无机与分析化学第一章气体、溶液和胶体
合集下载
大学课件无机及分析化学-第一章气体溶液和胶体
性。在难挥发非电解质的稀溶液中，这些性质就表现得 更有规律。
1.溶液的蒸气压下降
第一章第二节
一定温度下，将纯溶剂放入密闭容器中，当溶剂蒸
发为气态溶剂的速度与气态溶剂凝聚成液态的速度相等
时，达到相平衡。此时
的气体称为饱和蒸气，
溶
其所具有的压力称为该
液 蒸
温度下液体的饱和蒸气
气 压
压(简称蒸气压)。 若在纯溶剂中加入
通常所说的溶液都是指液态溶液。
溶液由溶质和溶剂组成，被溶解的物质叫溶质，溶 解溶质的物质叫溶剂。
常把含量较少的组分称为溶质，含量较多的组分称 为溶剂。
一、溶液浓度的表示法
第一章第二节
1. 物质的量浓度 单位体积的溶液中所含溶质B的物质的量称为溶质B
的物质的量浓度。用符号cBcB表nV示B ，常用单位mol·L-1 。
ppb（十亿分浓度）：表示溶质的质量占溶液质量 的十亿分之几，即每kg溶液中所含溶质的g数。如：
1ppb：1g/1,000,000,000g溶液=1g溶质/1kg溶液。 8ppb：8g/1,000,000,000g溶液=8g溶质/1kg溶液。
例 题 1-1
第一章第二节
在100 mL水中，溶解17.1 g蔗糖(C12H22O11)，溶液 的密度为1.0638 g ·mL1，求蔗糖的物质的量浓度、质 量摩尔浓度、摩尔分数各是多少？
解： mA 20.40 0.40 20.00g
nB
0.40 M
（M 为相对分子质量）
bB
nB mA
0.40/M 20.00 103
20 M
Tf =Kf bB
即 0.207=1.86 20 M =180.0 M
3.溶液的凝固点下降
1.溶液的蒸气压下降
第一章第二节
一定温度下，将纯溶剂放入密闭容器中，当溶剂蒸
发为气态溶剂的速度与气态溶剂凝聚成液态的速度相等
时，达到相平衡。此时
的气体称为饱和蒸气，
溶
其所具有的压力称为该
液 蒸
温度下液体的饱和蒸气
气 压
压(简称蒸气压)。 若在纯溶剂中加入
通常所说的溶液都是指液态溶液。
溶液由溶质和溶剂组成，被溶解的物质叫溶质，溶 解溶质的物质叫溶剂。
常把含量较少的组分称为溶质，含量较多的组分称 为溶剂。
一、溶液浓度的表示法
第一章第二节
1. 物质的量浓度 单位体积的溶液中所含溶质B的物质的量称为溶质B
的物质的量浓度。用符号cBcB表nV示B ，常用单位mol·L-1 。
ppb（十亿分浓度）：表示溶质的质量占溶液质量 的十亿分之几，即每kg溶液中所含溶质的g数。如：
1ppb：1g/1,000,000,000g溶液=1g溶质/1kg溶液。 8ppb：8g/1,000,000,000g溶液=8g溶质/1kg溶液。
例 题 1-1
第一章第二节
在100 mL水中，溶解17.1 g蔗糖(C12H22O11)，溶液 的密度为1.0638 g ·mL1，求蔗糖的物质的量浓度、质 量摩尔浓度、摩尔分数各是多少？
解： mA 20.40 0.40 20.00g
nB
0.40 M
（M 为相对分子质量）
bB
nB mA
0.40/M 20.00 103
20 M
Tf =Kf bB
即 0.207=1.86 20 M =180.0 M
3.溶液的凝固点下降
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)
无机及分析化学第一章 气体、溶液和胶体
设有一混合气体，有 i个组分，pi和ni分别表示各组 分的分压力和物质的量，V为混合气体的总体积，则
pi=(ni/V) ·RT p=pi=(ni/V)·RT =(n/V)·RT pi/p=ni/n pi = ( ni/n )·p
第二节 溶 液
第一章第二节
广义地说，两种或两种以上的物质均匀混合而且彼 此呈现分子（或离子或原子）状态分布者均称为溶液， 溶液可以气、液、固三种聚集状态存在。
ppb（十亿分浓度）：表示溶质的质量占溶液质量 的十亿分之几，即每kg溶液中所含溶质的g数。如：
1ppb：1g/1,000,000,000g溶液=1g溶质/1kg溶液。 8ppb：8g/1,000,000,000g溶液=8g溶质/1kg溶液。
例 题 1-1
第一章第二节
在100 mL水中，溶解17.1 g蔗糖(C12H22O11)，溶液 的密度为1.0638 g ·mL1，求蔗糖的物质的量浓度、质 量摩尔浓度、摩尔分数各是多少？
LOGO
无机及分析化学第一章 气体、溶液和胶体
化学学科的分类
