气体溶液和胶体2PPT课件

1、 引言引言 气体、溶液与胶体在自然界普遍存在，如：我们熟悉的空气体、溶液与胶体在自然界普遍存在，如：我们熟悉的空气，人类呼吸氧气，江河湖海是自然界最大的水溶液体系；云、气，人类呼吸氧气，江河湖海是自然界最大的水溶液体系；云、烟、雾、石油、细胞液等为胶体。它们与工农业生产和人类的烟、雾、石油、细胞液等为胶体。它们与工农业生产和人类的生命活动密切相关。生命活动密切相关。第1页/共71页u概念概念系统：系统：人为的把要研究的对象称作系统。人为的把要研究的对象称作系统。相：相：体系中具有相同化学性质和物理性质的均匀体系中具有相同化学性质和物理性质的均匀部分。部分。l(1) 一个相里可以有一种物质，也可

2、以有多种一个相里可以有一种物质，也可以有多种物质，如食盐溶液，液相里有两种物质。物质，如食盐溶液，液相里有两种物质。 l(2)一个系统里可以只有一个相（单相系统），一个系统里可以只有一个相（单相系统），也可以有几个相（多相系统）：也可以有几个相（多相系统）：第2页/共71页 单相体系：单相体系：如饱和食盐水、糖水等。如饱和食盐水、糖水等。 特点特点 ：溶质与溶剂已成一体，组分间没有界：溶质与溶剂已成一体，组分间没有界面面 多相体系：多相体系：如不溶于水的泥浆溶液；水与油组成如不溶于水的泥浆溶液；水与油组成的体系等。的体系等。 特点：各组分的物理性质和化学性质不同，特点：各组分的物理性质和化学性

3、质不同，并具有明显的界面。并具有明显的界面。 第3页/共71页一、分散系一、分散系分散质分散质分散剂分散剂分散分散分散系分散系（固、液、气态）（固、液、气态）分散系分散系一种或几种物质以细小一种或几种物质以细小的粒子分散在另一种物的粒子分散在另一种物质里所形成的体系。质里所形成的体系。分散质分散质被分散的物质。被分散的物质。分散剂分散剂把分散质分散开来把分散质分散开来的物质。的物质。第4页/共71页表1 按分散质颗粒大小分类的分散系小于小于1nm(109) 分子离子分子离子 粒子能通过滤纸与半粒子能通过滤纸与半 NaCl 分散系分散系 透膜，扩散速度快透膜，扩散速度快 溶液溶液 1100nm

4、胶体胶体 粒子能通过滤纸但不粒子能通过滤纸但不 Fe(OH)3 能透过半透膜能透过半透膜, ,扩散慢扩散慢 溶胶溶胶 蛋白质蛋白质 溶液溶液 颗粒直径大小颗粒直径大小 类类 型型 主主 要要 特特 征征 实实 例例大于大于100nm 粗粗 粒子不能通过滤纸不粒子不能通过滤纸不 豆豆 浆浆 分散系分散系 能透过半透膜能透过半透膜, ,不扩散不扩散 乳乳 汁汁第5页/共71页表表2 按物质聚集状态分类的分散系按物质聚集状态分类的分散系 气气 空空 气气 气气 液液 云、雾云、雾 固固 烟、尘烟、尘 气气 泡沫塑料泡沫塑料 固固 液液 珍珍 珠珠 固固 有机玻璃有机玻璃 气气 肥皂泡沫肥皂泡沫 液液

5、 液液 牛牛 奶奶 固固 Fe(OH)Fe(OH)3 3溶胶、泥浆水溶胶、泥浆水 分散剂分散剂 分散质分散质 实实 例例第6页/共71页第一节第一节 气气 体体 理想气体状态方程式理想气体状态方程式 道尔顿分压定律道尔顿分压定律第7页/共71页O2 理想气体：理想气体：v 分子不占体积分子不占体积v 分子间无相互作用分子间无相互作用低压低压高温高温 实际气体：实际气体：v 分子有体积分子有体积v 分子间有相互作用分子间有相互作用（1 1）理想气体状态方程式）理想气体状态方程式第8页/共71页 BoyleBoyle定律定律：1717世纪中叶，波义尔的实验结果：温世纪中叶，波义尔的实验结果：温度恒

6、定时，一定量气体的压力和它体积的乘积度恒定时，一定量气体的压力和它体积的乘积为恒量。为恒量。 PV=nRT（理想气体状态方程式）。（理想气体状态方程式）。u Pv=nRTPv=nRT是描述理想气体在处于平衡态时，是描述理想气体在处于平衡态时，压强、体积、物质的量、温度间关系的状态方压强、体积、物质的量、温度间关系的状态方程。程。 PV = constant第9页/共71页 PV=nRT 其中其中p为压强，为压强，V为体积，为体积，n为物质的量，为物质的量，R为普适气体常量，为普适气体常量，T为绝对温度（为绝对温度（T的单位的单位为开尔文为开尔文(字母为字母为K)，数值为摄氏温度加，数值为摄氏温

