大学化学1溶液和胶体

B. H3PO4—HPO42D. H2PO4-—HPO42F. HPO42-—PO43-
•注意: 共轭酸碱对是不能单独存在的半反应。
• 酸1 碱2
• HCl + H2O • HAc +
H• 2HO2O + NH3 • H3O+ + OH-
•H2O + Ac• NH4+ + •HH2O+
• A1
B2 • 或
• 能作酸的是 • H2S, HCO3-, NH4+, H2O
;
• 能作碱的是 • CO32-, HCO3-, H2O, OH- ;
• 又可作酸又可作碱的是 • HCO3-, H2O
;
• [练习3] 根据酸碱质子理论, 下列各组物质中,
• 全是酸的一组是(• C )；全是碱的一组是(• D )。
• (A) H2S、CO32-、HCO3-; (B) NH4+、H3O+、OH-; • (C) HAc、HS-、HCO3-; (D) H2O、CO32-、S2-
• 中和反应的实质是：H++OH -- ===H2O。
•无法解释NH3·H2O的弱碱
•无NH4OH
•局
性 •不适用于非水体系或无溶剂体
•限
系•NH3(g)+HCl( •苯 NH4Cl(
•性
•Hg+)不能单独存在于水溶液中s)
•4.2 酸碱理论
•4.2.1 酸碱质子理论
•1. 酸碱的定义
•凡能给出质子（H+）的物质称为酸。
溶质B的质量摩尔浓度，单位是
。这个
表示方法的优点是可以用准确的称重法来配制溶
液，不受温度影响，电化学中用的很多。
•3.物质的量浓度cB（molarity）也称体积摩尔浓度
• 溶质B的物质的量与溶液体积V的比值称为
溶质B的物质的量浓度，或称为溶质B的浓度，单
位是 ，但常用单位是
。
•4.质量分数wB（mass fraction）
•
cB=Π/RT=366/[8.314×(273+20)]
• =1.50×10-1mol·m-3
• =1.50×10-4mol·dm-3
• （2）设血红素的摩尔质量为M，
• 则1.50×10-4mol·dm-3=1.0g/M/0.1dm-3
•
M=1.0/1.50×10-4mol=6.7×104g·mol-1
•
弱电解质AB的解离方程式可以表示如下：
•
AB
A+＋B–
•解离平衡表达式可表示为：
•Kθ i称为解离平衡常数，简称为解离常数。它只与弱电解质的 本性及温度有关，与弱电解质的浓度无关。
7•2020/10/13
•1、酸碱电离理论(阿累尼乌斯酸碱理论）
• 凡是在水中能解离出H+的物质是酸(acid)， 能 解离出OH-的物质是碱(base)。
•束缚一部分高能水分
子
•P
•占据了一部分水的表
↓
面
•2020/10/13
•在一定温度下，难挥发性非电解质稀溶液的蒸气压 (P)等于纯溶剂的蒸气压（PA*）乘以溶液中溶剂的 摩尔分数（xA ）。
•即 ： •表明 ：•在一定温度下，难挥发性非电解质稀溶液的
蒸气压下降与溶液中溶质的摩尔分数成正比。
•2020/10/13
•4.3 弱电解质的解离平衡
•一、水的离子积和溶液的pH值
• 1. 水的离子积
•水的离 子积常数
•H
+
•H2O + H2O
•化简: H2O
•H3O+ + OH•H+ + OH-
• 在298.15K、纯水中测得：
•2. 溶液的酸碱性(pH)
• pH = -lg[ceq(H+)/cӨ]
• pOH = -lg[ceq(OH•)/cpӨK] WӨ= -lg(KWӨ)
均一，较稳定，有 丁达尔现象，常透 明
>100nm(不能 透过滤纸和半 透膜)
不均一，不稳定， 不透明
>100nm(不能 透过滤纸和半 透膜)
能透光的浊液有丁 达尔现象
实例
NaCl溶液 ，溴水 肥皂水，淀 粉溶液， Fe(OH)3胶 体
水泥，
乳剂水溶液
•1.1.2 溶液组成标度的表示方法
• 在液态的非电解质溶液中，溶质B的浓度表 示法主要有如下四种：
•共轭酸
•共轭
• (2) 酸碱共轭关系
•HB
碱
•H+ + B-
• HB - B-
•酸
H+ + 碱
•共轭酸碱对 (conjugate acid-base pair)
•[练习1] 下列各组物质中属于共轭酸碱对的是(• A D F )
