溶液和胶体-课件

溶液和胶体溶液和胶体2.1 溶液 溶液：物溶液：物质以分子、原子或离子状以分子、原子或离子状态分散于另分散于另一种物一种物质中所构成的均匀而又中所构成的均匀而又稳定的体系。定的体系。溶液溶液 气态溶液（气溶胶）气态溶液（气溶胶）液态溶液液态溶液固体溶液（固溶体固体溶液（固溶体）溶剂与溶质溶溶质和溶和溶剂是相是相对的：的：溶质：溶剂：气、固体气、固体液液少量液体少量液体大量液体大量液体其它溶液其它溶液水水（水溶液）（水溶液）其它物质其它物质酒精、液氨酒精、液氨汽油（非水汽油（非水溶液）溶液）物质在溶解过程中伴随着能量的变化和体积的变化。溶质：电解质和非电解质2.1.1 溶液的表示方法质量摩尔浓度bB（mB）2摩尔比rB4物质的量浓度CB3 1摩尔分数xB3 3质量浓度B3 51 溶质溶质B的浓度（的浓度（B的物质的量浓度的物质的量浓度）cBcB：单位体积溶液中含有溶质的摩尔数。（SI单位：molm-3，常用单位：molL-1）每每kg（千克）溶千克）溶剂中所含溶中所含溶质的摩的摩尔数。数。（单位：位：mol kg-1）2 溶质B的质量摩尔浓度bB(mB)3 溶溶质B的摩的摩尔分数分数xB(yB)B的物质的量与混合物的物质的量之比。(SI单位为1)4 溶质溶质B的摩尔比的摩尔比rB 对于单一溶质溶液溶质B的物质的量与溶剂的物质的量的比。（SI单位为1）5 溶质溶质B的质量浓度的质量浓度B单位体积溶液所含溶质B的质量。（单位：kgm-3或kgL-1）2.1.2 难挥发非电解质稀溶液的依数性当溶液的当溶液的浓度度较稀稀时，“蒸汽蒸汽压降低降低”、“沸点沸点升高升高”、“凝固点降低凝固点降低”、“渗透渗透压”的数的数值仅与与溶液中溶溶液中溶质的的质点数有关，而与溶点数有关，而与溶质的特性的特性无关。无关。糖水V增大,纯水V减小同时把纯水和糖水放入一密闭空间蒸汽压下降原原因因：难挥发的的糖糖分分子子占占据据溶溶液液的的部部分分表表面面，减减少少了了单位位时间内内从从溶溶液液中中逸逸出出的的溶溶剂分分子子数目。数目。1.溶液的蒸汽压降低拉乌尔定律在一定温度下，稀溶液的蒸汽压在一定温度下，稀溶液的蒸汽压p1等于纯溶等于纯溶剂的蒸汽压剂的蒸汽压p1*乘以溶剂的摩尔分数乘以溶剂的摩尔分数x1。因溶质所引起的溶剂蒸汽压降低值为 X2为溶质的摩尔分数溶剂蒸气压的降低值与溶质在溶液中的摩尔分数成正比。当溶液很稀时,n2 n1,则根据拉乌尔定律计算溶质的摩尔质量 设某溶液由摩尔质量为M1、质量为m1的溶剂和摩尔质量为M2、质量为m2的溶质组成，则：理想溶液中，A-A、B-B以及A-B分子间的作用力彼此相等，当混合时，没有热效应也没有体积变化。如：甲醇和乙醇；苯和甲苯 双液系（溶质和溶剂都是挥发性的）：溶液的蒸气压等于两组分的蒸气压之和。溶剂和溶质在任何比例下（即全浓度范围）都能遵守拉乌尔定律，则这种溶液称为理想溶液。解：M2=324例293K时水的蒸气压为2333Pa，将114g蔗糖溶于1000g水中，溶液的蒸汽压降低了14.7Pa，试求蔗糖的摩尔质量。稀溶液凝固点下降和沸点升高示意图TfTbTf*Tb*pO难挥发非非电解解质稀溶液的沸点升高稀溶液的沸点升高T Tb b和和溶液的溶液的质量摩量摩尔浓度（度（b bB B）成正比。成正比。2.沸点升高Tb =KbbB溶剂的沸点升高常数（Kkgmol-1）溶质的质量摩尔浓度难挥发非非电解解质稀溶液的凝固点降低稀溶液的凝固点降低T Tf f和溶液的和溶液的质量摩量摩尔浓度（度（b bB B）成正比。