7、度加273.15,如如0即为即为273.15K）。当）。当p，V，n，T的单位分别采用的单位分别采用Pa(帕斯卡帕斯卡)，m3(立方立方米米)，mol，K时，时，R的数值为的数值为8.31。该方程。该方程严格意义上来说只适用于理想气体。严格意义上来说只适用于理想气体。第10页/共71页QuestionQuestion 例1-1 某碳氢化合物的蒸汽，在100及101.325 kPa时，密度=2.55 gL-1，由化学分析结果可知该化合物中碳原子数与氢原子数之比为1:1。试确定该化合物的分子式。解：设该化合物的摩尔质量为M，质量为m, 组成为(CH)x。15-1-133mol77.89gPa100

8、1325.1K15.373KmolJ314.8mg1055.2根据理想气体状态方程：pV = nRT解得：x = 6，该化合物的分子式为C6H6。RTMmpV 得：pRTpVmRTM故：)molg01.1molg0 .12()H()C(11xMMxM由：第11页/共71页（2）道尔顿分压定律）道尔顿分压定律(1807) 得出下列结论：某一气体在气体混合物中产得出下列结论：某一气体在气体混合物中产生的分压等于在相同温度下它单独占有整个容器生的分压等于在相同温度下它单独占有整个容器时所产生的压力；而气体混合物的总压强等于其时所产生的压力；而气体混合物的总压强等于其中各气体分压之和，这就是气体分压定

9、律。中各气体分压之和，这就是气体分压定律。2H2.4PatmHe6.0Patm20.50Hmol1.25Hemol8.4tolPatm1.25Hemol20.50Hmol1.75lmo gas(a) 5.0 L at 20(b) 5.0 L at 20(c) 5.0 L at 20第12页/共71页u道尔顿分压定律主要是讨论混合气体中分压道尔顿分压定律主要是讨论混合气体中分压力与总压力的关系。其力与总压力的关系。其要点要点是：是： (1)混合气体的总压力等于各组成气体的分压混合气体的总压力等于各组成气体的分压 力之和力之和 P总总 = P1 + P2 + P3 + . （推导）（推导） 所谓分

10、压力，就是指各组成气体在温度所谓分压力，就是指各组成气体在温度不变、单独占据混合气体所占的全部体积时，不变、单独占据混合气体所占的全部体积时，对器壁施加的压力。总压力就是各组分气体对器壁施加的压力。总压力就是各组分气体分压力总和。分压力总和。第13页/共71页(2)(2)各组分气体的分压力等于其摩尔分数乘各组分气体的分压力等于其摩尔分数乘以总压力：以总压力：P PA A= X= XA AP P （推导）（推导） 例例1-1:1-1:在在251K251K和和97kPa97kPa下收集得某干燥空气下收集得某干燥空气试样，经分析其中试样，经分析其中N2N2、O2O2、ArAr的摩尔分数分的摩尔分数分

11、为为0.780.78，0.210.21，0.010.01，求试样在收集时各种，求试样在收集时各种气体的分压力？气体的分压力？第14页/共71页水的饱和蒸汽压水在不同温度下的饱和蒸气压温度压力温度压力温度压力/kPa/kPa/kPa00.61182.07407.3750.87232.816525.00111.31294.009584.54121.40304.249687.67131.49314.499790.94141.60324.769894.30151.71335.039997.75161.81345.32100101.32171.93355.63101105.00水的饱和蒸汽压只与温度有关

12、。第15页/共71页QuestionQuestion 例1-2 在290 K，99.3 kPa的气压下，用排水集气法收集氮气150 mL。求在273K，101.3 kPa下该气体经干燥后的体积。 解：查表1-3得，290K(17)时水的饱和蒸汽压为1.93k Pa。根据分压定律： p(N2)=p(总)-p(H2O)=99.3 kPa -1.93 kPa =97.4 kPa 设氮气干燥后的体积为V，压力为 p，温度为T ，则：TVPTPV36343397.4 10 Pa 150 10 m273K1.36 10 m101.325 10 Pa290KPVTVP T合136mL。第16页/共71页第二

13、节第二节 溶液溶液 分分 散散 系系 溶溶 液液 的的 浓浓 度度 电电 解解 质质 溶溶 液液第17页/共71页 溶液：溶液：一种物质以分子、离子状态分散于另一一种物质以分子、离子状态分散于另一种物质中所构成的均匀而又稳定的体系叫溶种物质中所构成的均匀而又稳定的体系叫溶液。分为电解质溶液和非电解质溶液通常不液。分为电解质溶液和非电解质溶液通常不指明溶剂的溶液都是水溶液，简称为溶液。指明溶剂的溶液都是水溶液，简称为溶液。 一定量溶液或溶剂中所含的溶质的量即一定量溶液或溶剂中所含的溶质的量即“溶液浓度溶液浓度”。根据根据“溶质的量溶质的量”的不同表的不同表示方法及它在溶液或溶剂中的量，溶液的浓示

