第一章溶液和胶体

1、第一章 溶液和胶体 溶液的浓度溶液的浓度 分散系分散系 物质的聚集状态物质的聚集状态 稀溶液的依数性稀溶液的依数性胶体溶液胶体溶液 乳浊液乳浊液无无机机及及分分析析化化学学第一节第一节 溶溶 液液一、溶液浓度的表示方法一、溶液浓度的表示方法2、质量摩尔浓度、质量摩尔浓度(mol/kg)1、物质的量浓度、物质的量浓度(moldm-3 ) )/(1000KgmolmMmBbABBB溶剂的质量的物质的量溶质)/(LmolBVnCBB混合物体积的物质的量溶质例例1: 1: 计算由计算由1.00g CO(NH1.00g CO(NH2 2) )2 2 尿素溶于尿素溶于50.0 mL50.0 mL水水所配成

2、溶液的物质的量浓度？所配成溶液的物质的量浓度？解：解：CO(NHCO(NH2 2 ) )2 2 摩尔质量摩尔质量M=60.0g/mol M=60.0g/mol molMmNHCOn167. 00 .6000. 1)(22LmolVnNHCOC/34. 3100 .50167. 0)(322物质的量浓度物质的量浓度( (moldmmoldm-3-3 ) )混合物体积的物质的量溶质BVnCBB例例2: 2: 已知已知80%80%的硫酸溶液的密度为的硫酸溶液的密度为1.74g1.74gmLmL-1-1，求该硫酸，求该硫酸溶液的物质的量浓度溶液的物质的量浓度c(Hc(H2 2SOSO4 4) )和和c

3、(1/2Hc(1/2H2 2SOSO4 4)?)?gmLgmLm1392%8074. 110001114220.141981392)(LmolLmolggSOHc)2/1 (2/1(42)42SOHcSOHc11424240.2820.142)(2)2/ 1 (LmolLmolSOHcSOHc例题例题质量摩尔浓度（质量摩尔浓度（mol/kgmol/kg） 溶液中溶质溶液中溶质B B的物质的量的物质的量n n除以溶剂的质量除以溶剂的质量m m，单位为，单位为kgkg，称为溶质称为溶质B B的质量摩尔浓度，用符号的质量摩尔浓度，用符号b bB B表示，单位是表示，单位是molkgmolkg- -1

4、 1 。表达式为：。表达式为：在在1000g1000g溶剂中含溶质的物质的量；质量摩尔浓度与体积无溶剂中含溶质的物质的量；质量摩尔浓度与体积无关，故不受温度改变的影响。这个表示方法的优点是可以用关，故不受温度改变的影响。这个表示方法的优点是可以用准确的称重法来配制溶液，不受温度影响。准确的称重法来配制溶液，不受温度影响。)/(kgmolmnbABBABABBmMmmnb若溶液是稀的水溶液，则：若溶液是稀的水溶液，则：BBbcwhy？例例4: 4: 计算由计算由1.00g CO(NH1.00g CO(NH2 2 ) )2 2 尿素溶于尿素溶于48.0 g48.0 g水所水所配成溶液的质量摩尔浓度

5、？配成溶液的质量摩尔浓度？解：解： CO(NHCO(NH2 2 ) )2 2摩尔质量摩尔质量M=60.0g/molM=60.0g/mol n nB B=1.00g/60.0(g/mol)=0.167mol=1.00g/60.0(g/mol)=0.167molkgmolOHmNHCOnNHCOb/348. 0100 .48167. 0)()()(322222例题例题二、二、 理想气体状态方程式理想气体状态方程式w理想气体：忽略分子的大小和分子间的作用力理想气体：忽略分子的大小和分子间的作用力w理想气体状态方程理想气体状态方程：pV= nRTnR：摩尔气体常数，：摩尔气体常数，8.315 Pa m

6、3 mol-1 K-1；kPa L mol-1 K-1 ；J mol-1 K-1w 实际气体处于低压（低于数百千帕）、高温（高于实际气体处于低压（低于数百千帕）、高温（高于273K）的情况下，可以近似地看成理想气体）的情况下，可以近似地看成理想气体。RTpMRTMmpV气体状态方程式的另一些形式：气体状态方程式的另一些形式：m m 质量质量(kg)(kg)；M M摩尔质量摩尔质量(kg(kg molmol-1-1) )；密度（密度（kgkg m m-3-3）第二节第二节 非电解质稀溶液的依数性非电解质稀溶液的依数性稀溶液的依数性：稀溶液的依数性： 只与溶液的浓度有关，而与溶质的本性无关。只与溶

