大学化学第4章溶液与胶体
基础化学-溶液和胶体
溶液的渗透压与温度、浓度的关系：
＝CRT 式中－溶液的渗透压 kPa
C－溶液浓度 mol/L T－绝对温度 K(273.15＋t0C) R－气体常数为8.314
由上式可知： 稀溶液的渗透压与溶液的物质的量浓度及绝对温 度成正比，而与溶质及溶剂的种类无关。 上式称为渗透压定律
种 类
液态溶液：食盐水、糖水等；
气态溶液：空气。
2. 溶解度
在一定温度和压力下，物质在一定量溶 剂中溶解的最大量为该物质的溶解度。
对于固体物质而言，溶解度一般指100 克溶剂中所溶解该固体物质的质量（单位： 克）。
固体物质的溶解实际上存在着两个相反的过程
溶解：固体表面的分子或离子由于自身的振 动以及受到溶剂分子的撞击和吸引逐渐脱离 固体表面并扩散到溶剂中去。
由于水分子内形成氢键，破坏氢键需要较多的热 量，所以水的比热容较大，水不容易加热或冷却，致 使海洋性气候温差变化不像大陆性气候那么大。
2. 水的化学性质
水的热稳定性较大： 2H2O(g) → 2H2(g) + O2(g) ΔHϴ = + 241.8 kJ/mol
与金属反应： 2Na(s) + 2H2O(冷) → 2Na+ + 2OH- + H2(g)↑ 3Fe(s) + 4H2O (g) → Fe3O4 +4H2(g)↑
（三）沸点上升
蒸气压下降也引起了
沸点上升：在原沸点Tb时， p在A点, < 101325 Pa（大 气压强），只有升温至Tb' 时，蒸气压p才达到外压 冒泡/沸腾。
凝固点下降和沸点上升的计算
Raoult根据实验总结出：
Tf Tf Tf' K f m
大学化学1溶液和胶体
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溶液的通性 — 溶液的沸点上升的原因
3．溶液的沸点上升（boiling point）
液体的沸点 ( boiling point ) 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。
溶液的沸点升高
是溶液蒸气压下降的直接结果
2024/9/30
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溶液的通性 — 溶液的沸点上升的数值
p溶液= p*-⊿p = 2.338kPa - 0.021kPa = 2.317kPa
溶液的通性 — 凝固点下降
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。
如 ：H2O(l) 273K,101.3kPa H2O(s)
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
束缚一部分高能水分子
P↓
占据了一部分水的表面
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溶液的通性 — Raoult定律
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 ）。
p
p* A
xA
xA
nA nA nB
1.蒸气压下降 2.凝固点降低 3.沸点升高 4.渗透压力
p
p* A
xB
ΔTf＝kf • bB
ΔTb =kb• bB
= CBRT
的数值与溶液中质点 的个数成正比
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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
胶体化学第4章 表面张力 毛细作用和润湿作用
则x与y各增加dx和dy 。
Young-Laplace 公式
移动后曲面面积增量为： dAs (x dx)( y dy) xy
D'
x dx C'
o'
xdy ydx (dydx 0)
增加这额外表面所需功为
A'
D
dz
B'
C
y
o
Wf g xdy ydx
克服附加压力所作的功为 W ' psdV dV xydz
第四章 表面张力、毛细作用和 润湿作用
附加压力
表面现象
表面润湿 表面吸附
蒸汽压
毛细现象
表面张力和表面能
ps
界定：界面和表面
什么是界面?
不同相态之间，两相紧密接触、约有几个分子厚度的 过渡区，称为该两相的界面（interface）。
常见的界面有：
液体 界面 性质
气-液界面 液-液界面 液-固界面
气-固界面 固-固界面
液体界面性质的研究内容
研究对象： 液-气界面性质; 液-固界面性质; 液-液界面
基本内容： 1、物体表面会发生怎样的物理化学现象 2、物体表面分子和内部有何不同 3、界面现象对体系性质的影响
前沿热点、实际应用：
1、超临界干燥技术 2、仿生材料——超疏水、超亲水材料 3、分子子组装膜；LB膜。。。。。。
狭义的表面吉布斯自由能：
g
G ( A ) p,T ,nB
保持温度、压力和组成不变，每增加单位表面积时，
Gibbs自由能的增加值称为表面Gibbs自由能，或简称表
面自由能或表面能，用符号g 或 表示，单位为J·m-2。
等温、等压条件下，可逆的增加单位表面积时，环 境对体系所做的功转化为表面层分子的吉布斯自由能。
高考化学分散系、胶体与溶液的概念及关系知识点
