Chapter-4-溶液化学与离子平衡课件

第四章 溶液化学与离子平衡上一内容下一内容回主目录2024/5/4本章要点1.溶液的通性（蒸气压下降、沸点上升、凝固点下降、渗透压）2.酸碱质子理论，pH值的计算3.缓冲溶液的概念、应用和计算4.溶度积规则、计算5.配离子的解离平衡6.表面化学与胶体溶液上一内容下一内容回主目录2024/5/4水的结构和性质4.1.1上一内容下一内容回主目录2024/5/4水的结构和性质水的蒸发热大：40.67 kJmol-1(101.3kPa)水的等压热容：75.30 Jmol-1K-1水的沸点：100密度反常：4为最大良好的溶剂Ammonia,NH34.70Liquid water,H2O4.184Ethylene glycol,C2H6O22.42Ice,H2O2.01Water vapor,H2O2.0Aluminum,Al0.90Iron,Fe0.451Silver,Ag0.24Gold,Au0.13几种常见物质的热容(J/gK)上一内容下一内容回主目录2024/5/44.1溶液的通性-1溶液（solution）广义地说，两种或两种以上物质彼此以分子或离子状态均匀混合所形成的体系称为溶液。溶液以物态可分为气态溶液、固态溶液和液态溶液。根据溶液中溶质的导电性又可分为电解质溶液和非电解质溶液。本章前半部分主要讨论液态的非电解质溶液。上一内容下一内容回主目录2024/5/44.1溶液的通性-2溶剂（solvent）和溶质（solute）如果组成溶液的物质有不同的状态，通常将液态物质称为溶剂，气态或固态物质称为溶质。如果都是液态，则把含量多的一种称为溶剂，含量少的称为溶质。上一内容下一内容回主目录2024/5/44.1溶液的通性-3混合物（mixture）多组分均匀体系中，溶剂和溶质不加区分，各组分均可选用相同的标准态，使用相同的经验定律，这种体系称为混合物，也可分为气态混合物、液态混合物和固态混合物。上一内容下一内容回主目录2024/5/44.2 溶液组成的表示法 在液态的非电解质溶液中，溶质B的浓度表示法主要有如下四种：1.物质的量分数2.质量摩尔浓度3.物质的量浓度4.质量分数上一内容下一内容回主目录2024/5/44.2 溶液组成的表示法1.物质的量分数 (mole fraction)溶质B的物质的量与溶液中总的物质的量之比称为溶质B的物质的量分数，又称为摩尔分数，单位为1。p108上一内容下一内容回主目录2024/5/44.2 溶液组成的表示法2.质量摩尔浓度mB（molality）溶质B的物质的量与溶剂A的质量之比称为溶质B的质量摩尔浓度，单位是 。这个表示方法的优点是可以用准确的称重法来配制溶液，不受温度影响，电化学中用的很多。p108上一内容下一内容回主目录2024/5/44.2 溶液组成的表示法3.物质的量浓度cB（molarity）溶质B的物质的量与溶液体积V的比值称为溶质B的物质的量浓度，或称为溶质B的浓度，单位是 ，但常用单位是 。上一内容下一内容回主目录2024/5/44.2 溶液组成的表示法4.质量分数wB（mass fraction）溶质B的质量与溶液总质量之比称为溶质B的质量分数，单位为1。上一内容下一内容回主目录2024/5/44.3 溶液的蒸气压 如果把液体(如水)置于密闭的容器中，将发生蒸发与凝聚两个过程.蒸发是吸热过程是系统熵值增大的过程。凝聚是放热过程，系统的熵值减小。上一内容下一内容回主目录2024/5/4蒸气压的微观解释由于液体在一定温度时的蒸发速率是恒定的，蒸发刚开始时，蒸气分子不多，凝聚的速率远小于蒸发的速率。随着蒸发的进行，蒸气浓度逐渐增大，凝聚的速率也就随之加大。当凝聚的速率和蒸气的速率达到相等时，液体和它的蒸气就处于平衡状态。此时蒸气所具有的压力叫做该温度下液体的饱和蒸气压，或简称蒸气压。上一内容下一内容回主目录2024/5/44.4 稀溶液定律溶液的通性:1)蒸气压下降 2)沸点上升3)凝固点下降 3)渗透压改变等稀溶液定律:难挥发的非电解质稀溶液的性质与一定量溶剂中所溶解溶质的物质的量成正比,又称为依数定律。以上性质又称为稀溶液的依数性。上一内容下一内容回主目录2024/5/44.4 稀溶液中的两个经验定律拉乌尔定律（Raoults Law）1887年，法国化学家Raoult从实验中归纳出一个经验定律：在定温下，在稀溶液中，溶剂的蒸气压等于纯溶剂蒸气压 乘以溶液中溶剂的物质的量分数 ，用公式表示为：如果溶液中只有A，B两个组分，则拉乌尔定律也可表示为：溶剂蒸气压的降低值与纯溶剂蒸气压之比等于溶质的摩尔分数。