普通化学无机化学分散系气体和液体省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

1 11.11.1气体气体什么是理想气体？什么是理想气体？1.1.11.1.1理想气体状态方程理想气体状态方程分子本身不占有体积（点）；分子本身不占有体积（点）；分子间没有相互作用力气体。分子间没有相互作用力气体。在在低压、高温低压、高温条件下，气体分子本身体积与气条件下，气体分子本身体积与气体体积相比可忽略；因为气体分子间距离相当体体积相比可忽略；因为气体分子间距离相当大，分子间作用力也显著减小，而显得微不足大，分子间作用力也显著减小，而显得微不足道。所以，可把道。所以，可把低压、高温下低压、高温下实际气体近似地实际气体近似地看作理想气体。看作理想气体。第1页2 2理想气体状态方程理想气体状态方程R R：气体摩尔气体常数，：气体摩尔气体常数，R=8.3145PamR=8.3145Pam3 3molmol-1-1KK-1-1 =8.3145Jmol=8.3145Jmol-1-1KK-1-1；p:p:压力，单位压力，单位PaPa；（；（要确定是谁压力要确定是谁压力要确定是谁压力要确定是谁压力）V:V:气体体积；气体体积；n:n:气体摩尔数；气体摩尔数；T T：温度。：温度。为何为何R=8.3145PamR=8.3145Pam3 3molmol-1-1KK-1-1 =8.3145Jmol=8.3145Jmol-1-1KK-1-1？第2页3 3试验测得试验测得：在：在273.15K,101.325kPa273.15K,101.325kPa时，理想时，理想气体摩尔体积气体摩尔体积V Vm m=0.02241410m=0.02241410m3 3molmol-1-1对一定气体来说（对一定气体来说（状态函数状态函数p p、T T、V V、n n确定），确定），可由试验测得可由试验测得R R值。值。第3页4 4某种碳氢化合物蒸汽，在某种碳氢化合物蒸汽，在100100及及101.325kPa101.325kPa时，时，密度密度=2.55gL=2.55gL-1-1；由化学分析结果知该化合；由化学分析结果知该化合物中碳原子数与氢原子数之比为物中碳原子数与氢原子数之比为1 1：1 1。试确定。试确定该化合物分子式。该化合物分子式。解解:设该化合物摩尔质量为设该化合物摩尔质量为M M，质量为，质量为m m依据理想气体状态方程：依据理想气体状态方程：第4页5 5因为该化合物中碳原子数与氢原子数之比为因为该化合物中碳原子数与氢原子数之比为1 1：1 1，设该化合物分子式为（，设该化合物分子式为（CHCH）x x，得：，得：M=xM(x)+M(H)=x(12.0gmolM=xM(x)+M(H)=x(12.0gmol-1-1+1.01gmol+1.01gmol-1-1)得：得：x=6x=6故该化合物分子式为故该化合物分子式为C C6 6H H6 6第5页6 61.1.21.1.2道尔顿理想气体分压定律道尔顿理想气体分压定律两种或各种气体组成多组分系统两种或各种气体组成多组分系统彼此间不发生化学反应彼此间不发生化学反应分子本身体积和相互作用力均可忽略不计分子本身体积和相互作用力均可忽略不计理想气体状态方程适合用于混合气体。理想气体状态方程适合用于混合气体。理想混合气体：理想混合气体：第6页7 7理想混合气体特点：理想混合气体特点：任一组分气体分子对壁碰撞所产生压力不会因任一组分气体分子对壁碰撞所产生压力不会因为其它组分气体存在而全部改变。为其它组分气体存在而全部改变。理想气体混合物中某组分气体分压力，简称分理想气体混合物中某组分气体分压力，简称分压压p pi i与该组分气体在相同温度下独占整个容器时与该组分气体在相同温度下独占整个容器时所产生压力相同。所产生压力相同。理想混合气体体积？理想混合气体体积？第7页8 8而理想混合气体总压力而理想混合气体总压力p p等于理想混合气体等于理想混合气体中各组分气体压力之和。中各组分气体压力之和。n n18由英国化学家道尔顿经过试验提出后经气体运动论证实，故常称为道尔顿气体分压定律。第8页9 9所以所以因为因为为某组分气体摩尔分数。为某组分气体摩尔分数。第9页1010例例1.2 1.2 在在25 25，p=99.43kPap=99.43kPa压力下，利用排压力下，利用排水法搜集氢气水法搜集氢气V=0.4000L,V=0.4000L,计算在一样计算在一样温度、压温度、压力力下，用分子筛除水分后所得干燥氢气体积下，用分子筛除水分后所得干燥氢气体积V V（H H2 2）和氢气物质量）和氢气物质量n(Hn(H2 2)。