1. 无机化学 2. 分析化学 3. 有机化学 4. 物理化学 5. 高分子化学
化学学科的重要性
化学学科与其它学科的相互渗透，形成新 的学科，如生物化学、环境化学、环境分析化 学、食品化学、农药化学、土壤化学、植物化 学、配位化学、放射化学等。
第一章第二节
在100 mL水中，溶解17.1 g蔗糖(C12H22O11)，溶液 的密度为1.0638 g ·mL1，求蔗糖的物质的量浓度、质 量摩尔浓度、摩尔分数各是多少？
解：
( 2 )b ( C 1 2 H 2 2 O 1 1 )= n ( C m 1 ( 2 H H 2 2 O 2 O ) 1 1 ) 1 0 0 0 .0 1 5 0 3 0 .5 m o lk g 1
无机及分析化学——第一章 气体和溶液
依数性来源于分散微粒间距离远，作用力小。
通常所说的“依数性”，包括四个方 面： • 蒸气压下降 (The lowering of the vapor pressure)
• 沸点升高 (The elevation of the boiling point)
• 凝固点降低 (The depression of the freezing point) • 渗透压 (The phenomenon of osmotic pressure)
c)粗分散系：
1000 nm (> 10-6 m), 例如：泥浆水(悬浊液）、牛奶、豆 浆等。肉眼或在显微镜下可观察到微粒，静置易沉淀，是一种 不稳定的体系。
相与界面
相（phase）：体系中物理性质和化学性质完全相同的部分。 相界面（简称界面，interface）：将相与相分隔开来的部分。 相与相之间在指定的条件下具有明确的界面，在界面两边体 系的性质会有突跃变化。处于界面上的原子或分子的受力情况 与相内部的不同，往往存在剩余引力，具有界面能。一般来说， 体系中存在的界面越多，能量就越高，体系也越不稳定。
体来说，只要温度不是太低（高温,高于273K），压力不
是太高（低压 , 低于数百 kPa ），都可以近似用理想气体 状态方程作有关p、V、T、n 的计算。
2. 理想气体状态方程
理想气体的温度（T）、压力（p）、体积(V)和物质的 量（n）之间, 具有如下的方程式关系： pV = nRT 在SI制中，p—Pa，V—m3，T—K，n—mol。 标准状况（p=101.325 kPa，T=273.15 K）下，1 mol 气 体的标准摩尔体积为 22.414×10-3 m3 ，摩尔气体常数 R 的 单位及数值为: pV 1.01325 105 Pa 22.414 103 m3
考研宝典：无机及分析化学部分(上)
（2）由6.57g碘溶于100g乙醇的溶液，在78.6 ℃时沸腾，那 么在溶解状态下碘以什么形态存在的（碘的相对原子量为 127）？
某水溶液含有难挥发性溶质，在271.7K时凝固，求： (1)该溶液的正常沸点；(2)在298.15K时的蒸气压(该 温度时纯水的蒸气压为3.18kPa)；(3)298.15K时的渗 透压。水的凝固点降低常数和沸点升高常数分别是： 1.86、0.512 (K·kg·mol-1)
分子间作用力详解
取向力
极性分子之间
诱导力
极性分子与非极性分子之间
色散力
非极性分子之间
结论： A.任何分子之间都存在色散力 B.极性分子之间存在分子间作用力类型最多
氢键：X－H…Y
分子间氢键、 分子内氢键
✓ 熔沸点：分子间氢键－－熔、沸点升高；
分子内氢键－－没有这一影响
✓ 溶解度：溶质与溶剂分子间有氢键作用－有利于溶质溶解
问一： AgNO3 与 KCl制备 AgCl溶胶时， KCl 过量。 则AgCl固体优先吸附什么 离子呢？
问二：AgNO3 与 KCl制备 AgCl溶胶时,AgNO3 过量。 AgCl固体又优先吸附什么 离子呢？
问三：上述两种条件下制 得溶胶中的胶团结构是怎 样的？
ACgl-+ ACgl-+ ACgl-+ ACgl-+
BCl3（l） BCl3（g）
S
m
f Hm
f Gm
206 J·mol-1·K-1 -427.2 kJ·mol-1 -387.4 kJ·mol-1
290 J·mol-1·K-1 -404 kJ·mol-1 -388.7 kJ·mol-1
第三章 化学反应速率
知识点
化学反应速率
某水溶液含有难挥发性溶质，在271.7K时凝固，求： (1)该溶液的正常沸点；(2)在298.15K时的蒸气压(该 温度时纯水的蒸气压为3.18kPa)；(3)298.15K时的渗 透压。水的凝固点降低常数和沸点升高常数分别是： 1.86、0.512 (K·kg·mol-1)