p108上一内容下一内容回主目录2024/5/44.4 稀溶液中的两个经验定律亨利定律（Henrys Law）1803年英国化学家Henry根据实验总结出另一条经验定律：在一定温度和平衡状态下，气体在液体里的溶解度（用物质的量分数x表示）与该气体的平衡分压p成正比。用公式表示为：或 式中 称为亨利定律常数，其数值与温度、压力、溶剂和溶质的性质有关。若浓度的表示方法不同，则其值亦不等，即：上一内容下一内容回主目录2024/5/44.4 稀溶液中的两个经验定律使用亨利定律应注意：(1)式中p为该气体的分压。对于混合气体，在总压不大时，亨利定律分别适用于每一种气体。(3)溶液浓度愈稀，对亨利定律符合得愈好。对气体溶质，升高温度或降低压力，降低了溶解度，能更好服从亨利定律。(2)溶质在气相和在溶液中的分子状态必须相同。如 ，在气相为 分子，在液相为 和 ，则亨利定律不适用。上一内容下一内容回主目录2024/5/4 对于二组分稀溶液，加入非挥发性溶质B以后，溶剂A的蒸气压会下降。这是造成凝固点下降、沸点升高和渗透压的根本原因。4.6 蒸气压下降上一内容下一内容回主目录2024/5/4例5-1 已知100时水的蒸气压为101.3kPa，溶解3.00g尿素CO(NH2)2于100g水中，计算该溶液的蒸气压。解解：nurea3.00/60.00.05 mol nwater100.0/18.05.55 mol4.6 蒸气压下降性的例子上一内容下一内容回主目录2024/5/4溶液蒸汽压下降的解释 溶液的蒸气压力比纯溶剂的要低，其原因可以理解如下：由于溶剂溶解了难挥发的溶质，溶剂的一部分表面或多或少地被溶质的微粒所占据，从而使得单位时间内从溶液中蒸发出的溶剂分子数比原来从纯溶剂中蒸发出的分子数要少，也就是使得溶剂的蒸发速率变小。上一内容下一内容回主目录2024/5/4物质的沸点和凝固点当液体的蒸气压力等于外界压力时，液体就会沸腾，此时的温度称为该液体的沸点，以bp(boil Point)表示。物质的凝固点(或溶点)是该物质的液相蒸气压力和固相蒸气压力相等时的温度，以fp(freezing point的缩写)表示。若固相蒸气压力大干液相蒸气压力，则固相就要向液相转变，即固体融化。反之，若固相蒸气压力小于液相蒸气压力，则液相就要向固相转变。总之，若固液两相的蒸气压力不等，两相就不能共存，必有一相要向另一相转化。上一内容下一内容回主目录2024/5/4 称为凝固点降低系数（freezing point lowering coefficients），单位 为非电解质溶质的质量摩尔浓度，单位：这里的凝固点是指纯溶剂固体析出时的温度。常用溶剂的 值有表可查。用实验测定 值，查出 ，就可计算溶质的摩尔质量。凝固点降低凝固点降低p110上一内容下一内容回主目录2024/5/4 称为沸点升高系数（boiling point elevation coefficients），单位 。常用溶剂的 值有表可查。测定 值，查出 ，就可以计算溶质的摩尔质量。沸点升高沸点升高p109上一内容下一内容回主目录2024/5/4如图所示，在半透膜左边放溶剂，右边放溶液。只有溶剂能透过半透膜。由于纯溶剂一侧的溶剂浓度大于溶液一侧中的溶剂浓度，所以溶剂有自左向右渗透的倾向。为了阻止溶剂渗透，在右边施加额外压力，使单位时间内溶剂分子从半透膜两侧通过的数目相等，即达到渗透平衡。这样，溶液液面上所增加的压力就是这个溶液的渗透压力。渗透压是为维持被半透膜所隔开的溶液与纯溶剂之间的渗透平衡而需要的额外施加的压力。渗透压（osmotic pressure）溶液的渗透压（osmotic pressure）上一内容下一内容回主目录2024/5/4渗透压渗透压：因溶液中的溶剂分子可以通过半透膜，而溶质分子不能透过半透膜而产生的压力，以符号表示。半透膜：只允许水分子自由通过而不允许溶质分子或离子通过的膜状物质如：细胞膜、肠衣、牛皮纸溶液的渗透压（osmotic pressure）上一内容下一内容回主目录2024/5/4范霍夫范霍夫(J.H.Vant.Hoff)方程方程：非电解质稀溶液渗透压的大小与溶液浓度的关系具有与理想气体状态方程式相同的形式。