一章节溶液与胶体

1-3 非电解质稀溶液的依数性
蒸汽压下降的原因：
纯溶剂
溶液
∴p液<p纯剂，c液越大，p液越小。 p纯-p液的差值也越大。
1-3 非电解质稀溶液的依数性
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1-3 非电解质稀溶液的依数性
拉乌尔定律：在一定的温度下，难挥发的非电 解质稀溶液的蒸气压，等于纯溶剂的蒸气压乘 该溶剂在溶液中的摩尔分数。
【解】ΔTf＝ Tf*－Tf ＝273.15K－270.00k＝3.15 K bB1.K 3 8k.6 K 1 g m5 － 1 o ＝ 1 l .m 69 k o－ g 1 l
nBbB1 10 0 0 0 1g 0 .69 k－ m g 10 ok .l1 g0.169
mB＝M×nB＝92 g∙mol-1×0.169 mol＝15.55 g
【解】 M mBRT
V
5 .1g 8 8.k 3P 1 d m 3 4 a m － 1 o 2l.9 1K 8 5
M
0.k 4 P 1 1 da 3 3m
310g9m 0 o－1l
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例：质量摩尔浓度均为0.10 mol·kg-1的BaCl2, HCl, HAc, 蔗糖水溶液的粒子数、蒸气压、 沸点、凝固点和渗透压的次序排序。
粒子：溶液中实际存在的分子、离子等。
1-3 非电解质稀溶液的依数性
一、溶液的蒸气压下降
蒸发 H2O(l)
凝聚
H2O(g)
气液两相平衡
蒸发 凝聚
初始： V蒸发 > V凝聚 平衡： V蒸发 = V凝聚
纯水的蒸气压示意图
1-3 非电解质稀溶液的依数性
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，液态水与它的蒸气处于动态 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。
注意： ①同一温度，溶剂不同，其蒸气压不同；
②同一溶剂，温度不同，其蒸气压也不同。
1-3 非电解质稀溶液的依数性
在纯溶剂中加入难挥发的物质以后， 达平衡时，p溶液总是小于同 T 下的 p纯溶剂 ，即溶液的蒸气压下降。蒸 气压下降值△p=p纯－p液。
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1-1 分散系
一、分散系的概念：
一种或几种物质分散成微小的粒子分 布在另一种物质中所构成的系统称为分散系。
被分散的物质称分散质，亦称分散相；
起分散作用的物质称为分散剂，亦称分散介 质。
1-1 分散系
二、分散系的分类：
按分散质粒子的大小分
< 1 nm 溶液 （ NaCl溶液） 1-100 nm 胶体分散系（ Fe(OH)3溶胶） > 100 nm 粗分散系（豆 浆）
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1-3 非电解质稀溶液的依数性
溶液凝固点下降的应用
➢冰和盐混合物常用作制冷剂：冰的表面总附有少量 水，当撒上盐后，盐溶解在水中形成溶液，由于溶 液蒸气压下降，使其低于冰的蒸气压，冰就要融化。 随着冰的融化，要吸收大量的热，于是冰盐混合物 的 温 度 就 降 低 。 采 用 NaCl 和 冰 ， 温 度 最 低 可 降 到 22℃，用CaCl2·6H2O和冰最低可降到-55℃。 ➢凝固点下降还可用来测定作为溶质的未知物的相对 分子质量。
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1-4 非电解质稀溶液的依数性
渗透压平衡与生命过程的密切关系： ① 给患者输液的浓度；② 植物的生长；③ 人的 营养循环。
1-4 胶体溶液
一、分散度和表面吸附 二、胶团结构 三、胶体溶液的性质 四、胶体溶液的稳定性与聚沉
1-4 胶体溶液
一、分散度和表面吸附
相：体系中具有相同化学性质和物理性质的均
1-3 非电解质稀溶液的依数性
四、溶液的渗透压
半透膜：仅允许溶剂分子而不允许溶质分子通过的 薄膜。
渗透：溶剂分子通过半透膜自动单向扩散的过程。
渗透压：在一定的温度下，恰能阻止渗透发生所 需施加的外压力，用符号π表示。
