理学大学化学必备1.pptx

1 第一章第一章 物质的聚集状态物质的聚集状态21.1分散系分散系1.2 气体气体1.3溶液浓度的表示方法溶液浓度的表示方法1.4稀溶液的通性稀溶液的通性1.5胶体溶液胶体溶液1.6高分子溶液和乳浊液高分子溶液和乳浊液主要内容主要内容3学习要求 1.1.了解分散系的分类及主要特征；了解分散系的分类及主要特征；2.2.掌掌握握溶溶液液浓浓度度的的表表示示方方法法及及各各种种表表示示方方法法之之间间的的换换算；算；3.3.掌握物质的基本单元概念及其应用；掌握物质的基本单元概念及其应用；4 4.掌握稀溶液的通性及其应用；掌握稀溶液的通性及其应用；5.5.理解胶体的基本概念、结构及其性质；理解胶体的基本概念、结构及其性质；6.6.了解高分子溶液、表面活性物质、乳浊液的基了解高分子溶液、表面活性物质、乳浊液的基 本概念和特征。本概念和特征。4物质的三种状态及其特征物质的三种状态及其特征固态固态液态液态气态气态固态：分子排列规则紧密，分子间作用力明显，有固定的形状固态：分子排列规则紧密，分子间作用力明显，有固定的形状液体：分子排列比较疏松，具有流动性，分子间作用力较小液体：分子排列比较疏松，具有流动性，分子间作用力较小气体：分子排列非常松，具有流动性，分子间几乎没有作用力气体：分子排列非常松，具有流动性，分子间几乎没有作用力5固态固态液态液态气态气态相互转化相互转化6“火火”既不是气体或液体、既不是气体或液体、更不是固体，是等离子体。更不是固体，是等离子体。等离子体等离子体（电浆）：由大量带正负电荷的粒子组成的非束缚（电浆）：由大量带正负电荷的粒子组成的非束缚态的宏观体系，它们的异类带电粒子间相互态的宏观体系，它们的异类带电粒子间相互“自由自由”。等离子体应用等离子体应用：（1）氢弹就是人类历史上第一次成功应用高氢弹就是人类历史上第一次成功应用高温等离子体的产物；温等离子体的产物；（2）用等离子体照射种子来提高农作物的产量；用等离子体照射种子来提高农作物的产量；（3）大屏幕的等离子体电视机等。）大屏幕的等离子体电视机等。物质的第四种状态物质的第四种状态等离子体等离子体781.1分散系分散系体系体系(system)：所选取的研究对象称为体系。所选取的研究对象称为体系。相相(phase)：体系中物理性质和化学性质完全相同体系中物理性质和化学性质完全相同 的均匀部分。的均匀部分。由一种或几种物质由一种或几种物质分散到另一种物质分散到另一种物质中所形成的体系中所形成的体系分散系分散系分散相分散相 (dispersion phase)(dispersion phase)（分散质）（分散质）被分散的物质被分散的物质分散介质分散介质 (dispersion medium)(dispersion medium)（分散剂）（分散剂）起分散作用的物质起分散作用的物质(相相)分散质和分散剂可以是固体、液体或气体分散质和分散剂可以是固体、液体或气体!9细小水滴+空气云雾二氧化碳+水汽水金属化合物+岩石矿石固体颗粒+空气烟1011按聚集状态分类的各种分散系按聚集状态分类的各种分散系_分分散散相相分分散散介质介质实实例例_气气气气液液固固气气液液固固气气液液固固液液固固空气、家用煤气空气、家用煤气云、雾云、雾泥浆、油漆、墨水泥浆、油漆、墨水烟、灰尘烟、灰尘牛奶、豆浆、农药乳浊液牛奶、豆浆、农药乳浊液泡沫、汽水泡沫、汽水红宝石、合金、有色玻璃红宝石、合金、有色玻璃肉冻、硅胶、珍珠肉冻、硅胶、珍珠泡沫塑料、木炭、浮石泡沫塑料、木炭、浮石12按分散相粒子大小分类的分散系按分散相粒子大小分类的分散系分子或离子分散系分子或离子分散系（粒子直径小于（粒子直径小于1nm1nm）胶体分散系胶体分散系（粒子直径在（粒子直径在1-100nm1-100nm之间）之间）粗分散系粗分散系（粒子直径大于（粒子直径大于100nm100nm）低分子溶液低分子溶液（分散（分散相相是小分子）是小分子）高分子高分子溶液溶液(分分散相是散相是大分子大分子)胶体溶液胶体溶液(分分散相是分子散相是分子的小集合体的小集合体)浊液（分散相是分浊液（分散相是分子的大集合体）子的大集合体）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不可见电子显微镜不可见超显微镜可观察其存在超显微镜可观察其存在一般显微镜可见一般显微镜可见能透过半透膜能透过半透膜能透过滤纸能透过滤纸,不能透过不能透过半透膜半透膜不能透过滤纸不能透过滤纸单相体系单相体系多相体系多相体系!13溶液溶液(或真溶液或真溶液):):分散相粒子直径分散相粒子直径小于小于1nm1nm,均均相系统相系统,透明透明,不能发生光的散射不能发生光的散射,扩散速度快扩散速度快,为热力学稳定状态为热力学稳定状态.