大学课件全国高职高专药学及药品类专业规划教材药用基础化学上册陈任宏第4章分散系

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2018/8/5,#,大学课件,全国高职高专药学及药品类,专业规划教材,药用根底化学,(上册)【陈任宏】,第4章 分散系,模块化学根底知识第1章化学根底知识一、化学的研究对象及内容二、化学开展历史的回忆三、化学与药学的关系,第2章物质构造第一节原子构造第二节分子构造,第3章元素及其化合物第一节常见金属元素及其化合物第二节常见非金属元素及其化合物第三节常见过渡金属元素及其化合物第四节其他常见药用元素及其化合物第4章分散系第一节分散系第二节溶液第三节稀溶液的依数性第四节胶体溶液,目,录,第5章电解质溶液第一节强电解质与弱电解质第二节酸碱质子理论第6章化学反响速率和化学平衡第一节化学反响速率第二节化学平衡模块化学分析技术根底第7章定量分析法概述第一节定量分析的步骤第二节定量分析的误差第三节有效数字及其应用第8章滴定分析法概述第一节滴定分析法根本原理第二节标准溶液的配制第三节滴定分析计算,目,录,第9章酸碱滴定法第一节酸碱质子传递平衡第二节缓冲溶液第三节酸碱滴定法第四节非水酸碱滴定法第10章配位滴定法第一节配位化合物概述第二节配合物的解离平衡第三节配位滴定法第11章氧化复原滴定法第一节氧化复原平衡第二节氧化复原滴定法第12章沉淀滴定法和重量分析法第一节沉淀溶解平衡第二节沉淀滴定法第三节重量分析法,模块仪器分析技术根底第13章电化学分析法一、电化学分析法二、直接电位法三、电位滴定法四、永停滴定法第14章光谱法第一节光谱法概述第二节紫外部杉分光光度法第三节红外光谱法简介第15章色谱法第一节色谱法概述第二节薄层色谱法第三节气相色谱法第四节高效液相色谱法,本章学习内容,本章学习要求,第,4,章,分散系,1.掌握浓度的表示法和有关计算及相互换算；溶液的配制和稀释。,2.熟悉稀溶液依数性的原理和应用；胶体溶液的特性以及使溶胶稳定和聚沉的因素。,3.了解分散系和溶液概念和分类；胶团的构造；高分子化合物溶液的特征以及对溶胶的保护作用。,本章学习要求,第,4,章,分散系,分散系,分散系的概念,分散系的分类,溶液的组成和表示方法,溶液的配制和稀释,本章学习内容,溶液,第,4,章,分散系,稀溶液的依数性,溶液的蒸气压下降,溶液的沸点升高,溶胶,高分子溶液,本章学习内容,胶体溶液,第,4,章,分散系,溶液的凝固点降低,溶液的渗透压,第一节,分散系,分散系的概念,将一种或几种物质分散在另一种物质中形成的体系称为分散系。分散系中被分散的物质称为分散质或分散相，容纳分散质的物质称为分散剂或分散介质。,4.1,分散系,药用根底化学(上册),分散系,分子或离子分散系,（真溶液）,d 1 nm,胶体分散系,（溶胶,and,高分子溶液）,1 d 100 nm,分散系的分类,第二节,溶液,物质以分子或离子的状态分散于分散介质中所形成的均匀,而稳定的分散系都称为溶液。,溶剂和溶质,溶液由溶质分散相和溶剂分散介质组成。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，那么把含量多的一种称为溶剂，含量少的称为溶质。,溶液的概念,4.2,溶液,药用根底化学(上册),2,.,体积分数,一定量溶液或溶剂中所含溶质的量称为浓度，在液态的溶液中，溶质B的浓度主要有如下6种表示方法：,3.,摩尔分数,4.,质量浓度,5.,物质的量,浓度,1,.,质量分数,6.,质量摩尔浓度,溶液的组成和表示方法,第二节,溶液,溶液中溶质,B,的质量与溶液的质量之比称为溶质,B,的质,量分数，用符号,表示。,m,为溶液的质量，,g,；,m,B,为溶质,B,的质量，,g,，质量分,数可以,用百分数,表示，或用小数表示。,质量分数百分浓度,药用根底化学(上册),溶液中溶质B的体积与溶液的体积之比称为溶质B的体积,分数，用符号 表示。