• A. H3PO4—H2PO4• C. H3PO4—PO43• E. H2PO4-—PO43-
• 在汽车、拖拉机的水箱（散热器)中加入乙二醇、酒 精、甘油等可使其凝固点降低而防止结冰。
• 利用凝固点下降，冰和盐的混合物可作冷冻剂。
• 利用沸点上升原理，工件处理时可以在高于水的沸 点的溶液中进行。
• 因为含杂质的化合物可以看作是一种溶液，因此有 机化学试验中常用测定沸点或熔点的方法来检验化 合物的纯度。
凝固点/K
kf
273.0
1.86
278.5
4.90
289.6
3.90
452.8
39.7
353.0
6.90
283.0
12.5
•2020/10/13
•3．溶液的沸点上升（boiling point ）
•液体的沸点 ( boiling pointwk.baidu.com) •当P 液 = P 外，液体沸腾时的温度。
•正常沸点：当P外=P标时的液体的沸点。
•4.1 电解质溶液
• 电解质是一类重要的化合物。凡是在水溶液中或熔融状 态下能解离出离子而导电的化合物称为电解质，它们的水 溶液称为电解质溶液（electrolyte solution）。
• 电解质可分为强电解质与弱电解质两大类。在水溶液 中能完全解离成离子的电解质称为强电解质。在水溶液中 仅部分解离成离子的电解质称为弱电解质。电解质解离成 离子的过程称为解离（dissociation）。
491.0
5.80
• 乙醚
307.4
2.16
•2020/10/13
• 【例2】2.6克尿素CO(NH2)2溶于50克水中，计算 此溶液的凝固点和沸点
• 【解】尿素CO(NH2)2摩尔质量为60g·mol-1
•
2.6克尿素的物质的量n=2.6/60=0.0433mol
• 1kg溶剂中尿素的物质的量
• n=0.0433×1000 /50=0.866mol
•符号 ：
•单位；Pa或kPa
•渗透压方程
• V = nBRT 或 = cBRT • 电解质溶液 = cBRT
2•2020/10/13
• 【例3】血红素1.0g溶于水配成100cm3溶液，此溶 液在20℃时的透压为366Pa。计算：① 溶液的物质 的量浓度；② 血红素的相对分子质量。
• 【解】（1）Π=cBRT
•2020/10/13
•依数性的含义
•1.蒸气压下降 •2.凝固点降低 •3.沸点升高 •4.渗透压力
•ΔTf＝kf • bB
•ΔTb =kb• bB • = CBRT
•的数值与溶液中质点 的个数成正比
•第 4 章 酸碱解离平衡和沉淀溶解平 衡
•4.1 电解质溶液 •4.2 酸碱理论 •4.3 弱电解质的解离平衡 •4.4 缓冲溶液 •4.5 沉淀溶解平衡
•1.物质的量分数 •2.质量摩尔浓度
•3.物质的量浓度 •4.质量分数
•1.物质的量分数 (mole fraction)
• 溶质B的物质的量与溶液中总的物质的量之 比称为溶质B的物质的量分数，又称为摩尔分数， 单位为1。
•2.质量摩尔浓度bB（molality）
• 溶质B的物质的量与溶剂A的质量之比称为
•2020/10/13
•溶液的凝固点降低的原因
•是溶液蒸气压下降的直接结果
•P (kPa)
•A ：冰-水共存
• B ：冰-溶液共存 •水
•0.61
•A •冰 •溶液
•B
•ΔTf
•
Tf 273
•T (K)
4•2020/10/13
•几种溶剂的凝固点降低常数
• 溶剂
•
水
•
苯
• 醋酸
• 樟脑
•
萘
• 溴乙烯
酸2 碱1 •H3O+ + Cl•H3O+ + A•NcH- 4+ + OHH2O + H2O
• HAc + OH-
• H3O+ + NH3 •H+
A2
B1
• 根据酸碱质子理论, 酸碱反应的实质就是在两 个共轭酸碱对之间发生质子传递反应。
• [练习2] 根据酸碱质子理论, 试判断下列物质中:
• H2S, CO32-, HCO3-, NH4+, H2O, OH-
•根据 p*-p溶液 =⊿p•和⊿p = p*·xB计算 。
•解: • n水= m/M = 100g /18g·mol-1 = 5.56mol
•n葡萄糖= m/M= 9g/180g·mol-1= 0.05mol
• nB
•0. 05