胶体分散系统胶体分散系统:分散相在某方向上的直径在分散相在某方向上的直径在 1100nm1100nm之间之间,可透明或不透明可透明或不透明,均可发生光散均可发生光散射射,胶体粒子扩散速率慢胶体粒子扩散速率慢,不能透过半透膜不能透过半透膜,有较有较高的渗透压高的渗透压.粗分散系统粗分散系统:分散相粒子在某方向上的直径分散相粒子在某方向上的直径大大于于100nm100nm,如悬浮液如悬浮液,乳状液乳状液,泡沫泡沫,粉尘等粉尘等.与胶与胶体有许多共同特性体有许多共同特性.14溶液溶液(或真溶液或真溶液):):分散相粒子直径分散相粒子直径小于小于1nm1nm,均相均相 系统系统,透明透明,不能发生光的散射不能发生光的散射,扩散速度快扩散速度快,为热力学稳定状态为热力学稳定状态。溶液溶液(solution)(solution)定义：定义：由至少两种物质组成的由至少两种物质组成的均一、稳定的混合物，被分散的物质（溶质）均一、稳定的混合物，被分散的物质（溶质）以分子或更小的质点分散于另一物质（溶剂）中以分子或更小的质点分散于另一物质（溶剂）中。三种状态：三种状态：大气是一种大气是一种气体溶液气体溶液；固体溶液混合物常称固体溶液混合物常称固溶体固溶体，如合金，如合金；一般溶液只是专指一般溶液只是专指液体溶液液体溶液。15最轻的固体最轻的固体气凝胶气凝胶特性特性:密度极低（空气的密度极低（空气的3 3倍）。倍）。非常好的隔热效果。非常好的隔热效果。非常坚固耐用。非常坚固耐用。用途：用途：制作火星探险宇航服制作火星探险宇航服 防弹不怕被炸防弹不怕被炸 可处理生态灾难（吸附材料）可处理生态灾难（吸附材料）网球拍击球能力更强网球拍击球能力更强16 1.2 1.2 气体气体1.2.1 1.2.1 理想气体状态方程式理想气体状态方程式(idealorperfectgasequation)pV=nRT p为气体的压力，SI单位为Pa；V为气体的体积，SI单位为为m3；n为物质的量，SI单位为mol；T为气体的热力学温度，SI单位为K；R为气体常数，8.314Jmol-1K-1(Pam3molk-1)17 理想气体：理想气体：一种假想的气体。一种假想的气体。真实气体，特别是非极性分子或极性小的分子，真实气体，特别是非极性分子或极性小的分子，在压力不太高，温度不太低的情况下，若能较好地服在压力不太高，温度不太低的情况下，若能较好地服从理想气体状态方程，则可视为理想气体。从理想气体状态方程，则可视为理想气体。例例1-1某氢气钢瓶容积为某氢气钢瓶容积为50.0L,25.0时，压力为时，压力为500kPa，计算钢瓶中氢气的质量。，计算钢瓶中氢气的质量。解：根据理想气体方程式解：根据理想气体方程式 钢瓶中氢气的质量为：钢瓶中氢气的质量为：10.1mol2.01gmol-1=20.3g181.2.2.1.2.2.分压定律分压定律 分压分压:在一定温度下，混合气体中，某一组分气体在一定温度下，混合气体中，某一组分气体B B单单独对容器壁的压力，称为该气体的分压。独对容器壁的压力，称为该气体的分压。道尔顿（道尔顿（DaltonDalton）分压定律：）分压定律：推论：推论：两式相除两式相除,可得可得,表明表明混合气体组分混合气体组分B B的分压等于的分压等于n(B)/n n(B)/n 的比值与混合气体的比值与混合气体总压之乘积总压之乘积。19摩尔分数摩尔分数 nBB的物质的量，SI单位为mol；n 混合物总的物质的量，SI单位为mol ；量纲为1。两组分体系两组分体系 XA+XB=1混合气体组分混合气体组分B的分压等于物质的分压等于物质B的的摩尔分数与混合气体总压之乘积。摩尔分数与混合气体总压之乘积。20 基本单元基本单元 基本单元基本单元可以是分子、原子、离子、电子及其它粒子或这些可以是分子、原子、离子、电子及其它粒子或这些粒子的特定组合。粒子的特定组合。n(Hn(H2 2)=1mol )=1mol 该物系含有该物系含有 1mol H1mol H2 2 n(2H n(2H2 2)=1mol )=1mol 该物系含有该物系含有1mol 2H1mol 2H2 2 1mol(2H 1mol(2H2 2+O+O2 2=2H=2H2 2O)O)指指1mol1mol反应反应同一物质，若基本单元不同，其物质的量的数值不同。