已知。已知25 25 时水时水饱饱和蒸汽压和蒸汽压p(Hp(H2 2O)=3.17kPaO)=3.17kPa。解：试验过程中所搜集气体是氢气和解：试验过程中所搜集气体是氢气和水蒸汽水蒸汽混混合物。依据分压定律可得混合称中氢气分压力。合物。依据分压定律可得混合称中氢气分压力。第10页1111设在相同压力下，即设在相同压力下，即干燥后氢气体积干燥后氢气体积那么那么第11页1212现在来求氢气摩尔数现在来求氢气摩尔数n(Hn(H2 2)第12页13131.21.2液体液体1.2.11.2.1饱和蒸汽压饱和蒸汽压蒸发：液体分子脱离液体表面变为气体过程蒸发：液体分子脱离液体表面变为气体过程在一定温度下总有一部分分子含有较高动能，在一定温度下总有一部分分子含有较高动能，这部分分子能够克服分子间吸引而进入气相。这部分分子能够克服分子间吸引而进入气相。第13页1414麦克斯韦麦克斯韦波尔滋曼分子动能分布规律：波尔滋曼分子动能分布规律：动能大于某最小值动能大于某最小值E E分子个数与液体分子总分子个数与液体分子总数比值：数比值：E E：分子脱离液体表面时所需要最低能量；：分子脱离液体表面时所需要最低能量；T T：热力学温度；：热力学温度；R R：气体摩尔常数。：气体摩尔常数。第14页1515一定温度下，因为一定温度下，因为f f恒定，所以在恒定，所以在敞口容器敞口容器中，液体蒸发过程将不停地进行下去，直至中，液体蒸发过程将不停地进行下去，直至没有液体留下。没有液体留下。第15页1616一定温度下一定温度下，若将液体置于密闭容器中，并将，若将液体置于密闭容器中，并将液体上方空间抽成真空，则随蒸发进行，液液体上方空间抽成真空，则随蒸发进行，液体上方分子数目逐步增多，蒸气压力逐步升体上方分子数目逐步增多，蒸气压力逐步升高，气体分子中动能较低分子重新凝结为高，气体分子中动能较低分子重新凝结为液体速率逐步增快，最终到达液体速率逐步增快，最终到达液体蒸发速率液体蒸发速率与气体凝结速率与气体凝结速率相等状态，此时液面上方单相等状态，此时液面上方单位体积空间中气体分子数目不再改变，蒸气压位体积空间中气体分子数目不再改变，蒸气压力不再改变，液相物质与气相物质之间到达平力不再改变，液相物质与气相物质之间到达平衡。衡。测定饱和蒸气压方法。测定饱和蒸气压方法。第16页1717蒸气压是液体主要性质，它与液体本质与蒸气压是液体主要性质，它与液体本质与温度相关。是温度函数。温度相关。是温度函数。其实不论液体是否放置于密闭真空容器中或其实不论液体是否放置于密闭真空容器中或是敞口放置于空气中，只要温度确定，液体是敞口放置于空气中，只要温度确定，液体确定，该液体确定，该液体饱和蒸气压是确定，它是液体本饱和蒸气压是确定，它是液体本身所含有物理性质（物理参数）。身所含有物理性质（物理参数）。第17页1818对不一样种液体，若液体分子间引力较强，分对不一样种液体，若液体分子间引力较强，分子子脱离液体表面时所需要动能脱离液体表面时所需要动能 E E 较高，在相同较高，在相同温度下，该液体蒸气压必定较低。温度下，该液体蒸气压必定较低。饱和蒸气压能够表述成：在一定温度下，某液饱和蒸气压能够表述成：在一定温度下，某液体所含有挥发能力体所含有挥发能力.第18页1919温度温度温度温度/0 0 0 0101010102020202030303030404040405050505060606060蒸气压蒸气压蒸气压蒸气压PaPaPaPa61161161161112281228122812282337.82337.82337.82337.8 4242.84242.84242.84242.8 7375.97375.97375.97375.91233412334123341233419916199161991619916温度温度温度温度/707070708080808090909090100100100100120120120120140140140140180180180180蒸气压蒸气压蒸气压蒸气压PaPaPaPa311573115731157311574734347343473434734370096700967009670096101325101325101325101325 198536198536198536198536 361426361426361426361426 1002611002611002611002611 1 1 1对同种液体，温度越高，对同种液体，温度越高，f f值起大，蒸气压必值起大，蒸气压必然越高，见表。