第一章-溶液与胶体课件

第第1 1章章 溶液与胶体溶液与胶体生命体内含有大量水分，其中大部分以生命体内含有大量水分，其中大部分以溶剂的形式存在于生命体中的各种溶液溶剂的形式存在于生命体中的各种溶液里，还有一部分则形成胶体。里，还有一部分则形成胶体。第1章 溶液与胶体生命体内含有大量水分，其中大部分以溶剂的1第第1 1章章 溶液与胶体溶液与胶体1.1 分散系1.2 溶液组成标度的表示方法1.3 稀溶液的依数性1.4 胶体溶液第1章 溶液与胶体1.1 分散系21.1 1.1 分散系分散系分散系由一种或几种物质以细小的颗粒分散在另一种物质中所形成的系统称为分散体系，简称分散系。被分散的物质称为分散相（分散质），容纳分散相的物质称为分散介质（分散剂）。1.1 分散系分散系31-1 1-1 分散系分散系 根据物态，分散系有固态、根据物态，分散系有固态、液态液态与气态。本章只与气态。本章只讨论液体分散系。讨论液体分散系。液体分散系按分散相粒径：真溶液、胶体分散系和粗液体分散系按分散相粒径：真溶液、胶体分散系和粗分散系三类。分散系三类。相：化学物理性质相同的部分。相：化学物理性质相同的部分。单相系统（或均相系统）、多相系统（或非均相系统）单相系统（或均相系统）、多相系统（或非均相系统）。真溶液、高分子溶液为均相分散系只有一个相。真溶液、高分子溶液为均相分散系只有一个相。溶溶胶胶和和粗粗分分散散系系的的分分散散相相和和分分散散介介质质为为不不同同的的相相，为为非均相分散系。非均相分散系。1-1 分散系 根据物态，分散系有固态、液态与气态。本4分散系 分散相 分散介质食盐水 Na+,Cl-水糖水 蔗糖 水牛奶 蛋白质、脂肪 水泥浆 砂石 水Fe(OH)3胶体 Fe(OH)3胶粒 水分散系 分散相 5分散系的分类分散系的分类分散相颗粒大小分散系统类型 分散相组成实例100nm粗分散系(乳状液、悬浮液)粗颗粒牛奶、泥浆分散系的分类分散相颗粒大小分散系统类型分散相组成实例 V V糖水糖水平衡：水分子扩散速度平衡：水分子扩散速度 V V纯水纯水=V=V糖水糖水单位体积内水分子的个数越多，扩散的速度越快，因此单位时间内，36当半透膜里面的压力增大当半透膜里面的压力增大到一定时候，从内向外扩到一定时候，从内向外扩散的水分子数散的水分子数=从外向内从外向内扩散的水分子数，此时就扩散的水分子数，此时就达到了达到了渗透平衡。渗透平衡。糖水溶液增高的这部糖水溶液增高的这部分水的静压力就是糖分水的静压力就是糖水溶液的水溶液的渗透压渗透压。当半透膜里面的压力增大到一定时候，从内向外扩散的水分子数=从37产生渗透现象的两个条件：产生渗透现象的两个条件：1.1.有半透膜存在有半透膜存在2.2.膜两边要有浓度差膜两边要有浓度差渗渗透透压压：在在一一定定的的温温度度下下，恰恰能能阻阻止止渗渗透透发发生生所所需需施施加加的的外外压压力力，称称为为该该溶溶液液的的渗渗透透压压。用用符符号号表表示。示。产生渗透现象的两个条件：渗透压：在一定的温度下，恰能阻止渗透38渗透压渗透压测定渗透压的装置测定渗透压的装置渗透压测定渗透压的装置39反渗透，海水淡化反渗透，海水淡化反渗透，海水淡化4018861886年，年，vant Hoffvant Hoff提出：难挥发性非电解质提出：难挥发性非电解质稀溶液的渗透压力与温度、浓度的关系：稀溶液的渗透压力与温度、浓度的关系：V=nV=nB BRTRT=c=cB BRTRT=b=bB BRTRT1886年，vant Hoff提出：难挥发性非电解质稀溶液41解：解：测定分子量的三种方法：测定分子量的三种方法：小分子：凝固点降低法、沸点升高法（不常用）小分子：凝固点降低法、沸点升高法（不常用）高分子：渗透压法高分子：渗透压法例题：例题：1L马的血红素马的血红素5.0g，298K时测得渗透压为时测得渗透压为1.80102Pa,求血红素的分子量。求血红素的分子量。解：测定分子量的三种方法：例题：1L马的血红素5.0g，421.3.4 1.3.4 渗透压力的意义渗透压力的意义一、渗透浓度（一、渗透浓度（osmolarity)osmolarity)C Cosos/mmol/mmolLL-1-1 ,也有用也有用mOsmolLmOsmolL-1-1表示的表示的例例题 计算算50.0gL50.0gL-1-1葡萄糖溶液和生理葡萄糖溶液和生理盐水的渗水的渗透透浓度。度。对于非电解质，如葡萄糖对于非电解质，如葡萄糖,则则Cos=CB，即非电解质的渗透浓度就等于其物质的量浓度。即非电解质的渗透浓度就等于其物质的量浓度。