同一物质，若基本单元不同，其物质的量的数值不同。如如18克克H2O：n（H2O)=1moln（1/2H2O)=2moln（2H2O)=0.5mol相同质量的同一物质，其基本单元越大，物质的量的数相同质量的同一物质，其基本单元越大，物质的量的数值越小。值越小。注意注意：使用物质的量单位使用物质的量单位mol时，要指明物质的时，要指明物质的基本单元基本单元(粒粒子结合体子结合体)。如如n(H2)=1mol211.3.1质量分数质量分数 mB 物质B的质量；m 混合物的质量；wB 物质B的质量分数，量纲为1。1.3 1.3 溶液浓度的表示方法溶液浓度的表示方法221.3.2摩尔分数摩尔分数 nBB的物质的量，SI单位为mol；n 混合物总的物质的量，SI单位为mol ；量纲为1。两组分体系两组分体系 XA+XB=123例：求例：求(NaCl)=10%的的NaCl水溶液中溶质和溶剂的水溶液中溶质和溶剂的摩尔分数。摩尔分数。解：根据题意，解：根据题意，100g溶液中含有溶液中含有NaCl10g，水水90g。即。即m(NaCl)=10g,而而m(H2O)=90g 241.3.3 1.3.3 物质的量浓度物质的量浓度 CB 物质的量浓度，单位为molL-1。nB 物质B的物质的量，单位为mol。V 混合物的体积，单位为L。VncBB=25c(KMnO4)=0.10molL 1c(1/5KMnO4)=0.10molL 1相同质量的同一物质，其基本单元越大，物质的量的相同质量的同一物质，其基本单元越大，物质的量的数值越小。数值越小。相同浓度，其基本单元越大，该物质的量的数值越小。相同浓度，其基本单元越大，该物质的量的数值越小。1L溶液溶液n(KMnO4)=0.10moln(1/5KMnO4)=0.10moln(KMnO4)=0.20mol261.3.4质量摩尔浓度质量摩尔浓度 bB质量摩尔浓度，单位为质量摩尔浓度，单位为molKg-1。nB溶质溶质B的物质的量，单位为的物质的量，单位为mol。mA溶剂的质量，单位为溶剂的质量，单位为kg。27名称名称数学表达式数学表达式单位单位物质的量浓度物质的量浓度molL-1质量摩尔浓度质量摩尔浓度molkg-1质量分数质量分数量纲为1 摩尔分数摩尔分数量纲为1 几种溶液浓度的表示方法小结几种溶液浓度的表示方法小结A!b(B)281.3.5几种溶液浓度之间的关系几种溶液浓度之间的关系(1)物质的量浓度与质量分数物质的量浓度与质量分数 cB 溶质B的量浓度;溶液的密度;wB溶质B的质量分数;MB 溶质B的摩尔质量。29(2)(2)物质的量浓度与质量摩尔浓度物质的量浓度与质量摩尔浓度 若该系统是一个两组分系统，且若该系统是一个两组分系统，且B组分的含量组分的含量较少，则溶液的质量较少，则溶液的质量m 近似等于溶剂的质量近似等于溶剂的质量mA,上式可近似成为：上式可近似成为：若该溶液是稀的水溶液，则：CB=bB30 （3）为什么淡水鱼不能在海水中生存？）为什么淡水鱼不能在海水中生存？（4）人在发高烧时为什么必须补充水分？）人在发高烧时为什么必须补充水分？（5）你了解医学上血液透析吗？）你了解医学上血液透析吗？（6）你了解工业上海水淡化反渗透原理吗？）你了解工业上海水淡化反渗透原理吗？（1）植物为什么有抗寒性和耐旱性？）植物为什么有抗寒性和耐旱性？（2）雨雪天气为什么在路面撒盐？）雨雪天气为什么在路面撒盐？31 1.4 1.4 稀溶液的通性稀溶液的通性溶液有两大类性质：溶液有两大类性质：(1)(1)与与溶溶液液中中溶溶质质的的本本性性有有关关：颜颜色色、比比重重、酸酸碱碱性和导电性等性和导电性等(2)(2)与与溶溶液液中中溶溶质质的的独独立立质质点点数数有有关关（与与溶溶质质的的本本性无关性无关):):如溶液的蒸气压、凝固点、沸点和渗透压等。如溶液的蒸气压、凝固点、沸点和渗透压等。32u蒸气压下降蒸气压下降（The lowering of the vapor The lowering of the vapor pressure)pressure)u沸点上升沸点上升 (The elevation of the boiling(The elevation of the boiling point)point)u凝固点降低凝固点降低 (The depression of the freezing(The depression of the freezing point)point)u渗透压渗透压 (The phenomenon of osmotic(The phenomenon of osmotic pressure)pressure)稀溶液的通性（依数性）：稀溶液的通性（依数性）：难挥发的非电解质难挥发的非电解质稀溶液有一定的共同性和规律性稀溶液有一定的共同性和规律性。