NaOH=NaCl+H2O
按等物质的量规则： n (HCl)=n (NaOH)
2019年9月10日10时51分
பைடு நூலகம்
例：H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O 如基本单元选 H2SO4和 NaOH n (H2SO4) ≠ n (NaOH) n (H2SO4)/ n(NaOH)= ½
2019年9月10日10时51分
② 在氧化还原反应中，以得失1mol电子为标准， 确定氧化剂和还原剂的基本单元。
例：Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O ∵ 6mol Fe2+失去6mol电子，被氧化为 6mol Fe3+，即
1mol Fe2+失去1mol电子。 ∴还原剂的基本单元为（ Fe2+） ∵ 1mol Cr2O72- 得到6mol 电子 ∴氧化剂的基本单元为（1/6 Cr2O72- ） 等物质的量规则：n(Fe2+) = n(1/6 Cr2O72- )
固相，p液<p固: 固相
液相
要使等物质的量规则成立，就要选择合适 的基本单元。
2019年9月10日10时51分
（2）确定基本单元的方法
基本单元的选择，一般是以化学反应的计 量关系为依据的。
① 在酸碱滴定中，以得失1mol H+为标准，确 定酸碱的基本单元。
2019年9月10日10时51分
例： H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O ∵ 2mol 的NaOH得到2mol H+，即1mol NaOH 得到 1mol H+ ∴ 碱的基本单元应为（NaOH） ∵ 1mol H2SO4失去2mol H+， ∴ 酸的基本单元为(1/2H2SO4) 等物质的量规则 ： n (1/2H2SO4) = n (NaOH)
H2O(l)
H2O(g)
凝聚
开始
平衡
初始： v蒸发 > v凝聚 平衡： v蒸发 = v凝聚
水的饱和蒸汽压：平衡时水面上的蒸汽压力
2019年9月10日10时51分
2）稀溶液的蒸气压
水分子xA
溶质分子xB
拉乌尔定律： p = p＊ . xA
在一定温度下，难挥发非 电解质稀溶液的蒸气压 （ p ）等于纯溶剂的蒸气
2、道尔顿分压定律
:H2(1)
: O2(2)
V
: N2(3)
p（总压力）
＝ p1
+ p2
混合气体的总压力等于 各组分气体分压之和
分压：各组分气体单独
占有整个体积时的压强
+ p3
V 2019年9月10日10时51分
V
V
分压定律
混合气体的总压等于混合气体中各 组分气体分压之和。
p = p1 + p2 + = pi
与溶质的本性无关，只与 溶液的浓度有关(依数性)
溶液的蒸气压
溶液的渗透压
溶液的沸点
溶液的凝固点
2019年9月10日10时51分
一
、
E
水
101325Pa
F
的
相
图
273.15K 273.16K
373K
三个区：AOB为气相区，AOC位液相区，BOC为固相区。
三条线：OA曲线称为水的蒸气压曲线，OB曲线称为冰的蒸气
压曲线，OC曲线称为水的凝固点曲线。
一个点：三条曲线交于O点，它代表冰、水、水蒸气三相平衡
的温度压力条件，称为水的三相点。其温度为
273.16K，压力为610.5Pa。
201要9年9确月10定日10水时51的分 状态，必须同时指明温度和压力。
二、稀溶液的依数性 1、溶液的蒸气压
1）纯水的蒸气压
蒸发
mA（溶剂 kg）
2019年9月10日10时51分
五、物质的量分数
溶液中某种组分（溶质B或溶剂A）的物质的 量同溶液的总的物质的量之比称为物质的量 分数，用 X
nA
nB
XA
= nA
+
nB
XB
= nA
+
nB
2019年9月10日10时51分
例1：0.288g 某溶质溶于15.2g水中，所得溶液为 0.221mol.kg-1， 求该 溶质的摩尔质量。
t/ºC 100 tb
应用1 利用沸点升高现象可以测定某些物 质的摩尔质量M。
应用2 利用沸点升高现象可以鉴别液体的 纯度。
∵ 大多数纯液体都有固定的沸点，如液体 含有杂质，它们的沸点就会升高，通过 测定沸点值即可鉴定液体纯度。
2019年9月10日10时51分
3、溶液的凝固点
p液>p固: 液相
作业：P28 13 = 0.01886