分子间作用力详解
取向力
极性分子之间
诱导力
极性分子与非极性分子之间
色散力
非极性分子之间
结论： A.任何分子之间都存在色散力 B.极性分子之间存在分子间作用力类型最多
氢键：X－H…Y
分子间氢键、 分子内氢键
✓ 熔沸点：分子间氢键－－熔、沸点升高；
分子内氢键－－没有这一影响
✓ 溶解度：溶质与溶剂分子间有氢键作用－有利于溶质溶解
问一： AgNO3 与 KCl制备 AgCl溶胶时， KCl 过量。 则AgCl固体优先吸附什么 离子呢？
问二：AgNO3 与 KCl制备 AgCl溶胶时,AgNO3 过量。 AgCl固体又优先吸附什么 离子呢？
问三：上述两种条件下制 得溶胶中的胶团结构是怎 样的？
ACgl-+ ACgl-+ ACgl-+ ACgl-+
BCl3（l） BCl3（g）
S
m
f Hm
f Gm
206 J·mol-1·K-1 -427.2 kJ·mol-1 -387.4 kJ·mol-1
290 J·mol-1·K-1 -404 kJ·mol-1 -388.7 kJ·mol-1
第三章 化学反应速率
知识点
化学反应速率
大学无机第1章 气体、溶液和胶体
第1章 气体、溶液和胶体一、 教学要求1．了解理想气体状态方程，气体分压定律；2．了解有关溶液的基本知识，并能进行溶液浓度的有关计算；3．掌握稀溶液的四个依数性及其应用；4．了解胶体溶液的基本性质，了解吸附的基本规律。
掌握胶团的组成和结构，理解溶胶的双电层结构和溶胶稳定性之间的关系，掌握胶体的保护及破坏，熟练写出胶团结构式；5．了解表面活性物质和乳状液的基本概念。
【重点】：1．理想气体状态方程式及分压定律的应用和相关计算；2．溶液浓度的表示法，各浓度之间的相互换算；3．稀溶液依数性的含义，各公式的适用范围及进行有关的计算；4．胶团结构和影响溶胶稳定性和聚沉的因素。
【难点】：1.稀溶液依数性的原因；2. 胶团结构和影响溶胶稳定性和聚沉的因素。
二、重点内容概要在物质的各种存在状态中，人们对气体了解得最为清楚。
关于气体宏观性质的规律，主要是理想气体方程，混合气体的分压定律。
1. 理想气体状态方程所谓理想气体，是人为假设的气体模型，指假设气体分子当作质点，体积为零，分子间相互作用力忽略不计的气体。
理想气体状态方程为：PV = nRT① RT M m pV = ② RT Mp ρ= 此二式可用于计算气体的各个物理量p 、V 、T 、n ，还可以计算气体的摩尔质量M 和密度ρ。
原则上理想气体方程只适用于高温和低压下的气体。
实际上在常温常压下大多数气体近似的遵守此方程。
理想气体方程可以描写单一气体或混合气体的整体行为，它不能用于同固、液共存时的蒸气。
2.分压定律混合理想气体的总压力等于各组分气体分压力之和。
分压是指在与混合气体相同的温度下，该组分气体单独占有与混合气体相同体积时所具有的压力。
∑i321p p p p p =+++= 还可以表述为： i i px p =3.溶液浓度的表示方法(1)质量分数 ωB =m m B (2)质量浓度 B B m Vρ= (3)物质的量浓度 B B n c V = (4)质量摩尔浓度 AB B ＝m n b (5)物质的量分数（摩尔分数）BA A AB A B B n n n x n n n x +=+= 所以：x A + x B = 1，若将这个关系推广到任何一个多组分系统中，则有：i i 1x=∑质量分数ωB 和质量摩尔浓度B b 与物质的量浓度B c ，可用溶液的密度ρ为桥梁相互换算。
无机化学 第一章 气体和溶液.
V
10.0
1.2 溶 液
一、浓度的几种表示方法 （溶质为A；溶剂为B)
1. 物质的量浓度 (c)
C nA (mol L1)
V
2.摩尔分数（X） xA =
nA ; n总
则：xA +xB =
xB =
nB ; n总
nA nB 1 n总 n总
推广：溶质和溶剂的摩尔分数 之和=1
3.质量摩尔浓度（b）
解:（1） pM RT
M
RT
p
0.5977 103 103 8.314 (273 1000) 97 103
65.2 103kg mol1 65.2 g mol1
(2) 65.2 2.03 32.07
硫蒸气的化学式为S2
只有一种气体
要计算该气体压强：
第一章 气体和溶液
物质的存在状态通常有三种： 气态、液态和固态。 本章重点介绍气体和溶液的一些基本规律。