然越高，见表。水在不一样温度下蒸气压水在不一样温度下蒸气压第19页2020几个液体蒸气压曲线几个液体蒸气压曲线第20页2121固体中动能较高分子也有脱离固体表面蒸发固体中动能较高分子也有脱离固体表面蒸发倾向。倾向。一定温度下，固体与其蒸气平衡时蒸气一定温度下，固体与其蒸气平衡时蒸气压力称为固体饱和蒸气压。压力称为固体饱和蒸气压。温度温度/0 0-10-10-20-20-30-30-40-40蒸气压蒸气压PaPa611611259.9259.9103.26103.2638.0138.0112.8412.84温度温度/-50-50-60-60-70-70-80-80-90-90蒸气压蒸气压PaPa3.39063.39061.081.080.2610.2610.0550.0550.00930.0093冰在不一样温度下蒸气压冰在不一样温度下蒸气压第21页2222图图1 12 2 水和冰蒸气压曲线水和冰蒸气压曲线273.15273.15273.15273.15373.15373.15373.15373.15T/KT/KT/KT/K0.6110.6110.6110.611101.325101.325101.325101.325P/kPaP/kPaP/kPaP/kPa第22页2323两曲线相交处两曲线相交处T=273.15KT=273.15K，固态物质冰蒸气压，固态物质冰蒸气压与水蒸气压相等。（水最低蒸气压和冰最高蒸与水蒸气压相等。（水最低蒸气压和冰最高蒸气压相等）气压相等）在在T=273.15KT=273.15K时，冰与蒸气到达平衡，水与蒸时，冰与蒸气到达平衡，水与蒸气也到达平衡，所以气也到达平衡，所以固态物质冰与液态水固态物质冰与液态水之间之间必定也达平衡。必定也达平衡。在这个温度下，冰和水挥发能力是相等。在这个温度下，冰和水挥发能力是相等。在其它温度下，冰和水挥发能力会怎样？在其它温度下，冰和水挥发能力会怎样？第23页2424凝固点：固态物质与液体物质达平衡时温度称凝固点：固态物质与液体物质达平衡时温度称为液体凝固点或固体熔点。为液体凝固点或固体熔点。暴露于暴露于P=101.325kPaP=101.325kPa压力空气条件下压力空气条件下自然条件下？假如变换条件，凝固点会不会变自然条件下？假如变换条件，凝固点会不会变？第24页2525图图1-21-2中，在中，在T=273.15kT=273.15k时，时，P=0.611kPaP=0.611kPa这是水这是水在此时温度时饱和蒸气压，也是固体冰在些时在此时温度时饱和蒸气压，也是固体冰在些时温度时饱和蒸气压。温度时饱和蒸气压。这个这个P=0.611kPaP=0.611kPa是二者本身物理性质，与凝固是二者本身物理性质，与凝固点定义中外压点定义中外压（空气压力（空气压力P=101.325kPaP=101.325kPa）是两回事。）是两回事。第25页2626当当液体液体蒸气压等于外压时，而此时液体必将是蒸气压等于外压时，而此时液体必将是一定温度。这时液体气化不但发生在生于液体一定温度。这时液体气化不但发生在生于液体表面也同时发生液体内部，这种气化过程叫沸表面也同时发生液体内部，这种气化过程叫沸腾。而此时温度称为液体沸点。腾。而此时温度称为液体沸点。沸点受外压控制，蒸气压等于外压时才能沸腾。沸点受外压控制，蒸气压等于外压时才能沸腾。第26页2727液体液体沸腾和沸腾和固体固体熔点熔点以及以及液体液体凝固点凝固点是与外界是与外界条件相关现象，是我们能用肉眼观察到现象。条件相关现象，是我们能用肉眼观察到现象。第27页28281.31.3分散系分散系分散系：一个或各种物质分散在其它一个物质分散系：一个或各种物质分散在其它一个物质中所组成系统。中所组成系统。分散系由分散系由分散质分散质和和分散剂分散剂组成。组成。分散质：分散质：被分散物质。处于分割成粒子不连续被分散物质。处于分割成粒子不连续状态。状态。分散剂：分散剂：分散其它物质物质。处于连续状态。分散其它物质物质。处于连续状态。第28页2929表表1-31-3按聚集状态分类各种分散系按聚集状态分类各种分散系在分散系内：分散质和分散剂能够是固体、液在分散系内：分散质和分散剂能够是固体、液体或气体。体或气体。