大学化学1溶液和胶体汇总

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4.溶液的渗透压
渗透现象:
溶液
溶剂
Π
溶液 溶剂
⑴ 产生条件
有半透膜
膜两侧有浓 度差
(a) 渗透现象
(b) 渗透压力
通过半透膜发生表面上单方 面的扩散现象
⑵ 渗透方向:从稀溶液向 浓溶液进行渗透。
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溶液的通性 — 渗透压方程
达渗透平衡时溶液液面上的所加的额外压力:渗 透压。
5.80
307.4
2.16
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【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
2. 解离常数(dissociation constant)
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:
Kiθ
c(A+ )c(B- ) c(AB)
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。
4.2 酸碱理论
1、酸碱电离理论(阿累尼乌斯酸碱理论)
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B
ΔTf
Tf 273
bB =nB/mA,
T (nKB)为溶质的摩尔数,mA为
溶剂的质量
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几种溶剂的凝固点降低常数
溶剂 水 苯
醋酸 樟脑
萘 溴乙烯
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
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B2 或 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-
能作酸的是 H2S, HCO3-, NH4+, H2O ;
能作碱的是 CO32-, HCO3-, H2O, OH- ;
两性物质
共轭酸
共轭碱
(2) 酸碱共轭关系
HB
H+ + B-
HB - B-

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—H2PO4C. H3PO4—PO43E. H2PO4-—PO43-
B. H3PO4—HPO42D. H2PO4-—HPO42F. HPO42-—PO43-
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)
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 )。
符号 :
单位;Pa或kPa
渗透压方程
V = nBRT 或 = cBRT 电解质溶液 = cBRT
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【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 cB=Π/RT=366/[8.314×(273+20)]
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
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
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[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。
根据 p*-p溶液 =⊿p 和⊿p = p*·xB计算。
2.质量摩尔浓度bB(molality)
溶质B的物质的量与溶剂A的质量之比称为溶 质B的质量摩尔浓度,单位是mol kg。-1 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
cB def
nB V
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 mol m3 ,但常用单位是 mol dm3。
P (k Pa) 101.3
纯水
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∴ ΔTb = kb• bB
kb称为沸点升高常数
水溶液
△Tb
373 TB
T (K)
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溶液的通性 — 几种溶剂的沸点上升常数
几种溶剂的沸点上升常数
溶剂 水 苯
三氯甲烷 萘
乙醚
沸点/K
Kb
373.0
0.52
353.2
2.53
333.2
3.63
491.0
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)。
中和反应的实质是:H++OH -- ===H2O。
无法解释NH3·H2O的弱碱性 无NH4OH

不适用于非水体系或无溶剂体系


NH3(g)+HCl(g)
NH4Cl(s)

H+不能单独存在于水溶液中
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• 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。
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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
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溶液的通性 — 溶液的沸点上升的数值
=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
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溶液的通性 —稀溶液的依数性小结
依数性的含义
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。
解 离 度 () =未解解离离部前分弱弱电电解解质质浓浓度度 100%
4.质量分数wB(mass fraction)
wB
mB m(总)
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。
1.2 稀溶液的依数性
实验现象
物质
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
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)
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
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)。
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
xB
nB nA nB
xA xB 1
p
p
* A
1
xB
p
* A
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
p
p
* A
xB
即:
p
p
* A
xB
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。
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溶液的通性 — 蒸汽压大小的影响因素
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
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:
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 xB (mole fraction)
xB def
nB n(总)
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。
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
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℃
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溶液的通性 — 应用
溶液的沸点上升和凝固点下降的应用:
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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。
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

HCl → H+ + Cl-
H2O HS-
HAc H+ + Ac-
NH4+ H+ + NH3 H2SO3 H+ + HSO3HSO3- H+ + SO32-
第一章 溶液和胶体
1.1 溶液 1.2 稀溶液的依数性 1.3 胶体
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1
1.1 溶液
1.1.1 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)
凝固点t f
(℃)
0
-0.93
-0.94
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
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本性无关。
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溶液的通性 --蒸气压下降
1、蒸气压下降
蒸发
水 (l)
凝聚
水 (g) 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
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 + H2O H2O + NH3 H3O+ + OHH2O + AcNH4+ + H2O
H+
酸2 碱1 H3O+ + ClH3O+ + AcNH4+ + OHH2O + H2O
HAc + OH-
H3O+ + NH3 H+
A1
PH2O(l) PH2O(s) 610 .5Pa
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溶液的通性 — 凝固点下降的原因
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
溶液 冰
ΔTf=kf bB kf称为凝固点降低常数
bB为质量摩尔浓度
( mol / Kg )
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