7、液的浓度有关，而与溶质的本性无关。 这些性质包括：这些性质包括：蒸气压下降蒸气压下降、沸点升高沸点升高、凝固凝固点下降点下降及及渗透压渗透压等。等。电介质与非电解质举例：举例：NaClNaCl溶液（强电解质）、溶液（强电解质）、HACHAC（弱电解质）、（弱电解质）、 甘油甘油 溶液（非电解质）溶液（非电解质）挥发性：甘油（难挥发）、酒精（易挥发）挥发性：甘油（难挥发）、酒精（易挥发）w1、饱和蒸气压：、饱和蒸气压：将液体放在密闭容器中，液体能不断蒸发，同时，将液体放在密闭容器中，液体能不断蒸发，同时，生成的蒸气也在不断凝聚，当单位时间内由液面蒸发的分子数和由气相生成的蒸气也在不断凝聚，当单位

8、时间内由液面蒸发的分子数和由气相中回到液体中的分子数相等时，气液两相处于平衡状态，这时蒸气的压中回到液体中的分子数相等时，气液两相处于平衡状态，这时蒸气的压力称为该液体的饱和蒸气压，简称力称为该液体的饱和蒸气压，简称蒸气压蒸气压。w 蒸气压的大小表示液体分子向外逸出的趋势，蒸气压的大小表示液体分子向外逸出的趋势，它只与液体的本性和它只与液体的本性和温度有关，而与液体的量无关。温度有关，而与液体的量无关。液体越容易挥发，蒸气压越大液体越容易挥发，蒸气压越大 ；温度；温度越高，蒸气压越大。通常蒸气压大的物质为易挥发物质，蒸气压小的称越高，蒸气压越大。通常蒸气压大的物质为易挥发物质，蒸气压小的称为难

9、挥发物质。液体蒸发是吸热过程，所以温度升高，蒸气压增大。为难挥发物质。液体蒸发是吸热过程，所以温度升高，蒸气压增大。蒸汽压数年纯溶剂 xA=1溶液xA=0.9水蒸气蒸发凝聚水蒸气蒸发凝聚液体中溶解有少量难挥发性的溶质时，液体的蒸气压下降，溶液体中溶解有少量难挥发性的溶质时，液体的蒸气压下降，溶液的蒸气压总是低于纯溶剂的蒸气压，纯溶剂蒸气压与溶液蒸液的蒸气压总是低于纯溶剂的蒸气压，纯溶剂蒸气压与溶液蒸气压之间的差，称为气压之间的差，称为溶液的蒸气压下降溶液的蒸气压下降。 (1887(1887年，法国物理学家年，法国物理学家) ) 在一定温度下，难挥发非电解质稀溶液的蒸气压等在一定温度下，难挥发非

10、电解质稀溶液的蒸气压等于纯溶剂的蒸气压乘以溶剂的摩尔分数于纯溶剂的蒸气压乘以溶剂的摩尔分数: : AxppP:溶液的蒸气压；溶液的蒸气压；p*: 纯溶剂的蒸气压；纯溶剂的蒸气压；x：溶剂的摩尔分数溶剂的摩尔分数,设溶质的摩尔分数为设溶质的摩尔分数为XB1BAxxBAxx1AxppBBxppxpp)1 (Bxpppp 对于稀溶液对于稀溶液: :bKp 难挥发性难挥发性的非电解质稀溶液的非电解质稀溶液，蒸气压下降数值，蒸气压下降数值只取决于溶剂的本只取决于溶剂的本性性( (K K) )及溶液的质及溶液的质量摩尔浓度量摩尔浓度b b例例1: 1: 计算计算293K293K时，时，17.1g17.1g

11、蔗糖溶于蔗糖溶于1000g1000g水中，溶液水中，溶液的蒸汽压下降值。的蒸汽压下降值。 解：解：293K293K时，时，P P* *(H(H2 2O)=2.33kPaO)=2.33kPa4100 .9)(BxkPaxPPB3*101 . 2M(B)=342g.molM(B)=342g.mol-1-1例题例题例题例题例例2 2：在：在298k298k，纯水的蒸汽压为，纯水的蒸汽压为3167.73Pa3167.73Pa，若，若100g100g水中溶水中溶解了解了3.3g3.3g尿素尿素(CO(NH(CO(NH2 2) )2 2) )，求溶液的蒸汽压？，求溶液的蒸汽压？解：解：P P* *=316

