所得溶液的凝固点课件

第九章第九章 溶液溶液本章难点与重点：本章难点与重点：难挥发非电解质稀溶液的依数性难挥发非电解质稀溶液的依数性9.1 溶液溶液9.2 非电解质稀溶液的依数性非电解质稀溶液的依数性9.3 溶胶溶胶本章内容本章内容：本章教学要求本章教学要求1掌握难挥发非电解质稀溶液的依数性与掌握难挥发非电解质稀溶液的依数性与浓度间的定量关系及其应。浓度间的定量关系及其应。2了解胶体的重要性质，制备和凝聚方法了解胶体的重要性质，制备和凝聚方法及其与胶体结构的关系。及其与胶体结构的关系。9.1 溶液溶液一、溶液的一、溶液的浓浓度度四种表达方式四种表达方式1.物物质质的量的量浓浓度度:每升溶液中溶每升溶液中溶质质的的“物物质质的量的量”，单单位位 mol/L，符号符号c，如，如c（H+）。）。2.质质量摩量摩尔尔浓浓度度每每 Kg 溶溶剂剂中含溶中含溶质质的摩的摩尔尔数数,则则称称为质为质量摩量摩尔尔浓浓度度,经经常用常用 m 表示，表示，单单位位mol/kg。3.质质量分数量分数,即溶即溶质质的的质质量量对对于溶液的于溶液的质质量的分数，符号量的分数，符号w。4.摩摩尔尔分数分数,溶溶质质B“物物质质的量的量”与溶液中溶与溶液中溶质质与溶与溶剂总剂总“物物 质质的量的量”之比。即之比。即n（B）/n（总总），符号用），符号用x（B）或）或XB。二、溶解度二、溶解度溶解度溶解度：定温度下溶定温度下溶质质在一定量溶在一定量溶剂剂中形成中形成饱饱和和溶液溶液时时，被溶解的溶，被溶解的溶质质的量的量 1.温度温度对对溶解度的影响溶解度的影响温度温度对对固体溶固体溶质质的溶解度有明的溶解度有明显显的影响。有的影响。有时时，溶液，溶液中固体溶中固体溶质质的量会超的量会超过过它的溶解度，它的溶解度，这这种溶液称种溶液称为过为过饱饱和溶液。和溶液。2.压压强强的影响的影响气体的溶解度一般用气体的溶解度一般用单单位体位体积积的溶液中气体溶解的的溶液中气体溶解的质质量或量或物物质质的量表示的量表示。亨利定律：在中等亨利定律：在中等压压强强时时，气体的溶解度，气体的溶解度与溶液上面气相中与溶液上面气相中该该气体的分气体的分压压呈正比。可呈正比。可表示表示为为：Ci=KPi，式中的比例常数，式中的比例常数K称称为为亨利系数。亨利系数。三、相似相溶原理三、相似相溶原理 溶溶质质分子与溶分子与溶剂剂分子的分子的结结构越相似，相互溶解越构越相似，相互溶解越容易。容易。溶溶质质分子的分子分子的分子间间力与溶力与溶剂剂分子的分子分子的分子间间力越相力越相似，越易互溶。似，越易互溶。水分子之水分子之间间存在存在氢键氢键，因此若溶，因此若溶质质分子能与水分分子能与水分子形成子形成氢键氢键。在水中的溶解度就相。在水中的溶解度就相对较对较大，如氨、乙醇、大，如氨、乙醇、HF等。等。四、分配定律四、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,常用K来表示，称之为分配系数9.2 非非电电解解质质溶的依数性溶的依数性一、稀溶液的依数性一、稀溶液的依数性 与溶液的与溶液的浓浓度有关度有关,与溶与溶质质的本性无关的本性无关；适用范适用范围围:难挥难挥发发非非电电解解质质的稀溶液。的稀溶液。1.