物质的聚集状态.ppt

无机及分析化学,主讲：宁春花 电话E-mail:,系统、全面地学习无机化学的基本原理，掌握热力学原理及四大平衡的关系。掌握离子键理论、共价键理论、金属键理论对分子形成及其结构的 解释。并且结合四大平衡掌握四大滴定及其应用。,一、学习内容,二、学习方法,1以无机和分析化学基本原理为纲 热力学原理 - 宏观 结构原理（原子、分子、晶体） - 微观 元素周期律 - 宏观和微观 四大平衡 - 四大滴定 2预习- 复习 - 总结 规律性、特殊性、反常性。记忆重要性质。 3作业 通过课后习题巩固理论知识 4实验,48学时，4学分。 评定成绩办法： 总评成绩 = 期末考70% + 平时作业30% 期末考： 考试方式： 独立完成,三、教学安排,初步认识化学热力学、原子与分子结构。 四大平衡理论(酸碱平衡、沉淀溶解平衡、氧化还原平衡和配位平衡)和四大滴定的 一些基本概念、原理和计算方法。 3.为后续课程的学习打好基础。 4.适应大学化学的学习方法,培养学生的自学能力,逐步减少学生对教师的依赖心理。,四、教学计划,1. 无机化学（第四版） 武汉大学主编， 高等教育出版社出版 2. 无机化学（上册） （第四版）北京师 范大学编著，高等教育出版社出版 3. 无机化学学习指导 王志林 黄孟健 主编，科学出版社出版 4. 无机及分析化学（第三版） 南京大学 主编，高等教育出版社 5. 分析化学（第三版） 武汉大学主编， 高等教育出版社,五、参考书目,绪 论,化学将成为使人类继续生存的关键科学。,供水 食物 能源 材料 资源 环境 健康,与化学有密切关系的人类问题：,烯烃聚合物的应用领域,1. 化学研究的对象与内容,化学是一门在原子、分子或粒子层次上研究物质的组成、结构、性质、变化及其内在联系和外界变化条件的科学。,2. 研究化学的目的,通过认识物质化学变化的规律，去驯服物质，把各种自然界取得的原料经过加工和改造，可以得到比更好或自然界完全没有的新物质。,一、化学是研究物质变化的科学,二、化学的主要分支,1. 四大分支,无机化学,有机化学,分析化学,物理化学,2. 交叉学科,生物化学、工业化学、农业化学、食品化学等,第一章 物质的聚集状态,1.1 分散系 1.1.1 定义 一种或多种物质以细小的粒子分散在另一种物质里所形成的体系。 1.1.2 分类 分散相（分散质） 在分散系中被分散的物质 分散剂（分散介质）,按分散相粒子大小分 r 10-7 m 粗分散体系 1.1.3 相 物理性质与化学性质完全相同的一部分为相。 1.1.4 溶液 分子分散系，单相体系，分为溶质和溶剂两部分,多相体系,相,单相体系,多相体系,单相体系,1.2 气体,Pv=nRT,1.2.1 理想气体状态方程,1. 理想气体,分子本身不占体积，分子间没有相互作用力的气体。,2. 理想气体状态方程式,R=8.314 Pa.m3.mol-1.K-1 要求单位：P-Pa; V-m3；n-mol；T-K, 其它形式 注意点 a.以上式子只适用于理想气体，实际气体只有 在低压、高温时才近似适用。 b.R的单位可变。R8.314 J.mol-1.K-1,1.2.2 道尔顿分压定律,1、定义 混合气体的总压力等于总组分气体分压之和。 2、表示式,例：空气中有78N2， 21O2，那,PN2=0.78P，PO2=0.21P,例：已知65 时水的饱和蒸气压为25.0KPa。在该温度和100KPa下，令10.0L干燥空气缓慢地通过水，并收集之。试求(1)被水蒸气所饱和的空气体积为多少？(2)被空气带走的水的质量为多少？