对于强电解质，则对于强电解质，则Cos=iCB,i表示强电解质完全电离出来的离子的表示强电解质完全电离出来的离子的数目，如数目，如NaCl,则则Cos=2CNaCl；MgCl2,则则Cos=3CMgCl21.3.4 渗透压力的意义对于非电解质，如葡萄糖,则Cos43二、二、“三渗三渗”高渗高渗 c c os os 320mmol320mmolLL-1-1等渗等渗 c c osos=280320mmol=280320mmolLL-1-1低渗低渗 c c osos280mmol二价离子二价离子一价离子一价离子聚沉值与反离子所带电荷的关系聚沉值与反离子所带电荷的关系聚沉能力主要取决于能引起溶胶聚沉的反离子电荷数（即化合价数）711-4-5 高分子化合物溶液的特性高分子化合物溶液的特性2、是单个分子分散的单相体系，是真溶液，、是单个分子分散的单相体系，是真溶液，溶解过程是自动的，也是可逆的，是热力学溶解过程是自动的，也是可逆的，是热力学的稳定体系。的稳定体系。3、无丁达尔效应。因为高分子化合物分子中、无丁达尔效应。因为高分子化合物分子中含有大量的亲水基团含有大量的亲水基团(-OH，-COOH、-NH2)，溶剂化作用强，溶质与溶剂间无界面。，溶剂化作用强，溶质与溶剂间无界面。1、高分子化合物的分子量可达几百万，长、高分子化合物的分子量可达几百万，长度可达几百纳米，但截面积只度可达几百纳米，但截面积只 相当于一个普相当于一个普通分子大小。通分子大小。1-4-5 高分子化合物溶液的特性2、是单个分子分散的单相体72盐析作用盐析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的保护作用：保护作用：保护作用：例：例：Fe(OH)3溶胶，加入白明胶（高分子溶胶，加入白明胶（高分子化合物溶液）后再加电解质不易聚沉。化合物溶液）后再加电解质不易聚沉。原因：大量的亲水基团与水有强烈的溶剂化作用，原因：大量的亲水基团与水有强烈的溶剂化作用，在水中形成很厚的水化膜。在水中形成很厚的水化膜。对高分子化合物要加对高分子化合物要加入大量的电解质，才能破坏其水化膜而使之凝结入大量的电解质，才能破坏其水化膜而使之凝结出来。出来。定义：定义：盐析是可逆的，当加入大量水以后，沉盐析是可逆的，当加入大量水以后，沉淀将溶解。淀将溶解。盐析作用高分子化合物对溶胶的保护作用：原因：大量的亲水基团与73 保护作用示意图保护作用示意图敏化作用敏化作用 在溶胶中加入极少量的某种高分子化合在溶胶中加入极少量的某种高分子化合物，可使溶胶产生絮状沉淀，此现象称为敏化物，可使溶胶产生絮状沉淀，此现象称为敏化作用。作用。敏化作用示意图敏化作用示意图 保护作用示意图敏化作用敏化作用示意图74【1】由】由10mL0.05moldm3的的KCl溶液与溶液与100mL0.002moldm-3的的AgNO3溶液混合制得溶液混合制得的的AgCl溶胶，若分别用下列电解质使其聚沉，溶胶，若分别用下列电解质使其聚沉，则聚沉值的大小次序为则聚沉值的大小次序为（）aAlCl3ZnSO4KClbKClZnSO4AlCl3cZnSO4KClAlCl3dKClAlCl3ZnSO4自测题【1】由10mL0.05moldm3的KCl溶液与自测题75【2】制备】制备AgI溶胶时，三支烧杯盛有溶胶时，三支烧杯盛有25mL，0.016moldm3的的AgNO3 溶液，分别加入溶液，分别加入0.005moLdm3的的NaI溶液溶液60mL，80mL和和100mL 1)三种不同加入量的烧杯中各有什么现象三种不同加入量的烧杯中各有什么现象?2)写出生成溶胶的胶团结构。写出生成溶胶的胶团结构。3)溶胶中加入直流电压，胶体粒子如何运动溶胶中加入直流电压，胶体粒子如何运动?【2】制备AgI溶胶时，三支烧杯盛有25mL，76答答：1)由由题题给给数数据据计计算算得得出出，第第一一只只烧烧杯杯中中AgNO3过过量量，第第二二只只烧烧杯杯中中AgNO3与与NaI物物质质的的量量相相等等，第第三三只只烧烧杯杯中中NaI过过量量。因因此此第第一一只只烧烧杯杯和和第第三三只只烧烧杯杯生成生成AgI溶胶，第二只烧杯生成溶胶，第二只烧杯生成AgI沉淀。沉淀。2)第一只烧杯中溶胶胶团结构为第一只烧杯中溶胶胶团结构为(AgI)m n I-(n-x)Na+x-x Na+(AgI)m n Ag+(n-x)NO3-x x NO3-3）第三只烧杯中溶胶胶团结构为）第三只烧杯中溶胶胶团结构为答：1)由题给数据计算得出，第一只烧杯中AgNO3过量，第二77【3】电泳实验中观察到胶粒向阳极移动，此现象】电泳实验中观察到胶粒向阳极移动，此现象表明：表明：a胶粒带正电胶粒带正电 b胶核表面带负电胶核表面带负电 c胶团扩散层带正的净电荷胶团扩散层带正的净电荷 d 电势相对于溶液本体为正值。电势相对于溶液本体为正值。【3】电泳实验中观察到胶粒向阳极移动，此现象表明：78【4】Sb2S3溶液的稳定剂是溶液的稳定剂是H2S，试写出其，试写出其胶团结构，以胶团结构，以NaCl，BaCl2，CuSO4作聚沉剂作聚沉剂时，聚沉能力最大的是什么时，聚沉能力最大的是什么?解：解：H2S在溶液中离解为在溶液中离解为H和和HS，所以，所以Sb2S3溶液胶团结构为溶液胶团结构为(Sb2S3)mnHS(nx)H+xxH由于胶粒带负电，聚沉能力最大的是由于胶粒带负电，聚沉能力最大的是BaCl2。【4】Sb2S3溶液的稳定剂是H2S，试写出其解：H2S在79