大学无机化学溶液和胶体

此时的温度叫做沸点。沸点随外界压力而改变，通常
说的沸点指1atm下的正常沸点。
当液体的蒸气压等于其固态的蒸气压时，液体就
凝固，此时的温度叫做凝固点。固体在一定温度下也 有一定的蒸气压，一般情况下固体的蒸气压都很小。 若固相蒸气压小于液相蒸气压，则液相要向固相转化； 反之，固相向液相转化。
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溶液的凝固，先是溶剂凝固为固体析出。如在
101.3
B 水
A 溶液
水的蒸气压/kPa
[注意]： 溶质是加到水中，只 影响溶液的蒸气压， 而对固相冰的蒸气压
0.611
C
100 Tb Tf 0 温度 / ℃
没有影响。因此此时 溶液的蒸气压必定低 于冰的蒸气压。且只
AB: 水的蒸气压曲线 AC: 冰的蒸气压曲线
有在更低的温度下两
蒸气压才会相等。
溶液的浓度。
体积比浓度：以液体试剂与溶剂体积之比来表示溶液 浓度的方法。如将1体积浓硫酸与5体积 水混和得到的硫酸溶液浓度就是1:5， 或记为 (1:5)H2SO4。
*质量体积浓度：以每升溶液中含有多少克溶质来表
示 溶液浓度的一种方法。如某溶液的
浓度为5克/升，表示1升此溶液中含有5
克溶质。
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ppm浓度：溶液的浓度用溶质质量占溶液质量的百万 分之比来表示的叫ppm浓度，即每千克溶 液中含溶质的毫克数。 10-6 这种浓度表示方法常用于极稀的溶液(如植 物生长刺激素溶液)或自然环境、食物中有 害物质含量的表示。 ppb浓度：溶液的浓度用溶质质量占溶液质量的十亿
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熔化： 升华：
沸点：水的饱和蒸气压等于外压时的温度，即为水 (boiling point) 的沸点。当外压为101325Pa时的温度 为水的正常沸点，即为100 OC
凝固点：液态水与冰在一定压力下处于平衡状态时所 (freezing point) 对应的温度称为水的 凝固点；简单地 说，水的 蒸气压与冰的蒸气压相等时的温度，随压 力的增大而降低。
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AB: 水的蒸气压曲线 AC: 冰的蒸气压曲线
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造成溶液沸点升高和凝固点下降的根本原因是溶 液的蒸气压下降。实验结果证明难挥发非电解质稀溶 液的沸点升高和凝固点下降与溶液的质量摩尔浓度成 正比。即：
ΔTb = Kb • bB (溶剂的摩尔沸点升高常数)
ΔTf = Kf • bB (溶剂的摩尔凝固点下降常数)
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1993年1月18日，联合国大会通过决议，将每年的 3月22日定为‚世界水日‛。我国把每年的3月22 日-28日定为‚中国水周‛，每年5月15日所在的 那一周作为城市节约用水宣传周。
水的特性？与水分子的极性有关 所有固态和液态物质中，水的比热容最大； 3.98 OC时，水的密度最大
水结冰时体积增大
法国物理学家拉乌尔总结出：
在一定温度下，难挥发非电解质稀溶液的蒸气
压等于纯溶剂的蒸气压与溶剂摩尔分数的乘积，蒸
气压的下降与溶质的摩尔分数成正比。 pA* 为纯溶剂
蒸气压 p = p A* χA p = pA* (1 - χB) Δp = pA* - p = pA* χB A : 溶剂分子 B: 溶质分子 χ: 摩尔分数
只有一个相的体系称为单相体系或均相体系；
有两个或两个以上相的体系称为多相体系。
问题：气相、液相和固相的区分？
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二、溶液浓度的表示方法：
溶液的浓度: 一定量溶液或溶剂中所含溶质的量称为溶
液的浓度。 溶质的物质的量
质量摩尔浓度 (mol • 物质的量浓度 (mol •
kg-1)： L-1):
mB=
溶剂的质量
单位：K•kg•mol-1
Kb和Kf只取决于溶剂的本性，与溶质本性无关;
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稀溶液的定义：---广义定义
两种挥发性物质组成一溶液，在一定的温度和压 力下，在一定的浓度范围内，溶剂遵守Raoult定律，
溶质遵守Henry定律，这种溶液称为稀溶液。
值得注意的是：化学热力学中的稀溶液并不仅
仅是指浓度很小的溶液。
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1、水的相图
在不同的温度及压力条件下，水可以三种不 同的聚集状态而存在，即气(g, gas)、固(s, solid)、液(l, liquid) 蒸发--- 由液态变为气态的过程叫蒸发，也叫汽化； 水的饱和蒸气压---在一定温度下，当水蒸发为水 蒸气的过程与水蒸气凝结成液态水的过程处于平 衡状态时，气相中水蒸气所产生的压力称为水的 饱和蒸气压P（Pressure),随温度的升高而增大。