高考化学分散系、胶体与溶液的概念及关系知识点1、分散系的概念：一种或几种物质分散在另一种介质中所形成的体系称为分散体系．分散系中分散成粒子的物质叫做分散质，另一种物质叫做分散剂．在水溶液中，溶质是分散质，水是分散剂．溶质在水溶液中以分子或离子状态存在．分散系包括：溶液、胶体、悬浊液、乳浊液．各种分散系的比较：分散系分散质分散质直径主要特征实例溶液分子，离子＜1nm（能通过半透膜）澄清，透明，均一稳定，无丁达尔现象NaCl溶液，溴水胶体胶粒（分子集体或单个高分子）1nm～100nm（不能透过半透膜，能透过滤纸）均一，较稳定，有丁达尔现象，常透明肥皂水，淀粉溶液，Fe（OH）3胶体悬浊液固体颗粒＞100nm（不能透过滤纸）不均一，不稳定，不透明，能透光的浊液有丁达尔现象水泥，面粉混合水乳浊液小液滴牛奶，色拉油混合水2、胶体的性质与作用：（1）丁达尔效应：由于胶体粒子直径在1～100nm之间，会使光发生散射，可以使一束直射的光在胶体中显示出光路．（2）布朗运动：①定义：胶体粒子在做无规则的运动.②水分子从个方向撞击胶体粒子，而每一瞬间胶体粒子在不同方向受的力是不同的．（3）电泳现象：①定义：在外加电场的作用下，胶体粒子在分散剂里向电极作定向移动的现象．②解释：胶体粒子具有相对较大的表面积，能吸附离子而带电荷．扬斯规则表明：与胶体粒子有相同化学元素的离子优先被吸附．以AgI胶体为例，AgNO3与KI反应，生成AgI溶胶，若KI过量，则胶核AgI吸附过量的I-而带负电，若AgNO3过量，则AgI吸附过量的Ag+而带正电．而蛋白质胶体吸附水而不带电．③带电规律：a、一般来说，金属氧化物、金属氢氧化物等胶体微粒吸附阳离子而带正电；b、非金属氧化物、金属硫化物、硅酸、土壤等胶体带负电；c、蛋白质分子一端有-COOH，一端有-NH2，因电离常数不同而带电；d、淀粉胶体不吸附阴阳离子不带电，无电泳现象，加少量电解质难凝聚．④应用：a、生物化学中常利用来分离各种氨基酸和蛋白质．b、医学上利用血清的纸上电泳来诊断某些疾病．c、电镀业采用电泳将油漆、乳胶、橡胶等均匀的沉积在金属、布匹和木材上．d、陶瓷工业精练高岭土．除去杂质氧化铁．e、石油工业中，将天然石油乳状液中油水分离．f、工业和工程中泥土和泥炭的脱水，水泥和冶金工业中的除尘等．（4）胶体的聚沉：①定义：胶体粒子在一定条件下聚集起来的现象．在此过程中分散质改变成凝胶状物质或颗粒较大的沉淀从分散剂中分离出来．②胶粒凝聚的原因：外界条件的改变1°加热：加速胶粒运动，减弱胶粒对离子的吸附作用．2°加强电解质：中和胶粒所带电荷，减弱电性斥力．3°加带相反电荷胶粒的胶体：相互中和，减小同种电性的排斥作用．通常离子所带电荷越高，聚沉能力越大．③应用：制作豆腐；不同型号的墨水不能混用；三角洲的形成．3、胶体的制备：（1）物理法：如研磨（制豆浆、研墨），直接分散（制蛋白胶体）（2）水解法：Fe（OH）3胶体：向20mL沸蒸馏水中滴加1mL～2mLFeCl3饱和溶液，继续煮沸一会儿，得红褐色的Fe（OH）3胶体．离子方程式为：Fe3++3H2O=Fe（OH）3（胶体）+3H+(3）复分解法：AgI胶体：向盛10mL0.01mol•L-1KI的试管中，滴加8～10滴0.01mol•L-1AgNO3，边滴边振荡，得浅黄色AgI胶体．硅酸胶体：在一大试管里装入5mL～10mL1mol•L-1HCl，加入1mL水玻璃，然后用力振荡即得．离子方程式分别为：Ag++I-=AgI（胶体）、SiO32-+2H++2H2O=H4SiO4（胶体）复分解法配制胶体时溶液的浓度不宜过大，以免生成沉淀．5、常见胶体的带电情况：（1）胶粒带正电荷的胶体有：金属氧化物（2）胶粒带负电荷的胶体有：非金属氧化物、金属硫化物、硅酸胶体、土壤胶体．（3）胶粒不带电的胶体有：淀粉胶体．特殊的，AgI胶粒随着AgNO3和KI相对量不同，而带正电或负电．若KI过量，则AgI胶粒吸附较多I-而带负电；若AgNO3过量，则因吸附较多Ag+而带正电．注意：1、胶体不带电，而胶粒可以带电．2、常见的胶体分散系①Fe（OH）3胶体，Al（OH）3胶体，原硅酸胶体，硬脂酸胶体．分别由相应的盐水解生成不溶物形成．FeCl3溶液：Fe3++3H2O=Fe（OH）3（胶体）+3H+明矾溶液：Al3++3H2O=Al（OH）3（胶体）+3H+水玻璃：SiO32-+3H2O=H4SiO4（胶体）+2OH-肥皂水：C17H35COO-+H2O=C17H35COOH（胶体）+OH-②卤化银胶体．Ag++X-=AgX（胶体）③土壤胶体．④豆奶、牛奶、蛋清的水溶液．⑤有色玻璃，如蓝色钴玻璃（分散质为钴的蓝色氧化物，分散剂为玻璃）．⑥烟、云、雾．3、胶体的分离与提纯：胶体与浊液：过滤．胶体与溶液：渗析．采用半透膜．【解题思路点拨】：胶体的聚沉与蛋白质的盐析比较：胶体的聚沉是指胶体在适当的条件下，（破坏胶体稳定的因素）聚集成较大颗粒而沉降下来，它是不可逆的．盐析是指高分子溶液中加入浓的无机轻金属盐使高分子从溶液中析出的过程，它是高分子溶液或普通溶液的性质，盐析是因为加入较多量的盐会破坏溶解在水里的高分子周围的水膜，减弱高分子与分散剂间的相互作用，使高分子溶解度减小而析出．发生盐析的分散质都是易容的，所以盐析是可逆的．由此可见胶体的聚沉与蛋白质的盐析有着本质的区别。
大学化学(第4版)
5.
