第二章溶液和胶体

第二章溶液和胶体第一页，共四十四页，2022年，8月28日2.1

分散系统

一种物质（或几种物质）分散在另一种物质之中所组成的系统统称为分散系统。可分为三类:分子或离子分散系统分散离子的半径小于1nm（也称真溶液）粗分散系统分散离子的半径大于1μm(是多相系统）胶体分散系统分散离子的半径在1~100nm之间，大小在真溶液和混浊液之间。例：H2SiO3、As2S3、Fe(OH)3、AgI等第二页，共四十四页，2022年，8月28日分散状态粒径/nm例如特征相系粗>100泥水、牛奶不透明、不稳定不穿过滤纸多胶体1-100溶胶、水玻璃(纳米材料)微浑浊半透明或不浑浊透明,有Tyndal(丁铎尔)现象多溶液0.10~1硫酸、盐水不沉降、稳定,穿过滤纸单物质的分散状态与溶液第三页，共四十四页，2022年，8月28日2.2溶液2.2.1溶液的定义与分类2.2.2溶液浓度的表示方法2.2.3溶解度2.2.4难挥发非电解质稀溶液的依数性第四页，共四十四页，2022年，8月28日溶液的分类溶剂和溶质溶液的定义2.2.1溶液的定义与分类第五页，共四十四页，2022年，8月28日溶液的定义

溶液是两种或两种以上的物质所形成的混合物，这些物质在分子层次上是均匀的，即分散程度达到分子水平。第六页，共四十四页，2022年，8月28日气态溶液液态溶液固态溶液溶液的分类按聚集状态来分:第七页，共四十四页，2022年，8月28日溶剂与溶质溶质和溶剂是相对的：溶质：溶剂：气、固体液少量液体大量液体其它溶液水（水溶液）其它物质酒精、液氨汽油（非水溶液）物质在溶解过程中伴随着能量的变化和体积的变化。第八页，共四十四页，2022年，8月28日2.2.2溶液浓度的表示方法物质的量浓度CB质量摩尔浓度bB摩尔分数xB摩尔比rB质量浓度ρB第九页，共四十四页，2022年，8月28日1.溶质B的浓度或溶质B的物质的量浓度CBdefCBCB定义为溶质B的物质的量除以混合物的体积如：0.1molL-1第十页，共四十四页，2022年，8月28日2.溶质B的质量摩尔浓度bB(mB)defbBbB定义为溶质B的物质的量除以溶剂的质量如：0.1molkg-1第十一页，共四十四页，2022年，8月28日3.溶质B的摩尔分数xB(yB)defxBxB定义为溶质B的物质的量除以混合物物质的量。第十二页，共四十四页，2022年，8月28日4.溶质B的摩尔比rBdefrBrB定义为溶质B的物质的量与溶剂的物质的量之比。第十三页，共四十四页，2022年，8月28日def5.溶质B的质量浓度定义为溶质B的质量除以混合物的体积。如：0.1kg·m-3、0.01kg·L-1第十四页，共四十四页，2022年，8月28日第十五页，共四十四页，2022年，8月28日

溶解度概念：在一定温度和压力下，一定量饱和溶液中溶质的含量。（在指定温度压力下，一种物质在定量溶剂中可以溶解的最大量）当在一种液体溶剂中加入过量的溶质（超过溶解度的量）时，纯溶质和已溶解溶质间会建立起溶解平衡。溶质（纯）溶质（已溶）达到平衡时，纯溶质溶入溶液的速率和已溶溶质从溶液析出的速率相等，此时，溶液的浓度便保持恒定。该溶液称为饱和溶液，其浓度即为溶解度。溶质可以根据他们水溶液的导电性分为电解质溶液和非电解质溶液。第十六页，共四十四页，2022年，8月28日气体在液体中的溶解亨利定律：（气体与液体不发生化学反应）S气体＝kp气体S气体——在特定温度下，气体在某溶剂中的溶解度k——比例常数p气体——在溶液上面的气体分压注意：气体在液体中的溶解是放热过程。温度溶解度第十七页，共四十四页，2022年，8月28日固体和液体在液体中的溶解固体在水中的溶解多是吸热过程。温度溶解度

重结晶温度和压力对液体溶质的影响较小。相似相溶原理第十八页，共四十四页，2022年，8月28日2.2.4难挥发非电解质稀溶液的依数性稀溶液的依数性蒸汽压下降沸点上升凝固点降低渗透压溶液的某些性质仅取决于所含溶质的浓度，而与溶质本身的性质无关第十九页，共四十四页，2022年，8月28日钟罩蒸汽压下降纯水糖水如果同时把纯水和糖水放入钟罩内,则:糖水V增大,纯水V减小。第二十页，共四十四页，2022年，8月28日蒸汽压下降分析原因：难挥发的糖分子占据溶液的部分表面，减少了单位时间内从溶液中逸出的溶剂分子数目。（前者总是低于后者）蒸发凝聚刚饱和过饱和第二十一页，共四十四页，2022年，8月28日蒸汽压下降纯溶剂的蒸气压与溶液蒸气压的差叫溶液蒸气压下降。拉乌尔定律：此式表示：在一定温度下，难挥发的非电解质的稀溶液的蒸气压下降值与溶液中溶质的摩尔分数成正比。第二十二页，共四十四页，2022年，8月28日拉乌尔定律的几种表现方式：