12、7.73pa m(H=3167.73pa m(H2 2O)=100g m(CO(NHO)=100g m(CO(NH2 2) )2 2)=3.3g)=3.3g M(CO(NH M(CO(NH2 2) )2 2)=60g/mol)=60g/mol求：求：p p n(H n(H2 2O)=3.3/60.0=0.055molO)=3.3/60.0=0.055mol n(CO(NH n(CO(NH2 2) )2 2)=100/18.0=5.55mol)=100/18.0=5.55mol p=0.055/(0.055+5.55) p=0.055/(0.055+5.55)3167.37=31.083167.

13、37=31.08（papa） 所以溶液的蒸汽压为所以溶液的蒸汽压为：p=3167.37-31.8=3136.65p=3167.37-31.8=3136.65（papa）液体的沸点是指其蒸气压等于外界大气压力时的温度。液体的沸点是指其蒸气压等于外界大气压力时的温度。2、特点、特点：液体的沸点与外界压力有关，外界压力降低，液体的沸点将液体的沸点与外界压力有关，外界压力降低，液体的沸点将下降，下降，溶液的蒸气压总是低于纯溶剂的蒸气压，溶液的蒸气压总是低于纯溶剂的蒸气压，要使溶液的蒸气压和外界要使溶液的蒸气压和外界大气压相等，就必须升高溶液的温度，所以溶液的沸点总是高于纯溶剂的大气压相等，就必须升高溶

14、液的温度，所以溶液的沸点总是高于纯溶剂的沸点。沸点。 Tb* 为纯溶剂的沸点；为纯溶剂的沸点； Tb 为溶液的沸点为溶液的沸点 Kb：溶剂溶剂沸点上升常数，决定于溶剂的本性。与溶剂的摩尔质量、沸沸点上升常数，决定于溶剂的本性。与溶剂的摩尔质量、沸点、汽化热有关。点、汽化热有关。 Kb：溶液的浓度溶液的浓度m = 1 mol kg-1时的溶液沸点升高值，时的溶液沸点升高值，其单位是其单位是kgmolkgmol-1-1或或KkgmolKkgmol-1-1。 bKTTTbbbb*从蒸气压曲线上看沸点升高从蒸气压曲线上看沸点升高例题例例3 3：在：在500g500g水中溶解水中溶解46g46g甘油甘油

15、(C(C3 3H H8 8O O3 3) )，试该溶液的沸点？，试该溶液的沸点？解：已知解：已知m(Cm(C3 3H H8 8O O3 3)=46g m(H)=46g m(H2 2O)=500g O)=500g M(CM(C3 3H H8 8O O3 3)=92g/mol )=92g/mol 求求:T:T BbbbbbkTTT 所以溶液的沸点为所以溶液的沸点为373.52K373.52K。kkmolggkgggmolkgkTTTbbb52.373373/92500/100046/512. 0)/(1000KgmolmMmbABBB例题例题（测定难挥发非电解质的分子量）（测定难挥发非电解质的分子

16、量）例例4 4：尼古丁的实验式（最简式）为：尼古丁的实验式（最简式）为C C5 5H H7 7N N ，将，将0.496g0.496g该物该物溶于溶于10g 10g 水中溶液的沸点为水中溶液的沸点为373.307K373.307K，求其分子式。，求其分子式。解：解：= =373.307-373.15 = 0.157KM MB B=162g.mol=162g.mol-1-1实验式量实验式量=81=81 查表：水的查表：水的k kb b=0.512=0.512KkgmolKkgmol-1-1故分子式为：故分子式为：C C1010H H1414N N2 2BbbbbbktttgMkgggmolkgk

17、kB10/1000496. 0/512. 0157. 0molgMB/75.161)/(1000KgmolmMmbABBB在标准状况下，纯液体蒸气压和它的固相蒸气压相等时在标准状况下，纯液体蒸气压和它的固相蒸气压相等时的温度为该液体的凝固点。的温度为该液体的凝固点。溶液蒸气压总是低于纯溶剂的蒸气压，溶液凝固点会下降。溶液蒸气压总是低于纯溶剂的蒸气压，溶液凝固点会下降。2、凝固点下降：凝固点下降：含有少量溶质的溶液，凝固点的温度低于纯溶剂的含有少量溶质的溶液，凝固点的温度低于纯溶剂的凝固点温度，叫凝固点温度，叫。 Tf是稀溶液的凝固点，是稀溶液的凝固点，Tf*为纯溶剂的凝固点；为纯溶剂的凝固点；