:溶液的渗透压，kPa V:溶液的体积，dm-3 n:溶质的物质的量，mol c:溶液的浓度，moldm-3或稀溶液渗透压p111上一内容下一内容回主目录2024/5/4Jacobus Henricus vant Hoff(18521911)was born in Rotterdam,The Netherlands,on August 30,1852.Of the numerous distinctions he himself mentioned the award of the first Nobel Prize in Chemistry(1901)to him as the culmination-point of his career.Jacobus Henricus vant Hoff in 1904 上一内容下一内容回主目录2024/5/4在一定温度和体积下，渗透压只与溶质的粒子数有关，而与溶质溶剂的本性无关造成渗透压的原因在于：半透膜两边的蒸气压不等植物细胞汁的渗透压可达 20105Pa人体血液平均的渗透压为 7.7105Pa食物过咸、排汗过多，组织中的渗透压升高淡水中游泳时，眼球容易“红胀”静脉注射或输液时采用“等渗液”：0.9%的生理盐水；5.0%的葡萄糖溶液溶液的渗透压产生的原因上一内容下一内容回主目录2024/5/4溶液渗透压的应用上一内容下一内容回主目录2024/5/4输液和渗透上一内容下一内容回主目录2024/5/4例5-4 1dm-3溶液中含5.0g马的血红素，在298K时测得溶液的渗透压为1.80102Pa，求马的血红素的摩尔质量。解解：溶液渗透压的计算上一内容下一内容回主目录2024/5/4反渗透技术如果外加在溶液上的压力超过了渗透压，则反而会使溶液中的溶剂向纯溶剂方向流动，使纯溶剂的体积增加，这个过程叫做反渗透。反渗透的原理广泛应用于海水淡化、工业废水或污水处理和溶液的浓缩等方面。上一内容下一内容回主目录2024/5/4电解质溶液的通性 电解质溶液，或者浓度较大的溶液也与非电解质稀溶液一样具有溶液蒸气压下降、沸点上升、凝固点下降和渗透压等性质。稀溶液定律所表达的依数性与溶液浓度的定量关系不适用于浓溶液和电解质溶液。上一内容下一内容回主目录2024/5/4电解质溶液无依数性成立 这是因为在浓溶液中，溶质的微粒较多，溶质微粒之间的相互影响以及溶质微粒与溶剂分子之间的相互影响大大加强。这些复杂的因素使稀溶液定律的定量关系产生了偏差。而在电解质溶液中，这种偏差的产生则是由于电解质的解离。上一内容下一内容回主目录2024/5/4为此，路易斯（G.N.Lewis）提出了活度的概念。4.10 表观解离度与活度其定义为：弱电解质在水溶液中是小部分解离的，而强电解质在水溶液中可认为是完全解离成离子的，但由于离子相互作用的结果，使强电解质溶液的i值不等于正整数，而小于2、3等，由实验测得的解离度小于100。这种由实验测得的解离度，并不代表强电解质在溶液中的实际解离百分率，所以叫做表观解离度。i值表示电解质溶液与同浓度的非电解质溶液的凝固点下降的比值。其中B为浓度，,B为活度系数，,B为活度。浓度越稀，离子活动的自由程度越大，活度系数越接近于1。上一内容下一内容回主目录2024/5/4水的离解平衡和溶液的酸碱性Kw称为水的离子积(常数)。己精确测定过纯水中的H浓度。在22时纯水中含有c(H+)1.0010-7mol.L-1因此，KwH+OH-1.0010-14和其他弱电解质的离解有些不同，水离解时吸收的热量较多故水的Kw随温度的上升，有较大的增加。纯水是一种很弱的电解质，存在着下列离解平衡：其平衡常数表达式：因水的离解很少，H2O可视为常数，则有p121上一内容下一内容回主目录2024/5/4水的离解平衡和溶液的酸碱性 值应不受H和OH离子浓度的影响。也就是说在水溶液中H和OH-的乘积总是等于 。因此，我们可以用H浓度来表示水溶液的酸碱性。在1825范围内：纯水 H+OH-=10-7m01.L-1,pH=7 酸性溶液 H+OH-10-7m01.L-1,pH7 碱性溶液 H+7 在工农业生产和科学实验中，常会用pH值表示水中H+离子浓度。酸性溶液：pH7，H+10-7 中性溶液：pH7，H+10-7 碱性溶液：pH7，H+10-7一些物质的酸碱性上一内容下一内容回主目录2024/5/4pH试纸pH计（酸度计）化学滴定pH值的测定上一内容下一内容回主目录2024/5/4溴百里酚蓝酚酞甲基红酸碱指示剂及其在各种pH值下的颜色上一内容下一内容回主目录2024/5/4水溶液中的单相离子平衡水溶液中的单相离子平衡一般可分为酸、碱的解离平衡及配离子的解离平衡两类。