01 溶液和胶体

使用说明： 使用物质的量及其单位mol 时，应指明基本单元物质的 化学式、粒子符号或它们的特定组合。
例如 1：化学式、粒子符号
• 1mol（H2 ）表示的基本单元是 （H2 ），它含有NA个（H2 ）； • 1mol（e）表示的基本单元是 （e）电子，它含有NA个（e） ； • 1mol（1/2Ca2+）表示的基本单元是 （1/2Ca2+），它含有NA个（1/2Ca2+） ；
实例
第三节
一、分散系
（一）分散系的概念
胶 体
由一种或几种物质以极小的微粒分散在另一种
介质中形成的体系称为分散系；
在分散系中被分散的物质叫分散质；
而容纳分散质的介质叫分散剂。
（二）分散系的分类
（三）分散度和比表面 比表面：分散质粒子的总表面积与其总 体积之比，常用S。表示。
S。= S/V • S：代表总面积；V：代表总体积。 • 设一立方体的边长为L，其体积L3，总表面积 为6L2，其比表面积则为:
6l 2 6 s0 3 l l
• 可见L愈小， S。愈大，表明系统的分散度越高。
二、吸 附
表面吸附
• 吸附是指物质（主要是固体物质）表面吸住周围介质中的 分子或离子的现象。具有吸附能力的物质叫吸附剂，被吸 附的物质叫吸附质。 • 吸附产生的原因：表面层质点比相内质点能量高，高出来 的这部分能量称为表面自由能。 1、 固体对气体的吸附 • [吸附剂]+[吸附质]
以水为溶剂的稀溶液，若水的质量为1000g，
则nA=1000/18.02=55.50mol，nB=mB
△p=p0/55.50· mB= K·mB
（K=p0/55.50）
2、溶液的沸点升高
沸点：液体的蒸气压等于外界大气压力时液体对应的温度。 结论：溶液沸点高于纯溶剂沸点。即： △Tb= Tb- T0 b △Tb=Kb· mB （对水而言： Kb水=0.52） 讨论：
吸附
解吸 • 吸附量：达到吸附平衡时 ,每克吸附剂所能吸附的吸附质的 物质的量,单位 mol· g -1。
表明NA次（ 2NO + O2 = 2NO2 ）的反应。
2、物质的量分数（Xi ）：
在一物系中物质 i 的物质的量n（i）占混合物系的物质 的量（n）的部分数，称为该物质的物质的量分数。即： Xi = n（i） / n（无量纲）
3、摩尔质量（ Mi ）：
每单位物质的量所具有的质量。单位：g ·mol-1 。 若物系 i 的质量为m（i），其物质的量为 n（i）， 则摩尔质量M（i）为：
代入数据 M ≈29. 91g /mol
二、道尔顿分压定律
分压：混合气体中，气体 i 在同温度下单独占有混合气 体的容器时所呈现的压力，称为气体 i 的分压（ Pi ） 1801年，道尔顿实验结论：
• 混合气体的总压（P总 ）等于各种气体Pi 之和。
P总= ∑ Pi = P1 + P2 + … • 混合气体中，某种气体的分压等于混合气体总压与 该气体摩尔分数的乘积。 Pi = Xi ·P总
• 1、物质的量浓度和质量分数浓度之间的关系式: CB = 1000× ρ× p / MB (mol / L) • 2、稀释公式: CB1 VB1 = C B2VB2 • 3、当用固体配制溶液时: WB /MB = CB VB
（三）、质量摩尔浓度
• 质量摩尔浓度: 每千克溶剂中所含溶质的物质 的量。用m表示。 mB = nB /WA (mol/kg ) 例题：在50.0 g水中溶有2.00 g甲醇，求该溶液的 质量摩尔浓度。 答案：甲醇的摩尔质量 M = 32.0 g/mol 50∶2.00/32.0 = 1000 ∶m m = 1. 25mol / kg
(四)、摩尔分数浓度
• 溶质的物质的量 (ni) 占溶液总的物质的量 (n) 的
分数称为该溶液的摩尔分数浓度，用表示。
ni xi n
当溶液由溶质B 和溶剂A组成时: • • B = nB / nA+nB A+B =1
； A
= nA / nA+nB
（五）p、c、m、x 互算关系：
① ② c 与 p m 与 p CA = 1000 d MA