18、 K Kf f ：溶剂溶剂凝固点降低系数；凝固点降低系数；它只与溶剂的性质有关；其物理意义为它只与溶剂的性质有关；其物理意义为1000g1000g溶剂中加入溶剂中加入1mol(1mol(化学式化学式) )难挥发非电解质所引起的溶液凝固点的难挥发非电解质所引起的溶液凝固点的下降度数；其单位是下降度数；其单位是kgmolkgmol-1-1或或KkgmolKkgmol-1-1。 b b： 溶质的质量摩尔浓度。溶质的质量摩尔浓度。 bKTTTffff*从蒸气压曲线上看沸点和凝固点BBAATb*TbTf*Tf纯水纯水溶液溶液Tb= TbTb*Tf= Tf* Tf373.15100273.150.6105

19、P/kPaK溶液的沸点升高和凝固点下降溶液的沸点升高和凝固点下降例题例例4 4：取：取0.749g0.749g某氨基酸溶于某氨基酸溶于50.0g50.0g水中，测得其凝固点为水中，测得其凝固点为- -0.1880.188，试求该氨基酸的摩尔质量？，试求该氨基酸的摩尔质量？ 解：已知解：已知TTf f=0.188 m(H=0.188 m(H2 2O)=50.0g mO)=50.0g mB B=0.749g=0.749g求：求：M MB B 查表：Kf=1.86kgmolkgmol-1-1 MB=1.860.749/0.18850.0=148.2(g/mol)ABABBmMmmnb1000CCCb

20、KTTTBffff188. 0)188. 0(0*BffbKTKtf56. 059.27215.273)(0 .1886. 156. 03COOHCHM136056. 000.1886. 1)(molgCOOHCHM)(0 .18)(100 .5090. 0)(3333COOHCHMCOOHCHMCOOHCHbABABBmMmmnb解：醋酸的质量摩尔浓度解：醋酸的质量摩尔浓度例例5: 0.90g5: 0.90g醋酸溶解于醋酸溶解于50.0g50.0g水中，实验测得此溶液的冰点水中，实验测得此溶液的冰点为为272.59K272.59K，求醋酸的摩尔质量，求醋酸的摩尔质量M(CHM(CH3 3CO

21、OH)?COOH)?例题例例6 6：把：把0.322g0.322g萘溶于萘溶于80g80g苯中所得的溶液的凝固苯中所得的溶液的凝固点为点为278.34K278.34K，求萘的摩尔质量。，求萘的摩尔质量。解：苯的凝固点：解：苯的凝固点：278.50K，K f =5.10Kmol-1 kgkgMgK10002009. 1kg ol5.105.10Km152. 0156. 01 -练习题 例例7 7：为防止汽车水箱在寒冬季节冻裂，需使水的：为防止汽车水箱在寒冬季节冻裂，需使水的冰点降到冰点降到253K253K，即，即TTf f =20.0K=20.0K，则在每，则在每1000g1000g水中水中应加

22、入甘油多少克？应加入甘油多少克？ 甘油的分子式为甘油的分子式为C C3 3H H8 8O O3 3,M(C,M(C3 3H H8 8O O3 3)=92gmol)=92gmol-1-1 1 -1 -kg mol75.10kg molK86. 10 .20KKTmff练习题练习题凝固点下降的实用意义凝固点下降的实用意义防冻剂：防冻剂： 制冷剂：制冷剂：30g NaCl +100g30g NaCl +100g冰冰 T T最低最低 = 250.6K = 250.6K42.5g CaCl42.5g CaCl2 2 + 100g + 100g冰冰 T T最低最低 = 218K = 218K植物的耐寒性植