2014年10月该教材由重庆大学出版社出版。
内容简介
该教材共3篇12章；第1篇，化学反应的基本规律；第2篇，物质结构；第3篇，化学与工程技术·人类·社会。 内容包括化学热力学、化学反应速率、化学平衡、溶液与胶体、电化学原理及其应用、原子结构与周期系、化学 键与分子结构、晶体结构、环境与化学、能源与化学、材料与化学、生命与化学 。
该教材分化学反应的基本规律、物质结构、化学与ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ程技术·人类·社会三篇，共12章。主要内容包括化学 热力学、化学反应速率、化学平衡、溶液与胶体、电化学原理及其应用、原子结构与周期系、化学键与分子结构、 晶体结构、环境与化学、能源与化学、材料与化学、生命与化学 。
成书过程
修订情况
出版工作
该教材根据教育部高等学校化学基础课程教学指导委员会2014年制订的《化学基础课程教学基本要求》作了 以下修订：
教材目录
（注：目录排版顺序为从左列至右列 ）
教材特色
1.该教材优化了教学内容，引人了超分子、膜化学、纳米材料、生物芯片、绿色工艺等体现学科发展的相关 内容。
2.该教材阐述了高等教育层次的化学基本原理和规律,使学生理解化学学科的框架，能运用化学的理论、观 点、方法去审视公众**的环境、能源、材料、资源、生命等社会热点论题 。
1.新增第4章溶液与胶体，以满足理、工、农、医等专业对化学知识的需求。
2.将该教材第3版第12章现代分析测试技术的内容分散到各章，让学生了解现代分析测试技术在不同领域的 具体应用。
3.删去或弱化与中学化学重复的内容，强化高等教育层次的化学基本原理和规律，新增多相反应的平衡常数、 多重平衡、分步沉淀、价层电子对互斥理论、电子自旋共振分析、氢键与化合物性质的关系、弱相互作用与超分 子、晶体的微观结构、非化学计量化合物、X-射线衍射分析、土壤污染及其防治、清洁能源、高分子化合物的合 成等内容。
06第四章胶体溶液于素华
第四章胶体溶液学习要点分散系、分散相、分散介质、表面现象、表面能、表面活性物质、吸附、孚L 化剂、乳化作用、溶胶、胶团结构、Tyndall现象、Brown运动、电泳、电渗。
聚沉值、大分子溶液、胶凝、盐析学习指南（一）分散系统分散系统，简称分散系，是由一种或几种物质以较小的颗粒分散于另一种物质中所形成的系统。
分散系中被分散的物质称为分散相，容纳分散相的物质称为分散介质。
根据物态，分散系有固态、液态与气态之分。
液体分散系按其分散相直径的大小不同可分为真溶液、胶体分散系和粗分散系三类。
分散系又可分为均相分散系和非均相分散系两大类。
均相分散系只有一个相（体系内部物理性质和化学性质均一的部分形成一相”,包括真溶液、大分子溶液。
非均相分散系的分散相和分散介质为不同的相，包括溶胶和粗分散系。
（二）表面现象我们把在任何两相界面上产生的物理化学现象总称为表面现象。
胶体的许多性质，如电学性质、稳定性、保护作用等都与表面现象有关。
如果把液体内部分子移到表面层就要克服向内的合力而做功。
这种功称为表面功，它以势能形式储存于表面分子。
单位表面上的表面自由能即增加单位表面所消耗的功，称为比表面能，比表面能在数值上等于表面张力。
根据热力学原理，表面能有自发降低的趋势。
要降低表面能，可通过两种途径：一是缩小物体的表面积；二是降低表面张力或是两者都减小。
表面活性物质分子的一端具有疏水性，另一端具有亲脂性。
如果向水中加入表面活性物质，则表面活性物质会部分地代替水分子聚集在溶液表面上，以降低表面张力，导致表面活性物质在表面层的浓度大于在溶液内部的浓度，产生正吸附。
相反，如果向水中加入某些无机盐类（如NaCl等）、糖类（单糖、双糖）以及溶于水的金属氢氧化物、淀粉等表面张力比水大的表面非活性物质，则这类物质在溶液表面层的浓度将会小于它们在溶液内部的浓度，产生负吸附。
（三）孚L状液水与油这两种液体不相溶，若使其中的一种液体的一种以细小的液滴分散于另一种不相溶的液体中，必须在振荡的同时加入一种能降低比界面能的表面活性物质，这种表面活性物质的分子在油与水两相界面上定向地排列，形成一层保护分散相液滴的薄膜，防止了液滴合并变大而分层，使体系得到一定程度的稳定性. 这种能使乳浊液稳定的的表面活性物质称为乳化剂，乳化剂所起的作用称为乳化作用。
第4讲 物质的分类 溶液 胶体
第4讲物质的分类考点一物质的组成、性质及分类．理解混合物和纯净物、单质和化合物、．理解酸、碱、盐、氧化物的概念及其相．了解胶体是一种常见的分散系，了解溶1.2．胶体：概念、组成、性质及应用1．元素、微粒及物质间关系图2．同素异形体3. 元素在物质中的存在形态游离态：元素以单质形式存在的状态。
化合态：元素以化合物形式存在的状态。
4. 混合物和纯净物①纯净物：由同种单质或化合物组成的物质。
②混合物：由几种不同的单质或化合物组成的物质。