,V为溶液的体积，VB为溶质的体积，常用单位为mL或L，,体积分数可以用百分数表示，或用小数表示。例如，, 乙醇 =75%消毒酒精,体积分数百分浓度,第二节,溶液,溶液中溶质B或溶剂A的物质的量与溶液总物质的量,之比称为溶质B或溶剂A的物质的量分数，用 (或,)符号表示。,或,n为溶液总物质的量，mol，nA、nB分别为组分A、B的物,质的量，mol；摩尔分数可以用小数表示。,物质的量分数摩尔分数,药用根底化学(上册),溶液中溶质,B,的质量与溶液的体积之比称为溶质,B,的质,量浓度，用符号,表示。,V,为溶液的体积，,L,；,m,B,为溶质,B,的质量，,mg,或,g,； 质,量浓度的单位为,mg L,-,1,或,g L,-,1,。,溶质,B,的质量浓度,第二节,溶液,溶质B的物质的量与溶液的体积之比1L溶液中所溶解,的溶质B的物质的量称为溶质B的物质的量浓度，用,符号 表示。,V为溶液的体积， L； nB 为溶质B的物质的量， mol；,溶质B的量浓度的单位为molL-1。,物质的量浓度摩尔浓度,药用根底化学(上册),溶液中溶质B的物质的量与溶剂的之比1kg溶剂中所,溶解的溶质B的物质的量称为溶质B的质量摩尔浓度，,用符号 表示 。,mA为溶剂A的质量, kg ； nB为溶质B的物质的量,mol；,质量摩尔浓度的单位为mol kg-1 。,质量摩尔浓度,第二节,溶液,例,1,将,5.0g NaCl,溶于,495.0g,水中，所得溶液的密度为,1.002gml,-1,。计算,NaCl,的质量分数、物质的量分数以及溶液的质量浓度、物质的量浓度和质量摩尔浓度。,解：,第二节,溶液,溶液的配制和稀释的依据是：配制或稀释前后溶质的量不变。溶液的配制计算公式为：,溶液的稀释计算公式为：,溶液的配制和稀释,药用根底化学(上册),例,3,要配制,2 molL,-1,硫酸溶液,300ml,，需要,6 molL,-1,硫酸溶液多少,ml,？稀释配制这种溶液使用到的主要仪器？,解：,设需要,6 molL,-1,硫酸溶液,x,m,L,。,根据 得,2300= 6,x,x,=2300/6=100(ml),稀释配制使用的仪器：量筒、烧杯、试剂瓶或容量瓶。,第三节 稀溶液的依数性,4.3,稀溶液的依数性通性,溶液的蒸气压下降,溶液的沸点升高,溶液的凝固点降低,溶液的渗透压,蒸发,凝结,蒸气压,蒸发,凝结,纯液体的蒸气压,蒸发：纯溶剂如水在密闭容器中，液剂外表的分子由于合力不为零，具有较高的能量，能够抑制分子间的引力而进入液面上的空间的过程。,凝聚：形成蒸气的分子在运动中，有一局部会撞击到液面上而被拉回液体内，重新成为液体分子的过程。,药用根底化学(上册),1.,蒸发,(,evaporation,),液相,气相,气相,液相,2.,凝结,(,condensation,),纯溶剂的蒸气压 p ：单位时间内，由液面蒸发的分子数和由气相返回液体的分子数相等，此时蒸气所具有的压力称为该温度下液体的饱和蒸气压。,第三节 稀溶液的依数性,蒸发,-,凝结动画,纯溶剂和溶液蒸发凝聚示意图,由于原溶剂的外表局部被难挥发溶质分子所占据，单位时间逸出液面的溶剂分子数相应减少，产生的蒸气压也就相应降低。所以，溶液的蒸气压p必然低于纯溶剂的蒸气压p。这种现象称为溶液的蒸气压下降。,药用根底化学(上册),溶液的蒸气压下降,Raoult,定律,纯溶剂和溶液蒸气压曲线,溶液的浓度越大，单位体积溶液中溶质的粒子数越多，溶剂的外表被难挥发溶质分子所占据的局部就越多，溶液的蒸气压就越低，溶液的蒸气压下降得就越多。,第三节 稀溶液的依数性,拉乌尔定律,：在一定温度下，难挥发非电解质稀溶液的蒸气压下降,p,与溶液中溶质的摩尔分数 或质量摩尔浓度成正比，而与溶质的本性无关。其数学表达式为：,常数,K,取决于纯溶剂的蒸气压和摩尔质量。,p,K,b,B,或,药用根底化学(上册),第三节 稀溶液的依数性,溶液的沸点升高,沸点：液体的蒸气压与外界的压力相等时液体沸腾的温度。,沸点升高：溶液的沸点要高于相应纯溶剂的沸点，这一现,象称之为溶液的沸点升高。