14、方法及它在溶液或溶剂中的量，溶液的浓度可以用不同的方法来表示，常用的表示方度可以用不同的方法来表示，常用的表示方法，质量摩尔浓度、物质的量浓度、质量分法，质量摩尔浓度、物质的量浓度、质量分数和摩尔分数。数和摩尔分数。第18页/共71页（1）物质的量浓度）物质的量浓度 溶液中溶质溶液中溶质B的物质的量浓度是指溶质的物质的量浓度是指溶质B的物质的量除以混合溶液的体积。用符号的物质的量除以混合溶液的体积。用符号cB表示，即：表示，即： 物质的量是表示组成物质的基本单元数目物质的量是表示组成物质的基本单元数目的多少的物理量。单位为的多少的物理量。单位为1mol。物质的量浓度的。物质的量浓度的单位为单位

15、为molm3；常用单位为；常用单位为molL1。使用。使用物质的量单位物质的量单位“mol”时，要指明物质的基本单元。时，要指明物质的基本单元。基本单元的定义：系统中组成物质的基本组分，可基本单元的定义：系统中组成物质的基本组分，可以是分子、离子、电子等及其这些粒子的特定组合。以是分子、离子、电子等及其这些粒子的特定组合。如如O2、(H2SO4)、（、（H2+ O2）。同一种物）。同一种物质，用不同的基本单元表示其浓度时，其浓度值不质，用不同的基本单元表示其浓度时，其浓度值不同。同。BBMmn 第19页/共71页（2）质量摩尔浓度）质量摩尔浓度 1000g（1kg）溶剂）溶剂A中所含溶质中所含

16、溶质B的物质的量，溶质的物质的量，溶质B的的物质的量除于溶剂物质的量除于溶剂A质量，称为溶质质量，称为溶质B的质量摩尔浓度。其数学的质量摩尔浓度。其数学表达式为：表达式为： （SI单位为单位为molkg-1 ）ABBmnb 第20页/共71页（3）摩尔分数）摩尔分数 溶质溶质B的物质的量与混合物总的物质的量的物质的量与混合物总的物质的量之比，称为溶质之比，称为溶质B的摩尔分数，其数学表达的摩尔分数，其数学表达式为：式为： 对于一个两组分的溶液体系来说，溶质对于一个两组分的溶液体系来说，溶质B的物质的量分数的物质的量分数xB与溶剂与溶剂A的物质的量分数的物质的量分数xA分别为：分别为： 若将这个

17、关系推广到任何一个多组分体系若将这个关系推广到任何一个多组分体系中，则：中，则：nnxBBBABBnnnxBAAAnnnx1BAxx1BBx第21页/共71页 4 4）质量分数）质量分数 定义：混合体系中，溶质定义：混合体系中，溶质B B的质量与混合物的的质量与混合物的质量之比，称为溶质质量之比，称为溶质B B的质量分数，其数学表的质量分数，其数学表达式为：达式为： 例例11 如何将如何将25g NaCl配制成配制成 为为0.25的食盐溶液？的食盐溶液？ 解：解： mmBBNaCl第22页/共71页（5）体积分数）体积分数 在相同的温度和压强下，混合气体中组分在相同的温度和压强下，混合气体中组

18、分B单独占有体积除于混合气体总体积，叫做单独占有体积除于混合气体总体积，叫做组分组分B的体积分数。的体积分数。 （6）其他浓度：比例浓度和）其他浓度：比例浓度和ppm 、ppb总VVBB第23页/共71页（7）溶液浓度间的换算）溶液浓度间的换算 例例1-31-3： 在在100 mL100 mL水中，溶解水中，溶解17.1 g17.1 g蔗糖（分蔗糖（分子式为子式为C C1212H H2222O O1111) )，溶液的密度为，溶液的密度为1.0638g 1.0638g mL mL-1-1，求蔗糖的物质的量浓度，求蔗糖的物质的量浓度，质量摩尔浓度，摩尔分数各是多少？质量摩尔浓度，摩尔分数各是多少

19、？第24页/共71页第三节第三节 溶液的依数性溶液的依数性第25页/共71页溶液的性质溶液的性质颜色、导电性、酸碱性颜色、导电性、酸碱性由溶质的由溶质的本性本性 决定决定取决于溶液中溶质的取决于溶液中溶质的粒子数目粒子数目称为溶液的称为溶液的凝固点下降凝固点下降沸点升高沸点升高渗透压渗透压溶液的蒸气压下降溶液的蒸气压下降第26页/共71页（1）溶液的蒸气压）溶液的蒸气压 初始：初始： V蒸发蒸发 V凝聚凝聚 平衡：平衡： V蒸发蒸发 = V凝聚凝聚 在一定温度下，将纯液体放在密闭容器在一定温度下，将纯液体放在密闭容器中当其蒸发速率与蒸汽凝聚成液态的速率相中当其蒸发速率与蒸汽凝聚成液态的速率相等