成正比。3.凝固点降低Tf =KfbB溶剂的凝固点降低常数（Kkgmol-1）溶质的质量摩尔浓度例：如果30g水中含甘油（C3H8O3）1.5g,求算溶液的沸点。已知：甘油的沸点升高常数为0.52KKgmol-1沸点上升：Tb=Kbb=0.52 0.54=0.28(K)溶液的沸点:Tb=373.15+0.28=373.43(K)解：先计算溶液的质量摩尔浓度，甘油的摩尔质量已知为92半透膜两边的水位差所表示的静压即溶液的渗透压。渗透压是为了阻止溶剂分子渗透而必须在溶液上方所需要施加的最小额外压力。4.渗透压溶液半透膜纯水显示渗透压现象的简单装置V=nRT=cRT：渗透压 c：溶质的浓度V：溶液体积 R：摩尔气体常数n：溶质的物质的量T：热力学温度溶液半透膜纯水显示渗透压现象的简单装置细胞间液细胞壁 细胞内液渗透压作用：细胞从细胞间液吸收水分大量失水：补充盐水红细胞在不同浓度的NaCl溶液中的形态(c)在3gL-1NaCl溶液中胀大破裂溶血(a)在9gL-1NaCl溶液中形态基本不变(b)在15gL-1NaCl溶液中皱缩直至栓塞反渗透：在浓溶液一侧增加较大的压力可使溶剂进入稀溶液（或溶剂）。P 依此可实现溶液的浓缩和海水的淡化。渗 透反渗透 由一种或几种物由一种或几种物质分散到另一种物分散到另一种物质中中所所组成的系成的系统叫叫分散系分散系统。其中被分散的物。其中被分散的物质叫叫分散分散质，起分散作用的物，起分散作用的物质叫叫分散分散剂。细小的水滴分散在空气中形成的云雾各种金属化合物分散在岩石中形成的矿石CO2分散在水中形成的汽水2.2 分散系统分散系分散系统分子或离子分散系统（粒子半径d 1nm）粗分散系统（d 1 m）胶体分散系统(1nm d 1 m)真溶液分散系统分散系统分散系统分散系统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实例实例实例实例溶胶溶胶溶胶溶胶固体固体固体固体液体液体液体液体金胶金胶金胶金胶气溶胶气溶胶气溶胶气溶胶液体、固体液体、固体液体、固体液体、固体气体气体气体气体雾、烟雾、烟雾、烟雾、烟乳状液乳状液乳状液乳状液液体液体液体液体液体液体液体液体泡沫泡沫泡沫泡沫气体气体气体气体液体液体液体液体2.2.1 溶胶的制备1.1.分散法分散法 研磨法研磨法 超声波法超声波法 胶溶法胶溶法 电弧法弧法物理凝聚法化学凝聚法 2.凝聚法2.2.2 溶胶的性质动力性力性质布朗运布朗运动光学性质丁铎尔效应电学性质电渗电泳在超显微镜下观察胶体溶液，可以看到胶体的颗粒不断地做无规则的运动 布朗运动。布朗运动示意图1827年，英国植物学家布朗观察水中悬浮的花粉，首次发现了此现象。布朗运动丁铎尔效应一束会聚的一束会聚的强光光胶体胶体垂直方向看到一垂直方向看到一条条发亮的光柱，亮的光柱，这是由于胶体离子是由于胶体离子对光的光的散射而形成的。散射而形成的。光线射到分散相颗粒时，可发生两种情况：A:，发生反射或折射；B：，发生散射；发生散射时,光波绕过粒子向各个方向散射,散射光又称为乳光。发光点，既不是溶胶粒子本身，也不是粒子反射的光，而是粒子所散射的可见光。丁铎尔效应丁铎尔效应电泳装置示意图电泳通电后Fe(OH)3 溶胶NaCl 溶液电泳:在电场中,分散相颗粒在分散剂中的定向移动。带正电荷移向阴极带负电荷移向阳极为什么有这种现象？电泳现象说明Fe（OH）3粒子是带电的，而且带正电荷。