p溶液＝p溶剂x溶剂第二十三页，共四十四页，2022年，8月28日例298K时，PH2O=3167.73Pa,在100g水中溶解3.3g尿素，求P溶液=？（尿素CO（NH2）2的分子量为60）解：利用此关系式也可求溶质或溶剂的分子量。第二十四页，共四十四页，2022年，8月28日沸点升高溶液的蒸气压等于外界压力时的温度称为该溶液的沸点。固态纯溶剂纯溶剂溶液稀溶液的凝固点下降和沸点升高的示意图bB为溶质的质量摩尔浓度第二十五页，共四十四页，2022年，8月28日例64.8g的蔗糖(C12H22O11,M=342)溶于1000g水中,求该溶液的沸点Tb。[Tb（H2O）=373.0K(100℃)]解：经查表得Kb=0.52(Kb是与溶剂有关的值）用此关系式也可以求MB的分子量。第二十六页，共四十四页，2022年，8月28日凝固点降低溶液的凝固点是指固态纯溶剂和液态溶液平衡时的温度。固态纯溶剂纯溶剂溶液稀溶液的凝固点下降和沸点升高的示意图Kf为溶剂的凝固点降低常数bB为溶质的质量摩尔浓度第二十七页，共四十四页，2022年，8月28日例将2.76g甘油溶于200g水中，计算溶液的凝固点约为多少？查Kf（水）=1.86(甘油分子量为92，水的凝固点为273.00K)解：答：该溶液的凝固点为272.721K。第二十八页，共四十四页，2022年，8月28日例

将8.40g的二苯甲酮溶于16.2g醋酸中，其凝固点为278.5K,求二苯甲酮的分子量M。Tf醋酸=289.6K,查表Kf(醋酸）=3.90解：应用：作冷却剂、求分子量。第二十九页，共四十四页，2022年，8月28日渗透压渗透压示意图渗透压——阻止渗透作用所施加与溶液的最小外压。第三十页，共四十四页，2022年，8月28日渗透压对非电解质的稀溶液来说，渗透压的大小可表示为：在稀的水溶液时：CM≈bB故在一定温度下，稀溶液的渗透压可看作近似地与溶液的质量摩尔浓度bB成正比。第三十一页，共四十四页，2022年，8月28日例2：例1：见教材27页中例2－4第三十二页，共四十四页，2022年，8月28日第三十三页，共四十四页，2022年，8月28日2.3.1溶胶的制备2.3.2胶体的性质2.3.3溶胶的稳定性和聚沉现象2.3胶体分散系统第三十四页，共四十四页，2022年，8月28日2.3.1溶胶的制备方法1.分散法研磨法超声波法胶溶法电弧法2.凝聚法物理凝聚法化学凝聚法第三十五页，共四十四页，2022年，8月28日2.3.2胶体的性质溶胶的动力性质——布朗运动

溶液的光学性质——丁铎尔效应

溶胶的电学性质——电泳第三十六页，共四十四页，2022年，8月28日布朗运动在超显微镜下，可以看到胶体微粒处于不停顿的无规则运动状态，这种运动称为溶胶粒子的布朗运动。

原因：由于周围分散剂的分子不均匀的撞击胶体离子，使其不断改变方向、改变速度作无规则运动。第三十七页，共四十四页，2022年，8月28日丁铎尔效应第三十八页，共四十四页，2022年，8月28日电泳、电渗1.电泳：在溶胶中插入两个电极，通入直流电，可以看到胶粒发生定向运动—向阴极或阳极移动。这种胶体离子在外电场作用下发生定向移动的现象叫做电泳。第三十九页，共四十四页，2022年，8月28日2.电渗：溶胶在电场作用下，使固体胶粒不动而使液体介质在电场中发生定向移动现象。第四十页，共四十四页，2022年，8月28日2.3.3溶胶的稳定性和聚沉现象溶胶的稳定性

溶胶的聚沉

第四十一页，共四十四页，2022年，8月28日溶胶的稳定性动力稳定性指在重力场作用下，分散质粒子是否易从分散剂中沉降而分离出来的性质。悬浊液、乳浊液都是动力不稳定体系。分子分散系则具有动力稳定性。胶体可保持数日、数年甚至更长时间不沉降。（布朗运动使小离子聚成大的粒子而沉降）第四十二页，共四十四页，2022年，8月28日溶胶的聚沉聚沉：使胶粒聚集成较大的颗粒而沉降的过程称聚沉。聚沉值：使一定量的胶体溶液在一定时间开始聚沉所需电解质的最低浓度（毫摩·升-1）称为聚沉值