20、等V时，即蒸发与凝聚达到动态平衡，此时时，即蒸发与凝聚达到动态平衡，此时液面上部的蒸气量达到最大，称为饱和蒸气，液面上部的蒸气量达到最大，称为饱和蒸气，饱和蒸气所产生的压力叫饱和蒸气压。饱和蒸气所产生的压力叫饱和蒸气压。第27页/共71页l在一定温度下，任何纯溶剂都有一定的饱和在一定温度下，任何纯溶剂都有一定的饱和蒸气压（蒸气压（p p* *）。）。 易挥发性物质：蒸气压大易挥发性物质：蒸气压大 难挥发性物质：蒸气压低难挥发性物质：蒸气压低 固体也会蒸发，也有蒸气压固体也会蒸发，也有蒸气压第28页/共71页 如果在纯溶剂中加入一定如果在纯溶剂中加入一定量的非挥发性溶质，溶剂的蒸气量的非挥发性溶

21、质，溶剂的蒸气压就会发生改变。实验证明，在压就会发生改变。实验证明，在相同的温度下，当把难挥发的非相同的温度下，当把难挥发的非电解质溶质加入溶剂形成溶液后，电解质溶质加入溶剂形成溶液后，稀溶液的蒸气压比纯溶剂的蒸气稀溶液的蒸气压比纯溶剂的蒸气压低。压低。实验测定实验测定25C25C时：时：水的饱和蒸气压水的饱和蒸气压: : p p (H2O) = 3167.7 Pa(H2O) = 3167.7 Pa；0.5molkg-1 0.5molkg-1 糖水的蒸气为糖水的蒸气为: :p p(H2O)=3135.7Pa(H2O)=3135.7Pa；1.0molkg-1 1.0molkg-1 糖水的蒸气压为

22、糖水的蒸气压为: :p p(H2O)=3107.7 Pa(H2O)=3107.7 Pa。第29页/共71页 解释产生这种现象的原因：当纯溶剂中溶解释产生这种现象的原因：当纯溶剂中溶入了难挥发的非电解质时，纯溶剂的部分表入了难挥发的非电解质时，纯溶剂的部分表面被溶剂化的溶质所占据，单位时间内逸出面被溶剂化的溶质所占据，单位时间内逸出溶液液面的分子数目就会相应减少，结果在溶液液面的分子数目就会相应减少，结果在达到平衡时，溶液表面蒸发的分子数和回到达到平衡时，溶液表面蒸发的分子数和回到溶液表面的分子数也较纯溶剂的少，因而使溶液表面的分子数也较纯溶剂的少，因而使溶液的蒸气压下降。溶液的蒸气压下降。结论

23、：结论： 溶液的蒸气压比纯溶剂低，溶液浓度溶液的蒸气压比纯溶剂低，溶液浓度越大，蒸气压下降越多。越大，蒸气压下降越多。第30页/共71页v 思考题思考题 一杯纯水和一杯溶液放入一个一杯纯水和一杯溶液放入一个密闭的容器中会产生怎样的现象？密闭的容器中会产生怎样的现象？第31页/共71页 18871887年，法国物理学家拉乌尔（年，法国物理学家拉乌尔（RaoultRaoult）提）提出：出：“在一定温度下，稀溶液的蒸气压等于在一定温度下，稀溶液的蒸气压等于纯溶剂的蒸气压与溶剂摩尔分数的乘积纯溶剂的蒸气压与溶剂摩尔分数的乘积”，这就是拉乌尔定律。这就是拉乌尔定律。 式中式中p p为溶液的蒸气压，为溶

24、液的蒸气压，p p* *为纯溶剂的蒸气为纯溶剂的蒸气压，压，x xA A为溶剂的摩尔分数。为溶剂的摩尔分数。 AAxppBABAABABA)1(1xppxpppxppxx第32页/共71页 拉乌尔定律只适用于非电解质的稀溶液，在拉乌尔定律只适用于非电解质的稀溶液，在稀溶液中（稀溶液中（nAnB） ： 若以水为溶剂，则若以水为溶剂，则1000g水中水中 式中，式中，K为蒸气压下降常数，它的大小只与溶为蒸气压下降常数，它的大小只与溶剂本性有关。该式表明稀溶液的蒸气压下降与溶质剂本性有关。该式表明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。的质量摩尔浓度成正比，而与溶质的本性无