1.1 对气体而言，主要掌握理想气体状态方程式和道尔顿分压定律 的应用。
1.2 对溶液而言，主要掌握稀溶液的“依数性”的公式和应用。 1.3 对胶体溶液而言，主要了解其相关性质。（自学）
1.1 气 体
解： PV nRT
PV m RT M
M m RT PV
M
=
0.118创10- 3 Kg 8.315Pa 鬃m3 mol-1 状K-1 73.3创103 Pa 250? 10- 6 m3
(25 +
273)K
M = 16醋10- 3 Kg mol- 1
例1-2：在1000 ℃和97 kPa压力下，硫蒸气的密度是 0.5977 gL-1。试求：（1）硫蒸气的摩尔质量，（2）硫 蒸气的化学式。
无机及分析化学(第二版)陈学泽主编 溶液
溶液的几种性质 与水的比较
物质 3) 纯水 0.5mol·kg -1糖水 0.5mol·kg -1尿素水溶液
Tb / ℃ 100.00 100.27 100.24
Tf / ℃ 0.00 -0.93 -0.94
20℃ ℃
/ (g·cm-
0.9982 1.0687 1.0012
饱和蒸气压： 在一定的温度下， 饱和蒸气压 ： 在一定的温度下 ， 当蒸发的速 度等于凝聚的速度， 度等于凝聚的速度 ， 液态水与它的蒸气处于动态 平衡， 平衡 ， 这时的蒸气压称为水在此温度下的饱和蒸 气压，简称蒸气压。用符号 P 表示。 气压，简称蒸气压。 表示。
初始： 初始： υ蒸发 > υ凝聚 平衡： 平衡： υ蒸发 = υ凝聚
纯水的蒸气压示意图
2.1 溶液的蒸气压下降
(1) 溶液蒸气压下降实验
实验：在液体中加入任何一种难挥发的物质 实验： 时，液体的蒸气压便下降，在同一温度下，纯溶 液体的蒸气压便下降，在同一温度下， 剂蒸气压与溶液蒸气压之差， 剂蒸气压与溶液蒸气压之差，称为溶液的蒸气压 下降（ ）。 下降（∆P）。
等渗溶液：膜内外溶液浓度相等时， 等渗溶液：膜内外溶液浓度相等时，渗透作 用便不会产生， 用便不会产生，这种渗透压相同的溶液称为等渗 溶液。 溶液。
渗透现象在动植物的生命过程中有着重要的 作用， 作用，如： 医学上输液必需输等渗溶液。 ⊙ 医学上输液必需输等渗溶液。 ⊙ 动物体内水份的输送。 动物体内水份的输送。 植物从土壤中吸收水份和营养。 ⊙ 植物从土壤中吸收水份和营养。 求算溶质的分子量。 ⊙ 求算溶质的分子量。
体系中只存在一个相。 体系中只存在一个相。 如食盐水、合金和空气。 如食盐水、合金和空气。
特点： 特点： 溶质与溶剂已成一体，组分间没有界面。 溶质与溶剂已成一体，组分间没有界面。
[无极及分析化学]各章知识点
![[无极及分析化学]各章知识点](https://img.taocdn.com/s3/m/6a2d240a16fc700abb68fc25.png)
3．掌握运用盖斯定律进行化学反应自由能变（参 考状态单质的标准摩尔自由能 = 零、反应自由能 由物质的生成自由能求得）。 4．掌握利用反应焓变、熵变、自由能变等热力学、 数据判断化学反应的方向、反应自发进行的温度 （低温、高温、任何温度）、反应是否自发可用温 度来调整。
5．掌握标准反应平衡常数的表达、利用已知 反应平衡常数求其他反应的平衡常数。 6．掌握化学平衡的移动；掌握标准自由能变 与标准平衡常数之间的换算；浓度、压力、温 度对化学平衡的影响。
第二章 化学反应的一般原理
一 、基本概念 5．化学反应速率（化学反应速率的概念、化学反 应速率方程式、反应速率（碰撞、过渡态）理论、 活化能、温度、催化剂对反应速度的影响） 6．化学反应条件的优化
二 计算
1．掌握运用盖斯定律进行化学反应焓变的计 算（参考状态单质的标准摩尔生成焓=零、反应 焓由物质的生成焓或燃烧焓求得） 2．熵（熵的变化规律、反应或过程前后熵的 变化）
二 、计算 1．分步沉淀 2. 定量分离的条件 3. 沉淀的溶解的平衡计算
第六章 氧化还原平衡与氧化还原滴定法
一、基本概念（术语） 1．电极电位 （条件、标准）。 2. 原电池写法（给定化学反应式能分解成正、 负极，并写出原电池的表示式）。 3. 判断氧化和还原反应进行的方向（用标准电 极电位的判断）。 4. 氧化和还原反应的平衡常数。
14. 共价键的特点共价化合物的特点 15．共价键的类型 16 . 杂化轨道和化合物的构型 17. 分子间的力（色、取、诱及氢键 18. 离子的极化 （极化力和变形性、对 晶体键型的影响、对化合物的影响）
第八章
配位化合物与配位滴定
