普通化学气体和溶液省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

3 气体和液体*、溶液和胶体第1页理想气体状态方程道尔顿分压定律饱和蒸气压气体和液体*溶液和胶体溶液浓度蒸汽压下降沸点升高和凝固点降低渗透压溶液稀溶液依数性胶体性质溶胶结构稳定性和聚沉电解质溶液第2页理想气体和理想气体状态方程理想气体：理想气体：分子本身不占有体积，分子间没有相互作用力气体。实际气体在低压、高温低压、高温条件下，能够被看做理想气体。理想气体理想气体状态方程状态方程气体压力*体积气体物质量摩尔气体常数绝对温度抽象模型，实际中不存在。第3页例例*某碳氢化合物蒸气，在100、101.325kPa时，密度为 2.55gL-1;化合物中碳原子数与氢原子数之比为1:1。确定其分子式。解：设该化合物摩尔质量为 M,质量为 m。设化合物分子式为(CH)x,可推出：该化合物分子式为C6H6。依据已知条件列出代数式；计算时使用国际标准单位。第4页理想气体分压定律 各种相互不发生化学反应气体混合后，分子本身体积和相互作用均可忽略不计，得到理想气体混合物。任一组分气体对器壁碰撞所产生压力不以其它组分气体存在而有所改变，该组分分压与在相同温度下其单独充满整个容器时压力相同：道尔顿分压定律第5页ABCA+B+C道尔顿理想气体分压定律微观解释第6页例例*在25，99.43 kPa 时，排水法搜集氢气0.4000 L。计算相同温度和压力下，用分子筛除去水后所得干燥氢气体积V(H2)和氢气物质量n(H2)。（25 水饱和蒸气压为:p(H2O)=3.17 kPa）分子筛分子筛始态：始态：终态：等温过程：t=25 第7页解：在混合气体中氢气分压为：设干燥后氢气压力为 p(H2)。第8页液体饱和蒸气压敞口容器一定温度下，敞口容器中液体将不停蒸发至没有液体留下。第9页密闭容器中气-液平衡 密闭容器中液体饱和蒸汽压 在一定温度下，液体与其蒸气平衡时蒸气压力为该温度下液体饱和蒸气压，简称蒸气压。一定温度下，密闭容器中液体伴随蒸发进行，最终将到达液体蒸发与气体凝结动态平衡状态，蒸气压力不再改变。第10页水和冰蒸气压曲线0.611273.15373.15101.325p(kPa)T/K液态气态固态第11页3.1 分散系及其分类一个或各种物质分散在其它一个物质中所组成系统，称为分散系。分散质分散质分散剂分散剂实例实例气气空气液气云、雾固气烟气液碳酸饮料、泡沫液液白酒、牛奶固液泥浆气固泡沫塑料、木炭液固硅胶固固合金第12页分散系溶液胶体分散系粗分散系高分子溶液胶体悬浊液乳浊液分散质粒径100 nm相态均相体系多相体系稳定性稳定较稳定不稳定分散质渗透性透过半透膜透过滤纸，不能透过半透膜不能透过滤纸常见液态分散系第13页3.2 溶液由两种或两种以上物质混合而成均相分散体系。定义适用范围：固、液、气三态，但通常是指分散剂为液体分散体系，通常指溶液和高分子溶液。第14页3.2.1 溶液浓度溶液浓度质量分数摩尔分数质量摩尔浓度物质量浓度质量浓度第15页摩尔分数摩尔分数溶液中全部组分物质量和组分B物质量xB单位为 1。二组分体系：xA+xB=1;多组分体系:x1+x2+xi+.+xn=1第16页物质量浓度物质量浓度溶质物质量溶液体积注意事项：(1)cBSI单位是molm-3,惯用单位是是molL-1;(2)使用该浓度单位时必须注明溶质基本单元，不然无意义。第17页质量摩尔浓度质量摩尔浓度溶剂质量溶质物质量注意事项：(1)bB SI单位是molkg-1;(2)该浓度表示法与温度无关。第18页质量分数质量分数溶液中全部组分质量和组分B质量B单位为 1。二组分体系：A+B=1;多组分体系:1+2+i+.+n=1.第19页质量浓度质量浓度溶液体积组分B质量第20页几个浓度标度之间换算物质量浓度物质量浓度与质量分数质量分数：物质量浓度物质量浓度与质量摩尔浓度质量摩尔浓度：稀水溶液中：稀溶液中：mmAcB(molL-1)bB(molkg-1)主要近似第21页例例 3-1 10g NaCl和90g H2O配成=1.074gcm-3溶液，分别求出溶液中NaCl、H2O质量分数、摩尔分数及c(NaCl)和b(NaCl)。解：第22页3.2.2 稀溶液依数性稀溶液蒸气压下降和拉乌尔定律溶液沸点升高溶液沸点升高溶液渗透压溶液渗透压溶液凝固点降低溶液凝固点降低 稀溶液稀溶液：溶液中溶质与溶剂间没有相互作用没有相互作用溶液，所以是一个理想化溶液模型理想化溶液模型。