25、关。ABBABBnnnnnx51.55B01.181000BABBbbnnxBBA51.55bKbpp第33页/共71页（2）溶液的沸点上升）溶液的沸点上升 定义定义：液体的沸点是指液体的蒸气压等液体的沸点是指液体的蒸气压等于外界压力（大气压）时的温度。于外界压力（大气压）时的温度。 一定的外一定的外压下，任何纯液体都有一定的沸点。压下，任何纯液体都有一定的沸点。 如：纯水：如：纯水：p外外 = 101.3kPa，t纯水纯水 = 100 实验证明：难挥发物质溶液的沸点总是高于实验证明：难挥发物质溶液的沸点总是高于纯溶剂的沸点。纯溶剂的沸点。第34页/共71页水的正常沸水的正常沸点点: :100

26、C加入溶质加入溶质溶液的沸点溶液的沸点: :？100C溶液沸点溶液沸点Tb升高升高若在纯水中加入少量难挥发的非电解质后，若在纯水中加入少量难挥发的非电解质后， 会产生什么现象呢？会产生什么现象呢？第35页/共71页实验证明：难挥发物质溶液的沸点总是高于实验证明：难挥发物质溶液的沸点总是高于纯溶剂的沸点。纯溶剂的沸点。 沸点上升原因：沸点上升原因：其根本原因是溶液的蒸气压下降。溶液在原温度下不其根本原因是溶液的蒸气压下降。溶液在原温度下不能沸腾，欲使沸腾，必须升高温度，直到溶液的蒸汽压力等于能沸腾，欲使沸腾，必须升高温度，直到溶液的蒸汽压力等于外界压力，达到沸腾。这种现象就称为溶液的沸点升高。外

27、界压力，达到沸腾。这种现象就称为溶液的沸点升高。 p/kPa101.325100 Tb纯水纯水溶液溶液t/CTb = Kbb(单位?)第36页/共71页 根据拉乌尔定律，根据拉乌尔定律，p与与b(B)成正比，而成正比，而tb 与与p成正比，成正比，tb亦应与亦应与 b(B)成正比，成正比，p越大，越大，tb也越大。它的数学表达式为：也越大。它的数学表达式为： tbKb bB Kb为溶剂沸点升高常数，单位为为溶剂沸点升高常数，单位为Kkgmol-1。Kb只与溶剂有关，与溶质无关，不同的溶只与溶剂有关，与溶质无关，不同的溶剂有不同的剂有不同的Kb值，常用溶剂的值，常用溶剂的Kb和和Kf值值 见见P

28、7表表1-1。 应用应用：在实验工作中常利用较浓的盐溶液来：在实验工作中常利用较浓的盐溶液来做高温热浴。做高温热浴。 第37页/共71页三三、溶液的凝固点下降溶液的凝固点下降该物质的液相和固相达到平衡时的温度（该物质的液相和固相达到平衡时的温度（p液液p固固时的时的T）水的凝固点水的凝固点: :0C加入溶质加入溶质 海水海水0C时是否冻结时是否冻结？溶液凝固点溶液凝固点Tf下降下降p液液 p固固: 液相液相 固相固相p液液 p固固: 固相固相 液相液相CB 物质的凝固点物质的凝固点(Tf)第38页/共71页凝固点下降原因：凝固点下降原因：由于液态溶液的蒸气压下降，由于液态溶液的蒸气压下降，在纯

29、溶剂的凝固点在纯溶剂的凝固点f* 时溶液的蒸气压低于时溶液的蒸气压低于固态纯溶剂的蒸气压，此时溶液不能凝固，固态纯溶剂的蒸气压，此时溶液不能凝固，必须降低温度，溶液和固态纯溶剂的蒸气压必须降低温度，溶液和固态纯溶剂的蒸气压都下降，但溶剂的蒸气压下降更快，当达到都下降，但溶剂的蒸气压下降更快，当达到另一更低的温度时，另一更低的温度时， 固相溶剂的蒸气压与溶固相溶剂的蒸气压与溶液中溶剂的蒸气压相等，此时的温度就是溶液中溶剂的蒸气压相等，此时的温度就是溶液的凝固点，溶液的凝固点下降主要原因还液的凝固点，溶液的凝固点下降主要原因还是由于溶液的蒸气压下降所致。是由于溶液的蒸气压下降所致。fffTTT第3

30、9页/共71页 难挥发非电解质稀溶液的凝固点下降难挥发非电解质稀溶液的凝固点下降T Tf f 与溶液的质量摩尔浓度与溶液的质量摩尔浓度b bB B成正比，而与溶质的成正比，而与溶质的性质无关。它的数学表达式为：性质无关。它的数学表达式为： T Tf f K Kf f b bB B K Kf f为溶剂凝固点下降常数，单位为为溶剂凝固点下降常数，单位为KkgmolKkgmol-1-1。K Kf f与与K Kb b一样只与溶剂有关，而一样只与溶剂有关，而与溶质无关。与溶质无关。第40页/共71页 例例1 13 3： 把把0.322g0.322g萘溶于萘溶于80g80g苯中所得溶液的凝苯中所得溶液的凝