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溶液分类（按相分）：
液态溶液：固-液、液-液、气-液
气态溶液：固-气、液-气、气-气 固态溶液： 固-固
二、 溶液的浓度
• • • • （一）、质量分数浓度 （二）、物质的量浓度 （三）、质量摩尔浓度 （四）、摩尔分数浓度
（一）、质量分数浓度
• 混合系统中，某组分B的质量(WB)与混合 物总质量(m)之比，称为组分B的质量分数。 用符号WB表示。
（二）稀溶液的依数性 • • • • 溶液的蒸气压下降 溶液的沸点升高 溶液的凝固点下降 溶液的渗透压
1、溶液的蒸气压下降
定义：液体的蒸发速率和凝聚速率相等时，液体和它的
蒸气就处于两相平衡状态，此时的蒸气称为饱和蒸气，
饱和蒸气所产生的压力称为饱和蒸气压，简称蒸气压。 注：蒸气压的大小只与液体的本性和温度有关，而与液 体的量无关。 结论：在同一温度下，难挥发非电解质溶液的蒸气压总
化学上应用时气体方程变为：
P· V = W/M·R· T
P = n/V·R· T
P=c· R· T
例题：已知1.0×105 Pa ，300K时，0.60g的某气体占50ml， 试求此气体摩尔质量。（R = 8. 314J/mol· K） 解： 由
PV = W/M·R· T 得： M=W· R· T/ P· V
实 例
3、溶液的凝固点降低
凝固点：指液体的蒸气压等于其固体蒸气压时系统对应的 温度，此时液体的凝固和固体的熔化处于平衡状态。 结论：溶液凝固点总低于其纯溶剂凝固点。即： △ Tf= T0 f- Tf ；△ Tf=Kf· mB （ 对水而言： Kf=1.86 ） 讨 论：
实 例
例题1：2.60克尿素[CO(N H2) 2] 溶于50.0g水中，试计算 此溶液在101325Pa时的凝固点和沸点。已知 尿素的摩尔 质量为60.0g/mol 解:
是低于纯溶剂的蒸气压的现象，叫做溶液的蒸气压下
降。
△p= p0 – p
讨论：
拉乌尔定律 :
• 在一定温度下，难挥发的非电解质稀溶液的蒸汽压下 降与溶解在溶剂中的溶质的物质的量分数成正比，而 与溶质的本性无关。 其数学表达式为： △p=xB· p0 •推广：对于一个双组分体系来说，xB=nB/nA+nB 对稀溶液而言 nA>>nB △p=nB/nA· p0
水的相图
•
OB曲线：冰的蒸气压曲线， 表示冰和水蒸气两相平衡时 对应的温度和压力。 • OA曲线：水的蒸气压曲线， 表示水和水蒸气两相平衡时 对应的温度和压力。 • OC曲线：水的凝固点曲线, 表示水和冰两相平衡时对应的 温度和压力。
• 三相点O： （273.16 K 或0.0098℃，610.5Pa） 表示水、冰、水蒸气三相处于平衡状态的 温度和压力。水的凝固点E（p=101.325kPa， t=273.15K或0 ℃） • 三条曲线把相图分成了三个单相区： AOB气相区（水蒸气）； BOC 固相区（冰）； COA液相区（水）。 • 注意：在单相区内，同时改变温度和压力不会 发生相变;在曲线上，改变温度或者压力其中 之一，另一个也就随之而定了。
例如 2：粒子的特定组合
• 1mol（ N2 + 3H2 ）表示的基本单元是 （ N2 + 3H2 ），即含有NA个
（ N2 + 3H2 ）； • 1mol（ C—H ）是指 1 摩尔 碳氢单键 ，表示具有NA根C—H键。
• 1mol（ 2NO + O2 = 2NO2 ）是指 1 摩尔反应 （ 2NO + O2 = 2NO2 ），
液
p
p / MA m= × 1000 p 1－ CA = 1000 d 液 mA 1000 + mA MA
③
c 与 p
④ XA 与 m ⑤ 稀释定律
mA MB XA = 1000 + mA MB C浓 V浓 = C稀 V稀
二、稀溶液的依数性
• 难挥发的非电解质稀溶液的某些性质只 与溶液中溶质微粒数目有关，而与溶质 本性无关的性质，称为稀溶液的依数性。 又称为稀溶液的通性。
M (i) = m (i) n(i) （g mol-1）
第一节
一、理想气体状态方程式
气 体