稀溶液中溶剂与纯溶剂相比，仅仅是稀溶液中溶剂摩尔分数较小。第23页蒸气压下降xA=1xA=0.8溶剂分子(A)溶质分子(B)拉乌尔定律(Roults Law)第24页拉乌尔定律另一个表述二组分难挥发性非电解质稀溶液体系中合理近似。令 pA0MA=k,则：一定温度下，难挥发非电解质稀溶液蒸汽压下降值与溶质质量摩尔浓度成正比，而与溶质本性无关。第25页拉乌尔定律适用范围适用体系不适用体系难挥发非电解质稀溶液难挥发非电解质浓溶液挥发性理想溶液*难挥发电解质溶液难挥发电解质稀溶液第26页思索题思索题1.请导出多组分难挥发非电解质稀溶液拉乌尔定律表示式。2.拉乌尔定率表示式中常数k取值是由何者性质决定？该专题所讨论稀溶液依数性与是与溶剂性质相关，还是与溶质性质相关？第27页沸点升高Tp/kPaT0bTb(1)p2P0p1T0bTb(1)Tb(2)p0Tb(2)kb:沸点上升常数第28页凝固点降低ppA2 pA1pA0Tf0Tf2 Tf1Tkf:凝固点下降常数第29页溶液渗透压扩散现象、渗透现象和半透膜第30页渗透压与温度及浓度定量关系:Pa,cB:molm-3,R=8.314 Jmol-1K-1,T:K.第31页溶液依数性应用和生物学意义物质摩尔质量测定获取低温体系防冻反渗透技术植物抗旱和抗寒生物体内半透膜结构和物质选择性转运第32页例例 3-2 甘油2.76g溶于200g水中，测得凝固点下降0.279，求甘油相对分子质量。解：依据公式：查表得水凝固点下降常数为1.86 Kkg mol-1.第33页例例3-3 25时，1L溶液中含有5.00g蛋清蛋白质，其渗透压为0.298 kPa，求蛋清蛋白质相对分子质量。解：依据渗透压公式：第34页胶体*溶胶：分散质颗粒直径在10-110-7 m高分子溶液：分散质为高分子胶体溶液分散度表示：s=SV比表面积分散质总表面积分散质体积第35页表面能与比表面积 比表面积：单位体积分散质总表面积，惯用来衡量分散度。伴随分散过程进行，分散质颗粒变小，比表面积急剧增大。s:比表面积，单位:m-1;S:分散质总表面积，单位:m2；V:分散质体积，单位:m3。表面能：表面质点比内部质点所多出能量。物质表面积越大，其表面能也越高，体系越不稳定。第36页胶体表面吸附现象产生原因：表面能作用。应用：脱色、催化裂解、净水等。第37页溶胶制备分散法：超声波粉碎、高速胶体磨研磨、高压电弧放电。聚集法：改变溶剂、化学反应。第38页溶胶性质丁达尔现象：光散射作用。超显微镜布朗运动：溶胶动力学特征。电泳和电渗：溶胶粒子带电。第39页胶团结构 溶胶粒子为减小其表面能，会选择性吸附体系中其它离子，造成其表面带电，带电表面又会经过静电引力与体系中带相反电荷离子发生作用，形成双电层结构。I-I-I-(AgI)mK+K+K+K+K+K+K+K+I-I-I-I-I-胶核胶粒胶团吸附层扩散层(AgI)m 胶核nI-电位离子(n-x)K+反离子x K+x-反离子吸附层胶粒扩散层胶团第40页(AgI)m 胶粒胶团胶核吸附层扩散层Ag+Ag+Ag+Ag+Ag+Ag+NO3-NO3-NO3-NO3-NO3-NO3-NO3-NO3-NO3-NO3-NO3-NO3-NO3-(AgI)mnAg+(n-x)NO3-x+xNO3-(Fe(OH)3)mnFeO+(n-x)Cl-x+xCl-(As2S3)mnHS-(n-x)H+x-xH+(H2SiO3)mnHSiO3-(n-x)H+x-xH+第41页扩散层吸附层ClClClClClClFeOFeOFeOFeOFeOFeOFeOFeOClClFe(OH)3m胶核胶核电位离子反离子反离子吸附层吸附层扩散层扩散层胶团胶团胶粒胶粒第42页溶胶稳定性和沉聚不稳定原因重力沉降表面收缩稳定原因布郎运动胶粒带电和表面溶剂化作用第43页溶胶沉聚和保护溶胶浓度过高加热加入电解质布朗运动加剧破坏吸附层和扩散层结构沉聚溶胶互聚保护加入保护剂渗析第44页电解质溶液*电解质溶液与非电解质稀溶液依数性不一样。电离强电解质完全电离弱电解质部分电离溶液体系内溶质微粒数目改变理论电离度与试验电离度间存在偏差离子氛和离子对a=c(3 2)第45页活度系数与离子强度a=c(3 2)活度系数 =f(I)第46页本章小结理想气体状态方程及道尔顿分压定律液体饱和蒸气压溶液浓度几个表示方法理想稀溶液和稀溶液依数性第47页