1酸和碱在水溶液中的解离平衡 当前的几种酸碱理论1）电离理论 2)酸碱质子理论3)Lewis 电子理论 4)软硬酸碱理论上一内容下一内容回主目录2024/5/4酸和碱的定义(电离理论）根据电离理论，解离时所生成的正离子全部都是H+的化合物，叫做酸；所生成的负离子全部是OH-的化合物，则称做碱。按照电离理论，NH3被认为是碱；Na2CO3被认为是盐。虽然两者的水溶液都呈碱性，而且Na2CO3俗称纯碱。上一内容下一内容回主目录2024/5/4酸和碱的定义（质子理论）酸碱质子理论又称为质子传递理论该理论认为：凡能给出质子的物质(分子或离子)都是酸；凡能与质子结合的物质都是碱。简单地说，酸是质子的给体，而碱是质子的受体。酸碱质子理论对S酸碱的区分只以H为判据，认为NH3和Na2CO3中的CO32-都是碱，两者水溶液pH值的计算均使用同一简单公式。上一内容下一内容回主目录2024/5/41923年，Lewis提出：凡能接受电子对的物质称为路易斯酸凡能给出电子对的物质称为路易斯碱该广义的酸碱理论，在有机化学中应用普遍。Gilbert Newton Lewis using a slide rule at his desk 酸和碱的定义（路易斯酸理论）上一内容下一内容回主目录2024/5/4酸和碱的共轭关系 根据质子理论，酸 质子十碱 上面这种相互依存、相互转化的关系叫做酸碱的共轭关系。酸失去质子后形成的碱叫做该酸的共轭碱，例如NH3是NH4+的共轭碱。碱结合质子后形成的酸叫做该碱的共轭酸。例如HCO3-是CO32-的共轭酸 p122上一内容下一内容回主目录2024/5/4酸和碱的共轭关系酸与它的共轭碱(或碱与它的共轭酸)一起叫做共轭酸碱对。任何共轭酸碱的解离常数之间都有同样的关系，即：Ka、Kb互成反比这体现了共轭酸碱之间的强度的关系，酸越强，其共轭碱越弱，强酸(如HCl、HNO3)的共轭碱(C1-、NO3-)碱性极弱可认为是中性的。p121上一内容下一内容回主目录2024/5/4酸和碱在水溶液中的离子平衡及pH值计算除少数强酸、强碱外，大多数酸和碱溶液中存在着解离平衡，即没有完全电离，其平衡常数又叫做解离常数，可分别用Ka和Kb表示，其值可用热力学数据求出，也可由实验测定。一元酸、碱水溶液pH值的计算：若以HA代表弱酸，可写成如下通式：一元酸：其解离常数为：上一内容下一内容回主目录2024/5/4酸和碱在水溶液中的解离度如上式所示：溶液的解离度a与其浓度c平方根成反比。即浓度越稀，解离度越大，这个关系式叫做稀释定律。上一内容下一内容回主目录2024/5/4设 OH-=x例 计算0.10mol.l-1氨水溶液的OH-和pH值(Kb1.7910-5)。解解：平衡浓度(mol.L-1)0.10-xxx酸或碱溶液的pH值计算上一内容下一内容回主目录2024/5/4多元酸和碱在水溶液中的解离平衡 多元酸的解离是分级进行的、每一级都有一个解离常数，以H2S为例，其解离过程按以下两步进行。一级解离为：H2S(aq)H+(aq)十HS-(aq)（1）HS-(aq)H+(aq)十 S2-(aq)（2）上一内容下一内容回主目录2024/5/4多元酸和碱在水溶液中的解离平衡 一般情况下，二元酸的Ka2Ka1.。H2S的二级解离使HS-进一步给出H+，这比一级解离要困难得多。因为带有两个负电荷的S2-对H+的吸引比带一个负电荷的HS-对H+的吸引要强得多。又由于一级解离所生成的H+促使二级解离的平衡强烈地偏向左方，所以二级解离的解离度比一级解离要小得多。上一内容下一内容回主目录2024/5/4缓冲溶液和pH值控制缓冲溶液定义：在弱酸中加入该酸的共轭碱或在弱碱中加人该碱的共轭酸所构成的溶液叫做缓冲溶液。性质：其pH值能在一定范围内不因稀释或外加的少量酸或碱而发生显著变化。即对外加的酸和碱具有缓冲的能力，即缓冲溶液可以抵抗外加少量酸、碱，而pH值变化不大。上一内容下一内容回主目录2024/5/4缓冲溶液和pH值控制 共轭碱与H结合生成共轭酸；外加少量碱，平衡向右移动，共轭酸转变成共轭碱和H。其中的共轭酸如Hac、HF、NH4+、H2PO4-等起抵抗碱的作用；共轭碱如Ac-、F-、NH3、HPO42-等起抵抗酸的作用。缓冲对组成缓冲溶液的一对共轭酸碱，如HAc和Ac-、NH4+和NH3、H2PO4-和HPO42-等均称为缓冲对。