,解：(1)因n(空气)和T不变，所以 P1(空气)V1=P2 (空气) V2,(2) 被空气带走的水的质量为,1.3 溶液浓度的表示方法,1.3.1 物质的量浓度 单位：mol.L-1 1.3.2 质量摩尔浓度 单位：mol.Kg-1 1.3.3 摩尔分数 1.3.4 质量分数,1.3.5 几种溶液浓度之间的关系,1. 物质的量浓度与质量分数,2. 物质的量浓度与质量摩尔浓度,如为双组分，且B含量少，则 如为稀的水溶液,1.4 稀溶液的通性,1.4.1 溶液蒸气压下降 1、液体的蒸气压,气体蒸气压示意图,在恒定温度下，蒸发和凝聚达到平衡时的饱和蒸气的压力，为饱和蒸气压。 注：(1) 在某温度下，蒸气压大的物质易挥发，蒸 气压小的难挥发。 (2) 温度升高，蒸气压升高。,实验现象,密闭容器中放置的纯水和糖水放置一段时间后，纯水的液面下降了，糖水的液面升高了。,实验中，U型管内水银柱高度发生了变化,糖水,糖水,水溶液的蒸气压,2、蒸气压下降拉乌尔定律 当凝聚速度与蒸发速度相等平衡时，水面上的蒸气压为水蒸气压。温度升高，水蒸气压升高。（根据PV=nRT） 拉乌尔定律 难挥发非电解质稀溶液的蒸气压下降与溶质的摩尔分数成正比。,例 ：计算25C时含有100g蔗糖(C12H22O11)与500g水的溶液的蒸汽压降低值。已知25C时水的蒸气压为3.168kPa。,解：令蔗糖为溶质B，水为溶剂A，则,水在此溶液上方的蒸气压(即溶液的蒸气压)为：,p = 3.168 kPa 0.0330 kPa = 3.135kPa,1.4.2 溶液沸点的升高和凝固点下降,沸点升高 凝固点下降,Kb、Kf的单位为：K.Kg.mol-1 测未知物的相对分子质量,沸点上升,凝固点下降,例：3.24g硫溶于40.0g苯中，测得其凝固点为 3.77 。求硫的分子式。已知纯苯的凝固点 为5.40 ，苯的Kf为5.12K.Kg.mol-1。 解：,1.4.3 渗透压,1、渗透 溶剂分子通过半透膜自动扩散的过程。 2、渗透压 为了维持半透膜两边溶液达到渗透平衡，在液面高的一方施加的压力。 3、表达式,渗透压试验现象,例：25 时1.00g血红蛋白溶于100g水中测得其 渗透压为360Pa。求血红蛋白的摩尔质量。 解：因溶液很稀，可认为其密度为1Kg.L-1,1.5 胶体溶液,1.5.1 分散度和表面吸附,比表面积,单位体积分散相的总表面积。,单位体积的分散相表面积越大，即分散相的颗粒越小，则比表面积越大，因而系统的分散度越高。,胶体的基本特征 （1）多相性；（2）高分散性；（3）热力学不稳定性,物质的表面积越大，表面分子越多，气表面能越高，表面质点就越不稳定。,1、KI过量,2、AgNO3过量,法扬斯规则：优先吸附与胶核具有相同元素的离子。,1.5.2 胶团的结构 例：KI + AgNO3 AgI溶胶 （AgI）m胶核,1.5.3 胶体溶液的性质,1、溶胶的光学性质（丁达尔效应） 2、溶胶的动力学性质（布朗运动） 3、溶胶的电学性质 吸附作用 电离作用,1.5.4 溶胶的稳定性和聚沉,1、相对稳定性的原因 布朗运动 胶粒带电 溶剂化作用 2、促进溶胶聚沉的主要方法 加电解质 与胶粒带相反电荷的离子（反离子）进入胶粒的吸附层而中和其电荷，使胶粒电量减少。,规律：反离子价态越高，聚沉作用越强,加相反电荷的溶胶,1.6 高分子溶液和乳浊液,1.6.1 高分子溶液 1、定义 相对分子质量在10000以上的有机化合物形成的溶液。 2、属于胶体单相分散体系 3、性质 溶胶的性质；具有一定的溶解度；热力学稳 定体系；散射作用弱；粘度大,4、高分子