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分配定律：一定温度下，一种溶质分配在互不相溶
的两种溶剂中的浓度比值为一常数。
(如萃取和抽提)
K CB / CB


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三、*水（了解）
水、阳光和空气是人类生存的物质基础。生命
过程离不开水。水是在动植物组织内最丰富的物质，
占人体质量的70%。
水中含有很多溶解的物质，如海水中主要成分
是Na+和Cl-（还有K+，Ca2+，Mg2+，SO42-，HCO3和Br-），河水中主要成分是Ca2+和HCO3-。
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把液体臵于密闭容器中，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，水面上的蒸气浓度不再改变，此时蒸气的压 力叫做液体的饱和蒸气压，简称蒸气压。它仅与液体 的本质和温度有关，与液体的量以及液面上方空间的 体积无关。
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蒸气压下降原因: 在难挥发非电解质溶液中，溶液的蒸气压实际 就是溶剂的蒸气压。由于溶质的加入，溶剂的表面 被溶质分子部分占据，单位时间内蒸发出表面的溶 剂分子比纯溶剂时为少。 因此，在达到蒸发—凝结平衡时， 溶液的蒸气压必然低于纯溶剂的 蒸气压。
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由此可见，在饱和溶液中，溶质的溶解速率 与它从溶液中淀积的速率相等，处于动态平衡状 态。 在一定温度下，一定量的溶剂中不能再溶解 某种溶质的溶液(即已达到该溶质的溶解度的溶 液)。如果在同一温度下，某种溶质还能继续溶解 的溶液(即尚未达到该溶质的溶解度的溶液)，称 ‚不饱和溶液‛。如果溶质是气体，还要指明气 体的压强。
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被溶解了的分子或离子在溶液中不断地运动， 当它们和固体表面碰撞时，就有停留在表面上的可 能，这种淀积作用是溶解的逆过程。当固体溶质继 续溶解，溶液浓度不断增大到某个数值时，淀积和 溶解两种作用达成动态平衡状态，即在单位时间内 溶解在溶剂中的分子或离子数，和淀积到溶质表面 上的分子或离子数相等时，溶解和淀积虽仍在不断 地进行，但如果温度不改变，则溶液的浓度已经达 到稳定状态，这样的溶液称为饱和溶液，其中所含 溶质的量，即该溶质在该温度下的溶解度。
第一章 溶液和胶体
学习要求
1.理解稀溶液的依数性及其应用 2.熟悉溶胶的结构、性质、稳定性及聚沉作用
1
§1-1 溶 液
一、基本概念 分散系：一种或几种物质以细小的粒子分散在另一
种物质里所形成的体系。
分散质（分散相）：被分散的物质
分散剂（分散介质）：把分散质分散开来的物质
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按照分散质粒子的大小分： 分子分散系：粒子平均直径 d < 1 nm
水溶液中，随着冰的析出，溶液的浓度就逐渐增大，
凝固点也不断降低，直到某一浓度时，溶剂和溶质
按一定比例一齐析出凝固成固体，形成低溶点混合
物。所以溶液不是在某一温度凝固，而是在一定温
度范围内凝固。溶液的凝固点通常是指开始析出固
态溶剂时的温度。
在我们现基础课阶段，溶液凝固时，只析出 纯溶剂，溶质不析出。
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(单相体系或均相体系) (溶液—真溶
液) 胶体分散系：粒子平均直径 d ~ 1-100 nm 高分子溶液 (多相体系)
粗分散系：粒子平均直径 d > 100 nm (多相体系)
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体系中物理性质和化学性质完全相同的一部分称
为相。
相与相之间有明确的界面分隔开来，这个界面可
以是具体的，也可以是假想的。
根据相的存在状态不同，分为气相、液相和固相；
节约水，保护水资源。具体到实验中，在洗涤仪器时， 要遵循‚少量多次‛的原则。
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水污染主要有如下几种类型：
(a)有毒物质的污染：
①无机重金属离子，如Hg2+，Cd2+，Pb2+，Cr(Ⅵ)
等，以及非金属元素砷(As2O3)和氰的化合物(CN-)
②高毒性的有机农药，如多氯联苯、有机磷农药等
③生活污水中所带的细菌和病毒
(b)无毒营养物质的污染：
包括洗涤剂中的磷酸盐，化肥中的磷酸盐和硝酸
盐，以及人和动物的排泄物，腐败的植物等。 ‚富营养化‛
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(c) 热污染：热不能全部转化为功，被排入河流湖泊 中提高了水温，降低了水中氧气的溶解度，也促进 了藻类和微生物的繁殖，不利于水中动物的生存。