331.4.1 1.4.1 溶液的蒸气压下降溶液的蒸气压下降（1 1）纯溶剂的）纯溶剂的 饱和蒸气压饱和蒸气压(P0)一定温度下，溶剂表面的蒸发与凝聚达到动态平衡时所对应的蒸气压力。蒸发为气态溶剂粒子数蒸发为气态溶剂粒子数目与气态粒子凝聚成液态的目与气态粒子凝聚成液态的溶剂粒子数目相等时，液体溶剂粒子数目相等时，液体上方所具有的压力。上方所具有的压力。34蒸气压蒸气压温度曲线温度曲线温度升高，温度升高，蒸气压增大蒸气压增大任何纯溶剂在一定温度下都有一个确定的饱和蒸气压，且随温度的升高而增大。饱和蒸气压与温度有关饱和蒸气压与温度有关35 蒸气压的大小，与液体分子间的吸引力有关，吸蒸气压的大小，与液体分子间的吸引力有关，吸引力越大，蒸气压越小。极性分子的吸引力强，蒸气引力越大，蒸气压越小。极性分子的吸引力强，蒸气压小（如硫酸等）；非极性分子的吸引力小，蒸气压压小（如硫酸等）；非极性分子的吸引力小，蒸气压大（如乙醚、汽油等）。大（如乙醚、汽油等）。(CH4H2O)分子量越大，分子间的作用力越强，蒸气压越小分子量越大，分子间的作用力越强，蒸气压越小（CH4C2H6C3H8)。固体也有饱和蒸气压。如干冰、萘、碘等固体，固体也有饱和蒸气压。如干冰、萘、碘等固体，蒸气压很大，可直接由固体变成气体（升华）。蒸气压很大，可直接由固体变成气体（升华）。饱和蒸气压与物质的种类、性质有关饱和蒸气压与物质的种类、性质有关36练练习习(1)在相同的温度下在相同的温度下,蒸气压最高的一种物质是蒸气压最高的一种物质是()(A)C10H22(B)C4H10(C)C6H14(D)C5H12(2)室温时室温时,下列物质中蒸气压最大的是下列物质中蒸气压最大的是()(A)CH4(B)Br2(C)盐酸盐酸(D)NaOH固体固体BA37（2 2）溶液的蒸气压下降）溶液的蒸气压下降 当溶质分散于溶剂之中，溶当溶质分散于溶剂之中，溶液表面的部分位置，被溶质分子液表面的部分位置，被溶质分子所占据，使得单位表面所能逸出所占据，使得单位表面所能逸出的溶剂的分子个数减少，因此溶的溶剂的分子个数减少，因此溶液蒸气压较之纯溶剂有所降低。液蒸气压较之纯溶剂有所降低。同一温度下，溶液的蒸气压比纯溶同一温度下，溶液的蒸气压比纯溶剂的蒸气压要小，它们之间的差值，叫剂的蒸气压要小，它们之间的差值，叫“溶液的蒸气压下降溶液的蒸气压下降”（P）。）。38法国物理学家拉乌尔法国物理学家拉乌尔(F(FM MRoult)Roult)在在18871887年年总结出一条关于溶液蒸气压的规律总结出一条关于溶液蒸气压的规律:p=p0 xA p 溶液的蒸气压，单位为溶液的蒸气压，单位为Pa；p0溶剂的饱和蒸气压，单位为溶剂的饱和蒸气压，单位为Pa；xA溶剂的摩尔分数。溶剂的摩尔分数。拉乌尔定律拉乌尔定律39由于由于xA+xB=l，即，即xA=l xB，所以所以p=p0(1 xB)=p0 p0 xB p0 p=p0 xB p=p0 xB p溶液蒸气压的下降值，单位为溶液蒸气压的下降值，单位为Pa；xB溶质的摩尔分数。溶质的摩尔分数。结论结论 :在一定温度下，难挥发非电解质稀溶液的在一定温度下，难挥发非电解质稀溶液的蒸气压的下降值与溶质的摩尔分数成正比。蒸气压的下降值与溶质的摩尔分数成正比。拉乌尔定律拉乌尔定律40 环境温度发生较大改变时，植物细胞中的环境温度发生较大改变时，植物细胞中的有机体会产生大量可溶性碳水化合物来提高有机体会产生大量可溶性碳水化合物来提高细胞液浓度。温度升高时，细胞液浓度增加，细胞液浓度。温度升高时，细胞液浓度增加，细胞液蒸气压下降较大，使得细胞的水份蒸细胞液蒸气压下降较大，使得细胞的水份蒸发减少，因此表现出植物的抗旱能力。发减少，因此表现出植物的抗旱能力。植物的抗旱性植物的抗旱性4120时时,每每500g水中含有水中含有25.97g己六醇己六醇的水溶液的水溶液,其蒸气压为其蒸气压为2322Pa,已知在此温已知在此温度度,纯水的蒸气压为纯水的蒸气压为2334Pa,计算己六醇的计算己六醇的摩尔质量。