普通化学ppt课件6分解

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,*,普通化学,2001-2004,第六章 溶液和胶体,6,溶液和胶体,一般说来，物质可以存在四种不同的物理状态，气、液、固和等离子态，物质处于何种状态与外界条件密切相关。,气体的基本特征是其无限膨胀性和无限掺混性。温度和压力等环境条件对气体的体积影响非常灵敏。,固体的体积和形状一定，温度和压力等环境条件对固体的体积影响极小。,液体的物性介于气体和固体之间，具有一定的体积，而无一定的形状，具有流动性。温度和压力等环境条件对液体的体积影响较小。,三者在界面、密度、分子间距离、分子间吸引力、分子运动等方面存在差别。,溶液和胶体,6.1,基本概念,6.1.1,物质的聚集态,6.1.2,相,6.1.3,分散系,6.1.4,溶液的组成标度,6.2,稀溶液的通性,6.2.1,溶液的蒸汽压下降,6.2.2,溶液的沸点上升和凝固点下降,6.2.3,溶液的渗透压,6.3,胶体溶液,6.3.1,胶体及其基本特性,6.3.2,溶胶的性质,6.3.3,胶团结构,6.3.4,溶胶的稳定性和聚沉,6.4,表面活性剂和乳浊液,6,溶液和胶体,物质的聚集态,聚集态,各种物质总是以一定的聚集状态（简称物态）存在的,常见的聚集态,气态,液态,固态,6,溶液和胶体,6.1,基本概念,凝聚态,扩散性，可压缩性大,流动性，可压缩性不大,具有一定体积和形状，可压缩性很小,，这是由于组成物质的微粒间的距离和相互作用大小不同造成的。,聚集态的相互转化,气(g),液(l),固(s),凝聚,蒸发,升华,凝固,凝华,熔化,不同的聚集态各有其特点,相,系统中物理性质和化学性质的,完全相同,的任何一个均匀的部分,称为一个相。,系统可分为：,单相系统（均匀系统）,多相系统（不均匀系统）,相与相之间有明显的界面,同一个相可以是分离的，例,NaCl,晶体,应用相的概念需区分：,相与聚集态不同；,相数与物质种类数；,相与界面的关系。,相变,物质从一个相转变到另一个相的过程,6,溶液和胶体,6.1,基本概念,分散系,分散系,一种或多种物质分散到另一种物质中所构成的系统,被分散的物质称为,分散质,（或分散相）,包含分散质的物质叫,分散剂,（或分散介质）,分散系的分类,按聚集态,分散剂,|,气,|,固,|,液,|,分散质,|,气 固 液,|,气 固 液,|,气 固 液,|,按分散质粒子大小,粗分散系,(,直径,100nm),悬,(,乳,),浊液,胶体分散系（,1100nm,）,分子（或离子）分散系,(1nm),。,多相系统,单相系统,6,溶液和胶体,6.1,基本概念,溶液的组成标度,质量分数,w,定义：某组分的,质量,与溶液的,总质量,之比,w,B,=,m,B,/,m,物质的量浓度,c,定义：,单位体积溶液,中所含溶质的,物质的量,c,B,=,n,B,/,V,常用单位：,molL,-,1,或,moldm,-,3,质量摩尔,(,物质的量,),浓度,b,定义：,单位质量溶剂,中所含溶质的,物质的,量,b,B,=,n,B,/,m,A,常用单位：,molkg,-,1,6,溶液和胶体,6.1,基本概念,溶液的组成标度,物质的量分数,X,(,摩尔分数,),定义：某组分的,物质的量,与溶液中总,物质的量,之比,X,B,=,n,B,/,n,性质：,X,(B)=1,浓度的分类,质量浓度，不会随温度的变化而改变；,体积浓度，体积则易于度量。,6,溶液和胶体,6.1,基本概念,溶液的组成标度,物质的量,：符号,n,，单位,mol,。一个基本物理量。是以摩尔,(mol),为计量单位来表示微观粒子数量的物理量。,定义,:,物质,B,的,物质的量,n,B,是物质中组分,B,的基本单元数目除以该物质的基本单元数,N,A,(,阿伏伽德罗常数,6.023045,0.0003110,23,mol,-,1,),所得到的物理量。,即体系中,B,物质的,物质的量,为物质,B,的基本单元数目是阿伏伽德罗常数的若干倍。