上一内容下一内容回主目录2024/5/4缓冲溶液的缓冲容量缓冲容量当缓冲溶液中加人大量的强酸或强碱，溶液中的弱酸及其共扼碱或弱碱及其共轭酸中的一种消耗将尽时，就失去缓冲能力了。所以，缓冲溶液的缓冲能力是有一定限度的。上一内容下一内容回主目录2024/5/4缓冲溶液的应用和选择1缓冲溶液的pH值取决于缓冲对或共扼酸碱对中的Ka值以及缓冲对的两种物质浓度之比值。缓冲对中任一种物质的浓度过小都会使溶液丧失缓冲能力。一般共轭酸碱对的浓度比值取0.110之间为好，如果此比值为1，则有pHpKa。上一内容下一内容回主目录2024/5/4缓冲溶液的应用和选择2在选择具有一定pH值的缓冲溶液时，应当选用pKa接近或等于该pH值的弱酸与其共扼碱的混合溶液。例如，如果需要pH5左右的缓冲溶液，选用HAcAc-(HAcNaAc)的混合溶液比较适宜，因为HAc的PKa=475，与所需的pH值接近。上一内容下一内容回主目录2024/5/4用HAc+NaAc配制pH=4.0的缓冲溶液，求所需CHAc/CNaAC的比值。解解：所以缓冲溶液的配制1p122例 试配制一缓冲溶液，能维持pH=10.2左右。解解：所以可选NH3H2O+NH4Cl体系。根据题意，应配制一种碱性缓冲溶液，首先要选择合适的弱碱。所以可选1.0 mol.l-1的NH3H2O与 0.11 mol.l-1的NH4Cl组成缓冲溶液。p122上一内容下一内容回主目录2024/5/4缓冲溶液的应用实例工业上氢氟酸腐蚀硅片：HF-NH4F农业上土壤中：H2CO3-NaHCO3和NaH2PO4-Na2HPO4以及其他有机弱酸及其共轭碱组成复杂的缓冲系统，使土壤维持一定的pH值。生物学人体的血液中：H2CO3-NaHCO3和NaH2PO4-Na2HPO4使酸碱能保持恒定（pH=7.40.05）上一内容下一内容回主目录2024/5/4酸碱滴定法滴定曲线法1.强碱滴定强酸2.强碱滴定弱酸3.强酸滴定弱碱4.多元酸碱的滴定pHNaOH加入量酚酞甲基红甲基橙上一内容下一内容回主目录2024/5/4配离子的解离平衡 由一个简单正离子(称中心离子)与几个中性分子或其他离子(配位体)结合而成的复杂离子叫配离子，如Cu(NH3)42+；含有配离子的化合物称为配合物，如Cu(NH3)4SO4。配离子类似于弱电解质，是一类难解离的物质，在水溶液中只有少量解离，存在着解离平衡。上一内容下一内容回主目录2024/5/4正配离子：Cu(NH3)42+、Ag(NH3)2+负配离子：Fe(CN)64-、PtCl62-配位分子：Ni(CO)4、Fe(CO)5、Co(NH3)3Cl3配 盐 ：Cu(NH3)4SO4配离子配配位位化化合合物物配位化合物的性质和应用上一内容下一内容回主目录2024/5/4平面正方形空间结构平面正方形空间结构正正八八面面体体形形配位化合物的组成上一内容下一内容回主目录2024/5/4配位化合物的组成EDTA:乙二胺四乙酸乙二胺四乙酸上一内容下一内容回主目录2024/5/4配离子的解离平衡：离解配合Cu(NH3)42+Cu2+4NH3配离子的解离平衡p124上一内容下一内容回主目录2024/5/4配离子的解离平衡p124上一内容下一内容回主目录2024/5/4Cu(NH3)+的离子在溶液中的解离与多元弱电解质解离一样，是分级解离的。若各级解离度常数分别为K1,K2,K3,K4,则有 K=K1K2K3K4对同一类型(配位体数目相同)的配离子来说，K越大，表示配离子越易解离，即配离子越不稳定，所以配离子的K又称为不稳定常数，用Ki表示。配离子的解离平衡上一内容下一内容回主目录2024/5/4配离子解离平衡的移动1与所有平衡体系一样，改变配离子解离度平衡的条件，平衡将会发生移动。在配离子反应中，一种配离子可以转换为另一种更稳定的配离子，即平衡向生成更难离解的配离子方向移动。如下面的反应上一内容下一内容回主目录2024/5/4配离子解离平衡的移动2例如AgCl为不溶于水的沉淀，但加入氨水后，沉淀立刻溶解，就可以看成配体和沉淀剂对金属离子竞争过程。配合物的K越大，或沉淀的溶度积越大测沉淀愈易形成配合物溶解。上一内容下一内容回主目录2024/5/4配合物的重要性 配合物在化学上是一类很重要的化合物，广泛应用于分析化学和分离技术，在生物体中许多金属离子都是以配合物的形式存在的。例如，与呼吸密切相关的血红素是含亚铁的配合物，光合作用的关键物质叶绿素是含镁的配合物。