有下列物质：①氧气②二氧化碳③臭氧(O3) ④盐酸⑤铁⑥碳酸钠⑦空气⑧氢氧化钠⑨冰、水混合物其中由分子直接构成的纯净物有：①②③⑨；由原子直接构成的纯净物有：⑤；由离子直接构成的纯净物有：⑥⑧；互为同素异形体的是：①和③；属于单质的有：①③⑤；属于化合物的有：②⑥⑧⑨；属于混合物的有：④⑦。
提醒：由同种元素组成的物质不一定是纯净物，如O2和O3。
3．物质的分类(1)树状分类法——按不同层次对物质逐级分类无机化合物⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎧氢化物：HCl 、H 2S 、H 2O 、NH 3等氧化物⎩⎪⎨⎪⎧不成盐氧化物：CO 、NO 等成盐氧化物⎩⎨⎧碱性氧化物：Na 2O 、CaO 等酸性氧化物：CO 2、P 2O 5等两性氧化物：Al 2O 3等过氧化物：Na 2O 2、H 2O 2等酸⎩⎪⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎧按电离出的H ＋数⎩⎨⎧一元酸：HCl 、HNO 3等二元酸：H 2SO 4、H 2S 等三元酸：H 3PO 4等按酸根是否含氧⎩⎨⎧无氧酸：HCl 、H 2S 等含氧酸：HClO 4、H 2SO 4等按酸性强弱⎩⎨⎧强酸：HCl 、H 2SO 4、HNO 3等弱酸：CH 3COOH 、HF 等按有无挥发性⎩⎨⎧挥发性酸：HNO 3、HCl 等难挥发性酸：H 2SO 4、H 3PO 4等碱⎩⎨⎧按水溶性⎩⎨⎧可溶性碱：NaOH 、KOH 、Ba （OH ）2等难溶性碱：Mg （OH ）2、Cu （OH ）2等按碱性强弱⎩⎨⎧强碱：NaOH 、Ba （OH ）2、KOH 等弱碱：NH 3·H 2O 等盐⎩⎨⎧正盐：BaSO 4、KNO 3、NaCl 等酸式盐：NaHCO 3、KHSO 4等碱式盐：Cu 2（OH ）2CO 3等复盐：KAl （SO 4）2·12H 2O 等提醒：(1)同一种物质，按不同的角度进行分类，可得到不同的分类结果，如Na 2CO 3属于钠盐、碳酸盐、含氧酸盐、正盐等。
无机及分析化学第四章分散系与溶液课后练习题及答案
第四章分散系与溶液一、选择题1．稀溶液的依数性的本质是（A）。
A．蒸气压下降 B．沸点升高 C．凝固点下降D．渗透压2．已知甲溶液为0.1 mol·mL－1NaOH ，乙溶液为0.1 mol·mL －1 CaCl丙溶液为1 mol·mL－1葡萄糖，丁溶液为1 mol·mL－12 ,NaCl ，他们凝固点降低值由大到小的顺序为（B）。
A．甲、乙、丙、丁 B．丁、丙、乙、甲C．甲、丙、乙、丁 D．丁、乙、丙、甲3．将浓度均为0.1 mol·mL－1的下列溶液同时加热，首先沸腾的是（A）。
A．葡萄糖B．氯化钠C．氯化钡D．氯化铝4．将上述四种溶液同时冷却，最后结冰的是（ D）。
A．葡萄糖B．氯化钠C．氯化钡D．氯化铝5．在Fe(OH)3溶胶（正溶胶）中加入等体积、等浓度的下列电解质溶液，使溶胶聚沉最快的是（ D）。
A．KCl B．MgCl2 C．AlCl3 D．K4[Fe(CN)6]二、判断题1．因为NaCl和CaCl2都是强电解质，所以两者对As2O3溶胶（负溶胶）的聚沉能力相同。
（错）2.胶核优先吸附与自身有相同成分的离子。
（对）三、简答题1．物质的量浓度与质量摩尔浓度有什么相同？有什么不同？2．稀溶液的依数性包括哪些？3. 渗透现象产生的必要条件有哪些？4．胶体的性质有哪些？四、计算题1．临床上使用的葡萄糖等渗液的凝固点降低值为0.543K。
求葡萄糖等渗液的质量摩尔浓度和血浆的渗透压。
（葡萄糖的摩尔质量为180g · mol－1，血浆的温度为310K。
1.752KPa2．为防止水在仪器中结冰，可在水中加入甘油降低凝固点。
如果将凝固点降至－20C，每100克水中应加入甘油多少克？（甘油的分子量为92 ，水的K f =1.86）9.89g。
高考第一轮复习——胶体和溶液(学案含答案)
一. 教学内容：胶体和溶液二、教学目标1、了解分散系的概念及其分类依据，制备、重要性质、分离和应用。
2、了解溶液的涵义、组成，理解不饱和溶液、饱和溶液、溶质的质量分数、溶解度、结晶和结晶水合物等概念。
理解温度等条件对溶解度的影响，了解溶解度曲线的涵义。
3、掌握有关溶质的质量分数、溶解度的计算及其与物质的量浓度的相互换算。
掌握一定质量分数溶液的配制方法及步骤。
三、教学重点、难点1、胶体的制备与性质2、溶液浓度的有关计算［教学过程］一、胶体：把一种或几种物质分散在另一种（或几种）物质中所得到的体系叫分散系，前者属于被分散的物质，称作分散质；后者起容纳分散质的作用，称作分散剂。
当分散剂是水或其他液体时，如果按照分散质粒子的大小来分类，可以把分散系分为：溶液、胶体和浊液。
分散质粒子直径小于1nm的分散系叫溶液，在1nm－100nm之间的分散系称为胶体，而分散质粒子直径大于100nm的分散系叫做浊液。