一．基本概念（术语） 1．配合物的组成和命名 2. 配合物中心离子的杂化轨道类型 3. 内轨和外轨配合物,内轨和外轨配合物 合物与磁矩的关系. 4. 高自旋、低自旋配合物 5. 配合平衡的移动（酸度、沉淀、氧化 还原其的影响）
无机及分析化学 第一章 气体、溶液和胶体
27
1.4.1 溶液蒸汽压的下降
液体的蒸发
一定温度下，敞口容 器中液体将不断蒸发 至没有液体留下。
一定温度下，密 闭容器中的液体 随着蒸发进行， 最终将达到液体 蒸发与气体凝结 的动态平衡状态， 蒸气压力不再变 化。
a 敞口容器
b 密闭容器中
液体的饱和蒸汽压 在一定温度下，液体与其蒸气平衡时 的蒸气压力为该温度下的液体的饱和蒸气压，简称蒸气压。
V/T＝恒量 (n、P 恒定)
阿伏加德罗定律：在相同的温度与相同的压力下，相同体积的 气体所含气体的分子数相同或所含气体的物质的量相同，其数 学表达式为
na＝nb (Ta＝Tb，pa＝pb，Va＝Vb)
9
1.2.1 理想气体状态方程
以上三个定律的适用条件是压力要较低，温度不 能太低，即对稀薄气体适用（或理想气体）。
多相体系
均相体系
常见实例
泥浆
氢氧化铁溶胶 蛋白质水溶液 葡萄糖水溶液
8
1.2 气体
气体的基本特性是扩散性和可压缩性。
波义耳定律：一定量气体，在温度恒定时，它的压力和体积的 乘积为恒量，其数学表达式为
pV＝恒量 (n、 T恒定)
查理-盖吕萨克定律：他的现代表述是，一定量的气体当压力 恒定时，它的体积与热力学温度成正比，其数学表达式为
35
溶液的沸点升高现象
难挥发非电解质稀溶液的蒸气压比纯溶剂要低，所以在 达到溶剂沸点时，溶液不能沸腾。为了使溶液沸腾，就必须 使溶液的温度升高，加剧溶剂分子的热运动，以增加溶液的 蒸气压。当溶液的蒸气压与外压相等时，溶液开始沸腾。显 然此时溶液的温度应高于纯溶剂的沸点。
拉乌尔定律的适用范围：
非电解质 稀 溶液
33
溶质的独立质点数：
1.4.1 溶液蒸汽压的下降
液体的蒸发
一定温度下，敞口容 器中液体将不断蒸发 至没有液体留下。
一定温度下，密 闭容器中的液体 随着蒸发进行， 最终将达到液体 蒸发与气体凝结 的动态平衡状态， 蒸气压力不再变 化。
a 敞口容器
b 密闭容器中
液体的饱和蒸汽压 在一定温度下，液体与其蒸气平衡时 的蒸气压力为该温度下的液体的饱和蒸气压，简称蒸气压。
V/T＝恒量 (n、P 恒定)
阿伏加德罗定律：在相同的温度与相同的压力下，相同体积的 气体所含气体的分子数相同或所含气体的物质的量相同，其数 学表达式为
na＝nb (Ta＝Tb，pa＝pb，Va＝Vb)
9
1.2.1 理想气体状态方程
以上三个定律的适用条件是压力要较低，温度不 能太低，即对稀薄气体适用（或理想气体）。
多相体系
均相体系
常见实例
泥浆
氢氧化铁溶胶 蛋白质水溶液 葡萄糖水溶液
8
1.2 气体
气体的基本特性是扩散性和可压缩性。
波义耳定律：一定量气体，在温度恒定时，它的压力和体积的 乘积为恒量，其数学表达式为
pV＝恒量 (n、 T恒定)
查理-盖吕萨克定律：他的现代表述是，一定量的气体当压力 恒定时，它的体积与热力学温度成正比，其数学表达式为
35
溶液的沸点升高现象
难挥发非电解质稀溶液的蒸气压比纯溶剂要低，所以在 达到溶剂沸点时，溶液不能沸腾。为了使溶液沸腾，就必须 使溶液的温度升高，加剧溶剂分子的热运动，以增加溶液的 蒸气压。当溶液的蒸气压与外压相等时，溶液开始沸腾。显 然此时溶液的温度应高于纯溶剂的沸点。
拉乌尔定律的适用范围：
非电解质 稀 溶液
33
溶质的独立质点数：
无机及分析化学课件第四版第一章气体和溶液
21世纪化学四大难题:
1. 化学反应理论——建立精确有效而又普遍适用得 化学反应 多体量子理论和统计理论;
2、 结构与性能得定量关系; 3、 生命现象得化学理论——生命化学难题; 4、 纳米尺度难题。
四、学习化学得重要性及必要性
数、理——化学——生物
20世纪发明了七大技术:
信息技术
认知科学
生物技术 核科学和核武器技术 航空航天和导弹技术 激光技术 纳米技术
科学原子论:道尔顿于1808年发表《化学哲学新体系》, 提出原子论,其要点为:
●物质由不可分割得原子组成; ●同种元素得原子其形状、质量及性质都相同,不同元素得
原子,其形状、质量及性质都不相同; ●两种元素得化合作用就是一种元素得一定数目得原子与
另一种元素得一定数目得原子结合形成复杂原子。
此学说意义重大: ●给化学奠定了唯物主义基石—原子。她得原子说把古代
1、什么就是化学?