23、物的耐寒性冬天时淀粉冬天时淀粉 淀粉酶水解麦芽糖麦芽酶葡萄糖淀粉酶水解麦芽糖麦芽酶葡萄糖溶质增多，凝固点下降。溶质增多，凝固点下降。四、溶液的渗透压四、溶液的渗透压物质（溶剂）粒子通过半透膜单向扩散的现象，称为物质（溶剂）粒子通过半透膜单向扩散的现象，称为渗透渗透。产生渗透的必备条件：一是有半透膜存在；二是半透膜两边产生渗透的必备条件：一是有半透膜存在；二是半透膜两边单位体积内溶剂分子数目不同。单位体积内溶剂分子数目不同。渗透平衡渗透平衡半透膜半透膜:可以允许溶剂分子自由通过而不允许溶质分子通过。溶剂透过可以允许溶剂分子自由通过而不允许溶质分子通过。溶剂透过 半透膜进入溶液的趋向取决于溶液浓度

24、的大小，溶液浓度大，半透膜进入溶液的趋向取决于溶液浓度的大小，溶液浓度大， 渗透趋向大。渗透趋向大。渗透平衡渗透平衡:单位时间内水分子从纯水进入溶液数目与从溶液进入纯水单位时间内水分子从纯水进入溶液数目与从溶液进入纯水 数目相等，体系建立动态平衡，称为数目相等，体系建立动态平衡，称为 渗透平衡渗透平衡。: 由于半透膜两边的溶液单位体积内水分子数目不同而引起稀由于半透膜两边的溶液单位体积内水分子数目不同而引起稀 溶液溶剂分子渗透到浓溶液中的倾向。为了阻止发生渗透所溶液溶剂分子渗透到浓溶液中的倾向。为了阻止发生渗透所 需施加的压力，叫溶液的需施加的压力，叫溶液的渗透压渗透压。等渗溶液等渗溶液:当半

25、透膜两侧溶液浓度相等时，渗透作用达到平衡，这种溶当半透膜两侧溶液浓度相等时，渗透作用达到平衡，这种溶 液称为液称为等渗溶液等渗溶液。 渗透压平衡与生命过程的密切关系：渗透压平衡与生命过程的密切关系： 给患者输液的浓度；给患者输液的浓度； 植物的生长；植物的生长； 人的营养循环。人的营养循环。 在一定温度下，非电解质稀溶液的渗透压与溶质的质量摩尔浓度、在一定温度下，非电解质稀溶液的渗透压与溶质的质量摩尔浓度、绝对温度成正比，而与溶质的本性没有关系。通过对溶液渗透压的测定绝对温度成正比，而与溶质的本性没有关系。通过对溶液渗透压的测定，也能估算出溶质的摩尔质量。，也能估算出溶质的摩尔质量。 ：渗透压

26、：渗透压(kPa)(kPa)；V V：溶液体积（溶液体积（dmdm3 3 orLorL）；）；R R：气体常数；气体常数； n n：溶质物质的量（溶质物质的量（molmol） c c：物质的量浓度（物质的量浓度（mol/Lmol/L）；）； T T： 热力学温度（热力学温度（K K）；）； R=R=8.314kPadm8.314kPadm3 3molmol-1-1KK-1-1nRTV TRbTRc结论：结论： 蒸气压下降，沸点上升，凝固点下降，渗透压都是蒸气压下降，沸点上升，凝固点下降，渗透压都是难挥发的非电解质稀溶液的通性；它们只与溶剂的本性和难挥发的非电解质稀溶液的通性；它们只与溶剂的本性

27、和溶液的浓度有关，而与溶质的本性无关。溶液的浓度有关，而与溶质的本性无关。例例6 6：有一蛋白质的饱和水溶液，每升含有蛋白质：有一蛋白质的饱和水溶液，每升含有蛋白质5.18g5.18g。已。已知在知在298.15 K298.15 K时，溶液的渗透压为时，溶液的渗透压为0.413kPa0.413kPa。求此蛋白质的。求此蛋白质的摩尔质量。摩尔质量。RTcB11133056915.293141310314. 818. 5molgKLPaKmolLPagVRTmMBB解：解：练习题例：测得人体血液的冰点降低值例：测得人体血液的冰点降低值T Tf f=0.56=0.56，求，求体液在体液在3737时的

28、渗透压。时的渗透压。 bKTffkgmolmolkgKKKTbff/301. 086. 156. 01KPaKKmoldmPadmmolbRTcRT7763101031. 8/301. 011333例：已知血液的渗透压为例：已知血液的渗透压为780KPa 780KPa ，若用葡萄糖溶，若用葡萄糖溶液做为临床输液的营养液，该葡萄糖溶液浓度为多液做为临床输液的营养液，该葡萄糖溶液浓度为多大？大？cRT311333/3026. 031010314. 810780dmmolKKmoldmPaRTc 浓度浓度 = = %2.5%1001803026.010001803026.0kgmolbc/3026.