摩尔质量。2322=2334 500 25.97 +18.0 MB MB=181 gmol-1 500/18.0 解：p=p0 xA 421.4.2溶液沸点的升高和疑固点下降溶液沸点的升高和疑固点下降（1）溶液的沸点上升溶液的沸点上升沸沸点点：液液体体蒸蒸气气压压随随温温度度升升高高而而增增大大，当当温温度度升升到到蒸蒸汽汽压压等等于于外外界界压压力力时时，液液体体就就沸沸腾腾了了，这这个个温温度度称称为为该该液液体体的的沸点。沸点。难挥发物质的溶液的沸点总难挥发物质的溶液的沸点总是高于纯溶剂的沸点，二者是高于纯溶剂的沸点，二者之差为：之差为：Tb=Tb T0=kbbB kb称为溶剂的摩尔沸点上升称为溶剂的摩尔沸点上升常数，单位为常数，单位为Kkgmol-1。pT溶剂溶液101.325kPaT0TbpABAB型强电解质型强电解质弱电解质弱电解质非电解质非电解质69选择题选择题1.下列溶液浓度相同下列溶液浓度相同,沸点最高的是沸点最高的是（）A.C6H12O6B.H3BO3C.KClD.BaCl22.下下 列列 稀稀 溶溶 液液 浓浓 度度 相相 同同 时时，蒸蒸 气气 压压 最最 高高 的的 是是：（）ACaCl2溶液溶液BNaCl溶液溶液CHAc溶液溶液D蔗糖溶液。蔗糖溶液。3.称取同样质量的两种难挥发的电解质称取同样质量的两种难挥发的电解质A和和B,分别溶解在分别溶解在1升水中升水中,测得测得A溶液的凝固点比溶液的凝固点比B溶液的凝固点低，则溶液的凝固点低，则（）A.B的分子量小于的分子量小于A的分子量的分子量B.A的分子量和的分子量和B的分子量的分子量相同相同C.B的分子量大于的分子量大于A的分子量的分子量4.某质量摩尔浓度为某质量摩尔浓度为m的稀水溶液，其沸点上升值的稀水溶液，其沸点上升值凝固点下降值凝固点下降值之间的关系是：（之间的关系是：（）ATbTf；BTb=Tf；CTbTf；D没有关系。没有关系。DDCC705.人体体温约人体体温约37，血液渗透压约为，血液渗透压约为773kPa，需注射与血液具有相，需注射与血液具有相同渗透压的葡萄糖注射液浓度约是同渗透压的葡萄糖注射液浓度约是(葡萄糖分子量葡萄糖分子量180)：（：（）A85gdm-3；B54gdm-3；C8.5gdm-3；D5.4gdm-36.某难挥发的非电解质稀水溶液的沸点为某难挥发的非电解质稀水溶液的沸点为100.82，则其凝固点：，则其凝固点：（）A-0.58；B-0.68；C-0.78；D-0.88。7.以下论述正确的是（以下论述正确的是（）（A）饱和溶液一定是浓溶液）饱和溶液一定是浓溶液（B）甲醇是易挥发性液体，溶于水后水溶液凝固点不能降低）甲醇是易挥发性液体，溶于水后水溶液凝固点不能降低（C）强电解质溶液的活度系数皆小于）强电解质溶液的活度系数皆小于1（D）质量摩尔浓度数值不受温度变化）质量摩尔浓度数值不受温度变化8.主要决定于溶解在溶液中的粒子的数目主要决定于溶解在溶液中的粒子的数目,而不决定于这些粒子的而不决定于这些粒子的性质的特性叫性质的特性叫-()(A)等电子性等电子性(B)各向同性各向同性(C)依数性依数性(D)相似相溶性相似相溶性DCBD71 按分散相粒子大小分类的分散系按分散相粒子大小分类的分散系分子或离子分散系分子或离子分散系（粒子直径小于（粒子直径小于1nm1nm）胶体分散系胶体分散系（粒子直径在（粒子直径在1-100nm1-100nm之间）之间）粗分散系粗分散系（粒子直径大于（粒子直径大于100nm100nm）低分子溶液低分子溶液（分散（分散相相是小分子）是小分子）高分子高分子溶液溶液(分分散相是散相是大分子大分子)胶体溶液胶体溶液(分分散相是分子散相是分子的小集合体的小集合体)浊液（分散相是分浊液（分散相是分子的大集合体）子的大集合体）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不可见电子显微镜不可见超显微镜可观察其存在超显微镜可观察其存在一般显微镜可见一般显微镜可见能透过半透膜能透过半透膜能透过滤纸能透过滤纸,不能透过不能透过半透膜半透膜不能透过滤纸不能透过滤纸 单相体系单相体系多相体系多相体系高分子溶液高分子溶液:由于高分由于高分子以分子形式溶于介质子以分子形式溶于介质中中,分散相与分散介质分散相与分散介质之间没有相界面之间没有相界面,大多大多是均相的热力学稳定系是均相的热力学稳定系统统.传统上称亲液溶胶传统上称亲液溶胶.