说明：（1）胶体区别于其他分散系的本质特征是：分散质粒子直径在1nm－100nm之间；（2）胶体可通过滤纸而不能透过半透膜，证明滤纸上的小孔大于半透膜上的小孔，因此，可用过滤法分离胶体和浊液，用渗析法分离胶体和溶液。
（3）丁达尔效应是用来鉴别胶体和溶液的最有效、最简单的方法。
（4）胶体具有介稳性的原因是由于同种胶粒吸附相同的离子，带有同种电荷，同种电荷相互排斥，因此胶粒之间不能相互聚集在一起形成颗粒较大的粒子沉降下来。
但整个胶体是呈电中性的，不显电性。
（5）一般说来，金属氢氧化物、金属氧化物的胶粒吸附阳离子带部分正电荷，非金属氧化物、金属硫化物等胶粒吸附阴离子带部分负电荷，同种胶粒吸附相同的离子带同种电荷。
（6）胶体聚沉的原因是由于破坏了胶粒所带电荷之间的相互排斥，从而使胶粒之间可以相互聚集在一起形成颗粒较大的粒子沉降，加入电解质和带相反电荷的胶体，都可以破坏胶体内部的电荷平衡，使胶体聚沉，同时加热、加入酸碱等也可以使胶体聚沉。
大学基础化学课后习题解答
大学基础化学课后习题解答第一章 溶液和胶体溶液 第二章 化学热力学基础2-1 什么是状态函数？它有什么重要特点？2-2 什么叫热力学能、焓、熵和自由能？符号H 、S 、G 、?H 、?S 、?G 、θf m H ∆、θc m H ∆、θf m G ∆、θr m H ∆、θm S 、θr m S ∆、θr m G ∆各代表什么意义？2-3 什么是自由能判据？其应用条件是什么？ 2-4 判断下列说法是否正确，并说明理由。
（1）指定单质的θf m G ∆、θf m H ∆、θm S 皆为零。
（2）时，反应 O 2(g) +S(g) = SO 2(g) 的θr m G ∆、θr m H ∆、θr m S ∆分别等于SO 2(g)的θf m G ∆、θf m H ∆、θm S 。
（3）θr m G ∆＜0的反应必能自发进行。
2-5 和标准状态下，HgO 在开口容器中加热分解，若吸热可形成Hg （l ），求该反应的θr m H ∆。
若在密闭的容器中反应，生成同样量的Hg （l ）需吸热多少？解：HgO= Hg(l)+1/2O 2(g)θr m H ∆=×= kJ·mol -1 Qv=Qp-nRT= kJ·mol -12-6 随温度升高，反应（1）：2M(s)+O 2(g) =2MO(s)和反应（2）：2C(s) +O 2(g) =2CO(g)的摩尔吉布斯自由能升高的为 (1) ，降低的为 (2) ，因此，金属氧化物MO 被硫还原反应2MO(s)+ C(s) ＝M(s)+ CO(g)在高温条件下 正 向自发。
2-7 热力学第一定律说明热力学能变化与热和功的关系。
此关系只适用于：A.理想气体；B.封闭系统；C.孤立系统；D.敞开系统 2-8 纯液体在其正常沸点时气化，该过程中增大的量是：A.蒸气压；B.汽化热；C.熵；D.吉布斯自由能 2-9 在298K 时，反应N 2(g)+3H 2(g) = 2NH 3(g)，θr m H ∆＜0则标准状态下该反应A.任何温度下均自发进行；B.任何温度下均不能自发进行；C.高温自发；D.低温自发2-10 298K ，标准状态下，金属镁在定压条件下完全燃烧生成MgO(s),放热。
医用基础化学
解：VB＝750ml, V=1000ml
B
VB V
750 1000
0.75(或75%）
医用基础化学
质量浓度B
§1.溶液和胶体
• 定义
物质B的质量浓度是物质B的质量
mB除以溶液的总体积V。用符号B 表示
B
mB V
医用基础化学
质量浓度的单位
§1.溶液和胶体
• 质量浓度的单位(SI制)是kg/m3 • 医 学 上 常 用 的 单 位 是 kg/L ， g/L 或
医用基础化学
渗透现象产生的条件
§1.溶液和胶体
1.半透膜的存在
2.半透膜两侧的溶液浓度不相等， 即膜两侧的溶液存在着浓度差
渗透的结果：缩小膜两侧的浓度差。
渗透方向：溶剂（水）分子从纯溶剂 向溶液渗透或从稀溶液向浓溶液中渗 透
医用基础化学
渗透现象产生的原因
§1.溶液和胶体
单位体积内纯溶剂中的溶剂分子数 目大于溶液中的溶剂分子数目，在 单位时间内，由纯溶剂通过半透膜 进入溶液中的溶剂分子比由溶液进 入纯溶剂中的溶剂分子多，致使液 面升高。
§1.溶液和胶体
溶液的浓度表示方法大体可分为两类：
（1）用溶质和溶剂的相对量表示 如：质量分数、体积分数等
（2）用一定体积溶液中所含溶质的量 表示
如：质量浓度、物质的量浓度等
医用基础化学
溶液的浓度表示方法
§1.溶液和胶体
几种常用的浓度表示方法
• 质量分数B • 体积分数B • 质量浓度B • 物质的量浓度CB
医用基础化学
§1.溶液和胶体
质量分数B
• 定义：
指某物质的质量与混合物(或溶液) 的总质量之比。用符号表示 • 设某溶液由溶剂A和溶质B组成，则 溶质B的质量分数为：
胶体和溶液的区别!