分散质分散质分散质分散质分散剂分散剂分散剂分散剂实例实例实例实例气气气气气气气气空气、家用煤气空气、家用煤气空气、家用煤气空气、家用煤气(气态分散系气态分散系气态分散系气态分散系)液液液液气气气气云、雾云、雾云、雾云、雾(气态分散系气态分散系气态分散系气态分散系)固固固固气气气气烟烟烟烟(气态分散系气态分散系气态分散系气态分散系)气气气气液液液液泡沫泡沫泡沫泡沫(液态分散系液态分散系液态分散系液态分散系)液液液液液液液液牛奶牛奶牛奶牛奶(液态分散系液态分散系液态分散系液态分散系)固固固固液液液液泥浆泥浆泥浆泥浆(液态分散系液态分散系液态分散系液态分散系)气气气气固固固固泡沫塑料、木碳泡沫塑料、木碳泡沫塑料、木碳泡沫塑料、木碳(固态分散系固态分散系固态分散系固态分散系)液液液液固固固固肉冻、硅胶肉冻、硅胶肉冻、硅胶肉冻、硅胶(固态分散系固态分散系固态分散系固态分散系)固固固固固固固固红宝石红宝石红宝石红宝石(固态分散系固态分散系固态分散系固态分散系)第29页3030按分散粒子大小，把液态分散系分为三类，按分散粒子大小，把液态分散系分为三类，什么是液态分散系？普通指分散剂是液体。什么是液态分散系？普通指分散剂是液体。表表表表1-41-41-41-4按分散粒子大小分类各种分散系按分散粒子大小分类各种分散系按分散粒子大小分类各种分散系按分散粒子大小分类各种分散系均相掺和物均相掺和物分子或离子分散系（粒分子或离子分散系（粒子直径小于子直径小于1nm1nm）胶体分散系（粒子直径胶体分散系（粒子直径1 1100nm100nm）粗相分散系（粒粗相分散系（粒子直径大于子直径大于100nm 100nm）高分子高分子溶液溶液溶胶溶胶最稳定最稳定很稳定很稳定稳定稳定不稳定不稳定电子显微镜也不可见电子显微镜也不可见超显微镜下可觉察其存在超显微镜下可觉察其存在普通显微镜可见能经过半透膜能透过滤纸，不能透过半透膜能透过滤纸，不能透过半透膜不能透过紧密滤不能透过紧密滤纸纸单单相相系统系统多多相相系统系统第30页31311.41.4溶液组成标度溶液组成标度1.4.1 1.4.1 物质量浓度物质量浓度物质量浓度是指物质量除以混合物体积，用符物质量浓度是指物质量除以混合物体积，用符号号:单位是单位是molLmolL-1-1。1.4.2 1.4.2 溶质溶质B B质量摩尔浓度质量摩尔浓度溶液中溶质溶液中溶质B B物质量除以溶剂物质量除以溶剂A A质量质量单位是单位是molkgmolkg-1-1,质量摩尔浓度与温度无关。质量摩尔浓度与温度无关。第31页32321.4.3 1.4.3 B B摩尔分数摩尔分数B B物质量与混合物物质量之比。物质量与混合物物质量之比。摩尔分数单位是摩尔分数单位是1 1。1.4.4 1.4.4 溶质溶质B B质量分数质量分数溶液中溶质溶液中溶质B B质量与混合物质量之比。质量与混合物质量之比。单位是单位是1 1。第32页33331.4.5 B1.4.5 B质量浓度质量浓度B B质量与混合物体积之比。质量与混合物体积之比。质量浓度单位是质量浓度单位是gLgL-1-1第33页34341.4.6 1.4.6 几个溶液组成标度之间关系几个溶液组成标度之间关系（1 1）物质量浓度与质量分数物质量浓度与质量分数（欧米格）欧米格）第34页3535（2 2）物质量浓度与质量摩尔浓度物质量浓度与质量摩尔浓度第35页3636例例1.41.4已知已知(H(H2 2SOSO4 4)=96.0%)=96.0%浓硫酸，密度浓硫酸，密度=1.84gml=1.84gml-1-1,计算计算c(Hc(H2 2SOSO4 4)及及c(1/2Hc(1/2H2 2SOSO4 4)。质量分数质量分数 物质量浓度物质量浓度第36页3737第37页3838例例1.5(HAc)=4.64%1.5(HAc)=4.64%醋酸水溶液，在醋酸水溶液，在2020时时=1.005kgL=1.005kgL-1-1,计算计算c(HAc)c(HAc)及及b(HAc)b(HAc)。质量摩尔浓度质量摩尔浓度 物质量浓度物质量浓度第38页3939第39页4040例例1.5(HAc)=4.64%1.5(HAc)=4.64%醋酸水溶液，在醋酸水溶液，在2020时时=1.005kgL=1.005kgL-1-1,计算计算c(HAc)c(HAc)及及b(HAc)b(HAc)。第40页41411.5 1.5 稀溶液依数性稀溶液依数性稀溶液是溶液中溶质与溶剂间稀溶液是溶液中溶质与溶剂间没有相互作用力没有相互作用力溶液。