溶液的蒸气溶液的蒸气压压下降下降 1887年，法国物理学家拉年，法国物理学家拉乌乌尔尔（Raoult）根据）根据实验结实验结果果得出如下得出如下结论结论：在一定温度下，稀溶液的蒸气：在一定温度下，稀溶液的蒸气压压下降与溶下降与溶质质的的物物质质的量分数的量分数XB成正比，而与溶成正比，而与溶质质的本性无关。的本性无关。这这就是拉就是拉乌乌尔尔定律。其数学表达式定律。其数学表达式为为：P=P溶溶剂剂XB (1)在一定温度下，稀溶液的蒸气在一定温度下，稀溶液的蒸气压压等于等于纯纯溶溶剂剂的蒸气的蒸气压压乘以乘以溶溶剂剂的物的物质质的量分数的量分数XA，数学表达式，数学表达式为为：P溶液溶液=P溶溶剂剂XA (2)在一定温度下，在一定温度下，难挥发难挥发非非电电解稀溶液的蒸气解稀溶液的蒸气压压下降与溶液下降与溶液的的质质量摩量摩尔尔浓浓度（度（m）成正比）成正比 ，数学表达式数学表达式为为：P=Km (3)2.沸点升高和凝固点下降沸点升高和凝固点下降溶液的沸点上升溶液的沸点上升Tb Kb m Kb是溶是溶剂剂的摩的摩尔尔沸点升高常数，沸点升高常数，m为为溶溶质质的的质质量摩量摩尔尔浓浓度度,Tb是溶液沸点上升的度数。不同溶是溶液沸点上升的度数。不同溶剂剂的的Kb值值不同，不同，Kb值值决定于溶决定于溶剂剂的性的性质质，而与溶，而与溶质质的性的性质质无关。无关。溶液的凝固点下降溶液的凝固点下降Tf=Kf m Kf为摩尔凝固点降低常数（即为摩尔凝固点降低常数（即1摩尔溶质溶解在摩尔溶质溶解在1000g溶剂溶剂中所引起凝固点降低的值），中所引起凝固点降低的值），Kf值决定于溶剂的性质而与值决定于溶剂的性质而与溶质的性质无关。溶质的性质无关。3.渗透渗透压压渗透渗透压压：为为了阻止渗透了阻止渗透进进行，必行，必须对须对液面施加一液面施加一压压力，力，这压这压力力应应等于上升液柱所等于上升液柱所产产生的静生的静压压力，我力，我们们把阻止渗透作用而把阻止渗透作用而施加于溶液的最小施加于溶液的最小压压力，称力，称为该为该溶液的渗透溶液的渗透压压。产生渗透现象必须具备产生渗透现象必须具备二个二个条件：条件：膜内外两种溶液的浓度同，膜内外两种溶液的浓度同，即不同浓度的两种溶液被半即不同浓度的两种溶液被半透膜隔开就能产生渗透现象透膜隔开就能产生渗透现象有半透膜存在有半透膜存在4.依数性的依数性的应应用用(1)测测定分子的摩定分子的摩尔尔质质量量例例1溶解溶解2.76克甘油于克甘油于200克水中，克水中，测测得凝固点得凝固点为为0.279，己知水的，己知水的Kf=1.86 Kkgmol1，求甘，求甘油的分子量。油的分子量。解：解：Tf=Kfm 设设甘油的摩甘油的摩尔尔质质量量为为M M=92.0gmol1例例2将将0.2000g葡萄糖溶解于葡萄糖溶解于10.0g水中，在常水中，在常压压下下测测得溶液的沸点得溶液的沸点为为373.057K，试计试计算葡萄糖的摩算葡萄糖的摩尔尔质质量。量。解：由表解：由表25查查得水的沸点得水的沸点为为373K，Kb为为0.512 Kkgmol1，代入代入T b=Kbm(373.057373)=M=179 gmol1例例3：20 时时水的水的饱饱和蒸汽和蒸汽压为压为2.33 kPa.将将17.1g蔗糖蔗糖(C12H22O11)与与3.00g尿素尿素 CO(NH2)2分分别别溶于溶于 100g 水，水，计计算形成溶液的蒸算形成溶液的蒸 汽汽压压。