渗透作用产生的条件： ①半透膜存在；②膜两侧溶液的浓度不相等。
1-3 非电解质稀溶液的依数性
1-2 溶液的浓度
一、物质的量浓度
定义：
单位体积溶液中所含溶质的物质的量，用符号 cB表示，单位是mol·L-1或mol·dm-3。
cB = nB／V
1-2 溶液的浓度
二、质量摩尔浓度
定义：
单位质量的溶剂中含有溶质B的物质的量 ，用 符号bB表示，单位是mol·kg-1 。
bB = nB／mA
1-2 溶液的浓度
溶
101.3kpa
液
A
B’
的
沸
蒸
点
气
压溶 剂 溶
B
△Tb
上 升 示 意
液
图
温度
Tb* T b
1-3 非电解质稀溶液的依数性
△Tb = Tb- Tb* = Kb·bB
Kb ：摩尔沸点上升常数，与溶剂的本性有关，而与 溶质的本性无关，K·kg ·mol -1。常见溶剂的Kb 值 见教材14页表1-8。 bB：溶质的质量摩尔浓度， mol·kg-1。
（4）NaCl饱和溶液中
n (N a C l)＝ 3 .1 7 3 g /5 8 .4 4 g m o l－ 1＝ 0 .0 5 4 2 m o l n (H 2 O )＝ (1 2 .0 0 3 － 3 .1 7 3 )g /1 8 g m o l－ 1＝ 0 .4 9 1 m o l x(N aC l)＝ n (N aC n (l) N ＋ aC n l( )H 2 O )＝ 0 .0 5 4 2 0 m .0 o 5 l4 ＋ 2 m 0 o .4 l9 1 m o l＝ 0 .1 0 x(H 2 O )＝ 1 － x(N aC l)＝ 1 － 0 .1 0＝ 0 .9 0
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(3) NaCl饱和溶液的质量摩尔浓度为：
b ( N a C l ) ＝ N H a C 2 O l 物 的 质 质 的 量 量 ＝ ( 1 3 2 .1 .0 7 0 3 3 g － /5 3 8 .1 .4 7 4 3 g ) m 1 0 o － l － 3 k 1 g ＝ 6 .1 4 m o lk g － 1
p
p*A
nA nA nB
p ：溶液的蒸气压 pA*：纯溶剂的蒸气压 nA ：溶剂的物质的量 nB ：溶质的物质的量
ppA*ppA*.nAnBnB
1-3 非电解质稀溶液的依数性
∵是稀溶液， nA >> nB ∴ nA + nB ≈ nA
∵nA＝mA/MA
△p≈ pA*—n—nBA
∴ △p≈ pA*——nnBA ＝ pA* —mnAB·MA
1-3 非电解质稀溶液的依数性
三、溶液的沸点上升
沸点：液体的蒸气压等于外界大气压力时液 体对应的温度。
纯水：p外 = 101.3kPa，t纯水 = 100℃.
沸点上升：难挥发物质溶液的沸点总是 高于纯溶剂的沸点的现象。
1-3 非电解质稀溶液的依数性
根本原因：蒸汽压下降 p溶液<p纯溶剂,
p po kpa △p
Tf Kf bB
Kf ：摩尔凝固点下降常数，与溶剂的本性有关， 而与溶质的本性无关，K·kg ·mol -1。常见溶剂 的Kf 值见教材。 bB：溶质的质量摩尔浓度， mol·kg-1。
1-3 非电解质稀溶液的依数性
【例】：为防止水箱结冰，可加入甘油以降低其凝
固点，如需使凝固点降低到270.00K(-3.15℃)，在 1K0∙k0gg∙m水o中l-1应，加甘入油甘的油摩多尔少质g量?为（M已＝知9水2 g的∙mKfo＝l-11）.86
【例】：在常温下取NaCl饱和溶液10.00cm3，测得 其质量为12.003g，将溶液蒸干，得NaCl固体3.173g。 求：（1）NaCl饱和溶液的质量百分浓度，（2）物 质的量浓度，（3）质量摩尔浓度，（4）饱和溶液 中NaCl和H2O的物质的量分数。
解： （1）NaCl饱和溶液的质量百分浓度为：
1-2 溶液的浓度
一、物质的量浓度 二、质量摩尔浓度 三、摩尔分数 四、质量分数 五、几种溶液浓度之间的关系
1-2 溶液的浓度
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）状态分布者均称为溶液。
气态溶液(空气)
溶
液态溶液：(酸、碱)
液
固态溶液 (合金)
溶质 溶剂