是一个溶液。是一个理想溶液理想溶液模型。模型。溶剂不受溶质作溶剂不受溶质作用。用。稀溶液中溶剂与纯溶剂相比差异仅仅在于稀溶稀溶液中溶剂与纯溶剂相比差异仅仅在于稀溶液中溶剂摩尔分数较液中溶剂摩尔分数较（稍？）（稍？）小。纯溶剂摩尔小。纯溶剂摩尔分数为分数为1 1。不以溶质为研究对象不以溶质为研究对象第41页4242所以相同溶剂，不一样溶质，但溶质摩尔分数所以相同溶剂，不一样溶质，但溶质摩尔分数相同稀溶液会有一系列共同性质：相同稀溶液会有一系列共同性质：稀溶液稀溶液蒸气压下降、凝固点降低、沸点升高等，蒸气压下降、凝固点降低、沸点升高等，有一定渗透压。有一定渗透压。这些性质这些性质只与只与溶质摩尔分数相关，而与溶质本溶质摩尔分数相关，而与溶质本性无关。所以我们把这一类性质称为稀溶液通性无关。所以我们把这一类性质称为稀溶液通性，或称为稀溶液依数性。性，或称为稀溶液依数性。第42页43431.5.1 1.5.1 稀溶液蒸气压下降稀溶液蒸气压下降在一定温度下，任何纯溶剂都有一定饱和蒸气在一定温度下，任何纯溶剂都有一定饱和蒸气压压 P P*。第43页4444溶液蒸发与纯水蒸发相比，溶液蒸发与纯水蒸发相比，速率要慢得多，因为：速率要慢得多，因为：溶液表面被溶质微粒所占据，使溶液表面被溶质微粒所占据，使（溶液表面动（溶液表面动能较高，足以克服分子间引力而进入气相）能较高，足以克服分子间引力而进入气相）溶溶剂分子相对含量降低，剂分子相对含量降低，降低溶剂分子蒸发机会降低溶剂分子蒸发机会,使得溶液蒸气压比相同温度下纯溶剂饱和蒸气使得溶液蒸气压比相同温度下纯溶剂饱和蒸气压低，而且降低程度与溶剂摩尔分数相关。压低，而且降低程度与溶剂摩尔分数相关。第44页4545稀溶液蒸汽压下降稀溶液蒸汽压下降稀溶液蒸汽压下降稀溶液蒸汽压下降 pressure loweringpressure lowering第45页4646法国物理学家拉乌尔在法国物理学家拉乌尔在18871887年总结出一条关于年总结出一条关于溶液蒸气压规律：溶液蒸气压规律：在一定温度下，在一定温度下，难挥发难挥发 非电解质非电解质 稀溶液稀溶液蒸气蒸气压等于纯溶剂饱和蒸气压与溶液中溶剂摩尔分压等于纯溶剂饱和蒸气压与溶液中溶剂摩尔分数乘积。数乘积。P P：溶液蒸气压；：溶液蒸气压；拉乌尔定律：拉乌尔定律：p p*:纯溶剂饱和蒸气压纯溶剂饱和蒸气压;x xB B:溶质摩尔分数。溶质摩尔分数。第46页4747对一个两组分体系来说：对一个两组分体系来说：x xB B:溶质摩尔分数；溶质摩尔分数；在一定温度下，在一定温度下，难挥发非电解质难挥发非电解质稀溶液稀溶液蒸气压蒸气压下降值与溶质下降值与溶质摩尔分数摩尔分数成正比。成正比。p*:p*:纯溶剂饱和蒸气压纯溶剂饱和蒸气压;PP：溶液蒸气压下降。：溶液蒸气压下降。第47页4848在稀溶液中，溶质在稀溶液中，溶质B B摩尔分数为摩尔分数为即即溶质溶质B B摩尔分数与摩尔分数与B B质量摩尔浓度成正比质量摩尔浓度成正比，所，所以以可变换成可变换成所以，拉乌尔定律还可表述为，在一定温度下，所以，拉乌尔定律还可表述为，在一定温度下，难挥发非电解质难挥发非电解质稀溶液稀溶液蒸气压下降值与溶质质蒸气压下降值与溶质质量摩尔浓度成正比。量摩尔浓度成正比。第48页4949由分子运动论可对拉乌尔定律作微观定性解释：由分子运动论可对拉乌尔定律作微观定性解释：一定温度下，纯溶剂蒸气压和一定温度下，纯溶剂蒸气压和（液体中动能足液体中动能足够大、能克服分子间束缚而脱离液体表面分子够大、能克服分子间束缚而脱离液体表面分子数数与与液体分子总数液体分子总数）比值相关，而在难挥发、比值相关，而在难挥发、非电解质稀溶液中，因为溶剂摩尔分数降低到非电解质稀溶液中，因为溶剂摩尔分数降低到x xA A,使得能克服分子间束缚而脱离液体表面溶剂使得能克服分子间束缚而脱离液体表面溶剂分子数与溶剂分子总数分子数与溶剂分子总数比值比值降低至降低至x xA Af,f,致使溶致使溶液蒸气压：液蒸气压：第49页5050若溶液浓度很大若溶液浓度很大（不是稀溶液）（不是稀溶液），溶质分子与，溶质分子与溶剂分子间作用不可忽略，故即使难挥发性溶溶剂分子间作用不可忽略，故即使难挥发性溶质浓溶液蒸气压显著下降，但蒸气压与浓度关质浓溶液蒸气压显著下降，但蒸气压与浓度关系复杂，拉乌尔定律不再适用。系复杂，拉乌尔定律不再适用。