如淀粉溶液和蛋白质溶如淀粉溶液和蛋白质溶液等。液等。溶胶溶胶:高度分散的多相系高度分散的多相系统统,分散相与分散介质之分散相与分散介质之间亲和力较弱间亲和力较弱,有很大的有很大的相界面相界面,很高的表面能很高的表面能,能自动聚集成大颗粒能自动聚集成大颗粒,自自动吸附某种离子而带电动吸附某种离子而带电,是热力学不稳定系统是热力学不稳定系统.液液溶胶传统上称憎液溶胶溶胶传统上称憎液溶胶.如如Fe(OH)3胶体和胶体和As2S3胶体胶体.1.6 胶体溶液 721.6.1分散度和表面吸附分散度和表面吸附(1)比表面积比表面积分散系的分散度分散系的分散度(dispersion degree)(dispersion degree)常用比表面积常用比表面积（specific surface)specific surface)来衡量。来衡量。s=S/Vs 分散质的比表面积，单位是m-1；S 分散质的总表面积，单位是m2；V 分散质的体积，单位是m3。单位体积的分散质表面积越大，即分散相的颗粒单位体积的分散质表面积越大，即分散相的颗粒越小越小,则比表面积越大，体系的分散度越高。则比表面积越大，体系的分散度越高。73（2 2）表面吸附）表面吸附 内内部部质质点点:同同时时受受到到各各个个方方向向并并且且大大小小相相近近的的作作用用力力，它它所所受受到到的的总总的的作用力为零。作用力为零。物物质质表表面面的的质质点点:受受到到的的来来自自各各个个方方向的作用力的合力就不等于零。向的作用力的合力就不等于零。表表面面能能：表表面面质质点点比比内内部部质质点点所所多多余的能量。余的能量。减减少少表表面面能能的的方方法法：吸吸附附其其他他物物质质、减少表面积减少表面积;进入物质内部。进入物质内部。741.1.6.2 6.2 胶团结构胶团结构溶胶具有扩散双电层结构溶胶具有扩散双电层结构扩散层扩散层吸附层吸附层ClClClClClClFeOFeOFeOFeOFeOFeOFeOFeOClClFe(OH)3m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75 (AgI)m nAg(nx)NO3x+xNO3 胶核胶核 电位离子电位离子 反离子反离子 反离子反离子 过量的稀过量的稀AgNOAgNO3 3与稀与稀KIKI溶液反应制备的溶液反应制备的AgIAgI溶胶溶胶AgIAgI胶团结构简式：胶团结构简式：扩散层扩散层胶团胶团吸附层吸附层胶粒胶粒76胶团结构式 氢氧化铁 (Fe(OH)3)mnFeO+(nx)Clx+xCl三硫化二砷 (As2S3)mnHS(nx)H+xxH+硅胶 (H2SiO3)mnHSiO3(nx)H+xxH+一般来讲，金属氢氧化物、金属氧化物等胶体微粒吸附阳离子，带正电荷；一般来讲，金属氢氧化物、金属氧化物等胶体微粒吸附阳离子，带正电荷；非金属氧化物、非金属硫化物等胶体微粒吸附阴离子，带负电荷。非金属氧化物、非金属硫化物等胶体微粒吸附阴离子，带负电荷。因此，在电泳实验中，氢氧化铁胶体微粒向阴极移动，三硫化二砷胶体微粒因此，在电泳实验中，氢氧化铁胶体微粒向阴极移动，三硫化二砷胶体微粒向向阳极移动。阳极移动。77清晨，在茂密的树林中，我们常常可以看到从树叶间透过的一道道光柱。你知道这是什么原因吗？你知道这是什么原因吗？781.6.3 胶体溶液的性质光学性质：光学性质：丁达尔效应丁达尔效应动力学性质：动力学性质：布朗运动布朗运动电学性质：电学性质：电泳现象电泳现象胶胶体体溶溶液液的的性性质质79透透镜镜溶胶溶胶丁达尔效应丁达尔效应光光源源（1）溶胶的光学性质80产生原因：光线照射到物体表面时，可能产生两种情况：光线照射到物体表面时，可能产生两种情况：（1 1）颗粒的直径远远大于入射光的波长，此时入射）颗粒的直径远远大于入射光的波长，此时入射光被完全反射；光被完全反射；（2 2）物质的颗粒直径比入射波长小，则发生光的散）物质的颗粒直径比入射波长小，则发生光的散射作用而出现丁达尔现象。射作用而出现丁达尔现象。因为溶胶的粒子直径在因为溶胶的粒子直径在1 1一一100nm100nm，而一般可，而一般可见光的波长范围在见光的波长范围在400400一一760nm760nm。81 丁达尔效应丁达尔效应：由于溶胶的高度分散性和多相：由于溶胶的高度分散性和多相不均匀性不均匀性,当一束波长大于溶胶分散相粒子当一束波长大于溶胶分散相粒子尺寸的入射光照射到溶胶系统尺寸的入射光照射到溶胶系统,可发生散射可发生散射现象丁达尔现象现象丁达尔现象.82布朗布朗(Brown)(Brown)运动运动:溶胶中的分散相粒子的不停息的和无规溶胶中的分散相粒子的不停息的和无规则的运动则的运动.