,在一定温度下，难挥发非电解质稀溶液的沸点升高值只与,溶质的质量摩尔浓度成正比，而与溶质的本性无关。,第三节 稀溶液的依数性,溶液的凝固点降低,在一定温度下，难挥发非电解质稀溶液的凝固点降,低值只与溶质的质量摩尔浓度成正比，而与溶质的,本性无关。,凝固点,凝固点是指固液两相的蒸气压相等，两相平衡,共存时的温度。,第三节 稀溶液的依数性,溶液的渗透压,渗透现象,溶剂分子通过半透膜从纯溶剂向溶液或从,稀溶液,向,较浓溶液的净迁移叫渗透。,药用根底化学(上册),产生渗透现象必须具备的条件：,(1),半透膜的存在；,(2),膜的两侧液体存在浓度差。,第三节 稀溶液的依数性,渗透压,为维持只允许溶剂通过的膜所隔开的溶液,与溶剂,之间,的渗透平衡而需要的额外压力,称为渗透压。,符号,为,，单位为,Pa,或,kPa,。,V=nRT,或,=c,B,RT,药用根底化学(上册),医学中的渗透压,常采用毫渗摩尔浓度，简称毫渗量 升-1，常用符号mOsm L-1表示。它是指溶液中能产生渗透效应的各种物质质点分子或离子的总浓度以毫摩尔 升-1来计算的渗透单位。,药用根底化学(上册),临床上，正常人血浆渗透压为303.7 mOsm L-1 ，渗透压在280320 mOsm L-1范围内的溶液称为生理等渗溶液9g L-1 NaCl、50 g L-1葡萄糖。例如，生理盐水9g L-1 NaCl的渗透压为：,注：强电解质溶液的渗透压等于阴阳两种离子质子浓度的总和。低于280 mOsm L-1的溶液称为低渗溶液；高于320 mOsm L-1的溶液称为高渗溶液。,等渗溶液,红细胞的形态没有什么改变，,因为生理盐水,与红细胞内液的渗透,压力相等,，细胞内外液处于渗透平衡状态。,第三节 稀溶液的依数性,低渗溶液,红细胞逐渐膨胀，,严重可,使红细胞破裂。这是因为红细胞内液的渗透压力高于稀,NaCl,溶液，红细胞外的水向细胞内渗透引起。,药用根底化学(上册),高渗溶液,红细胞逐渐皱缩，皱缩,的红细胞,互相聚结成团。这是因为红细胞内液的渗透压力低于浓,NaCl,溶液，红细胞内的水向外渗透引起。,第三节 稀溶液的依数性,渗透方向,渗透的方向是由低渗溶液一方向高渗溶液一方渗透，也就是由纯溶剂一方向溶液一方渗透，或由稀溶液一方向浓溶液一方渗透。,药用根底化学(上册),难挥发电解质稀溶液的依数性行为,由于电解质在溶液中发生解离，所以电解质溶液的依数性必须引入校正因子i。 i值又称为Vant Hoff范特荷普系数。,药用根底化学(上册),AB型强电解质如KCl、KNO3、CaSO4，i =2；,AB2或A2B型电解质如MgCl2、CaCl2、Na2SO4，i =3,对于难挥发电解质稀溶液，依数性的有关公式修正为：,注：Tb与Tb为正比关系，沸点升高值越大，沸点越高；而Tf与Tf为反比关系，凝固点降低值越大，凝固点越低。,第三节 稀溶液的依数性,T,b,=,i,K,b,b,B,T,f,=,i,K,f,b,B,P=,i,K b,B,i C,B,RT,第四节,胶体溶液,4.4,胶体溶液,溶胶：溶胶是多相的高分散体系，具有很高的外表能，粒径在1100nm之间，它含有百万甚至过亿个原子，是一类难溶的多分子聚集体。,溶胶的根本特征：多相性、高分散性和热力学不稳定性。,药用根底化学(上册),1.光学性质丁达尔现象,英国物理学家丁达尔(18201893年) 发现一束会聚,强光胶体垂直方向看到一条发亮的光柱。,？,溶胶的性质,丁达尔现象实例,胶体：云、雾、,烟尘,分散剂：空气,分散质：微小的尘埃或液滴,第三节,胶体溶液,2.动力学性质 (Brownian motion),1827 年植物学家布朗Brown)用显微镜观察到悬浮在液面上的花粉粉末不断地作不规那么的运动。后来又发现许多其它物质如煤、 化石、金属等的粉末也都有类似的现象。人们称微粒的这种运动为布朗运动。,药用根底化学(上册),布朗运动动画,第三节,胶体溶液,药用根底化学(上册),液体分子对胶体粒子的碰撞动画,第三节,胶体溶液,2.