溶质为电解质，因为一个电解质分子可解为多溶质为电解质，因为一个电解质分子可解为多个离子，且离子间、离子与溶剂分子间作用复个离子，且离子间、离子与溶剂分子间作用复杂，故即使杂，故即使电解质溶液蒸气压下降比非电解质电解质溶液蒸气压下降比非电解质显著显著，但蒸气压与浓度定量关系复杂，拉乌尔，但蒸气压与浓度定量关系复杂，拉乌尔定律也不适用。定律也不适用。只是只是稀溶液、难挥发、非电解质，稀溶液、难挥发、非电解质，拉乌尔定律拉乌尔定律适用适用第50页5151若溶质和溶剂都有挥发性，只要溶质和溶剂不若溶质和溶剂都有挥发性，只要溶质和溶剂不相互作用，拉乌尔定律也适用，溶液仍为理想相互作用，拉乌尔定律也适用，溶液仍为理想溶液。这时可分别考虑它们对蒸气压影响而将溶液。这时可分别考虑它们对蒸气压影响而将它们影响相加：它们影响相加：第51页52521.5.21.5.2溶液沸点升高溶液沸点升高和凝固点下降和凝固点下降因为难挥发性非电解质稀溶液蒸气压比纯溶剂因为难挥发性非电解质稀溶液蒸气压比纯溶剂蒸气压低（在相同温度下）。所以温度到达纯蒸气压低（在相同温度下）。所以温度到达纯溶剂沸点时，溶液蒸气压小于溶剂沸点时，溶液蒸气压小于101.325kPa 101.325kPa，所以稀溶液不能沸腾。所以稀溶液不能沸腾。为了使稀溶液在此压力时沸腾，就必须使溶液为了使稀溶液在此压力时沸腾，就必须使溶液温度升高，促使溶液分子热运动加剧，以增加温度升高，促使溶液分子热运动加剧，以增加稀溶液蒸气压并到达稀溶液蒸气压并到达101.325kPa101.325kPa使稀溶液沸腾使稀溶液沸腾 。第52页5353第53页5454液体越浓，其蒸气压下降越多，则溶液沸点升液体越浓，其蒸气压下降越多，则溶液沸点升高越多。高越多。图图图图1-51-51-51-5蒸气压下降与沸点升高关系蒸气压下降与沸点升高关系蒸气压下降与沸点升高关系蒸气压下降与沸点升高关系白色：纯溶剂蒸气压曲线；白色：纯溶剂蒸气压曲线；白色：纯溶剂蒸气压曲线；白色：纯溶剂蒸气压曲线；黄色黄色黄色黄色：较稀溶液蒸气压曲线；：较稀溶液蒸气压曲线；：较稀溶液蒸气压曲线；：较稀溶液蒸气压曲线；绿色绿色绿色绿色：较浓溶液蒸气压曲线较浓溶液蒸气压曲线较浓溶液蒸气压曲线较浓溶液蒸气压曲线101.325101.325101.325101.325kPakPakPakPa第54页5555在在p p和和 T Tb b都较小时，蒸气压曲线可近似为都较小时，蒸气压曲线可近似为直线。直线。由拉乌尔定律知由拉乌尔定律知p p与溶液质量摩尔浓度成正与溶液质量摩尔浓度成正比：比：依据相同三角形可得依据相同三角形可得p p和和T Tb b成正比成正比第55页5656第56页5757TTb b为难挥发性非电解质稀溶液沸点升高值，为难挥发性非电解质稀溶液沸点升高值，单位为单位为K K。K Kb b溶剂沸点升高常数溶剂沸点升高常数,单位单位K.kg.molK.kg.mol-1-1,只与溶只与溶剂相关，而与溶质无关，不一样溶剂有不一样剂相关，而与溶质无关，不一样溶剂有不一样K Kb b ，可查表。，可查表。第57页5858非电解质稀溶液凝固点下降也与溶质质量摩尔非电解质稀溶液凝固点下降也与溶质质量摩尔浓度成正比。浓度成正比。溶液凝固点下降，单位为溶液凝固点下降，单位为K K 凝固点下降常数，只与溶剂相关凝固点下降常数，只与溶剂相关 溶质质量摩尔浓度溶质质量摩尔浓度第58页5959溶液温度到达凝固点时，有少许固体纯溶剂析溶液温度到达凝固点时，有少许固体纯溶剂析出，使得出，使得溶液浓度增大溶液浓度增大(凝固点下降幅度凝固点下降幅度)，所，所以与纯液体不一样，溶液在凝结过程中凝固点以与纯液体不一样，溶液在凝结过程中凝固点不能保持恒定。不能保持恒定。溶液沸腾后，随溶液沸腾后，随溶剂溶剂不停析出，溶液浓度不停不停析出，溶液浓度不停增大，所以与纯溶液不一样，溶液在沸腾时沸增大，所以与纯溶液不一样，溶液在沸腾时沸点不能保持恒定，而是蒸气压逐步下降，沸点点不能保持恒定，而是蒸气压逐步下降，沸点逐步升高，逐步升高，直至溶液到达饱和直至溶液到达饱和。第59页6060溶液沸点上升和凝固点下降都与溶质溶液沸点上升和凝固点下降都与溶质质量摩尔浓度质量摩尔浓度成正比成正比溶液浓度越大，溶液浓度越大，蒸气压下降越大，蒸气压越下蒸气压下降越大，蒸气压越下降降，沸点越高，凝固点降低越多沸点越高，凝固点降低越多。能够经过对溶液沸点升高和凝固点下降测定来能够经过对溶液沸点升高和凝固点下降测定来估算溶质估算溶质摩尔质量摩尔质量。