,注意！使用物质的量及其单位,mol,时，应指明基本单元物质的化学式、粒子符号或其特定组,1mol(H,2,SO,4,),表示含有,N,A,个基本单元为,(H,2,SO,4,),的微粒。,1mol(H,2,SO,4,),表示含有,N,A,个基本单元为,(H,2,SO,4,),的微粒。,1mol(2NO+O,2,=2NO,2,),表示 基本单元为,(2NO+O,2,=2NO,2,),的化学反应发生了一个摩尔的反应。即,1mol(2NO),与,1mol(O,2,),作用生成,1mol(2NO,2,),。,6,溶液和胶体,6.1,基本概念,1,2,1,2,溶液的组成标度,浓度的换算,质量浓度与体积浓度之间的换算需借助于密度,当溶液浓度很稀时,，,c,B,b,B,例：,用作消毒剂的过氧化氢溶液，其质量分数,w,=3.0%,，,密度,=1.0gmL,-,1,，,计算溶液的,b,(H,2,O,2,),和,c,(H,2,O,2,),。,解：,b,(H,2,O,2,)=,=0.91mol,kg,-,1,c,(H,2,O,2,)=,=0.88 mol,L,-,1,6,溶液和胶体,6.1,基本概念,难挥发非电解质稀溶液的依数性,不同溶质和溶剂组成的溶液各有其不同的化学、物理性质。其中某些性质主要有,溶质,的性质所决定，如,密度、颜色、导电性和酸碱性,等。但通过实验发现，无论何种溶液有,四种性质,与,溶质的本性,无关，而主要由溶液中所含,溶质的粒子数,的多少决定。而且此类性质在各种稀溶液中表现的尤为突出，称为,稀溶液的通性,。,但这一通性由于电解质溶质的电离作用和挥发性气体溶质的挥发作用，使得它们在定量计算上，出现了困难。但对于难挥发、非电解质溶质在溶液中的稳定性，使其在,稀浓度,范围内具备较好的线性关系,具有较大的应用范围。,6,溶液和胶体,6.2,稀溶液的通性,水的相图,相图,表示体系的状态与温度、压力关系图。水是最常用的溶剂，其相图极为重要。,蒸气压,在一定温度下，液体和它的蒸气处于平衡状态时，蒸气所具有的压力,6,溶液和胶体,6.2,稀溶液的通性,O,三相点,:T,t,0.01,;,p,t,6.11,10,2,Pa,沸点,:,T,b,100,;,p,t,1.01310,5,Pa,如：,H,2,O(l),H,2,O(g),=,p,(H,2,O)/,p,；,p,(H,2,O),即为水的,(,饱和,),蒸气压。,溶液的蒸汽压下降,蒸气压是液体的重要性质，与液体的本性和所处的温度相关，而与液体的量无关。液体在抽空且密闭的容器中，在一定温度下气液达到平衡时的蒸气压,温度,T,时的饱和蒸气压，与温度密切相关。当饱和蒸气压等于外界压力时液体达到沸腾温度,(,沸点,),。,6,溶液和胶体,6.2,稀溶液的通性,液体在一定的温度下，其中少数能量较高的分子具有脱离液体表面进入空间，呈气态的倾向。因此蒸发过程系统中分子存在着,蒸发和凝结两种倾向。在两者达到平衡时，液体上方的蒸气压力处于定值，此时液面上的压力为饱和蒸气压。,溶液的蒸汽压下降,溶液的蒸汽压下降,p,(,溶液蒸气压,),n,B,n,A,+,n,B,n,A,；,p,=,p,n,B,/,n,A,如以水为溶剂，且为,1000g,，溶剂的物质的量为,1000/18.01=55.52mol,。此时物质,B,的,n,B,即为在,1000g,水中的溶质的量，以质量物质的量浓度表示,b,B,拉乌尔定律：,p,=,p,b,B,/55.52=,K,b,B,在一定温度下,难挥发非电解质稀溶液的蒸气压下降与,溶质的质量摩尔浓度成正比,而与溶质的本性无关。