31、固点为固点为278.34K278.34K，求萘的摩尔质量。，求萘的摩尔质量。 已知苯已知苯的凝固点为的凝固点为278.50K,278.50K,K Kf f 值为值为5.10 K5.10 Kkgkgmolmol- -1 1. . 解释：植物的抗寒抗旱解释：植物的抗寒抗旱 应用：汽车水箱中加入少量甘油或乙二醇，应用：汽车水箱中加入少量甘油或乙二醇，哪一种效果好？哪一种效果好？ 在化学反应制冷、工农业生产制冷中。在冬在化学反应制冷、工农业生产制冷中。在冬季，建筑工人经常在水泥中加入食盐（季，建筑工人经常在水泥中加入食盐（食盐食盐和冰和冰251K）或氯化钙（）或氯化钙（CaCl22H2O和冰和冰218

32、K）第41页/共71页（4）溶液渗透压）溶液渗透压给缺水的植物浇上水，不久，植物茎叶挺立？给缺水的植物浇上水，不久，植物茎叶挺立？实验：实验：第42页/共71页 溶剂分子从一个液相通过半透膜向另一溶剂分子从一个液相通过半透膜向另一个液相扩散的过程叫渗透。达到了渗透平衡个液相扩散的过程叫渗透。达到了渗透平衡时，蔗糖水液面比纯水液面高出时，蔗糖水液面比纯水液面高出h，这段液，这段液面高度差所产生的压力称为该溶液的渗透压。面高度差所产生的压力称为该溶液的渗透压。也可将渗透压这样定义：在一定的温度下，也可将渗透压这样定义：在一定的温度下，恰能阻止渗透发生所需施加的外压力，称为恰能阻止渗透发生所需施加的

33、外压力，称为该溶液的渗透压。该溶液的渗透压。 第43页/共71页如果在浓度如果在浓度高的溶液一端施高的溶液一端施加外压，当外加加外压，当外加压力大于渗透压压力大于渗透压时，溶剂分子就时，溶剂分子就会从高浓度的一会从高浓度的一端向低浓度溶液端向低浓度溶液一端渗透，这一一端渗透，这一过程叫做过程叫做反渗透反渗透。 第44页/共71页 渗透的条件：渗透的条件： 1 1） 膜的存在膜的存在 2 2） 膜两边浓度不等膜两边浓度不等 18861886范特荷甫总结得出：范特荷甫总结得出：“稀溶液的稀溶液的渗透压与溶液的浓度和温度的关系同理想气渗透压与溶液的浓度和温度的关系同理想气体状态方程式一致体状态方程式

34、一致”，即，即V V = = n nB BRTRT = = c cB BRTRT 式中，式中，是渗透压，是渗透压，V V是溶液体积，是溶液体积，n nB B是溶质是溶质物质的量（物质的量（molmol），），c cB B是浓度，是浓度，R R是气体常数，是气体常数，T T是绝是绝对温度。从上面的式子可以看出，在一定条件下，对温度。从上面的式子可以看出，在一定条件下，难挥发非电解质稀溶液的渗透压与溶液中溶质的浓难挥发非电解质稀溶液的渗透压与溶液中溶质的浓度成正比，而与溶质本性无关。度成正比，而与溶质本性无关。 对于稀的水溶液，公式也可以表示为对于稀的水溶液，公式也可以表示为= =b bB BRT

35、RT 第45页/共71页 例例14： 1L1L溶液中含溶液中含5.0g5.0g马的血红素，在马的血红素，在298K298K时测得溶液的渗透压为时测得溶液的渗透压为1.821.82102Pa102Pa，求马的血红素的摩尔质量？，求马的血红素的摩尔质量？ 第46页/共71页 渗透压的应用渗透压的应用医用等渗液医用等渗液 口渴时一般不宜饮用含糖口渴时一般不宜饮用含糖等成分过高的饮料。等成分过高的饮料。 速溶咖啡和速溶茶的制造速溶咖啡和速溶茶的制造（将稀溶液首先用反渗透方法变浓，再用蒸发法蒸将稀溶液首先用反渗透方法变浓，再用蒸发法蒸干，生干，生产成本会大大降低。）产成本会大大降低。） 测定溶质的分子量

