大学普通化学复习资料1.ppt

普通化学复习2,一.非电解质稀溶液的依数性,稀溶液性质强调:溶液是“难挥发的”，“非电解质的”和“稀的”.,非电解质稀溶液具有蒸气压下降、沸点上升、凝固点下降和溶液渗透压等通性与浓度有关，或者是与溶液中的“粒子数”有关，而与溶质的性质无关稀溶液的依数性,3,蒸气压下降:同一温度下，纯溶剂蒸气的压力与溶液蒸气压力之差(大于),拉乌尔定律：在一定温度下，难挥发的非电解质稀溶液的蒸气压下降(p)与溶质的摩尔分数成正比，而与溶质的本性无关。p=xBp(A)xB为溶质B的摩尔分数,p(A)是纯溶剂的蒸气压。,溶液的浓度越高，溶液的蒸气压下降越多。,4,思考题为什么上图中仅标出了溶液的浓度，没有标出溶液的名称？,5,沸点上升、凝固点下降溶液中一般由于溶质的加入会使溶剂的凝固点下降、溶液的沸点上升。而且溶液越浓，凝固点和沸点的改变越大。,6,总结(定量),难挥发的非电解质稀溶液的沸点上升和凝固点下降与溶液的质量摩尔浓度成正比。Tbp=kbpmTfp=kfpmm：质量摩尔浓度定义：m=n溶质/1000g溶剂，单位为mol/kg。kbp、kfp分别为溶剂的摩尔沸点上升常数和摩尔凝固点下降常数。它与溶剂的本性有关，不同的溶剂数值不同，与溶质的本性无关。,(单位为KkgmoL-1)。,7,渗透：溶剂分子通过半透膜进入另一侧溶液的扩散过程称渗透。,单方向的扩散过程。,渗透压：是为维持被半透膜所隔开的溶液与纯溶剂之间的渗透平衡需要的格外压力,8,自然现象：为什么医院给病人作静脉点滴用的葡萄糖溶液的质量分数是5%?人们在游泳池中游泳时，睁开眼睛很快就会感到疼痛；而在海水中游泳却没有不适之感？,电解质溶液的通性,对浓溶液或电解质溶液来说，与非电解质稀溶液一样，具有溶液的蒸气压下降、沸点上升、凝固点下降和渗透压，而且溶液的浓度越大，相应的蒸气压下降越多、沸点上升越多、凝固点下降越多、渗透压越大。不同：前面介绍的定量计算公式不再适用。,二.水溶液中的单相离子平衡,酸和碱在水溶液中的解离平衡1.酸、碱质子理论：凡是给出质子(H+)的物质(分子或离子)都是酸；凡是能与质子结合的物质都是碱。,根据酸、碱质子理论，下述哪些是酸？哪些是碱？HNO3(aq)H+(aq)+NO3-(aq)NH4+(aq)H+(aq)+NH3(aq)。HCO3-(aq)H+(aq)+CO32-(aq),酸质子+碱酸与碱是一种共轭关系：酸失去质子形成碱，称之为该酸的共轭碱,碱结合质子形成酸，称之为该碱的共轭酸。NH4+(aq)H+(aq)+NH3(aq)NH3称之为是NH4+的共轭碱。NH4+称之为是NH3的共轭酸。越强的酸，其对应的共轭碱的碱性越弱。,12,以醋酸为例，设其起始浓度为c，解离度为HAc(aq)H+(aq)+Ac-(aq)起始浓度/moldm-3c00平衡浓度/moldm-3c-ccc则：当400)时，11则：,水溶液中的单相离子平衡计算,13,小结,对一元弱酸来说：对二元弱酸来说：K1/K2102对一元弱碱来说,多元弱酸中,若K1K2K3,通常K1/K2102,求H+时,可做一元弱酸处理。,c/Ka400,c/Ka1400,c/Kb400,共轭酸、碱的解离常数关系：KaKb=Kw,二,14,2缓冲溶液H+(pH)的计算弱酸HA弱酸强碱盐MAHAH+A-初始c酸0c盐平衡c酸-xxc盐+x,弱碱强酸弱碱盐的缓冲体系：,c酸,c盐,1.