解：两种溶解：两种溶质质的摩的摩尔尔质质量是量是M1=342 g/mol和和M2=60.0 g/mol 故两种溶液的蒸汽故两种溶液的蒸汽压压均均为为：p=2.33 kPa0.991=2.31 kPa例例4 计计算将算将4.27g蔗糖（蔗糖（C12H22O11）溶于）溶于50.0g水中形成溶液的凝固点和沸点水中形成溶液的凝固点和沸点解解 mB=0.250molkg1T b=Kbm=1.860.25=0.465KTf=Kfm=0.520.250=0.13K凝固点凝固点为为273.150.465=272.68K沸点沸点为为 373.15+0.13=373.28K例例51dm3溶液中含溶液中含5.0克克马马血血红红素，在素，在298K时测时测得得溶液的渗溶液的渗 透透压为压为1.82102Pa，求，求马马的血的血红红素的摩素的摩尔尔质质量。量。解解 =CRT,molm3 =7.3105moldm3 M=6.8104 gmol1 例例6 在水中某蛋白在水中某蛋白质质的的饱饱和溶液含溶和溶液含溶质质5.18 g/dm3，20时时其其渗透渗透压为压为0.413kPa，求此蛋白，求此蛋白质质的摩的摩尔尔质质量。量。解解 =CRT,0.413=M=30553.244 gmol1例例7 相同重量的葡萄糖和甘油分相同重量的葡萄糖和甘油分别别溶于溶于100g水中，所得溶液的水中，所得溶液的凝固点、沸点、渗透凝固点、沸点、渗透压压是否相同是否相同?解解:不同不同 Tf=Kfm Tb=Kbm,=CRT,因它因它们们的分子量的分子量 不同，即不同，即 m、c不同，故不相同。不同，故不相同。(2)制作防制作防冻剂冻剂，致冷，致冷剂剂利用溶液凝固点下降利用溶液凝固点下降还还可制作防可制作防冻剂冻剂，致冷，致冷剂剂。9.3 溶溶 胶胶一、分散系一、分散系分散系分散系:一种物一种物质质在另一物在另一物质质里被分散成微小粒子所形成的里被分散成微小粒子所形成的体系。体系。一般根据分散一般根据分散质质粒子的大小，将分散系分粒子的大小，将分散系分为为三三类类：粗分散系粗分散系 胶体分散系胶体分散系 分子分散系分子分散系 分散质粒子直径分散质粒子直径 1100m 1100 nm 1nm 普通显微镜普通显微镜 可见（肉眼可可见（肉眼可见）见）不可见不可见不可见不可见 超显微镜超显微镜 可见可见 不可见不可见可透性滤纸可透性滤纸 不透不透 透透 全透全透 半透膜半透膜 不透不透不透不透全透全透多相浑浊泥水，多相浑浊泥水，牛乳，豆浆牛乳，豆浆 多相多相Fe(OH)3、CdS S、AgIAgI金溶胶金溶胶 单单相相NaCl、AgNO3、C2H5OH 二、二、溶胶溶胶原原则则上制上制备备溶胶溶胶的方法有的方法有两两种：种：1.分散法：分散法：研磨法研磨法 电弧法电弧法 超声波法超声波法 2.凝聚法凝聚法：改改换换溶溶剂剂法法 化学反化学反应应法法 三、溶胶的性三、溶胶的性质质1.光学性光学性质质：丁达丁达尔尔效效应应:如果将一束被聚光如果将一束被聚光镜镜（如透（如透镜镜）会聚的）会聚的强强光射光射入胶体溶液入胶体溶液时时，我，我们们在光束的垂直方向就可以看到一条在光束的垂直方向就可以看到一条发发亮的光柱，亮的光柱，这这种种现现象是英国的丁达象是英国的丁达尔尔首先首先发现发现的，称的，称为为丁丁达达尔尔效效应应。原因：光的散射。原因：光的散射2.动动力学性力学性质质：溶胶不：溶胶不稳稳定，放置一定定，放置一定时间时间，会沉淀出来，会沉淀出来 3.电电学性学性质质：电电泳泳四、溶胶四、溶胶带电带电原因原因胶体粒子胶体粒子为为什么会什么会带带有有电电荷呢？