溶液的浓度：是指一定量溶液或溶剂中所含溶质的量。 ➢由于“溶质的量”可取物质的量、质量、体积，溶液 的量可取质量、体积，溶剂的量常可取质量、体积等， 所以在实际生活中我们所遇到的浓度的表示方法是多种 多样的。
解：
粒子数从多到少： BaCl2 →HCl → HAc → 蔗糖 蒸气压从高到低： 蔗糖 → HAc → HCl → BaCl2 沸点从高到低： BaCl2 → HCl → HAc → 蔗糖 凝固点从高到低：蔗糖→ HAc → HCl → BaCl2 渗透压 从大到小： BaCl2 → HCl → HAc → 蔗糖
1-3 非电解质稀溶液的依数性 一、溶液的蒸气压下降 二、溶液的凝固点下降 三、溶液的沸点上升 四、溶液的渗透压
1-3 非电解质稀溶液的依数性
依数性：只与溶质粒子的数目有关而与溶质本性无
关的性质称为溶液的依数性，又叫溶液的通性。
依数性中较为明显的是： 溶液的蒸气压下降
溶液的凝固点下降
溶液的沸点上升 溶液具有渗透压
w ( N a C l) ＝ N a C l质 N 量 a C ＋ l质 H 量 2 O 质 量 ＝ 1 3 2 .. 1 0 7 0 3 3 g g ＝ 0 .2 6 4 4 2 6 .4 4 %
(2) NaCl饱和溶液的物质的量浓度为：
c ( N a C l ) ＝ n ( N V a C l ) 3 .1 7 3 1 0 g ./ 0 5 0 8 .4 1 4 0 － g 3 L m o l － 1 ＝ 5 .4 2 m o lL － 1
三、摩尔分数
定义：
混合系统（溶液）中某组分B的物质的量占全部 系统（溶液）的物质的量的分数，用符号xB表示， 量纲是1。
xB = nB／n
1-2 溶液的浓度
四、质量分数
定义：
混合系统中，某组分B的质量占混合物的总质量 的分数，用符号wB表示，量纲是1。
wB = mB／m
1-2 溶液的浓度
五、溶液浓度之间的关系
(4) 多相体系 如不溶于水的盐溶液；水与油组成 的体系及等。
特点: 各组分的物理性质和化学性质不同，并具 有明显的界面。
1-4 胶体溶液
表面能: 液体或固体表面粒子比内部粒子 多出的这部分能量。
系统的分散度越高 ，比表面积越大，表面 能就越高，系统就越不 稳定，因此液体和固体 都有自动降低表面自由 能的能力。表面吸附是 降低表面能的有效手段 之一。
1.物质的量浓度与质量分数
cBn V BM m B B VM B m m B / M m B m Bw M B B
【例】： w(HAc)=4.64%的醋酸水溶液，在 20℃时，ρ=1.005 kg·L-1 。求算c(HAc)。
解：
c (H) A w M (H (H c)) A A 0 6 .0 c .c 0 0 4 1 1 .3 0 6 0 kk 0 m 4 g L g 5 1 1o 0 .7 l m 77 L o 1 l
1-4 胶体溶液
二、胶团结构
胶体是一个高度分散的系统，胶体粒子 的总表面积非常大，因而具有很高的吸附能 力，并能选择性地吸附异性电荷的离子。
匀部分。
相的特点：
分散度：物质的分散程度，分散质粒子越小， 分散程度越大。
比表面积：单位体积的表面积，用符号s表示。
(1) 任何部分的物理性质和化学性质相同；
(2) 一个相并不一定是一种物质，如食盐溶 液(NaCl和H2O)；
(3) 单相体系 如：饱和食盐水、糖水等。 特点： 溶质与溶剂已成一体，组分间没有界面 ；
△p＝
pA*
·MA
—nB—＝K·b(B mA
)
1-3 非电解质稀溶液的依数性
二、溶液的凝固点下降
凝固点：在一定的外压下，溶液与纯溶剂固 体具有相同的蒸气压时的温度，称为该溶液的凝 固点。(固液两相平衡时的温度)
1-3 非电解质稀溶液的依数性பைடு நூலகம்
实验证明，溶液的凝固点下降值与溶液的 质量摩尔浓度成正比：
P
反渗透：在浓溶液一侧增加的压力 大于渗透压可使溶剂进入稀溶液（或溶剂）。
1-3 非电解质稀溶液的依数性
范特霍夫公式：
ΠV=nBRT
或 Π=cBRT ≈ bBRT
溶液很稀时，
cB ≈ bB 。
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1-3 非电解质稀溶液的依数性
【例】：某蛋白质饱和水溶液，每升含蛋白质 5.18 g，在T＝298.15 K时测得其渗透压为0.413 kPa，求此蛋白质的摩尔质量。