根据胶粒电泳时移动的方向，可确定所带电荷的种类。溶胶在溶胶在电场作用下，使固体胶粒不作用下，使固体胶粒不动而使液体介而使液体介质在在电场中中发生定向移生定向移动现象。象。电渗2.2.3 双电层和电动电势双电层:固体带一种电荷，液体带相反的电荷。固体带电的原因：固体从溶液中选择性地吸附了某种离子，使固体表面带电，而液体带相反的电荷。固体表面的分子受到水分子（或介质）的作用使固体表面离子进入溶液，从而固液两相带不同符号的电荷。平板型双电层示意图扩散双电层示意图扩散双电层示意图静电吸引作用和热运动 与固体表面离子电荷相反的离子（反离子）只有一部分紧密排列在固体表面上，电泳时与固体一起移动，这部分反离子与胶粒表面离子形成的带电层称为紧密层或吸附层。另一部分反离子与固体表面的距离从紧密层一直扩散到溶液本体中，离固体愈近浓度愈高，形成电荷符号与吸附层电荷相反的扩散层。由吸附层和扩散层形成的电性相反的电层叫双电层或扩散双电层。2.2.4 溶胶粒子的结构胶团(AgI)m nI-(n-x)K+x-xK+胶核吸附离子紧密层扩散层胶粒胶团以AgNO3和KI混合溶液混合制备AgI溶胶，制备时KI过量：(AgI)m nAg+(n-x)NO3-x+x NO3-以AgNO3和KI混合溶液混合制备AgI溶胶，制备时AgNO3过量：胶粒带正电荷的胶体叫正溶胶；胶粒带负电荷的胶体叫负溶胶；由两性物质组成的胶体叫两性胶体。例：Al(OH)3的电荷状态与溶液的pH值有关。2.2.5 溶胶的稳定性和聚沉作用聚结不稳定性动力学稳定性多相分散体系:颗粒小、分散度大，表面积大，表面能巨大，在热力学上不稳定，有自动聚结的趋势胶粒带电荷胶粒的布朗运动剧烈水化作用稳定性1.电解质对溶胶聚沉作用的影响溶胶的聚沉聚沉：使胶粒聚集成较大的颗粒而沉降的过程 常用聚沉值来衡量不同电解质的聚沉能力。聚沉值：使一定量胶体在一定时间内开始聚沉所需电解质的最小浓度。聚沉值越小，聚沉能力越强。溶胶的聚沉(1)反离子价态越高，聚沉能力越强对KI过量形成的AgI胶体，下列电解质的聚沉能力的次序为：FeCl3MgCl2NaCl(2)价态相同的离子，水合离子半径愈小，聚沉能力愈强碱金属硝酸盐对负溶胶的聚沉能力的次序为：Cs+Rb+K+Na+Li+2.胶体的相互聚沉 两种带相反电荷的胶体以适当比例相互混合，也能聚沉。Al(OH)3胶体净水作用 3.加热使胶体聚沉 通过加热，使胶体温度升高，增大胶体粒子的运动速度，加大相互碰撞机会，使胶体容易聚沉。加入大分子化合物可以提高胶体的稳定性。原因：高分子体积大，多呈卷曲的链状，易吸附在胶体的表面，包住胶粒.例如照相底片上AgBr胶体，就用动物胶保护。保护作用溶胶的保护大（高）分子化合物：相对分子质量大于104以上的物质，如蛋白质、淀 粉、聚氯乙烯。敏化作用：明显地破坏溶胶的稳定性，或者虽然溶胶没有直接立即聚沉，但却使电解质的聚沉值显著变小。絮凝作用：直接导致溶胶聚集而逐步下沉。溶液的表示方法质量摩尔浓度bB（mB）2摩尔比rB4物质的量浓度CB3 1摩尔分数xB3 3质量浓度B3 5小 结小 结难挥发非电解质稀溶液的依数性：蒸气压下降:*沸点上升:Tb.p=Kb.p bB 凝固点下降:Tf.p=Kf.p bB 渗透压:=cRT小 结溶胶的性质动力性质布朗运动光学性质丁铎尔效应电学性质电渗电泳小 结溶胶粒子的结构：胶团 溶胶的稳定性和聚沉作用：溶胶的聚沉：1.电解质对溶胶聚沉作用的影响2.胶体的相互聚沉3.加热使胶体聚沉xiexie!xiexie!谢谢！谢谢！