缓冲溶液:是一种能抵抗少量强酸、强碱和水的稀释而保持体系的pH值基本不变的溶液。,15,3.缓冲溶液的选择和配置:找出与溶液所需控制的pH值相近的pK值的弱酸或弱碱，计算弱酸和弱酸盐的浓度比。c酸/c盐一般在0.1-10范围内具有缓冲能力，故pH=pKa1,例如：a欲配制pH=5.0的缓冲溶液应选择体系NaAc-HAc体系，pKa=4.74b.欲配制pH=9.0的缓冲溶液，应选择NH3-NH4Cl体系,pKb=4.74,pH=9.26,16,4、配离子的解离由中心原子或中心离子和几个中性分子或其它离子(称为配位体)通过配位键结合而成的复杂离子叫做配离子，又称为络离子，络合离子。含有配离子的化合物叫做配位化合物。,配合物的解离：,配离子生成：,解离常数不稳定常数,i,配离子的解离：,对同一类型的配离子来说，Ki越大，配离子越易解离，配离子越不稳定。配离子的稳定性用配离子的稳定常数Kf表示。,稳定常数,18,三.难溶电解质的多相离子平衡3-3-1难溶电解质的溶解度和溶度积（s/L相）1、溶度积常数AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)当溶解与结晶的速度相等时，达到平衡状态KAgCl=Ag+Cl-为一常数，该常数称为溶度积常数，用Ksp表示。AnBm(s)nAm+(aq)+mBn-(aq)Ksp(AnBm)=Am+nBn-m同一类型电解质，Ksp越大，溶解度越大；不同类型的难溶电解质，不能用Ksp比较。,(1)时，析出沉淀（溶液过饱和）(2)时，饱和溶液时，溶液不饱和，无沉淀析出，,同一类型，Ksp越大，溶解度越大；不同类型，不能用Ksp比较。,1)溶度积规则,Ag2S的溶度积Ksp=c(Ag+)2c(s2-),20,离子沉淀完全时的浓度小于10-6,判断沉淀是否完全,moldm-3,判断能否生成沉淀,溶度积规则应用,溶液中Fe3+的浓度为0.56mgdm-3,加入固体NaOH使之生成Fe(OH)3沉淀，计算1)开始生成沉淀时，溶液OH-离子的最低浓度;2)若要使Fe3+沉淀完全时，溶液的pH值最小应为多少？解：1)Fe(OH)3Fe3+3OH-Ksp=Fe3+OH-3=4.010-39要生成沉淀时，QKs，设c(OH)=xc(Fe3+)c(OH-)3=0.010 x34.010-39得x7.510-13moldm-32)1.010-6x34.010-39解得x1.610-11moldm-3即pH3.2,0.01moldm-3,22,起分散作用分散介质（分散介质）,四.胶体与界面化学1、分散体系什么是“分散体系”？一种（几种）物质的细小粒子分散于另一种物质中,被分散分散相(大小有别),23,1nm,1100nm,100nm,介稳体系,不稳定,稳定,2、三种常见的分散体系,不能,能,能,不能,不能,能,24,3.胶体胶体（溶胶）：是高度分散的不均匀（多相）系统，所以溶胶是热力学不稳定的系统，粒子间有相互聚集降低表面积的趋势，具有聚集不稳定性。溶胶的沉降有时需要较长时间。,25,介稳性,胶体稳定因素：主要是同一胶体粒子带同种电荷，具有静电斥力；胶体粒子被水化离子包围着，水化层成为胶粒接近的机械阻力，阻碍胶粒的结合和聚沉；次要是布朗运动。,26,胶粒的结构,(AgI)mnI-(n-x)K+x-xK+,胶粒,胶团,胶核,吸附层扩散层,胶体的表面特性吸附作用,27,4.