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四、稀溶液的依数性 对于浓度较稀的溶液（难挥发非电解质稀溶液）， 溶液的某些性质（如蒸气压下降，沸点升高，凝固 点下降和渗透压等）只与溶液的浓度有关，而与溶 液的本Байду номын сангаас无关，称为稀溶液的依数性（依赖于溶质 粒子数的性质）。
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水的相图（得到？）
OA线表示冰的熔 点或水的凝固点曲 线，曲线上的任一 点都表示冰与水的 平衡，也表示冰在 不同压力下的熔点 或水在不同压力下 的凝固点。
A
O
三相点：温度为0.0098度，压力为 609 Pa “相‛与‚态‛的区别？ 单相区
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2. 溶液的蒸气压下降---拉乌尔定律（Raoult）
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水在地球上分布最广，覆盖地球表面70%。地
球的储水量很丰富，共有14.5亿立方千米之多。地
表、地下和大气层中总水量约1.3×1021kg，约占地
球质量的5%。但是其中海水却占了97.2%，陆地淡
水仅占2.8%，而与人类生活最密切的江河、淡水湖
和浅层地下水等淡水，又仅占淡水储量的0.34%
（不到总水量的0.003%）。更令人担忧的是，这数
似；‚相溶‛指彼此互溶。
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固体溶解度：
在一定温度下，某固体物质在100克溶剂中达到 饱和状态时所溶解的质量 。
饱和溶液(saturated solution)：
在一定温度下，溶质在溶剂中溶解的量达到最 大时的溶液叫做饱和溶液。 溶质溶于溶剂的溶解过程中，首先是溶质在溶 剂中的扩散作用，在溶质表面的分子或离子开始溶 解，进而扩散到溶剂中。
溶质的物质的量
CB=
溶液的体积
也有的书上用 bB表示质量摩尔浓度
5
摩尔分数： xB= 混合物中B的物质的量 混合物的总物质的量
体积分数:
φB =
混合气体中组分B的体积 混合气体的总体积 (同温同压下）
质量分数：w = 溶质的质量 / 溶液的质量
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百分比浓度：即质量百分比浓度或质量分数。用溶质
的质量占全部溶液质量的百分比表示的
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从环境角度来说，最完善的措施是拦水和调水。
改变水资源的时空分布，充分利用水资源。同时注重
节约用水，提高水资源利用率：工业方面提倡节水产
业、控制污染物的排放，加强废水处理；农业方面应
采用先进的灌溉方式（喷灌、滴灌）等。水是生命的
基础，它不仅关系到人类生活的质量，还影响到人类
的生存能力。我们必须增强水的危机意识，珍惜水，
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说明：
如果溶质是挥发的，则溶液的蒸气压不一定会下 降；
如果溶质是电解质，或非电解质溶液浓度大，则 溶液的蒸气压也会下降，而且下降很明显，但不符合 上述拉乌尔定律。
拉乌尔定律成立的前提条件是：难挥发非电解质 的稀溶液。
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3 溶液的沸点升高和凝固点下降
当液体的蒸气压等于外界压力时，液体就沸腾，
中已有7000万人正在饮用高氟水。每年因缺水而造
成的经济损失达100多亿元，因水污染而造成的经
济损失更达400多亿元。
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以上数据充分说明：水资源短缺成了当今世界面临的 重大课题。前不久，联合国的人类环境和世界水会议 已发出警告：人类在石油危机之后，下一个危机就是 水。因此，保护和更有效合理利用水资源，是世界各 国政府面临的一项紧迫任务。 “水危机‛ 并非危言耸听！ 一则公益广告上所说：‚节约用水，否则，我们 看到的最后一滴水将是自己的眼泪‛。
量极有限的淡水，正越来越多地受到污染。
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据科学界估计，全世界有半数以上的国家和地区缺
乏饮用水，特别是经济欠发达的第三世界国家，目
前已有70％即17亿人喝不上清洁水，世界已有将近
80％人口受到水荒的威胁。我国人均淡水为世界人
均水平的四分之一，属于缺水国家。全国已有300
多个城市缺水，已有29％的人正在饮用不良水，其
分之比来表示的叫ppb浓度，即每千克溶
液
中含溶质的微克数。这种浓度表示方法用 8
溶解度：一定温度下，100g溶剂中所能溶解的溶质 的最大克数。(区别于饱和溶液) 100g水中溶解1g以上称可溶物质； 溶解1g ~ 0.1g称微溶物质； 溶解0.1g以下称难溶物质。 ‚相似相溶‛原理：溶质与溶剂在结构和极性上相