胶体和溶液的区别!分散系一种或几种物质分散在另一种（或多种）物质中所形成的体系称为分散系，比如我说氯化钠溶液，就是氯化钠分散在水里，我们称氯化钠为分散质【被分散的物质】称水为分散剂【分散氯化钠的物质】整个分散系的性质会随着分散质粒子大小的改变而改变，我们现阶段了解的分散系有三种：浊液，胶体，溶液。
我们称体系内分散质粒子直径<>分散质粒子＞100nm 的分散系我们则称之为浊液我们区分胶体和溶液的最简易的办法就是利用丁达尔效应。
用一束光透过胶体，我们可以从入射光的垂直方向看到一条光亮的“通路”，这种现象就是丁达尔现象，我们也称之为丁达尔效应。
胶体可以是气体也可以是固体也可以是液体，只要分散质粒子直径达到1nm~100nm我们都可以称它是胶体。
根据状态的不同，有气溶胶，固溶胶，液溶胶。
下图则是利用丁达尔效应区别溶液和胶体。
【蓝色为硫酸铜溶液，红褐色为氢氧化铁胶体】科学家通过超显微镜观察到，胶体粒子在不停的做无规则运动。
我们将它称之为布朗运动，这也是胶体的性质之一。
胶体的两种性质电泳现象：对于不同的胶粒，它表面的组成情况不一样，有的胶粒带正电荷，有的胶粒带负电荷。
如果在胶体中通入直流电，他们会向阳极\阴极移动。
但是胶体是呈电中性的。
氢氧化铁胶体本身不带电，但是由于它要吸附溶液中的H+，所以带正电。
向负极移动。
如下图。
聚沉作用:带电荷的胶体粒子可以通过加入电解质溶液，加入带相反电荷的胶体而发生聚沉。
如果是不带电荷的胶体粒子则是通过加热而发生聚沉。
发生聚沉作用也就是胶体会从均一的状态变成类似于沉淀的凝胶。
这也是制备氢氧化铁胶体不可以长时间加热的缘故。
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第三章 溶液和胶体
溶解过程是个既有物理变化、又有化学变化的复杂过程，并且通常伴 随着颜色变化、体积变化和能量变化等。
单位溶剂中最多能溶解的溶质的量叫做溶解度，通常用100克溶剂中 能溶解的溶质的克数来表示。溶解度的大小与温度、压力等因素有关。
《工程化学》
溶液和胶体
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2
二、溶液浓度的表示方法
假设溶液中有A、B两种组分，其中A为溶剂，B为溶质。溶液的浓度 是指溶液中溶质含量的多少，根据表达方式的不同，溶液的浓度有以下几 种表示方法：
《工程化学》
溶液和胶体
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2、沸点升高和凝固点降低
例题2：某浓度的蔗糖水溶液，其Tf =-0.2℃，已知25℃时 纯水的饱和蒸气压为3169 Pa，求该溶液的沸点和25℃时的蒸 气压。
T K m，T K m b b f f T K K b b ，T T T 100 b T 100.05(℃) b b b f T K K f f f m T / K 0.2 /1.86 0.1075(mol kg 1) f f (1 x ) P (1 n / n ) 3169 1 0.1075 ） 3162( Pa) PP （ B B A 1000 /18
《工程化学》 溶液和胶体 化学化工学院 14
2、沸点升高和凝固点降低
（3）应用
溶液的沸点升高和凝固点降低在生活、生产和科研中有着广泛的应用。 A 炒菜时油中加盐防炸锅、撒盐除积雪等。 B 防冻剂：在汽车的水箱(散热器)中加入乙二醇、酒精、甘油等可使凝固 点下降，防止因结冰使得体积膨胀而引起水箱破裂；在水泥砂浆中加入食 盐、亚硝酸钠或氯化钙，冬天可照样施工而不凝结。 C 冷却剂：用盐和冰的混合物可以获得低温以作冷却剂。 食盐-冰 （30g NaCl + 100g H2O(s)） -22℃ CaCl2-冰（42.5g CaCl2 + 100g H2O(s)） -55℃ D 低熔合金的制备：利用固态溶液凝固点下降原理, 可制备许多有很大的 实用价值的合金。如33%Pb(mp.327.5℃)与67%Sn(mp.232℃)组成的焊 锡, 熔点为180℃, 用于焊接时不会使焊件过热, 还用作保险丝。 E 摩尔质量的测定：凝固点下降的规律来测定非电解质的摩尔质量。
考点四 胶体的性质和应用
考点四胶体的性质和应用【典例4】下列说法不正确的是( )A.分散系中分散质粒子的直径：Fe(OH)3悬浊液>Fe(OH)3胶体>FeCl3溶液B.依据丁达尔效应可区分氯化钠溶液和蛋白质溶液C.有色玻璃、淀粉溶液都属于胶体D.PM2.5指直径小于或等于2.5μm的颗粒物，PM2.5值越高，大气污染越严重，因此由PM2.5引起的雾霾一定属于胶体【破题关键】(1)胶体的本质特征是分散质微粒直径在1～100 nm，胶体微粒直径介于悬浊液和溶液的分散质粒子直径之间。
(2)可利用丁达尔效应区分胶体和溶液。
【方法归纳】胶体制备及性质考查热点总结(1)Fe(OH)3胶体制备方法：制备Fe(OH)3胶体时，应向沸腾的蒸馏水中加入1～2 mL饱和FeCl3溶液，继续煮沸至液体呈红褐色，停止加热。
饱和FeCl3溶液不能过量，也不能持续加热，因为过量的FeCl3和加热都会使胶体聚沉。
(2)Fe(OH)3胶体微粒为Fe(OH)3分子的集合体，因此1 mol Fe3+完全水解得到的Fe(OH)3胶体微粒少于1 mol。
(3)丁达尔效应并不是胶体与其他分散系的本质区别。
胶体的本质特征是分散质微粒的直径为1～100 nm，胶体微粒可透过滤纸，不能透过半透膜，除去胶体中混有的溶液，可用渗析方法。
(4)丁达尔效应是胶体的特征，胶体的丁达尔效应属于物理变化而不是化学变化。
利用丁达尔效应可以区分胶体和溶液。
第2讲化学常用计量【考纲要求】1.了解定量研究的方法是化学发展为一门科学的重要标志。
理解摩尔(mol)是物质的量的基本单位，可用于进行简单的化学计算。
2.了解物质的量的单位——摩尔(mol)、摩尔质量、气体摩尔体积、物质的量浓度、阿伏加德罗常数的含义。
3.根据物质的量与微粒(原子、分子、离子等)数目、气体体积(标准状况下)之间的相互关系进行有关计算。
4.了解溶液的组成。
理解溶液中溶质的质量分数的概念，并能进行有关计算。
5.了解配制一定溶质质量分数、物质的量浓度溶液的方法。
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。
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水的离子积
通常将此平衡常数（ K ）称为水的离
子积（ KW ），即
KW
C
(H C
)
C
(OH C
)
平
1.01014
.