胶体的聚沉,热运动加剧，碰撞机会增多，对离子的吸附作用和水化（溶剂化）程度减弱,在江河入海处常形成大量淤泥沉积的三角洲的原因：电解质溶液使胶体聚沉,28,5.原电池：将氧-还化学能转变为电能的装置。,盐桥的作用：补充电荷、维持电荷平衡。盐桥是一倒插的U型管,内含KCl或KNO3溶液，可用琼脂溶胶或多孔塞保护，使KCl或KNO3溶液不会自动流出。,任一自发氧-还反应都可以组成一个原电池。,(1)原电池是由两个半电池组成（电极）。,负极上发生氧化反应,正极上发生还原反应,29,例如：Cu-Zn原电池可表示为,30,原电池的热力学,两电极的值差值即为电池的电动势E。,E=(正极)-(负极),31,表4.1标准电极电势,32,电极电势的能斯特方程式：浓度的影响,任意给定的电极，电极反应通式为,a(氧化态)+ne-b(还原态),电极电势在化学上的应用,氧化剂和还原剂相对强弱的比较,值大的氧化态物质是强氧化剂；值小的还原态物质是强还原剂。,氧化还原反应方向的判断,可用电动势E或判断反应方向：E0，即G0反应正向非自发(逆过程自发）,34,氧化还原反应进行程度的衡量,氧化还原反应进行的程度：氧化还原反应在达到平衡时，生成物相对浓度与反应物相对浓度之比，可由氧化还原反应标准平衡常数K的大小来衡量。,6.电解：,利用外加电能的方法迫使反应进行的过程。在电解过程中，电能转变为化学能。,电解是环境对系统做电功的过程,可使非自发氧化还原反应得以进行。,36,电解池,外电源:,正极负极,电解池:,阳极,阴极,反应类型:氧化还原,阳极反应：,阴极反应：Cu2+2e-=Cu,2Cl-2e-=Cl2,37,理论分解电压E(理)。,超电压E(超)E(实)-E(理),实际分解电压E(实),分解电压和超电势,超电势导致：阳极析出电势升高，即(析,阳)=(阳+);阴极析出电势降低，即(析,阴)=(阴-)。,E(超)=(阴)+(阳),38,极化：电极电势偏离了没有电流通过时的平衡电极电势值的现象。,浓差极化是由于离子扩散速率缓慢所引起的，可通过搅拌电解液和升高温度设法消除。,电化学极化是由电解产物析出过程中某一步骤(如离子的放电、原子结合为分子、气泡的形成等)反应速率迟缓而引起电极电势偏离平衡电势的现象。电化学极化是由电化学反应速率决定的，无法消除。,39,电解池中两极的电解产物,在阴极上进行还原反应的首先是析出电势代数值较大的氧化态物质。,综合考虑电极电势和超电势的因素得出：,在阳极上进行氧化反应的首先是析出电势(考虑超电势因素后的实际电极电势)代数值较小的还原态物质；,电解的应用,1.电镀：,电镀是应用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的过程，既可防腐蚀又可起装饰的作用。,2.阳极氧化,3.电刷镀,电镀工艺是将欲镀零件作为电解池的-阴极,41,7.金属的腐蚀与防止,当金属与周围介质接触时，由于发生化学作用或电化学作用而引起的破坏叫做金属的腐蚀。,本质:金属原子失电子被氧化的过程,腐蚀的分类,金属与周围介质直接发生氧化还原反应而引起的腐蚀叫化学腐蚀。,（1）化学腐蚀:,条件：非电解质溶液中或干燥的气体中，在腐蚀过程中不产生电流。,金属与周围介质发生电化学作用而引起的金属腐蚀。,（2）电化学腐蚀,电化学腐蚀的特点:形成腐蚀电池。,43,1）析氢腐蚀,在酸性较强的条件下钢铁发生析氢腐蚀,电极反应为:,阳极:Fe