化学就是在原子和分子层次上研究物质得组成、 结构、性质以及物质之间相互转化得科学。 研究层次:原子和分子 研究内容:
物质得组成、结构、性质与相互转化 核心与特征:合成新物质,对其性质进行表征,开发 其新得应用并探讨其中得机理。
2 、研究化学得目 得
人类生活得各个方面,社会发展得各种需要都与化学息息相关。 (1)化学对我们得衣食住行贡献巨大。 (2)化学对于实现农业、工业、国防和科学技术现代化具 有重要作用。 (3)促进其她基础学科和应用科学得发展和交叉学科得形 成。如:环境化学、能源化学、材料化学、地球化学 正如[美]Pimentel G C在《化学中得机会---今天和明天》一 书中指出得“化学就是一门中心学科,她与社会发展各方面得需 要都有密切关系。”
这就是唯物得,同时她又认为万物得本源就是四 种原始性质:冷、热、干、湿。元素由这些原始性 质依不同比例组合而成。
东南大学无机及分析化学课件资料
液体表面会显示自动收缩趋势，即 存在表面张力。
同理，液-液、液-固、固-固界面
上存在界面张力。
g
A
l
B
2022/4/19
17
1.1.3 固 体
固体： 1、晶体 2、非晶体
晶体与非晶体的差异：
• 晶体具有规则的几何形状，非晶体则没有。 • 晶体具有固定的熔点，非晶体无固定的熔点。 • 晶体显各向异性，非晶体显各向同性。
a 、b 称为范德华常数，a是气体分子间力修正常数，b是气体
分子体积修正常数。
产生偏差的主要原因是： ①气体分子本身的体积的影响； ②分子间力的影响。
2022/4/19
12
1.1.1 气 体
问题： 真实气体在什么样的特定状态下接近于理想气体的 状态呢？
答案： 高温且低压！
为什么？请思考！
因为在上述条件下，气体分子间的距离相当大。 一方面使气体分子自身的体积与气体体积相比 可以忽略不计。 另一方面也使分子之间的作用力显的微不足道。
“过热”液体：温度高于沸点的液体称为过热液体, 易产生爆沸。
蒸馏时一定要加入沸石或搅拌, 以引入小气泡, 产生气化中心, 避免爆沸。
2022/4/19
15
1.1.2 液 体
二、 蒸气压和温度的关系
液体沸腾时的温度与气液平衡时的蒸气压有直接关系，
研究表明，蒸气压是温度的函数 p = f (T):
lg p = A + B T
所具有的压力称为饱和蒸气压，简称蒸气压。
临界温度： 气体冷却到某一温度Tc或更低时才能用加压的办法
使气体液化。
2022/4/19
14
例：水的沸点为 100 oC, 但在高山上, 由于大气压 降低, 沸点较低, 饭就难于煮熟。
同理，液-液、液-固、固-固界面
上存在界面张力。
g
A
l
B
2022/4/19
17
1.1.3 固 体
固体： 1、晶体 2、非晶体
晶体与非晶体的差异：
• 晶体具有规则的几何形状，非晶体则没有。 • 晶体具有固定的熔点，非晶体无固定的熔点。 • 晶体显各向异性，非晶体显各向同性。
a 、b 称为范德华常数，a是气体分子间力修正常数，b是气体
分子体积修正常数。
产生偏差的主要原因是： ①气体分子本身的体积的影响； ②分子间力的影响。
2022/4/19
12
1.1.1 气 体
问题： 真实气体在什么样的特定状态下接近于理想气体的 状态呢？
答案： 高温且低压！
为什么？请思考！
因为在上述条件下，气体分子间的距离相当大。 一方面使气体分子自身的体积与气体体积相比 可以忽略不计。 另一方面也使分子之间的作用力显的微不足道。
“过热”液体：温度高于沸点的液体称为过热液体, 易产生爆沸。
蒸馏时一定要加入沸石或搅拌, 以引入小气泡, 产生气化中心, 避免爆沸。
2022/4/19
15
1.1.2 液 体
二、 蒸气压和温度的关系
液体沸腾时的温度与气液平衡时的蒸气压有直接关系，
研究表明，蒸气压是温度的函数 p = f (T):
lg p = A + B T
所具有的压力称为饱和蒸气压，简称蒸气压。
临界温度： 气体冷却到某一温度Tc或更低时才能用加压的办法
使气体液化。
2022/4/19
14
例：水的沸点为 100 oC, 但在高山上, 由于大气压 降低, 沸点较低, 饭就难于煮熟。
无机及分析化学第一章溶液和胶体
1.3.3 B的质量分数
物质B的质量与混合物的质量之比。
B
mB m
mB — 物质B的质量； m —混合物的质量；
B — B的质量分数，SI单位为1。
1.3.5 几种溶液浓度之间的关系
1. 物质的量浓度与质量分数
cB
nB V
mB M BV
mB
M Bm /
mB
M Bm
B
MB
CB —溶质B的量浓度;
pB p
nB n
xB
x B B的摩尔分数
pB
nB n
p
xB p
B的摩尔分数
B
nB n
nB—B的物质的量，SI单位为mol； n —混合物总的物质的量，SI单位为mol ；
B— SI单位为1。
两组分的溶液系统 ：
溶质B的量分数:
B
nB nA nB
溶剂A的量分数:
A B 1
A
nA nA nB
的基本概念和特征。
溶液（solution）:
凡是由一种或多种物质分散在另 一种物质中所形成的混合体系。
1.1 分散系