其主要原因主要有两种荷呢？其主要原因主要有两种。1吸附作用吸附作用a.固体表面的粒子具有剩余力固体表面的粒子具有剩余力场场b.固体表面固体表面积积越大，吸附能力越越大，吸附能力越强强c.胶粒的胶粒的选择选择性吸附性吸附AgNO3+KI=AgI+KNO3KI过过量量 吸附吸附IAgNO3过过量量 吸附吸附Ag+2.电电离作用离作用有些胶体溶液是通有些胶体溶液是通过过表面分子的表面分子的电电离而离而产产生生电电荷的荷的。H2SiO3 H+HSiO3 2H+SiO32 五、胶体的五、胶体的结结构构AgNO3过过量量时时形成的形成的AgI的胶的胶团结团结构构为为；(AgI)mnAg+(nx)NO3x+xNO3式中式中m为为胶核中胶核中AgI的分子数，的分子数，n为为胶核吸附的胶核吸附的电电位离子数，位离子数，n比比m的数的数值值小得多。小得多。(nx)是吸附是吸附层层中的反号离子数，中的反号离子数，Ag+为电为电位离子，位离子，x为扩为扩散散层层中反号离子数中反号离子数氢氢氧化氧化铁铁溶胶：溶胶：硅胶溶液硅胶溶液:六、胶粒的六、胶粒的稳稳定性定性胶体之所以具有胶体之所以具有较较大的大的稳稳定性，原因有几个方面：定性，原因有几个方面：1.胶体胶体带带有有电电荷荷 2.布朗运布朗运动动3.水化膜的形成水化膜的形成 七、溶胶的聚沉七、溶胶的聚沉1.加入少量加入少量电电解解质质，这这是加速胶体聚沉的主要是加速胶体聚沉的主要办办法法,离子离子 价态愈高、电解质的聚沉能力愈大价态愈高、电解质的聚沉能力愈大2.两种两种带带相反相反电电荷的胶体溶液，以适当的比例互相混合荷的胶体溶液，以适当的比例互相混合 3.加加热热 八、八、凝胶凝胶溶胶、高分子溶液溶胶、高分子溶液 具有具有弹弹性的半固体状性的半固体状态态的粘稠物的粘稠物质质（凝胶或（凝胶或冻冻胶）胶）形成凝胶的原因，一般是形成凝胶的原因，一般是认为认为由于析出固体由于析出固体时时，形成体型（三形成体型（三维维网状）网状）结结构，在构，在结结构的网眼中容构的网眼中容纳纳了了全部溶全部溶剂剂，充，充满满在网眼里的溶在网眼里的溶剂剂不能自由流不能自由流动动，相互，相互交交联联形成网架的胶体粒子仍有一定的柔形成网架的胶体粒子仍有一定的柔韧韧性，使凝胶性，使凝胶成成为弹为弹性固体。性固体。九、高分子溶液九、高分子溶液 蛋白蛋白质质、纤维纤维素、淀粉、橡胶及素、淀粉、橡胶及许许多人工合成的物多人工合成的物质质，尼尼龙龙，聚，聚氯氯乙乙烯烯塑料等都是高分子物塑料等都是高分子物质质，它，它们们是由一种或多是由一种或多种小的种小的结结构构单单位位联结联结而成的，它而成的，它们们的分子量高达数十万或数的分子量高达数十万或数百万，高分子化合物溶于适当的溶百万，高分子化合物溶于适当的溶剂剂中就成中就成为为高分子溶液。高分子溶液。高分子溶液是一个均匀体系，分散介高分子溶液是一个均匀体系，分散介质质和分散相之和分散相之间间无界面，无界面，但分子直径但分子直径100nm1nm之之间间，一般不，一般不带电带电荷，比溶胶荷，比溶胶稳稳定。高定。高分子溶液的溶解是可逆的，它具有稀溶液的依数性，也具有丁分子溶液的溶解是可逆的，它具有稀溶液的依数性，也具有丁达达尔尔效效应应，但无，但无电电泳泳现现象。象。在溶胶中在溶胶中加入适当的高分子溶胶，但量太少会加入适当的高分子溶胶，但量太少会发发生敏化作生敏化作用，反而起不到保用，反而起不到保护护作用。作用。