KW 不随组成而变，只是温度的函数。
t/℃
5 10 15 20 25 30 50 100
K
W
/10 14
0.186 0.293 0.452 0.681 1.008 1.471 5.476
如：SO3、CO2
3、路易斯（Lewis)酸碱电子理论
与布朗斯特质子酸碱同时，路易斯提出了电子酸 碱理论：
能接受电子对的物质为酸
如：AlCl3、ZnCl2、BF3等。
能给出电子对的物质为碱
如：NH3、 Br- 、S-等。
路易斯酸碱电子理论几乎适用于所有的无机 化合物，特别是配合物，故又称为广义酸碱理论。
蒸气压
把液体置于密闭容器中，在一定温度 下，当液体的蒸发速率与蒸气的凝结速 率相等时，气、液两相达到平衡，此时 蒸气的压力叫做饱和蒸气压，简称蒸气压。
蒸汽压示意图Biblioteka 在一定温度下，若溶质是非挥发性的，则 溶剂的蒸汽压与其占据液面的比例有关。
纯溶剂
溶液
理想溶液
若溶质分子为A，溶剂分子为B。
如果分子之间A与A、A与B、B与B的作用力都 相同，则该溶液为理想溶液。
凝固点
液体的蒸气压随着温度的降低而减小。当 其等于固态的蒸气压时，液体就凝固。
此时的温度叫做凝固点。用Tf表示。在凝 固点时，通常是气、液、固三相共存。
3、具有一定的渗透压
1） 渗透现象
2） 渗透压 3） 渗透现象及应用
1） 渗透现象
渗透现象示意图
溶剂小分子通过 半透膜进入溶液
的过程称为渗透。 溶剂
51.3
只要知道水溶液的C(H＋)或C(OH－)，就可 以计算另一个。为了简便，提出了pH函数的 概念。
2.pH函数的概念
定义
pH lg C(H ) / C
pOH
lg C(OH
)
/
C
pH
pOH
pKW
14
pKW lg KW
“p”是一种运算符号，它表明某数值
（无量纲）的负常用对数。
10
20
温度/oC
图3-1 水的密度随温度的变化
在4℃时密度最大，为1000kgm-3。高于或低于此温度 密度都较小,体积将膨胀。
冰的结构
H2O的自然形态
。
3．水有很高的标准生成焓
H2O的标准生成焓为 -285.8kJ·mol-1 而 H2S的标准生成焓为 -20.6kJmol-1
所以水的稳定性很大，即使在2000K 的高温下，也只有0.588%的水分子解离， 使水在很宽的温度范围内广泛应用。
h 溶液
半透膜
2） 渗透压
由渗透作用引起的半透膜两边的压力差称为渗 透压。
n
V nRT Π＝ RT=CRT
V
Pa
m3 8.314 J·(mol·K)-1
在一定温度下，溶液越浓，渗透压越大。
3） 渗透现象及应用
海水淡化
其它类型溶液的通性（依数性）
（1）难挥发非电解质浓溶液 (2）电解质溶液的依数性
m
W2 M W1
1000
由上式可计算非电解质的物质的量，所需参数Kb、 Kf见课本。
m：质量摩尔浓度，是指1000g溶剂中所含溶质的物质的量。
101.3 0.61
Tf 0
100 Tb
温度/0C
图3-4水溶液的沸点升高和凝固点降低示意图
沸点
溶液体的蒸气压随温度的升高而增大， 当其蒸汽压等于外界压力时，即101KPa 时，液体就沸腾。 此时对应的温度叫做沸点。用Tb表示。
c(H+ ) c(A- ) KΘa = c(HA)
难挥发非电解质稀溶液的通性 其它类型溶液的通性（依数性）
难挥发非电解质稀溶液的通性
1、溶液的蒸气压下降 2、溶液的沸点升高和凝固点下降 3、具有一定的渗透压
1、溶液的蒸气压下降
在同一温度下，难挥发非电解质稀溶液 的蒸气压总是低于纯溶剂的蒸气压，这两 者之间的差值称为溶液的蒸气压下降。
溶液的蒸气压为什么会下降呢？ 首先我们讨论一下什么是蒸汽压？
3.水溶液的酸碱性
pH < 7 酸性溶液 pH = 7 中性溶液 pH > 7 碱性溶液
判断方法：
指示剂 pH电极
pH指示剂
pH电极
pH电极
4.3、水溶液中的平衡
4.3.1.酸碱理论 4.3.2.单相离子平衡 4.3.3.多相离子平衡 4.3.4.配位平衡
4.3.1.酸碱理论
1、阿累尼乌斯（Arrhenius)酸碱电离理论
或通过配位键与水分子结合的作用。
溶解过程示意图
5.水是中性物质，或者说是两性物质。
在纯水中
c(H+) = c(OH-)
因此，水是一切化学反应十分理想的介质。