这种现象是植物学家这种现象是植物学家(Brown)(Brown)于于18271827年首先从水中悬浮花年首先从水中悬浮花粉的运动中观察得到粉的运动中观察得到.用超显微镜可以观察布朗运动用超显微镜可以观察布朗运动.(2)(2)溶胶的动力学性质溶胶的动力学性质83分散介质分子处于无规则的热运动分散介质分子处于无规则的热运动状态状态,从各个方向不断撞击分散相粒子从各个方向不断撞击分散相粒子.布朗运动是布朗运动是分子热运动分子热运动的必然结果的必然结果,是是胶体粒子的热运动胶体粒子的热运动.布朗运动产生的原因布朗运动产生的原因84(3)溶胶的电学性质溶胶的电学性质电泳电泳(electrophoresis):在外电场作用下在外电场作用下,胶体胶体粒子在分散介质中定向移动的粒子在分散介质中定向移动的现象现象现象现象.NaCl溶液溶液Fe(OH)3溶胶溶胶+电泳示意图电泳示意图图中图中Fe(OH)3溶胶在电场作用下溶胶在电场作用下向阴极方向移动向阴极方向移动,证明证明Fe(OH)3的胶的胶体粒子是带正电荷的体粒子是带正电荷的.产生原因产生原因：同种胶体粒子带相同的电荷。：同种胶体粒子带相同的电荷。带正电荷：金属氧化物、金属氢氧化物。带正电荷：金属氧化物、金属氢氧化物。带负电荷：非金属氧化物、金属硫化物带负电荷：非金属氧化物、金属硫化物85溶胶粒子带电的主要原因 吸附作用吸附作用：氢氧化铁溶胶，由于：氢氧化铁溶胶，由于Fe(OH)3对对FeO+的吸附因而溶胶带正电。的吸附因而溶胶带正电。解离作用解离作用：硅胶粒子带电就是因为：硅胶粒子带电就是因为H2SiO3电离形成电离形成HSiO3-或或SiO32-，并附着在表面而带，并附着在表面而带负电。负电。H2SiO3HSiO3-+H+SiO32-+2H+861.6.4 溶胶的稳定性和聚沉(1)溶胶的稳定性 溶胶热力学不稳定系统 溶胶长时间稳定存在 例如法拉弟制备的金溶胶静置数十年才聚沉于管壁上。稳定的原因 动力学稳定性：布朗运动 聚结稳定性：胶粒的双电层结构 相互排斥 溶剂化膜（极性溶剂）87(2)(2)溶胶的聚沉溶胶的聚沉 聚沉聚沉(coagulation)：胶体分散系中的分散质从：胶体分散系中的分散质从分散剂中分离出来的过程。分散剂中分离出来的过程。影响溶胶聚沉的因素主要有：影响溶胶聚沉的因素主要有：(a)电解质对溶胶的聚沉作用电解质对溶胶的聚沉作用(b)溶胶的互聚溶胶的互聚(c)长时间加热长时间加热 三种溶胶聚沉三种溶胶聚沉(左左)Al(OH)3;(中中)Fe(OH)3;(右右)Cu(OH)288作用离子：与溶胶带相反电荷的离子作用离子：与溶胶带相反电荷的离子离子电荷越多，对溶胶的聚沉能力越强离子电荷越多，对溶胶的聚沉能力越强对带负电溶胶对带负电溶胶：聚沉能力：聚沉能力：Al3+Ba2+Na+;相同电荷，离子半径越大，聚沉能力越强相同电荷，离子半径越大，聚沉能力越强Rb+K+Na+Li+（随着离子半径的减小，电荷密度越大，水合离（随着离子半径的减小，电荷密度越大，水合离子半径增大，离子的聚沉能力减弱。）子半径增大，离子的聚沉能力减弱。）电解质对溶胶的聚沉作用电解质对溶胶的聚沉作用89溶胶的互聚 两种带有相反电荷的溶胶按适当比例相两种带有相反电荷的溶胶按适当比例相互混合，溶胶同样会发生聚沉。互混合，溶胶同样会发生聚沉。例：例：明矾净水作用。明矾净水作用。天然水中胶态的悬浮物大多带负电，明天然水中胶态的悬浮物大多带负电，明矾在水中水解产生的矾在水中水解产生的Al(OH)Al(OH)3 3溶胶带正电，溶胶带正电，它们相互聚沉而使水净化。它们相互聚沉而使水净化。90三角洲出现在河流入海口三角洲出现在河流入海口处，是因为河水和海水的处，是因为河水和海水的成分不同，所含的胶体微成分不同，所含的胶体微粒就不同，当带正电的微粒就不同，当带正电的微粒与带负电微粒相遇时，粒与带负电微粒相遇时，就发生胶体的聚沉，产生就发生胶体的聚沉，产生了沉淀。了沉淀。三角洲形成的原因三角洲形成的原因用井水洗衣服时，为什么肥皂的去污力不强？用井水洗衣服时，为什么肥皂的去污力不强？井水是硬水其中的矿物是以电解质存在的，井水是硬水其中的矿物是以电解质存在的，当用井水洗衣服时，肥皂胶体遇电解质聚沉。当用井水洗衣服时，肥皂胶体遇电解质聚沉。