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。如泥浆、云雾、牛奶等分散系。
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)。
表 1-1 按聚集状态分类的各种分散系
分散质
分散剂
实例
气
气
液
气
固
气
气
液
液
液
固
液
气
固
液
固
固
固
空气、家用煤气 云、雾 烟、灰尘 泡沫、汽水 牛奶、豆浆、农药乳浊液 泥浆、油漆、墨水 泡沫塑料、木炭、浮石 肉冻、硅胶、珍珠 红宝石、合金、有色玻璃
无机及分析化学计算公式1-4章节
无机及分析化学计算公式第一章：溶液和胶体理想气体方程：PV=nRT，其中T为开尔文温度表示物质的量浓度：C a=n aV质量摩尔浓度：b a=n am b,其中n a为溶质的量，m b为溶剂的质量质量分数：w a=m am，m a为溶质的质量，m为溶液的质量摩尔分数：x b=n bn，n b为b溶质的物质的量，n为总体物质的量拉乌尔定律：p=p0x b，p为稀溶液的蒸汽压，p0为同种情况下溶剂的饱和蒸汽压，x b为溶剂的摩尔分数沸点和凝固点的计算：k b和k f为沸点和凝固点常数，b B为溶剂的质量摩尔分数沸点：∆T b=k b b B凝固点：∆T f=k f b B渗透压公式：π=cRT第二章：化学反应基本原理反应进度：ξ=∆n b v b∆n b：反应中任意物质的变化量v b：化学计量系数，反应物为负值，生成物为正值热力学第一定律：△U ＝Q + W焓：H =U +pV吉布斯函数：G =H −TS ，T 为开尔文温度，S 为熵∆G ＜0，过程可正向自发进行； ∆G = 0，系统处于平衡态； ∆G ＞0，过程正向不能自发进行 标准平衡常数：① 气相反应，物质的分压用相对分压(p /p)表示2SO 2(g ) + O 2(g ) = 2SO 3(g )K θ=② 液相反应，物质的浓度用相对浓度(c /c) 表示 K θ=第三章：化学分析概论 采样公式：m =Kd a m :采取试样的最低质量/kg d : 试样中最大颗粒的直径/mmK, a : 经验常数, K值在0.02～ 0.15，a 值在1.8 ～ 2.5{p (SO 2)/p Ө}2 {p (O 2)/p Ө}2HAc= H + + Ac -{c (H +)/c Ө}⋅ {c (Ac -)/c Ө}其中X 为测量值，T 为真实值 绝对误差：E a =X −T 相对误差：E r =E a T×100%di 为偏差，X i 为测量值，X 为平均值 平均值：X =X 1+X 2+⋅⋅⋅+X nn绝对偏差：d =X i −X 相对偏差：d r =X ×100%平均偏差：d =|d 1|+|d 2|+⋅⋅⋅+|d n |n=∑|d i |n i=1n相对平均偏差：r =dX×100%μ为总体平均值 总体标准偏差：σ=√∑(X i −μ)2n i=1n相对标准偏差：s r =X×100%第四章：酸碱平衡 解离度：α=√K a θ/c 0 一元酸的型体分布：δ(A －)=K aθc(H +)+K aθ二元酸的型体分布：δ(A 2−)=K a 1θK a 2θ2+a 1θ+a 1θa 2θ三元酸的型体分布：δ(A3−)K a 1θK a 2θK a 3θc 3(H +)+K a 1θc 2(H +)+K a 1θK a 2θc(H +)+K a 1θK a 2θK a 3θ一元弱酸的酸度计算[弱碱同理]：若c 0K a θ≥20K w θ，c 0/K a θ≥500，则c(H +)=√c 0K a θ 若c 0K a θ≥20K w θ，c 0/K a θ<500则，c(H +)=−K a θ+√K aθ2+4c 0K a θ2若c 0K a θ<20K w θ，c 0/K a θ≥500则，c(H +)=√c 0K a θ+K wθ两性物质酸度计算：c 0K a2θ≥20K w θ，c 0<20K a 1θ则c(H +)=√c 0K a1θK a 2θK a 1θ+c 0c 0K a 2θ≥20K w θ，c 0≥20K a 1θ则c(H +)=√K a 1θ×K b 1θ c 0K a 2θ<20K w θ，c 0≥20K a 1θ，则c(H +)=√K a 1θ(c 0K a 2θ+K w θ)c 0缓冲溶液pH 的计算： pH =pK aθ− lg c ac b,其中c a 为共轭酸浓度，c b 为共轭碱浓度缓冲溶液的缓冲范围：pH =pK a θ±1。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
nB mA
(1-7)
mA为溶剂的质量，SI单位为kg； ①质量摩尔浓度与
bB的单位为molkg-1。
温度无关； ②使用质量摩尔浓
度时应指明物质的
基本单元。
15
Question 例1-3 将0.270 g KCl晶体溶于100 g水中，
4
分散相 气体 液体 固体 气体 液体 固体 气体 液体 固体
按聚集状态分类的分散系
分散介质 气体 气体 气体 液体 液体 液体 固体 固体 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