电学性质(电泳现象),电泳在外电场作用下，分散质粒子在分散介质中定向移动的现象。在一U形管中参加Fe(OH)3,溶胶，管的两端插入电极，通电，可以看到红色的Fe(OH)3溶胶向负极移动。,电泳管示意图,直流电,Fe(OH),3,药用根底化学(上册),胶团的构造:,用AgNO3 和KI可以制备AgI溶胶。当AgNO3过量时：,AgNO3KI AgIAg+K+NO3,胶核,吸附层,扩散层,第三节,胶体溶液,胶团的构造,用AgNO3 和KI可以制备AgI溶胶。当KI过量时：,AgNO3KI AgIIK+NO3,扩散层,吸附层,胶核,第三节,胶体溶液,溶胶的稳定性,布朗运动：布朗运动剧烈，重力作用不易沉降，具有动力学的稳定性。,胶粒带电：同种胶粒在一样的条件下带同种电荷，相互排斥，阻止胶粒间碰撞而沉降。,水化膜：胶核吸附层上的电位离子和反离子的水化能力很强，外表形成水化膜，阻止胶粒相互接近而沉降。,药用根底化学(上册),溶胶的聚沉,参加电解质：电解质中和胶粒所带电荷，水化膜被破坏，从而使溶胶的稳定性降低，发生聚沉。,对于AgI正溶胶，聚沉能力：,K3Fe(CN)6 K2SO4 NaCl；CaCl2 NaCl,对于AgI负溶胶，聚沉能力：,CaCl2 KCl ；K2SO4 NaCl,注：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，离子带电荷越高，其聚沉能力越强,药用根底化学(上册),溶胶的聚沉,参加带相反电荷的溶胶：参加带相反电荷的溶胶，异性的两种胶粒相互吸引、彼此中和电性而发生聚沉。,加热：加热能加快胶粒的运动速率，增加胶粒相互碰撞的时机，从而加速了溶胶的聚沉；另外，温度的升高，降低了胶粒对离子的吸附作用，减少了胶粒所带的电荷，降低水化程度，以利于胶粒碰撞而发生聚沉。,第三节,胶体溶液,高分子溶液,：,高分子化合物通常是指相对分子量在,10,4,以上,的化合物，如蛋白质、核酸、多糖、黏土等。,分类,实例,合成高分子化合物,加聚聚合物,缩聚聚合物,聚乙烯,尼龙,天然高分子化合物,纤维蛋白质,球状蛋白质,核酸多糖,聚戊二烯,丝,纤,蛋白,血红蛋白,脱氧核糖核酸（,DNA,）,纤维素,天然橡胶,高分子化合物的分类,高分子化合物溶液,的特性：稳定性高、粘度较大。,1根据分散粒子的大小，分散系可分为分子或离子分散系、胶体分散系和粗分散系三种。,2溶液由溶质分散相和溶剂分散介质组成。一定量溶液或溶剂中所含溶质的量称为浓度。医药工作中常用溶液组成的表示方法：质量分数 、体积分数 、摩尔分数 、质量浓度 、物质的量浓度 、质量摩尔浓度 。,学习积累,药用根底化学(上册),学习积累,药用根底化学(上册),3,溶液的配制或稀释的依据是：配制前后溶质的量不变。,或,4,稀溶液的依数性包括溶液的蒸气压下降、溶液的沸点升高、溶液的凝固点降低和溶液的渗透压。它们的数学表达式分别为：,p,K,b,B,；, =,K,b,b,B,；, =,K,f,b,B,；,=,c,B,RT,。,上述四项依数性的适用条件是：难挥发、非电解质、稀溶液。,对于难挥发电解质稀溶液，依数性的有关公式修正为：,p,i,K,b,B,；, =,i K,b,b,B,；, =,i K,f,b,B,；,=,i,c,B,RT,。,其中,i,为校正因子，一般可认为是电解质的质点数,。,5,渗透的方向是由低渗溶液一方向高渗溶液一方渗透，也就是由纯溶剂一方向溶液一方渗透，或由稀溶液一方向浓溶液一方渗透。,学习积累,药用根底化学(上册),6溶胶的性质主要表现在它的光学性质丁达尔现象、动力学性质布朗运动和电学性质电泳。 溶胶稳定的原因有三方面：布朗运动具有能量、胶粒带电同性排斥、水化膜保护层。常用的聚沉方法：参加电解质聚沉能力主要取决于和胶粒电荷相反的离子，反离子的总价数越高，聚沉能力越强、参加带相反电荷的溶胶、加热。,学习积累,药用根底化学(上册),7,高分子化合物通常是指相对分子量在,10,4,以上的化合物，高分子化合物溶液具有的特性：稳定性高、粘度较大。,学习积累,药用根底化学(上册),