第60页6161第61页6262某一某一=1.0%=1.0%水溶液水溶液，测得其凝固点为，测得其凝固点为273.05K273.05K。计算该溶液中溶质摩尔质量。计算该溶液中溶质摩尔质量。解：依据公式：解：依据公式：第62页6363K Kf f 溶剂凝固点下降常数，只与溶剂相关溶剂凝固点下降常数，只与溶剂相关查表查表273.15273.15水溶剂凝固点下降常数为水溶剂凝固点下降常数为1.86K.kg.mol1.86K.kg.mol-1-1故：故：第63页6464溶液凝固点比纯溶剂凝固点低是一个常见自然溶液凝固点比纯溶剂凝固点低是一个常见自然现象。现象。比如：海水中含有大量盐分，在比纯水更低温比如：海水中含有大量盐分，在比纯水更低温度下才结冰。度下才结冰。第64页6565在在p=101.325kPap=101.325kPa大气压中，纯液体与其固相达大气压中，纯液体与其固相达成平衡时温度就是该液体正常凝固点。成平衡时温度就是该液体正常凝固点。在凝固点（或熔点）温度时，固相溶剂蒸气压在凝固点（或熔点）温度时，固相溶剂蒸气压与液相溶剂蒸气压相等。与液相溶剂蒸气压相等。若向到达若向到达平衡平衡纯液体与其固相系统中加入纯液体与其固相系统中加入溶质溶质，溶剂变成了溶液溶剂变成了溶液，蒸气压下降，原平衡必被破，蒸气压下降，原平衡必被破坏。怎样破坏？坏。怎样破坏？第65页6666此时固相溶剂蒸气压大于液相溶剂蒸气压，此时固相溶剂蒸气压大于液相溶剂蒸气压，固固相溶剂必定要融化相溶剂必定要融化?(一个体系总是要趋向于一个体系总是要趋向于平衡平衡)固相溶剂在融化过程中，要吸收系统能量，故固相溶剂在融化过程中，要吸收系统能量，故系统温度降低，引发固相溶剂及溶液上方溶剂系统温度降低，引发固相溶剂及溶液上方溶剂蒸气压下降。蒸气压下降。伴随温度下降，固态溶剂蒸气压降低程度要比伴随温度下降，固态溶剂蒸气压降低程度要比液态溶剂蒸气压降低猛烈。液态溶剂蒸气压降低猛烈。第66页6767温度下降，固态溶剂蒸气压降低程度要比液态温度下降，固态溶剂蒸气压降低程度要比液态溶剂蒸气压降低猛烈。溶剂蒸气压降低猛烈。第67页6868第68页6969冰和盐混合物惯用作制冷剂：冰表面总附有冰和盐混合物惯用作制冷剂：冰表面总附有少许水，当撒上盐后，盐溶解在水中形成溶液，少许水，当撒上盐后，盐溶解在水中形成溶液，因为溶液蒸气压下降，使其低于冰蒸气压，冰因为溶液蒸气压下降，使其低于冰蒸气压，冰就要融化。伴随冰融化，要吸收大量热，于是就要融化。伴随冰融化，要吸收大量热，于是冰盐混合物温度就降低。冰盐混合物温度就降低。采取采取NaClNaCl和冰，温度最低可降到和冰，温度最低可降到-22-22，用用CaClCaCl2 26H6H2 2O O和冰最低可降到和冰最低可降到-55-55。第69页70701.5.31.5.3溶液渗透压溶液渗透压什么叫渗透？什么叫渗透？第70页7171定义：一个经过半透膜进行扩散现象。定义：一个经过半透膜进行扩散现象。第71页7272为何？为何？这是因为半透膜只能阻止蔗糖分子扩散，并不这是因为半透膜只能阻止蔗糖分子扩散，并不能阻止水分子扩散，因为单位体积内纯水中水能阻止水分子扩散，因为单位体积内纯水中水分子比蔗糖溶液中水分子多，所以，纯水中水分子比蔗糖溶液中水分子多，所以，纯水中水分子经过半透膜进入糖溶液速率要比糖溶液中分子经过半透膜进入糖溶液速率要比糖溶液中水分子经过半透膜进入纯水中速率要大，所以水分子经过半透膜进入纯水中速率要大，所以糖溶液液面升高。糖溶液液面升高。第72页7373渗透压：将溶液与纯溶剂用半透膜隔开，若在渗透压：将溶液与纯溶剂用半透膜隔开，若在溶液溶液上加上一额外压力，恰能使渗透作用到达上加上一额外压力，恰能使渗透作用到达平衡，这个额外压力就是该平衡，这个额外压力就是该溶液溶液渗透压。渗透压。第73页7474渗透压是与温度及浓度相关溶液物理性质。渗透压是与温度及浓度相关溶液物理性质。德国植物学家德国植物学家菲弗尔菲弗尔第一定量研究了溶液渗透第一定量研究了溶液渗透与温度及浓度之间关系。与温度及浓度之间关系。荷兰理论化学家荷兰理论化学家范特霍夫范特霍夫深入总结了溶液渗透深入总结了溶液渗透压与浓度、温度关系压与浓度、温度关系:第74页7575例例1.71.7有一蛋白质饱和水溶液，每升含有蛋白质有一蛋白质饱和水溶液，每升含有蛋白质5.18g5.18g，已知在，已知在T=293.15KT=293.15K时，溶液渗透压为时，溶液渗透压为0.413kPa0.413kPa。