5
按分散相粒径分类的分散系
水的饱和蒸汽压 只与温度有关。
11
Question 例1-2 在290 K，99.3 kPa的气压下，用排水集气
法收集氮气150 mL。求在273K，101.3 kPa下该 气体经干燥后的体积。 解： 查表1-3得，290K(17℃)时水的饱和蒸汽压为1.93k Pa。
根据分压定律： p(N2)=p(总)-p(H2O)=99.3 kPa -1.93 kPa =97.4 kPa
合136mL。
12
1.3 溶液浓度的表示方法
名称 物质的量浓度
数学表达式
c(B) n(B) V
质量分数) n(B) m
x(B) n(B) n
单位 mol﹒L-1
量纲为1
mol﹒kg-1 量纲为1
13
1.3.1 物质的量浓度
单位体积溶液中所含溶质B的物质的量。
7
理想气体状态方程 理想气体的压力p、体积V、 温度T、和物质的量n之间存在确定的函数关系。
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
设氮气干燥后的体积为V′，压力为 p′，温度为T ′，则：
PV PV T T
V P P V T T 9 7 .4 1 1 0 0 1 3 .3 P 2 a 5 1 1 5 0 0 3 P 1 a 0 6 2 m 9 0 3 K 2 7 3 K 1 .3 6 1 0 4 m 3
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
解：
确定该化合物的分子式。
设该化合物的摩尔质量为M，质量为m, 组成为(CH)x。
根据理想气体状态方程：pV = nRT
得： pV m RT M
故： M mRT ρRT
pV p
由： 2 .5 1 5 3 g 0 m 3 1 .0 8 .3 1 J 1 1 m 3 5 P 4 - 0 2 1 K o a - 5 1 l 3.1 7 K 5 3 77m .8 1o 9
第一章 气体、溶液和胶体
1
学习要求
1.了解分散系的种类及主要特征。 2.掌握理想气体状态方程、道尔顿分压定
律及二者的应用。 3.掌握蒸气压下降、沸点升高和凝固点降
低、渗透压等稀溶液的通性及其重要应用。 4.熟悉胶体的基本概念、结构和重要性质
等。 5.了解高分子溶液、表面活性物质、乳浊
液的基本概念和重要特征。
M x [ M ( C ) M ( H ) ] x ( 1 . 0 g 2 m 1 1 . o 0 g m l 1 1 )o
解得：x = 6，该化合物的分子式为C6H6。 9
1.2.2 分压定律
道尔顿理想气体分压定律 理想气体混合物中的各组分气体均
充分下而满的独总整分占压个压整力容 与p个等器 该容于， 组器混混分所合合气产体气体生系体在的中中相压各任同力组一温相分组度同，（英约1国翰76化·6道-学1尔家84顿、4 ）
温度 /℃ 18 23 29 30 31 32 33 34 35
压力 /kPa 2.07 2.81 4.00 4.24 4.49 4.76 5.03 5.32 5.63
温度 /℃ 40 65 95 96 97 98 99 100 101
压力 /kPa 7.37 25.00 84.54 87.67 90.94 94.30 97.75 101.32 105.00
2
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
3
1.1 分散系
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。
cB
nB V
(1-6)
nB 为物质B 的物质的量，SI单位为 mol； V 为溶液的体积，SI 单位为 m3； cB的SI 单位是 molm-3，常用单位是molL-1。
使用物质的 量浓度时应 指明物质的 基本单元。
14
1.3.2 质量摩尔浓度
质量摩尔浓度 单位质量溶剂中所含溶质B的物质的量。
bB
碘化银、氢 氧化铁、硫 化砷溶胶
蛋白质、核 氯化钠、葡萄糖水
酸水溶液
溶液
6
1.2 气体
气体的特性是扩散性和可压缩性。
1.2.1 理想气体状态方程
理想气体 分子本身不占有体积、分子间没有 相互作用力的气体称为理想气体。
①抽象模型，理想气体在实际中并不存在； ②高温、低压情况下实际气体可近似看做理
想气体。
气体的分压之和。
物理学家、近
n
p
i
iRT V
（1-2）
代化学之父。
n
pp1p2p3pi pi （1-3）
i1
10
水的饱和蒸汽压
水在不同温度下的饱和蒸气压
温度 /℃ 0 5 11 12 13 14 15 16 17
压力 /kPa 0.61 0.87 1.31 1.40 1.49 1.60 1.71 1.81 1.93
项目
分散相粒径 /nm
分散相 稳定性
扩散及透过性
相态
粗分散系
胶体分散系
小分子或离子分散
溶胶
高分子溶液
系
>100
1~100
<1
分子大集合体 分子小集合体 高分子
小分子或离子
不稳定
较稳定
稳定
扩散很慢，颗 粒不能透过滤
纸
扩散慢，颗粒不能透过半透 扩散快，颗粒能透
膜
过半透膜
多相体系
均相体系
主要实例
泥浆、乳汁