4.2.2 稀溶液通性
不同的溶质和溶剂所组成的溶液往往有不同 的性质，这些性质主要决定于溶液特别是溶质 的本性。
但所有的稀溶液都具有一些共同的性质，这 些性质与溶质的粒子数有关，而与溶质的本性 无关，这些的共同性质称为稀溶液的依数性， 或者叫通性。
P (1 x2 )P*
x2为溶剂的摩尔分数
P
P*
x2 P*
P
x2 P*
n2 n1 n2
P*
红框内的数学表达式，称为拉乌尔定律，它只有 理想溶液，即难挥发非电解质的稀溶液才成立。
由拉乌尔定律得出：
难挥发非电解质稀溶液的蒸气压下降
值 P 与溶液中溶质的摩尔分数成比，而与
溶质的本性无关。
在溶质的摩尔分数一定时，溶液也有一条蒸汽 压曲线，并总是处在纯溶剂的蒸汽压曲线之下。
本书仍沿用酸碱电离理论。
4.3.2.单相离子平衡
水是很强的溶剂，许多物质在水中溶解，并解 离成正、负离子，我们将这种物质叫电解质。根 据电解质在水中解离的程度不同，又将其大致分 为三类， 即通常把解离度
> 60%的物质称为 强电解质 < 5%的物质称为 弱电解质 居中的物质称为 中强电解质
当电解质在解离前和解离后的相态相同（都为 液态）时，这种解离平衡叫单相离子平衡。
1887年瑞典化学家阿累尼乌斯提出了酸碱理论： 溶于水后电离出的阳离子全部为H+的物质为酸 溶于水后电离出的阴离子全部为OH-的物质为碱
此理论可解释许多水溶液中发生的过程，也可 定量描述酸碱的相对强弱。
但无法正确说明非水溶液中的酸碱反应。
2、布朗斯特酸碱质子理论
1923年布朗斯特和劳莱各自独立的提出了酸
溶剂 溶液 P
P
T
在一个密闭的容器内放置两个分别盛纯溶 剂和溶液的烧杯，若干时间后溶剂挥全部自动 转入溶液中，这是为什么？
，
2、溶液的沸点升高和凝固点下降
① 由于蒸气压下降必然导致溶液沸点升高和凝固点下 降
② 沸点升高（凝固点降低）与溶液中的物质的量成正
比
tbt沸 = tft凝=
KKKKfb沸凝 mm mm,
对于稀溶液，由于B分子被A分子所隔离并包围 起来，可看作理想溶液。
蒸汽压直接反映着液态分子之间作用力的大小。 对于理想溶液，蒸汽压的影响因素有溶剂的性质、 溶剂的浓度、系统的温度。
拉乌尔定律
对于理想溶液的蒸汽压，拉乌尔给出了 定量的数学表达式：
P x1 P*
其中：P*为纯溶剂的饱和蒸汽压，
x1为溶质的摩尔分数
不符合前面的公式，需要乘一个校正系数，这
是由实验得出。
0.1mol.L-1 NaCl
i=1.87
K2SO4 i=2.3 K3Fe(CN)6 i= 2.85
4.2.3、水的解离和溶液pH值
1、水的离解 2、pH函数 3、水溶液的酸碱性
1．水的离解
纯水有极微弱的导电能力，说明水 是电离的：
H2O(l)
碱质子理论：
任何可给出质子的物质叫酸
任何可接受质子的物质叫碱
根据这一理论，酸给出质子变成碱，碱接 受质子变成酸，成为共轭酸碱。
-H+
酸1+ 碱2
酸2 + 碱1
+H+
布朗斯特酸碱质子理论
扩大了酸和碱的范围 扩大了酸碱反应的范围 “盐”的概念消失了
布朗斯特酸碱质子理论缺点是对那些不 含质子的物质无法解释。
和人们的生产与生活最为密切最为重要的是水溶液。以 下对水溶液（简称溶液）作较为详细的讨论。
4.2.1 水的特性 4.2.2 稀溶液的通性 4.2.3 水的解离和水溶液的 pH
水是生命的源泉，是人类一切生产、 生活的基础。
我们对水必须作较全面的研究
4.2.1 水的特性
1.和氧同族元素的相应氢化物相比,水的 许多物理常数显著地高。
H＋＋OH－
根据热力学数据可以算出KJ.mol－1
H 55.90 KJ.mol－1 S 80.44 J.(mol.k)－1
G 79.89 KJ.mol－1
lg K G 2.303 RT
(79.89) 103
13.99
2.303 8.314 298 .15
K 1.01014
难挥发非电解质浓溶液
浓溶液也有蒸气压下降、沸点升高、凝 固点降低和渗透压等的性质。
这 些 性 质 都与溶质的粒子数有关，而 与溶质的本性无关。
在一定温度下，溶液越浓，变化值越 大，但不符合前面所讲公式的定量关系。
电解质溶液的依数性
电解质溶液由于离解使粒子数增多，使溶液
的依数性增大。但由于正负离子的相互作用，
溶解包含了两个过程
电解质的解离，