理想气体：是一种假设的气体，它的分子是一个没有体积 几何质点，分子之间没有作用力。 它可以用温度、压力、体积和其数量 4个物理量来描述它 的状态，它们的关系： PV = nRT —— 理想气体状态方程 注意：理想气体是一种假想的概念，对大多数实验气体在通 常的条件下，PV=nRT一般可精确地描述它们的行为，∴常 常应用于实际气体。
Tf = Tf0 - Tf = 273.15 -1.61 = 271. 54 K
例题2：纯苯的凝固点为5.40℃，0.322g萘溶于80g 苯所得溶 液的凝固点为5.24℃，已知苯Kf =5.12 ，求萘的摩尔质量。
解： 溶液的质量摩尔浓度：
Tf W = m= M Kf 0. 322 5.40 - 5.24 80 × 1000 = 5.12 M
第一章
气体
溶液 胶体
物质的量计量方法 1、物质的量（n）：
意 义： 物质B的物质的量n（B）为物系中组分B的基本单元数 目NB除以该物质的基本单元数目NA （阿伏加德罗数）所得之 量。 即： nB =NB / NA (NA=6.023 x 1023） 单 位：摩[尔] （mol） 注 意：“基本单元” — 指微观粒子。如：分子、原子、离子、 光子、电子、其它粒子 ，或这些粒子的特定组合。
（一）、水的相图 （二）、稀溶液的依数性
（一）、水的相图
• 相: 体系中物理性质与化学性质完全均匀的一 部 分，称为一相。 • 相变: 在一定条件下 ,不同的相态之间可以相互转 化，称为相变。 • 相平衡： 相变达到各种相态能稳定共存的状态， 称为相平衡。相平衡是一种动态平衡。 • 水的相图 : 表示水的三种状态之间的平衡关系及 水的相态变化的平面图,称为水的相图或状态图。 见下图
P1 V 1 P2 V 2 = T1 T2 得
P1 V 1 V2 = T1 T2 P2
97888× 245 273.15 = 218 ml V2 = × 101325 298
第二节
一、 基本概念
溶 液
溶 液：由两种或两种以上组分所构成的均相体系
均 相：稳定、不混浊、久置不析出溶质。 相：在体系内部化学、物理性质完全均匀的一部分。
求得萘的摩尔质量： M = 129.0 g/mol 注：根据 △Tb 、△Tf ，可以测定物质的摩尔质量。
4、 溶液的渗透压
• （1）渗透和渗透压 • 半透膜：只允许溶剂分子通过， 而溶质分子不能通过的薄膜。 • 渗透：溶剂分子透过半透膜自发 的扩散到溶液的现象。 • 渗透压：在一定的温度下 , 使通过 半透膜的渗透作用刚好停止所必 须向溶液施加的最小压力。 • （2）溶液的渗透压 • π=cB· R· T • 对稀溶液而言 π=mB· R· T
m=
2.60 1000 = 0.866 mol/ kg × 60.0 50.0
沸点升高值：
Tb = Kb m = 0.52× 0.866 = 0.45
0 T = T 溶液沸点： b b + Tb = 373.15 + 0.45 = 373.60 K
凝固点下降值：
溶液凝固点：
Tf = Kf m = 1.86× 0.866 = 1.61
• pB= WB/m
• 常用 ： 百分比浓度（ 10-2 ） p
百万分数浓度（ 10-6 ） ppm 十亿分数浓度（ 10-9 ） ppb
（二）、物质的量浓度
• 物质的量浓度：每升溶液中所含溶质的物质的量。 用C 表示。 CB = nB/V (mol/dm3 或 mol/L) CB = WB/MB/V • 由物质的量引出的关系式:
（T V 不变）
——叫道尔顿分压定律及其表达式。
例题：
在实验室中，用排水集气法收集 02 245ml，温度为298K， 大气压101058 Pa ，收集气体时瓶内、外水面相齐，试求： ①瓶内 02 的分压；②101325Pa和0℃时干燥 02 的体积。
解： ① 查得 298K时，水的饱和蒸汽压 P0 H2O =3170Pa ∵收集气体时，瓶内、外水面相齐 ∴ PO2 + P0 H2O = P外 PO2 = P外 - P0 H2O = 101058-3170 =97888 Pa ②由