上一内容下一内容回主目录2024/5/4 生命现象中的配合物上一内容下一内容回主目录2024/5/4 在冶金工业中的应用湿法冶金：用水溶液直接从矿石中将金属以化合物的形式浸取出来，然后再进一步还原为金属的过程。配合物的应用上一内容下一内容回主目录2024/5/4 分析化学中离子的鉴定5.3 配位化合物的性质和应用配位化合物的性质和应用上一内容下一内容回主目录2024/5/4难溶电解质的多相离子平衡 严格地说，在水中没有绝对不溶解的物质。就难溶强电解质来说总会或多或少溶解一些。在其饱和溶液中，溶解部分完全离解为正、负离子在一定条件下，当溶解与结晶的速率相等时，并建立了固体和溶液之间的动态平衡，这叫多相例子平衡，又称溶解平衡。例如：BaSO4(s)Ba2+(aq)十SO42-(aq)PbCl2(s)=Pb2+(aq)2C1-(aq)上一内容下一内容回主目录2024/5/4溶度积的概念按照平衡常数表达式的写法分别有 AB型 KspBa2+SO42-AB2型 Ksp Pb2+Cl-2上述平衡常数称为溶度积常数或简称溶度积，常用符号Ksp表示，并在括号内注明物质的化学式。例如Ksp(BasO4)、Ksp(PbCl2)。上一内容下一内容回主目录2024/5/4溶度积规则溶度积的通式溶度积的大小，反映了难溶电解质的溶解能力。对于同一类型难溶物，溶度积的大小反映了溶解度大小，溶度积越小，其溶解度越小。可归纳为一个通式：Ksp(AmBn)An+mBm-n+p125上一内容下一内容回主目录2024/5/4溶度积规则当溶液中An+mBm-n+Ksp(AmBn)时，为不饱和溶液，不仅溶液中无沉淀生成，且原有固体物质还将会不断溶解。否则，称之为过饱和溶液。溶液中会有沉淀生成，直至达到An+m Bm-n+Ksp(AmBn)称为溶度积规则。利用此规则。我们可以通过控制有关离子的浓度，使沉淀生成或溶解。上一内容下一内容回主目录2024/5/4沉淀的转化和溶解沉淀的转化 刚生成PbSO4的黄色沉淀，如果加入（NH4)2S溶液并搅拌之，可以观察到黑色的沉淀生成（PbS）。这种把一种难溶电解质转化为另一种难溶电解质的过程叫沉淀的转化。沉淀的溶解根据溶度积规则，要使沉淀溶解，必须加入降低其中某一离子浓度的试剂，使离子积小于溶度积即可。某些难溶盐与硝酸反应而溶解,一些难溶物与某些物质发生络合反应而溶解。上一内容下一内容回主目录2024/5/4分散质分散质分散质分散质分散介质分散介质分散介质分散介质名称名称名称名称实例实例实例实例气气气气液液液液固固固固液液液液液溶胶液溶胶液溶胶液溶胶(Sol)(Sol)泡沫泡沫泡沫泡沫(foam)foam)乳状液乳状液乳状液乳状液(emulsion)emulsion)溶胶溶胶溶胶溶胶(solsol)&悬浊液悬浊液悬浊液悬浊液(suspension)suspension)气气气气液液液液固固固固固固固固固溶胶固溶胶固溶胶固溶胶(Solid sol)(Solid sol)浮石浮石浮石浮石珍珠珍珠珍珠珍珠合金合金合金合金&有色玻璃有色玻璃有色玻璃有色玻璃液液液液固固固固气气气气气溶胶气溶胶气溶胶气溶胶(Aero sol)(Aero sol)雾雾雾雾(fogfog)烟尘烟尘烟尘烟尘(smokesmoke)胶体与界面化学胶体与界面化学Preparation of solPreparation of sol a)a)分散法分散法分散法分散法(Dispersion methodDispersion method)：研磨，超声波，电弧，胶溶。：研磨，超声波，电弧，胶溶。：研磨，超声波，电弧，胶溶。：研磨，超声波，电弧，胶溶。b)b)凝聚法凝聚法凝聚法凝聚法(Aggregation methodAggregation method)：物理法，化学法。：物理法，化学法。：物理法，化学法。：物理法，化学法。上一内容下一内容回主目录2024/5/41.Properties of Sol1.Properties of Sol a)Kinetic Properties a)Kinetic Properties-Brownian motion Brownian motion b)Optical properties b)Optical properties-Tyndall effect Tyndall effect c)Electric properties c)Electric properties-ElectrophoresisElectrophoresisBrownianBrownian+-胶体的结构与稳定性胶体的结构与稳定性上一内容下一内容回主目录2024/5/4胶体带电原因：胶体带电原因：(1)(1)离子的选择性吸附：组成胶核的离子或能与胶核的组成离离子的选择性吸附：组成胶核的离子或能与胶核的组成离离子的选择性吸附：组成胶核的离子或能与胶核的组成离离子的选择性吸附：组成胶核的离子或能与胶核的组成离 子形成不溶物的离子被优先吸附。