36、测定溶质的分子量 利用反渗进行海水利用反渗进行海水淡化淡化第47页/共71页五五、依数性的应用依数性的应用 植物细胞液中溶有氨基酸、糖植物细胞液中溶有氨基酸、糖类物质，有一定的抗旱性类物质，有一定的抗旱性蒸气压下降蒸气压下降植物还有一定的耐寒性植物还有一定的耐寒性用用NaCl等物质与冰混合而制成的冷冻剂等物质与冰混合而制成的冷冻剂为何稀饭比水烫伤得厉害？为何稀饭比水烫伤得厉害？冬天，人们常往汽车的水箱中加入甘油冬天，人们常往汽车的水箱中加入甘油 等物质，以防止水箱因水结冰而胀裂。等物质，以防止水箱因水结冰而胀裂。凝固点下降凝固点下降沸点上升沸点上升第48页/共71页 注意：注意：稀溶液的依数的

37、定量关系不稀溶液的依数的定量关系不适用于浓溶液和电解质溶液。适用于浓溶液和电解质溶液。例：几种浓度为例：几种浓度为0.100 molkg-1的的电解质电解质在水溶液中的在水溶液中的i值值 电解质电解质 T f (K)（实验值实验值） T f (K)（计算值计算值） NaCl 0.348 0.186 1.87 HCl 0.355 0.186 1.91 K2SO4 0.458 0.186 2.46CH3COOH 0.188 0.186 1.08i 实验值计算值A2B(或或AB2)型型AB型型弱电解质溶液弱电解质溶液非电解质溶非电解质溶液液第49页/共71页第四节第四节 胶胶 体体第50页/共71页

38、 溶溶 胶胶 胶胶 团团 结结 构构 溶溶 胶胶 的的 性性 质质 溶溶 胶胶 的的 稳稳 定定 性性 与与 聚聚 沉沉第51页/共71页（1）概念）概念 颗粒直径为颗粒直径为1nm100nm的分散质分散到分散剂中形成的分散质分散到分散剂中形成的多相系统。胶体溶液分散相粒子的大小，介于分子或离子分的多相系统。胶体溶液分散相粒子的大小，介于分子或离子分散体系散体系(即溶液，或称真溶液即溶液，或称真溶液)及粗分散体系及粗分散体系(悬浊液及乳浊液悬浊液及乳浊液)之之间。由于胶体颗粒小、表面积大、表面能大，因此胶体的表面间。由于胶体颗粒小、表面积大、表面能大，因此胶体的表面性质很显著，具有不同于其他分

39、散系的特征性质很显著，具有不同于其他分散系的特征 第52页/共71页1-100 nm 由小分子、原子或离子聚集成较大颗粒而形成的由小分子、原子或离子聚集成较大颗粒而形成的多相体系。如多相体系。如Fe(OH)3溶胶和溶胶和As2S3溶胶溶胶由一些高分子化合物组成的溶液，由一些高分子化合物组成的溶液，如胶水。如胶水。第53页/共71页（2）胶团结构）胶团结构AgImI-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+AgNO3 + KI(过量过量) AgI(溶胶溶胶)扩散层扩散层吸吸附附层层(AgI)mnI- (n-x)K+x- xK+胶核胶

40、核吸附层吸附层扩散层扩散层胶粒胶粒胶团胶团第54页/共71页 同理，也可写出其他物质形成的溶胶的胶团结同理，也可写出其他物质形成的溶胶的胶团结构式。构式。 如如AsAs2 2S S3 3溶胶：溶胶： (As(As2 2S S3 3) )m m n nHSHS ( (n nx x)H+)H+x x x xH H+ H H2 2SiOSiO3 3溶胶：溶胶： (H(H2 2SiOSiO3 3) )m m n nHSiOHSiO3 3 ( (n nx x)H)H+ + x x x xH H+ + 用用KI溶液与过量溶液与过量AgNO3溶液反应制备的溶液反应制备的AgI溶胶，其溶胶的胶团结构式为：溶胶

41、，其溶胶的胶团结构式为： (AgI)m nAg+ (nx)NO3x+ x NO3第55页/共71页三、溶胶的性质三、溶胶的性质 动力学性质动力学性质-布朗（布朗（Brown）运动）运动胶体粒子受到液体介质胶体粒子受到液体介质分子的不同方向、不同分子的不同方向、不同速度的撞击后受力不均速度的撞击后受力不均而作无规则运动。而作无规则运动。粒子小粒子小 布朗运动剧布朗运动剧烈烈. .解释：解释： （1）分散剂分子的热运动不断地撞击溶胶粒）分散剂分子的热运动不断地撞击溶胶粒子所引起的（主要原因）。子所引起的（主要原因）。（2）分散质本身的热运动（次要原因）分散质本身的热运动（次要原因）第56页/共71

42、页 光学性质光学性质-丁铎尔效应丁铎尔效应隔板灯泡. .光束投射到溶胶的粒子光束投射到溶胶的粒子上散射出来，故在垂直上散射出来，故在垂直光束的方向能看到明亮光束的方向能看到明亮的光柱。的光柱。.第57页/共71页 解释：解释：这是由胶体颗粒分散度大小决定的。这是由胶体颗粒分散度大小决定的。光学原理：强光照到分散质粒子上，若粒子光学原理：强光照到分散质粒子上，若粒子直径大于入射光直径大于入射光 波长，则发生反射或折射。波长，则发生反射或折射。若粒子直径与入射光波长相比拟，则发生散若粒子直径与入射光波长相比拟，则发生散射。射。 散射光称为乳光。粒子直径太小，散射散射光称为乳光。粒子直径太小，散射很