2019年9月10日10时51分
1.4 稀溶液的依数性
一、水的相图 二、稀溶液的依数性
1、溶液的蒸气压下降 2、溶液的沸点升高 3、溶液的凝固点下降 4、渗透压
三、强电解质溶液简介
2019年9月10日10时51分
稀溶液的性质
与溶质的本性有关：酸碱 性、稳定性等
低压(低于数百千帕) 高温(>273K)
实际气体： 分子有体积 分子间有相互作用
2019年9月10日10时51分
理想气体状态方程 pV = nRT
R— 摩尔气体常数， R=8.314 kPaLK-1mol-1 =8.314 Pam3K-1mol-1 =8.314 JK-1mol-1
2019年9月10日10时51分
1.2 分散系
一、分散系的概念 二、分散系的分类 三、分散度和比表面积
2019年9月10日10时51分
一、分散系的概念
溶质 溶解 溶剂
溶液 （液态）
分散质
分散剂
分散系
分散
（固、液、气态）
分散系：一种或几种物质以细小的粒子分散在另一种
物质里所形成的体系
分散质：被分散的物质，一般为数量少的一相
2019年9月10日10时51分
3.同物质，不同基本单元物质的量间的关系
例：已知硫酸的质量为147g，计算n (1/2H2SO4) ， n (H2SO4) ， n (2H2SO4) 。
解：已知m=147g M(1/2H2SO4)= 49 g ·mol-1
M(H2SO4)= 98 g ·mol-1 M(2H2SO4)= 196 g ·mol-1
= 85.73
2019年9月10日10时51分
例2：某种乙醇的水溶液是由3mol的水和 2mol的乙醇（CH3CH2OH）组成，求水和 乙醇的物质的量分数。
解：
3mol
XA =
= 0.6
3mol + 2mol
2mol
XB =
= 0.4
3mol + 2mol
2019年9月10日10时51分
例3：在298.15K时，质量分数为 0.0947 的硫酸
分散剂：把分散质分散开来的物质，一般为数量多的
一相
2019年9月10日10时51分
二、分散系的分类
表1 按物质聚集状态分类的分散系
分散剂 分散质
气
液
液
固
气
固
液
固 气
气
液
固
2019年9月10日10时51分
实例
肥皂泡沫 牛奶 Fe(OH)3溶胶、泥浆水 泡沫塑料 珍珠 有机玻璃 空气 云、 雾 烟、 尘
表2 按分散质颗粒大小分类的分散系
类型
粒子 直径
名
称
主要特征
分子、粒 子分散系
<1n m
真溶液
最稳定、扩散快、可通过滤纸和 半透膜、对光散射极弱
单
相
胶体分散
1-100
高分子 溶液
很稳定、扩散慢、可通过滤纸、 不能通过半透膜、散射弱、粘度 大
系 统
系
/nm
溶胶
稳定、扩散慢、可通过滤纸、不 能通过半透膜、散射强
在标准状态下，p =101.325kPa
2019年9月10日10时51分
理想气体状态方程应用
计算p，V，T，n四个物理量之一：pV = nRT
n m M
计算气体摩尔质量：pV m RT M mRT
M
pV
m
V
计算气体密度： M RT
p
pM RT
2019年9月10日10时51分
压（ p ＊）与溶液中溶剂
的摩尔分数（XA）的乘积。
纯水蒸气压 pA*
溶液蒸气压 p
大于
对植物抗旱的意义（当外界气温
发生变化时植物细胞内会生成可溶性 碳水化合物，从而细胞液浓度增大）
2019年9月10日10时51分
△p=p＊–p = p ＊(1 – XA) = p ＊ .XB
?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？
=
ωBρV
=
0.0947
M (ρV –ωBρV)
0.9053 98.07
= 1.067 mol.kg-1
C = n = m = ωB ρV = 1.024 mol.L-1
V
MV
MV
x=
1.024
= 0.01886
1.024+1060.3 0.9053/18.02
1.067 x=
1.067+1000/18.02
pi
ni RT V
pi p
ni n
xi
x i i的摩尔分数
2019年9月10日10时51分
p
nRT V
pi
ni n
p xi p
分压定律的应用
盐酸 锌
氢气 +
水蒸气
p p(总压) p
。
2019年9月10日10时51分
二、液体