子形成不溶物的离子被优先吸附。子形成不溶物的离子被优先吸附。子形成不溶物的离子被优先吸附。(2)(2)电离作用：电离作用：电离作用：电离作用：SiOSiO2 2+H+H2 2O=HO=H2 2SiOSiO3 3=HSiO=HSiO3 3-+H+H+=SiO=SiO3 32-2-+2H+2H+(3)(3)晶格取代：如某些盐中晶格取代：如某些盐中晶格取代：如某些盐中晶格取代：如某些盐中AlAl3+3+、SiSi4+4+被被被被MgMg2+2+、CaCa2+2+取代。取代。取代。取代。AgNOAgNO3 3+KI+KIAgIAgI AgNOAgNO3 3过量，优先吸附过量，优先吸附过量，优先吸附过量，优先吸附AgAg+，带正电。带正电。带正电。带正电。KIKI过量，优先吸附过量，优先吸附过量，优先吸附过量，优先吸附I I-，带负电。带负电。带负电。带负电。Positive solPositive sol:多数氢氧化合物胶粒。多数氢氧化合物胶粒。多数氢氧化合物胶粒。多数氢氧化合物胶粒。Negative solNegative sol:多数进金属硫化物胶粒，硅酸胶粒，土壤胶粒，多数进金属硫化物胶粒，硅酸胶粒，土壤胶粒，多数进金属硫化物胶粒，硅酸胶粒，土壤胶粒，多数进金属硫化物胶粒，硅酸胶粒，土壤胶粒，淀粉胶粒等。淀粉胶粒等。淀粉胶粒等。淀粉胶粒等。上一内容下一内容回主目录2024/5/4Structure of colloid sol group(AgI)m nI-(n-x)K+x-xK+KIKI过量，优先吸附过量，优先吸附过量，优先吸附过量，优先吸附I I-，带负电。带负电。带负电。带负电。AgNOAgNO3 3+KI+KIAgIAgI sol nucleussol nucleusabsorbed layerabsorbed layerdiffusive layerdiffusive layerabsored ionabsored ionsol particlesol particleI I-AgIAgImmK K+I I-I I-I I-I I-I I-I I-I I-I I-I I-I I-K K+K K+K K+K K+K K+K K+K K+K K+K K+ball of ball of colloid particlecolloid particle上一内容下一内容回主目录2024/5/4Stability of solA.A.Three main reasons:Three main reasons:a)Brownian motion a)Brownian motion;b)Electrostatic repulsion force b)Electrostatic repulsion force;c)Solvation c)Solvation.B B.Colloidal coagulation Colloidal coagulation a)a)Addition of electrolytes-Addition of electrolytes-聚沉值聚沉值聚沉值聚沉值 (c.c.cc.c.c)Critical Coagulation ConcentrationsCritical Coagulation Concentrations b)b)Addition of a sol with counter chargesAddition of a sol with counter charges上一内容下一内容回主目录2024/5/4表面活性剂表面活性剂 根据亲水基的不同根据亲水基的不同根据亲水基的不同根据亲水基的不同，可将表面活性剂分为四类：阴离子、阳可将表面活性剂分为四类：阴离子、阳可将表面活性剂分为四类：阴离子、阳可将表面活性剂分为四类：阴离子、阳离子、两性和非离子型。离子、两性和非离子型。离子、两性和非离子型。离子、两性和非离子型。加入很少量的某一物质时，就可使水的表面张力显著下降，加入很少量的某一物质时，就可使水的表面张力显著下降，加入很少量的某一物质时，就可使水的表面张力显著下降，加入很少量的某一物质时，就可使水的表面张力显著下降，这种物质称为表面活性剂。