,适用范围：,难挥发、非电解质、稀溶液,6,溶液和胶体,6.2,稀溶液的通性,溶液的沸点上升和凝固点下降,沸点,液体的蒸气压等与外,界压强时的温度,如,H,2,O(l)H,2,O(g),p,(H,2,O),=101325Pa=,p,(,大气,),，,t,=100,凝固点,固,液两相平衡（固、,液两者的蒸气压相等）时的温度,如,H,2,O(l)H,2,O(s),p,(H,2,O,l),=,p,(H,2,O,s)=610.6Pa,，,t,=0,6,溶液和胶体,6.2,稀溶液的通性,沸点上升,T,b,(,溶液沸点,),T,b,(,纯溶剂沸点,),沸点上升,T,b,=T,b,-,T,b,T,b,=,K,b,b,B,(,难挥发非电解质稀溶液,),K,b,（,比例常数）,（摩尔）,沸点上升常数,，与溶质的本性无关，而只随溶剂的不同而不同,凝固点下降,T,f,(,溶液凝固点,)100nm,以反射和折射为主,;,当,d,5nm,以透射为主。,I,与浓度,c,成正比，,c,，,I,c,。,浊度计的设计原理。,n,1,、,n,2,相差越大，则,I,越强。溶胶的乳光效应强，真溶液弱。,溶胶的性质,动力学性质,布朗,(,B,rown,),运动,由于胶粒的布朗运动具有扩散作用，因而保持悬浮状态。是其动力学稳定因素。,电学性质,电动现象,（电泳和电渗）,胶粒通过吸附和电离作用，使带有电荷，在电场中能够作定向运动。,6,溶液和胶体,6.3,胶体溶液,胶团结构,胶核,大量的分子（离子）聚集而成的溶胶粒子核心,电位离子,胶核,选择性,地,吸附与固相组成相关的离子,反离子,溶液中与电位离子电荷相反的离子。分成两部分：,吸附层,:,电位离子,+,束缚在胶核表面的反离子,扩散层,:,在分散剂中扩散开的反离子,胶粒,=,胶核,+,吸附层,胶团,=,胶粒,+,扩散层,胶粒的电荷符号就是电位离子所带的电荷符号。,6,溶液和胶体,6.3,胶体溶液,胶团结构,AgI,溶胶,AgNO,3,+KI,KNO,3,+AgI,过量的,KI,作稳定剂,AgI,胶团的图示式：,胶核,胶粒,胶团,Fe(OH),3,溶胶的结构,由,FeCl,3,水解制备,AgI,胶团的结构表达式,(,AgI),m,n,I,-,(,n-x,)K,+,x,-,x,K,+,6,溶液和胶体,6.3,胶体溶液,-,-,-,-,-,-,-,-,-,+,+-,+-,+-,+,+-,+-,+-,+,+-,+,+-,+,+-,+,+-,+-,电位,固,相,电位,吸附层 扩散层,胶团双电层示意图,胶团结构,胶团的双电层结构由图表示，,电位（热力学电位）,电位（电动电位）,胶团双电层中，吸附层和扩散层带有相反的电荷，所以两层之间存在,电位差。,电位可以热力学方法,6,溶液和胶体,6.3,胶体溶液,测定。两者的区别：,两电位处于胶团双电层的不同部位。,电位,电位,热力学电位决定与被吸附的电位离子的浓度。,电位一般情况下不变。,电位还受溶液中其他离子的影响。当吸附层变厚，而扩散层变薄，,电位趋于零。从而破坏胶团的稳定性。,溶胶的稳定性和聚沉,聚沉,(,凝结,),胶粒聚集成较大的颗粒最后从分散剂中分离出来的过程,溶胶的稳定性,动力稳定性：,在重力场作用下，分散质粒子不从分散剂中分离出来。,聚结稳定性：,在放置过程中，不发生分散质粒子的合并。,影响溶胶稳定性的因素,电解质,:,影响最大,使扩散层变薄。电解质离子的价数越高或水合半径越小,聚沉能力越强,。,浓度,:,浓度增加,粒子碰撞机会增多。,温度,:,温度升高,粒子碰撞的机会增多,强度增加。,不同胶体相互作用,：,互聚,敏化作用,和,保护作用,6,溶液和胶体,6.3,胶体溶液,溶胶的稳定性和聚沉,高分子溶液与溶胶的比较,相同点：,粒径相似，扩散速度慢，不能透过半透膜,不同点：,真溶液单相体系,溶质和溶剂间具有亲和力,(,自动溶解,),热力学稳定体系,(,不需第三组分作稳定剂,),平衡体系有一定溶解度,分散粒子为单分子粒子,对电解质的加入不很敏感,粘度大,多相体系，粒子带电性,分散质和分散剂间很少亲和力,(,不能自动溶解,),热力学不稳定体系,(,需第三组分作稳定剂,),不平衡体系无溶解度,分散质为多分子聚集颗粒,对电解质敏感,粘度小,6,溶液和胶体,6.3,胶体溶液,表面活性剂,表面活性剂,加入少量就能使水的表面张力明显降低的物质,通常含有亲水的极