《溶胶和溶液》PPT课件.ppt

第二章 溶胶和溶液,分散系 溶胶 稀溶液的通性,2.1 分散系,一种或几种物质以不同程度大小的粒子分散在另一种物质中形成的体系。 分散质和分散剂 按照分散质粒子的大小，分散系分为： 真溶液、胶体分散系、粗分散系,2.2 溶胶,溶胶的特性 布朗运动、丁铎尔效应、电泳 溶胶的结构 溶胶的稳定性 溶胶的聚沉 凝胶,2.2.1 溶胶的特性 丁铎尔(Tyndall)效应,1、 Tyndall效应定义：在暗室中将一束强光射过胶体溶液，在光的垂直方向上观察，可以清楚地看到明显的光的路径，光线越强，则光的路程越清楚。这一效应可以作为胶体溶液的主要特征。 2、分散体系的特性： 当入射光为散射光时，胶体溶液具有不同颜色的Tyndall效应；如：AgCl、AgBr等溶胶， Tyndall效应的颜色呈蓝色；金溶胶呈红色。 光的反射和散射的强度与分散体系的分散度有关。 当粒径入射光/2，粒子起反射作用；反之，粒子起散射作用。,胶体老化过程中，外观颜色随之变化。 银溶胶老化过程中的颜色变化见下表所示。,2.2.2溶胶的结构,胶核 吸附层 胶粒 胶粒 扩散层 胶团,2.2.3 溶胶的稳定性,溶胶具有一定稳定性的原因： 布朗运动的作用 胶粒的带电作用 溶剂化的稳定作用,2.2.4 溶胶的聚沉,溶胶聚沉的原因： 加入电解质 两种带异号电荷的溶胶的相互聚沉 加热,2.2.5 凝胶,凝胶定义 溶胶凝胶法制备电子粉体材料 将两种反应组分分别制成溶胶，混合后进行反应，而后在一定条件下（如温度、pH等）下缓慢蒸出水分，转变成凝胶，在凝胶中加入适当的添加剂，利用超临界干燥法，可使溶剂脱去而形成纳米级均分散颗粒。 该法广泛用于纳米级陶瓷粉体的制造。,2.3 稀溶液的通性,溶液的蒸气压下降 饱和蒸气压的概念 拉乌尔定律: 稀溶液的蒸气压等于纯溶剂的蒸气压与溶剂物质的量分数的乘积 溶液的沸点升高和凝固点降低 与溶液的质量摩尔浓度成正比，而与溶质的本性无关。 渗透压 和一定量体积溶液中溶质物质的量成正比 稀溶液的通性：依数性,饱和蒸气压,在一定的温度下，纯液体与其气相达成平衡时蒸气的压力，称为该温度下液体的饱和蒸气压。 液体的饱和蒸气压与液体的性质和温度等因素有关。纯液体的饱和蒸气压是随温度而改变，当温度升高时，蒸气压增大；温度降低时，则蒸气压减小。 当蒸气压与外界压力相等时，液体便沸腾。我们把外压为101.325kPa的沸腾温度定义为液体的正常沸点。,拉乌尔定律 (Laoult),在一定温度下, 难挥发非电解质溶液的蒸气压等于纯溶剂的蒸气压与溶剂摩尔分数之积. 即: P = P0 x剂 在一定温度下, 难挥发非电解质溶液的蒸气压下降与一定量溶剂中溶质物质的量成正比，与溶质的本性无关。,对于二组分稀溶液，加入非挥发性溶质B以后，溶剂A的蒸气压会下降。,这是造成凝固点下降、沸点升高和渗透压的根本原因。,蒸气压下降,沸点和凝固点,蒸发: 表面气化现象称为蒸发; 沸腾: 表面和内部同时气化的现象; 沸点: 液体沸腾过程中的温度. 只有当液体的饱和蒸气压和外界大气的压强相等时, 液 体的气化才能在表面和内部同时发生。 凝固点: 液体凝固成固体的温度。在这个温度下, 液体和固体 的饱和蒸气压相等。即为液体固体平衡。 P固 P液, 则固体要融化(熔解)； P固 P液, 液体要凝固；,饱和蒸气压图,1. 物质的饱和蒸气压 P, 对温度 T 做图。左侧是冰， 水，水溶液的饱和蒸气压图。随着温度的升高, 冰, 水, 溶液的饱和蒸气压都升高。在同一温度下，溶液的饱和蒸气压低于 H2O 的饱和蒸气压。冰的曲线斜率大，随温度变化大。 2.373K时，水的饱和蒸气压等于外界大气压强(1.103105 ),故373KH2O的沸点。 如图中 A 点。 在该温度下，溶液的饱和蒸气压小于水的,溶液未达到沸点.只有当温度达到T1时(T1373K, A点),溶液的饱和蒸气压才达到，才沸腾。可见, 由于溶液的饱和蒸气压的下降，导致沸点升高。即溶液的沸点高于纯水。,3. 冰线和水线的交点(B点)处，冰和水的饱和蒸气压相等。此点的温度为273K，P 611Pa，是H2O的凝固点，即为冰点。 在此温度时, 溶液饱和蒸气压低于冰的饱和蒸气压,即: P冰P溶，当两种物质共存时,冰要融化(熔解)，或者说,溶液此时尚未达到凝固点。 只有降温,到T2 时，冰线和溶液线相交(B点),即:P冰 = P溶液，溶液开始结冰，达到凝固点。T2273K, 即溶液的凝固点下降,比纯水低.即溶液的蒸气压下降，导致其冰点下降。,称为凝固点降低系数（freezing point lowering coefficients），单位,为非电解质溶质的质量摩尔浓度，单位：,这里的凝固点是指纯溶剂固体析出时的温度。,常用溶剂的 值有表可查。用实验测定 值，查出 ，就可计算溶质的摩尔质量。,凝固点降低公式,称为沸点升高系数（boiling point elevation coefficints），单位 。常用溶剂的 值有表可查。 测定 值，查出 ，就可以计算溶质的摩尔质量。,沸点升高公式,三、渗透现象,在 U 形管中, 用半透膜将等体积的 H2O和糖水分开, 放置一段时间, 会发生什么现象? 一段时间后, 糖水的液面升高; 而H2O的液面降低. 这种溶剂透过半透膜, 进入溶液的现象, 称为渗透现象。 产生的原因: 在两侧静水压相同的前提下, 由于半透膜两侧透过的H2O分子的数目不等, 在单位时间里, 进入糖水的H2O分子多些。,如图所示，在半透膜左边放溶剂，右边放溶液。只有溶剂能透过半透膜。所以溶剂有自左向右渗透的倾向。,为了阻止溶剂渗透，在右边施加额外压力，使半透膜双方溶剂的化学势相等而达到平衡。这个额外施加的压力就定义为渗透压。,是溶质的浓度。浓度不能太大，这公式就是适用于稀溶液的vant Hoff 公式。,渗透压,稀溶