这种物质称为表面活性剂。这种物质称为表面活性剂。这种物质称为表面活性剂。表面活性剂的作用：洗涤作用，乳化作用，起泡作用。表面活性剂的作用：洗涤作用，乳化作用，起泡作用。表面活性剂的作用：洗涤作用，乳化作用，起泡作用。表面活性剂的作用：洗涤作用，乳化作用，起泡作用。表面活性剂具有二亲结构表面活性剂具有二亲结构表面活性剂具有二亲结构表面活性剂具有二亲结构:亲油基亲油基亲油基亲油基亲水基亲水基亲水基亲水基CHCH3 3-CH-CH2 2-CH-CH2 2-CH-CH2 2-C-CO OONaONa上一内容下一内容回主目录2024/5/4洗涤作用：亲油基伸入油污中，降低了油污与织物间的界面张洗涤作用：亲油基伸入油污中，降低了油污与织物间的界面张洗涤作用：亲油基伸入油污中，降低了油污与织物间的界面张洗涤作用：亲油基伸入油污中，降低了油污与织物间的界面张 力；亲水基与水分子之间具有强的作用力。力；亲水基与水分子之间具有强的作用力。力；亲水基与水分子之间具有强的作用力。力；亲水基与水分子之间具有强的作用力。乳化作用：乳化剂吸附在相界面上形成界面膜并使乳状液稳定。乳化作用：乳化剂吸附在相界面上形成界面膜并使乳状液稳定。乳化作用：乳化剂吸附在相界面上形成界面膜并使乳状液稳定。乳化作用：乳化剂吸附在相界面上形成界面膜并使乳状液稳定。a.a.降低界面张力使分散体系的势能下降降低界面张力使分散体系的势能下降降低界面张力使分散体系的势能下降降低界面张力使分散体系的势能下降;b.b.在界面上形成韧性或高粘度界面膜阻止碰撞而引起的液滴聚在界面上形成韧性或高粘度界面膜阻止碰撞而引起的液滴聚在界面上形成韧性或高粘度界面膜阻止碰撞而引起的液滴聚在界面上形成韧性或高粘度界面膜阻止碰撞而引起的液滴聚 结；结；结；结；c.c.当乳化剂分子带有电荷时，使液滴表面带电形成双电层，减当乳化剂分子带有电荷时，使液滴表面带电形成双电层，减当乳化剂分子带有电荷时，使液滴表面带电形成双电层，减当乳化剂分子带有电荷时，使液滴表面带电形成双电层，减 少液滴接近和碰撞而聚结的几率。少液滴接近和碰撞而聚结的几率。少液滴接近和碰撞而聚结的几率。少液滴接近和碰撞而聚结的几率。常见的乳状液常见的乳状液常见的乳状液常见的乳状液：一相是水或水溶液一相是水或水溶液一相是水或水溶液一相是水或水溶液(水相水相水相水相)，另一相是与水不相，另一相是与水不相，另一相是与水不相，另一相是与水不相 混溶的有机相混溶的有机相混溶的有机相混溶的有机相(通称油相通称油相通称油相通称油相)。表面活性剂的应用表面活性剂的应用表面活性剂的应用表面活性剂的应用上一内容下一内容回主目录2024/5/4 a.a.外相是水，内相为油的乳状液叫做水包油乳状液，常以外相是水，内相为油的乳状液叫做水包油乳状液，常以外相是水，内相为油的乳状液叫做水包油乳状液，常以外相是水，内相为油的乳状液叫做水包油乳状液，常以 o/wo/w 表示表示表示表示“水包油水包油水包油水包油”；b.b.而把外相是油，内相是水的乳状液称为油包水乳状液，而把外相是油，内相是水的乳状液称为油包水乳状液，而把外相是油，内相是水的乳状液称为油包水乳状液，而把外相是油，内相是水的乳状液称为油包水乳状液，常用常用常用常用w/ow/o 表示表示表示表示“油包水油包水油包水油包水”。起泡作用起泡作用起泡作用起泡作用：亲水基伸向水侧，非极性基伸向气泡，将气泡稳：亲水基伸向水侧，非极性基伸向气泡，将气泡稳：亲水基伸向水侧，非极性基伸向气泡，将气泡稳：亲水基伸向水侧，非极性基伸向气泡，将气泡稳 定在水中。主要用于泡沫灭火器、矿物浮选、汽定在水中。主要用于泡沫灭火器、矿物浮选、汽定在水中。主要用于泡沫灭火器、矿物浮选、汽定在水中。主要用于泡沫灭火器、矿物浮选、汽 水、啤酒、洗发护发用品。水、啤酒、洗发护发用品。水、啤酒、洗发护发用品。水、啤酒、洗发护发用品。消泡剂：用具有短碳链消泡剂：用具有短碳链消泡剂：用具有短碳链消泡剂：用具有短碳链(非极性基非极性基非极性基非极性基)的醇或醚代替起泡剂，使的醇或醚代替起泡剂，使的醇或醚代替起泡剂，使的醇或醚代替起泡剂，使 气泡外围不能形成牢固的保护膜。气泡外围不能形成牢固的保护膜。气泡外围不能形成牢固的保护膜。气泡外围不能形成牢固的保护膜。表面活性剂的应用表面活性剂的应用表面活性剂的应用表面活性剂的应用