胶体的应用胶体的应用91血清纸上电泳;利用电泳分离各种氨基酸和蛋白质;制豆腐原理(胶体的聚沉);制有色玻璃(固溶胶);冶金工业利用电泳原理选矿,原油脱水等;目前使用聚合氯化铝和聚合硫酸铁净水胶体的应用（续）胶体的应用（续）921.7 1.7 高分子溶液和乳浊液高分子溶液和乳浊液 1.7.1 1.7.1 高分子溶液高分子溶液 高分子：高分子：相对分子量大于相对分子量大于10104 4，如蛋白质、核酸、，如蛋白质、核酸、DNADNA、合成橡胶、合成塑料等。合成橡胶、合成塑料等。绿色为碳链绿色为碳链深蓝色为氨基深蓝色为氨基浅蓝色为溴基团浅蓝色为溴基团一种染色体的柱状胶束切面图一种染色体的柱状胶束切面图高分子溶液的特性高分子溶液的特性（1 1）不能透过半透膜、扩）不能透过半透膜、扩 散散速度慢等。速度慢等。（2 2）高分子溶液是一种）高分子溶液是一种热力学稳定体系。热力学稳定体系。（3 3）溶解的可逆性。）溶解的可逆性。（4 4）高分子溶液具有一）高分子溶液具有一定的抗电解质聚沉能力定的抗电解质聚沉能力 。93高分子溶液的盐析和保护作用高分子溶液的盐析和保护作用在高分子溶液中在高分子溶液中加入少量电解质不会聚沉。加入少量电解质不会聚沉。通过加入大量电解质使高分子化合物聚沉的作用通过加入大量电解质使高分子化合物聚沉的作用通过加入大量电解质使高分子化合物聚沉的作用通过加入大量电解质使高分子化合物聚沉的作用称为称为称为称为盐析。盐析。盐析。盐析。原因：高分子化合物带电荷，因此加入的电解质原因：高分子化合物带电荷，因此加入的电解质原因：高分子化合物带电荷，因此加入的电解质原因：高分子化合物带电荷，因此加入的电解质首先必须中和此部分电荷；重要的是破坏其水化膜，首先必须中和此部分电荷；重要的是破坏其水化膜，首先必须中和此部分电荷；重要的是破坏其水化膜，首先必须中和此部分电荷；重要的是破坏其水化膜，因此需加入大量的电解质（实现自身水化需夺取高因此需加入大量的电解质（实现自身水化需夺取高因此需加入大量的电解质（实现自身水化需夺取高因此需加入大量的电解质（实现自身水化需夺取高分子化合物水化膜上的溶剂化水）。分子化合物水化膜上的溶剂化水）。分子化合物水化膜上的溶剂化水）。分子化合物水化膜上的溶剂化水）。94高分子化合物对溶胶的保护作用高分子化合物对溶胶的保护作用高分子化合物对溶胶保护作用示意图高分子化合物对溶胶保护作用示意图保护作用保护作用若在溶胶中加入适量的高分子化合物，就会提高溶胶的若在溶胶中加入适量的高分子化合物，就会提高溶胶的稳定性。其原因有：稳定性。其原因有：高分子化合物吸附在胶粒的表面上高分子化合物吸附在胶粒的表面上,可以增加溶解性。可以增加溶解性。许多高分子线团环绕在胶体粒子周围许多高分子线团环绕在胶体粒子周围,形成水化外壳形成水化外壳,将将分散相粒子完全包围起来分散相粒子完全包围起来,对溶胶起保护作用对溶胶起保护作用.95高分子化合物对溶胶的聚沉作用高分子化合物对溶胶的聚沉作用高分子化合物使溶胶的稳定性减弱的现象，称为高分子化合物使溶胶的稳定性减弱的现象，称为絮凝作用。絮凝作用。好的聚沉剂应是相对分子量很大的线型好的聚沉剂应是相对分子量很大的线型聚合物聚合物,如聚丙烯酰胺及其衍生物如聚丙烯酰胺及其衍生物,其相对分子量可高其相对分子量可高达几百万达几百万（106）.搭搭桥桥效效应应:一一个个长长碳碳链链的的高高聚聚物物分分子子可可以以同同时时吸吸附附在在许许多多个个分分散散相相微微粒粒上上,通通过过“搭搭桥桥”把把胶胶粒粒联联结结在一起在一起,引起聚沉引起聚沉.高分子化合物对溶胶聚沉作用示意图高分子化合物对溶胶聚沉作用示意图96乳浊液乳浊液:由两种不互溶或部分互溶的液体所形成由两种不互溶或部分互溶的液体所形成的粗分散系统的粗分散系统.如牛奶如牛奶,含水石油含水石油,炼油厂的废水炼油厂的废水,乳乳化农药等化农药等.乳化作用乳化作用:油水互不相溶油水互不相溶,只有加入乳化剂才能得只有加入乳化剂才能得到比较稳定的乳状液到比较稳定的乳状液,乳化剂的这种作用称为乳化作乳化剂的这种作用称为乳化作用用.常用的乳化剂多为表面活性剂常用的乳化剂多为表面活性剂,某些固体也能起乳某些固体也能起乳化作用化作用.乳状液的类型乳状液的类型:水包油型水包油型微小油滴微小油滴(通常指有机物通常指有机物通常指有机物通常指有机物)分散在水中分散在水中,符号符号O/W 如牛奶、豆浆、农药乳化剂等如牛奶、豆浆、农药乳化剂等。油包水型油包水型微小水滴分散在油中