有流动性。蒸气压、沸点、凝固点等。
三、固体
有固定形状。
物质以固、液、气三态存在。
L3 2=
6 L
L愈小， S 0愈大，表明系统的分散度愈高
L
2019年9月10日10时51分
1.3 溶液的浓度
一、确定基本单元的原因和方法 二、质量分数 三、物质的量浓度 四、质量摩尔浓度 五、物质的量分数
2019年9月10日10时51分
一、确定基本单元的原因和方法
（1）确定基本单元的原因 分析化学中滴定分析的主要依据是等物
多 相
粗分散系
>100 nm
悬浊液 乳浊液
不稳定、扩散慢、不能通过滤纸 和半透膜、对光不产生散射
系 统
2019年9月10日10时51分
单相体系：分子分散系
相
多相体系（存在界面）：胶体分散 系，粗分散系
2019年9月10日10时51分
三、分散度和比表面积
1、分散度
2、比表面积:
S 0=
S =
V
6
L
2019年9月10日10时51分
推广之： n (B) = b n (b B) 当体积一定时：c (B) = b c (b B)
2019年9月10日10时51分
二、质量分数
100份质量的溶液中所含溶质的质量份数称为 该溶液的质量分数浓度。用ωB 表示。
m溶质（g）
ωB =
100%
m溶液（g）
2019年9月10日10时51分
第一章 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 乳状液
2019年9月10日10时51分
1.1 物质聚集状态
一、气体 1、理想气体状态方程 2、道尔顿分压定律
二、液体 三、固体
2019年9月10日10时51分
一、气体
1、理想气体状态方程
水
2019年9月10日10时51分
蔗糖
2019年9月10日10时51分
2、溶液的沸点
pT = p外，液体沸腾
101.325 kPa 水的正常沸点:100ºC
加入溶质 溶液的沸点:>100ºC
T:液体的沸点(tb)
正常沸点
(单位?)
101.325
Δtb = Kb·b
p/kPa
溶液沸点tb升高
2019年9月10日10时51分
解：m (溶质) = 0.288g， m (溶剂) = 15.2g，
bB = 0.221mol . kg-1，M = ？
bB =
n m (溶剂)
n = bB m (溶剂) = 0.221 15.2 10-3 = 3.359 10-3
M=
m (溶质) n
=
0.288 3.359 10-3
三、物质的量浓度
单位体积的溶液中所含溶质的物质的量，
用 CB 表示，单位：mol..L-1
nB（溶质 mol）
CB =
=
V （溶液 L）
m （溶质 g） M. V
2019年9月10日10时51分
四、质量摩尔浓度
在 1 kg 溶剂中所含有溶质的物质的量， 用 bB, 单位：mol..Kg-1
nB （溶质 mol） bB =
由
n(B)= m M (B)
公式可计算
n(1/2H2SO4) = m / M(1/2H2SO4) = 147/49 = 3mol n(H2SO4) = m / M(H2SO4) = 147/98 = 1.5mol
n(2H2SO4) = m / M(2H2SO4) = 147/196 = 0.75mol 显然： n(H2SO4) = 1/2 n(1/2H2SO4) =2 n(2H2SO4)
溶液，其密度为1.0603 103 Kg.m-3。 试求
（1）硫酸的质量摩尔浓度；
（2）硫酸的物质的量浓度；
（3）硫酸的摩尔分数。
溶液浓度之 间的相互换 算：通过
密度
2019年9月10日10时51分
解: bB =
n m (溶剂)
=
m (质) = M m (溶剂)
m (质) M (m（液）- m (质) )
质的量规则：在化学计量点时，各物质基本 单元的物质的量相等。
其关键在于基本单元的确定。 例： HCl + NaOH=NaCl+H2O
按等物质的量规则： n (HCl)=n (NaOH)
2019年9月10日10时51分
பைடு நூலகம்
例：H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O 如基本单元选 H2SO4和 NaOH n (H2SO4) ≠ n (NaOH) n (H2SO4)/ n(NaOH)= ½
2019年9月10日10时51分