求算出此蛋白质摩尔质量。求算出此蛋白质摩尔质量。第75页76761.7 1.7 胶体溶液胶体溶液胶体：并非是一个特殊物质，几乎各种经典晶胶体：并非是一个特殊物质，几乎各种经典晶体物质都能够用降低其溶解度或选择适当分散体物质都能够用降低其溶解度或选择适当分散剂方法制成溶胶。剂方法制成溶胶。胶体只不过是一个物质以一定分散程度存在状胶体只不过是一个物质以一定分散程度存在状态。态。胶体分散系颗粒：胶体分散系颗粒：1010-9-91010-7-7m m第76页77771.7.31.7.3溶胶制备溶胶制备分散法：超声波粉碎、高速胶体磨研磨、高压分散法：超声波粉碎、高速胶体磨研磨、高压电弧。电弧。（1 1）分散法：将粗分散系粒子经过破碎与研磨，）分散法：将粗分散系粒子经过破碎与研磨，使粒子大小到达胶体分散系范围内，这种方法使粒子大小到达胶体分散系范围内，这种方法称为分散法。称为分散法。（2 2）聚集法：使小分子、原子或离子聚集，使）聚集法：使小分子、原子或离子聚集，使粒子大小符合胶体分散系要求。粒子大小符合胶体分散系要求。聚集法：突然改变溶剂或者利用化学反应伎俩。聚集法：突然改变溶剂或者利用化学反应伎俩。第77页7878胶体溶液胶体溶液1 1、胶体溶液（溶胶）、胶体溶液（溶胶）(多相多相)；2 2、高分子溶液、高分子溶液（单相（单相）第78页7979溶胶系统是多相系统，相与相之间存在界面，溶胶系统是多相系统，相与相之间存在界面，也称为表面。也称为表面。分散系分散度惯用分散系分散度惯用比表面积比表面积来衡量。来衡量。比表面积比表面积定义为：定义为：S:S:分散质总表面积；分散质总表面积；V V：分散质总体积。：分散质总体积。第79页8080单位体积分散质表面积越大，即分散质颗粒越单位体积分散质表面积越大，即分散质颗粒越小，则比表面积越大，体系小，则比表面积越大，体系分散度越高分散度越高。比如比如V=1cmV=1cm3 3假如假如S=6cmS=6cm2 2,则则s=610s=6102 2m m-1-1假如假如S=610S=6107 7cmcm2 2，则，则s=610s=6109 9m m-1-1第80页81811.7.21.7.2表面吸附表面吸附表面能：表面能：表面质点比内部质点高出能量。表面质点比内部质点高出能量。将内部质点迁移到表面，即扩大表面积，就必将内部质点迁移到表面，即扩大表面积，就必须吸收能量。须吸收能量。为何？为何？处于液体或固体表面质点，如分子、原子离子处于液体或固体表面质点，如分子、原子离子所受其它质点作用力与处于内部质点不一样。所受其它质点作用力与处于内部质点不一样。内部质点所受协力为内部质点所受协力为0 0，表面质点因为外部气体表面质点因为外部气体分子对其引力较小分子对其引力较小，必定受到一指向液体或固，必定受到一指向液体或固体内部作用力。体内部作用力。受力不均，较为活跃。受力不均，较为活跃。第81页8282系统表面积越大，表面质点越多，表面能越高，系统表面积越大，表面质点越多，表面能越高，体系越不稳定。体系越不稳定。所以，液体和固体都有自动降低表面能能力所以，液体和固体都有自动降低表面能能力 ，也就是降低表面积，轻易往一起聚集。也就是降低表面积，轻易往一起聚集。凝聚和凝聚和表面吸附表面吸附是两种降低表面能路径。是两种降低表面能路径。第82页83831.7.3 1.7.3 溶胶性质溶胶性质（1 1）溶胶光学性质：丁达尔现象）溶胶光学性质：丁达尔现象;（2 2）溶胶动力学性质：布朗运动溶胶动力学性质：布朗运动;（3 3）溶胶电学性质）溶胶电学性质.第83页8484在溶胶中插入正负两个电极，溶胶粒子会发生在溶胶中插入正负两个电极，溶胶粒子会发生定向移动，这种现象称为溶胶定向移动，这种现象称为溶胶电泳电泳。经过溶胶粒子在电场中经过溶胶粒子在电场中迁移方向来判断溶胶粒子迁移方向来判断溶胶粒子带电性。带电性。Fe(OH)Fe(OH)3 3溶胶向负极移动，溶胶向负极移动，说明说明 Fe(OH)Fe(OH)3 3溶胶中分散溶胶中分散质粒子带正电荷。质粒子带正电荷。第84页8585若将分散质固定，则分散剂在电场作用下迁移，若将分散质固定，则分散剂在电场作用下迁移，这种现象称为这种现象称为电渗电渗。第85页8686（1 1）吸附作用：）吸附作用：溶胶粒子带电主要原因溶胶粒子带电主要原因（2 2）离解作用）离解作用Fe(OH)Fe(OH)3 3吸附吸附FeOFeO+，AsAs2 2S S3 3吸