•xB = •nA+ nB = •5. 56+0. 05 = 0.0089
• ⊿p = p*·xB= 2.338kPa×0.0089 = 0.021kPa
• p溶液= p*-⊿p = 2.338kPa - 0.021kPa = 2.317kPa
2•2020/10/13
•2．液体的凝固点降低（freezing point ）
•凝固点：某物质的液相蒸汽压与固相蒸汽压相等 时的温度。用Tf表示 •或在一定外压下，物质固、液两相平衡共存时的 温度。
• 尿素的质量摩尔浓度bB=0.866mol·kg-1
•
ΔTb=Kb·bB=0.52×0.866=0.45℃
•
ΔTf=Kf·bB=1.86×0.866=1.61℃
•
沸点：100℃+0.45℃=100.45℃
•
凝固点：0℃-1.61℃=-1.61℃
•2020/10/13
溶液的通性 — 应用
• 溶液的沸点上升和凝固点下降的应用：
•溶液的沸点升高
•是溶液蒸气压下降的直接结 果
6•2020/10/13
•P (k Pa)
•101.3
•纯 水
•
•水溶液
•△Tb
373
TB •T (K)
7•2020/10/13
•几种溶剂的沸点上升常
数 • 溶剂
沸点/K
Kb
•水
373.0
0.52
•苯
353.2
2.53
• 三氯甲烷
333.2
3.63
•萘
•1. 与纯溶剂相比, 溶液的蒸 •气压↓, 沸点↑, 凝固点↓。 •2. 其上升值或下降值与溶
液中溶质的浓度有关,与溶质 的本性无关。
•2020/10/13
•1、蒸气压下 降
•蒸汽平 衡
•一定温度下，V蒸发=V凝聚时，此时水面上的蒸气压称为
该温度下的饱和蒸汽压，简称蒸汽压。
•加入一种难挥发的非电解质
• 强电解质NaCl解离方程式：NaCl == Na+＋Cl– • 弱电解质的解离是可逆的，解离方程式用“ •”表示可逆。
•HAc
•H+＋Ac–
•4.1.1 解离度和解离常数 •1. 解离度（dissociation degree)
•定义： 表示电解质在水溶液中的解离程度，符号：α。
•2. 解离常数(dissociation constant)
•蒸汽压大小的影响因素： •液体的本性 • 温度：任何溶液的蒸汽压都随温度而变化
•易挥发性物质 ：蒸气压大的物质 •难挥发性物质：蒸气压小的物质
•[例1]已知293.15K时水的饱和蒸气压为2.338kPa,若在 100g水中溶解9g葡萄糖(C6H12O6, M=180g·mol-1), 求此 溶液的蒸气压。
• 溶质B的质量与溶液总质量之比称为溶质B 的质量分数，单位为1。
7•2020/10/13
•实验现象
• 物质
f
• •纯水 •0.5M糖水 •0.5M尿素溶液
蒸气压P
（mmHg , 20℃）
17.5 17.3 17.3
沸点t b
(℃)
100
100.27
100.24
凝固点t
(℃)
0 -0.93 -0.94
凡能接受质子（H+）的物质称为碱。
•酸和碱可以是分子、离子或特定基团。酸与碱具有相对性，没
有盐的概念。
•如： •酸 • H碱Cl → H+ + Cl-
•H2O HS-
• HAc H+ + Ac• NH4+ H+ + NH3
•两性物质
• H2SO3 H+ + HSO3-
•HSO3- H+ + SO32-
•2020/10/13
•4．溶液的渗透压
•渗透现象：
•Π
•溶
•溶
液
剂
•(a) 渗透现 象
•溶
•溶
液
剂
• (b) 渗透压
力
•通过半透膜发生表面上单方 面的扩散现象
•⑴ 产生条 件
•有半透膜
•膜两侧有 浓度差
•⑵ 渗透方向：从稀溶液 向浓溶液进行渗透。
1•2020/10/13
•达渗透平衡时溶液液面上的所加的额外压力： 渗透压。
大学化学1溶液和胶体
•1.1 溶
•1液.1.1 分散系
•分类：
分散系类 型
真溶液
胶体
粗 分
悬浊 液
散 系
乳浊 液
分散相类型
分子或离子
胶粒(分子、 离子、原子 的聚集体或 单个高分子) 固体颗粒
小液滴
分散相粒子直 径
主要特征
<1nm(能透过 滤纸和半透膜)
澄清，透明，均一 稳定，无丁达尔现 象
1nm～ 100nm(能透过 滤纸，不能透 过半透膜)