② 在氧化还原反应中，以得失1mol电子为标准， 确定氧化剂和还原剂的基本单元。
例：Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O ∵ 6mol Fe2+失去6mol电子，被氧化为 6mol Fe3+，即
1mol Fe2+失去1mol电子。 ∴还原剂的基本单元为（ Fe2+） ∵ 1mol Cr2O72- 得到6mol 电子 ∴氧化剂的基本单元为（1/6 Cr2O72- ） 等物质的量规则：n(Fe2+) = n(1/6 Cr2O72- )
固相，p液<p固: 固相
液相
要使等物质的量规则成立，就要选择合适 的基本单元。
2019年9月10日10时51分
（2）确定基本单元的方法
基本单元的选择，一般是以化学反应的计 量关系为依据的。
① 在酸碱滴定中，以得失1mol H+为标准，确 定酸碱的基本单元。
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例： H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O ∵ 2mol 的NaOH得到2mol H+，即1mol NaOH 得到 1mol H+ ∴ 碱的基本单元应为（NaOH） ∵ 1mol H2SO4失去2mol H+， ∴ 酸的基本单元为(1/2H2SO4) 等物质的量规则 ： n (1/2H2SO4) = n (NaOH)
H2O(l)
H2O(g)
凝聚
开始
平衡
初始： v蒸发 > v凝聚 平衡： v蒸发 = v凝聚
水的饱和蒸汽压：平衡时水面上的蒸汽压力
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2）稀溶液的蒸气压
水分子xA
溶质分子xB
拉乌尔定律： p = p＊ . xA
在一定温度下，难挥发非 电解质稀溶液的蒸气压 （ p ）等于纯溶剂的蒸气
2、道尔顿分压定律
:H2(1)
: O2(2)
V
: N2(3)
p（总压力）
＝ p1
+ p2
混合气体的总压力等于 各组分气体分压之和
分压：各组分气体单独
占有整个体积时的压强
+ p3
V 2019年9月10日10时51分
V
V
分压定律
混合气体的总压等于混合气体中各 组分气体分压之和。
p = p1 + p2 + = pi
与溶质的本性无关，只与 溶液的浓度有关(依数性)
溶液的蒸气压
溶液的渗透压
溶液的沸点
溶液的凝固点
2019年9月10日10时51分
一
、
E
水
101325Pa
F
的
相
图
273.15K 273.16K
373K
三个区：AOB为气相区，AOC位液相区，BOC为固相区。
三条线：OA曲线称为水的蒸气压曲线，OB曲线称为冰的蒸气
压曲线，OC曲线称为水的凝固点曲线。
一个点：三条曲线交于O点，它代表冰、水、水蒸气三相平衡
的温度压力条件，称为水的三相点。其温度为
273.16K，压力为610.5Pa。
201要9年9确月10定日10水时51的分 状态，必须同时指明温度和压力。
二、稀溶液的依数性 1、溶液的蒸气压
1）纯水的蒸气压
蒸发
mA（溶剂 kg）
2019年9月10日10时51分
五、物质的量分数
溶液中某种组分（溶质B或溶剂A）的物质的 量同溶液的总的物质的量之比称为物质的量 分数，用 X
nA
nB
XA
= nA
+
nB
XB
= nA
+
nB
2019年9月10日10时51分
例1：0.288g 某溶质溶于15.2g水中，所得溶液为 0.221mol.kg-1， 求该 溶质的摩尔质量。
t/ºC 100 tb
应用1 利用沸点升高现象可以测定某些物 质的摩尔质量M。
应用2 利用沸点升高现象可以鉴别液体的 纯度。
∵ 大多数纯液体都有固定的沸点，如液体 含有杂质，它们的沸点就会升高，通过 测定沸点值即可鉴定液体纯度。
2019年9月10日10时51分
3、溶液的凝固点
p液>p固: 液相
作业：P28 13 = 0.01886
2019年9月10日10时51分
1.4 稀溶液的依数性
一、水的相图 二、稀溶液的依数性
1、溶液的蒸气压下降 2、溶液的沸点升高 3、溶液的凝固点下降 4、渗透压
三、强电解质溶液简介
2019年9月10日10时51分
稀溶液的性质
与溶质的本性有关：酸碱 性、稳定性等