43、弱，光基本透过。很弱，光基本透过。 胶体粒子可以使射到它上面的光散胶体粒子可以使射到它上面的光散射开来，从旁边看出，每个粒子似乎成为一射开来，从旁边看出，每个粒子似乎成为一个发光小点。当粒子直径接近个发光小点。当粒子直径接近1nm时，光在时，光在粒子上散射太弱，就不易看到光亮锥。所以粒子上散射太弱，就不易看到光亮锥。所以有否丁达尔效应是区别胶体与真溶液的最简有否丁达尔效应是区别胶体与真溶液的最简便方法。高分子溶液由于分散相粒子大小落便方法。高分子溶液由于分散相粒子大小落在胶体分散体系范围内，所以也有丁达尔效在胶体分散体系范围内，所以也有丁达尔效应。应。第58页/共71页(3) (3) 溶胶的电

44、学性质溶胶的电学性质 电泳和电渗电泳和电渗 在外电场的作用下，分散相和分散介质发在外电场的作用下，分散相和分散介质发生相对位移的现象称为胶体的生相对位移的现象称为胶体的电动现象。电动现象。电泳电泳电场的作电场的作用下，溶胶粒子定用下，溶胶粒子定向地移动。向地移动。实验实验 电学性质电学性质(1)(1) - -电泳电泳As2S3: + 带负电带负电 负溶胶负溶胶Fe(OH)3: + 带正电带正电 正溶胶正溶胶第59页/共71页 电学性质电学性质(2)(2) - -电渗电渗 溶胶通过多孔物质（如烧瓷片溶胶通过多孔物质（如烧瓷片、玻璃纤维等），胶粒能吸附、玻璃纤维等），胶粒能吸附而固定不动，通入直流

45、电后，而固定不动，通入直流电后，分散剂将通过多孔固体物质做分散剂将通过多孔固体物质做定向移动。定向移动。半透膜半透膜溶液溶液电电 渗渗 示示 意意 图图第60页/共71页4.溶胶粒子带电原溶胶粒子带电原因因FeCl3 + 3H2O Fe(OH)3 + 3 HClFeCl3 + 2H2O Fe(OH)2Cl + 2 HClFe(OH)2Cl FeO+ + Cl- + H2OmFe(OH)3 ( Fe(OH)3)m ( Fe(OH)3)m nFeO+AgNO3 + KI（过量）（过量） （Ag I )m nI- (K+，NO3-，I- )AgNO3（过量）（过量）+ KI （Ag I )m nAg

46、+ (K+，NO3-，Ag+ )胶体粒子对溶液中的离子产生胶体粒子对溶液中的离子产生使胶粒带电使胶粒带电第61页/共71页胶体粒子表面分子发生电离使胶粒带电胶体粒子表面分子发生电离使胶粒带电硅酸溶胶表面上硅酸溶胶表面上H2SiO3分子可以电离，如分子可以电离，如 H2SiO3 = HSiO3- + H+ 或或 SiO32- + 2H+HSiO3-或或 SiO32- 留在表面而使粒子带负电留在表面而使粒子带负电荷，荷，H+ 进入溶液。进入溶液。第62页/共71页（4）溶胶带电的原因：）溶胶带电的原因： 电泳现象说明溶胶粒子是带电的，而带电的主要电泳现象说明溶胶粒子是带电的，而带电的主要原因有以下

47、两个方面：原因有以下两个方面： 1.1.吸附作用吸附作用 溶胶中的分散质颗粒具有溶胶中的分散质颗粒具有较大的比表面积和较强的吸附作用，在电解较大的比表面积和较强的吸附作用，在电解质溶液中发生离子的选择性吸附，从而使溶质溶液中发生离子的选择性吸附，从而使溶胶粒子带上与被选择吸附的离子相同符号的胶粒子带上与被选择吸附的离子相同符号的电荷。电荷。第63页/共71页 2. 电离作用电离作用 有些溶胶是通过表面基团的电离而带电的。有些溶胶是通过表面基团的电离而带电的。 例：硅酸溶胶（写出方程式）例：硅酸溶胶（写出方程式） H2SiO3 H+ + HSIO3- 注意：因制备溶胶的条件不同，可使胶体粒注意：因制备溶胶的条件不同，可使胶体粒子带不同的电荷。子带不同的电荷。 例：将例：将AgNO3与与KI混合制得混合制得AgI溶胶，该溶胶，该溶胶带的电荷则需要