29、0 是稀溶液是稀溶液 例：已知某水溶液的凝固点为例：已知某水溶液的凝固点为272.15K272.15K。试求此溶液的沸点、。试求此溶液的沸点、296.15K296.15K时的蒸气压和渗透压。时的蒸气压和渗透压。（1 1）T Tf f=K=Kf fb bB B=1.86b=1.86bB B=1.00=1.00b bB B=1.00/1.86=0.538=1.00/1.86=0.538T Tb b=K=Kb bb bB B=0.52=0.520.538=0.28K0.538=0.28K故此溶液沸点为故此溶液沸点为373.15+0.28=373.43K373.15+0.28=373.43K（2 2）

30、此溶液中溶剂水的物质的量分数：）此溶液中溶剂水的物质的量分数：990. 0538. 052.5552.55)(2OHxp=pp=p* *x(Hx(H2 2O)=3.17O)=3.170.990=3.14kPa0.990=3.14kPa故此溶液的蒸气压为故此溶液的蒸气压为3.14kPa3.14kPa。（3 3）因为）因为=c=cB BRTbRTbB BRTRT所以所以=0.538=0.5388.3148.314298=1333kPa298=1333kPa故此溶液的渗透压为故此溶液的渗透压为1333kPa1333kPa。查表得查表得298.15K298.15K是水的饱和蒸气压为是水的饱和蒸气压为3

31、.17kPa3.17kPa。第三节第三节 胶体溶液胶体溶液分散体系：分散体系： 一种物质以极小的颗粒（分散质）分散在另一种物质以极小的颗粒（分散质）分散在另一种物质（分散介质）中所组成的体系。一种物质（分散介质）中所组成的体系。分子分体散系分子分体散系1 1nmnm胶态分体散系胶态分体散系1 1nm-1nm-1 m m粗分体散系粗分体散系1 1 m -100m -100 m m分散系分类分散系分类( (从直径分从直径分) )一、胶体溶液（溶胶）一、胶体溶液（溶胶）w胶体溶液：固体分散在液体中的一种胶态体系胶体溶液：固体分散在液体中的一种胶态体系w溶胶的制备溶胶的制备A. 分散法分散法 研磨法；

32、研磨法； 超声波法；超声波法； 电弧法；电弧法； 胶溶法胶溶法B. 凝聚法凝聚法2 2、复分解反应：三氧化二砷的饱和溶液中，通入、复分解反应：三氧化二砷的饱和溶液中，通入H H2 2S S气体气体生成硫化砷溶胶。生成硫化砷溶胶。2H2AsO3 + 3H2S As2S3 + 6H2O黄色溶液3 3、氧化还原反应、氧化还原反应 用甲醛还原金盐制得金溶胶用甲醛还原金盐制得金溶胶。2KAuO2 + 3HCHO + K2CO3 2Au + 3HCOOK + KHCO3 + H2O红色溶液4 4、改变溶剂法：、改变溶剂法： 利用突然改变溶质的溶解度，是溶质不利用突然改变溶质的溶解度，是溶质不形成晶体而聚集

33、成溶胶粒子。形成晶体而聚集成溶胶粒子。FeCl3+3H2O Fe(OH) 3+ 3HCl煮沸红棕色溶液1 1、水解反应、水解反应 FeClFeCl3 3水解生成水解生成Fe(OH)Fe(OH)3 3溶胶溶胶化学方法制备溶胶化学方法制备溶胶二二 、溶胶的性质、溶胶的性质1 1、溶胶的光学性质、溶胶的光学性质丁达尔现象丁达尔现象 当一束光照射到透明的溶胶上时，在与光线垂直方向观察，可当一束光照射到透明的溶胶上时，在与光线垂直方向观察，可以清楚地看见在光的通路上出现一条发亮的光柱，这种现象叫着丁达以清楚地看见在光的通路上出现一条发亮的光柱，这种现象叫着丁达尔效应。尔效应。颗粒颗粒 反射反射颗粒颗粒

34、散射散射可见可见光光 400400700nm700nm判别溶胶与分子溶液判别溶胶与分子溶液2 2、溶胶的动力学性质、溶胶的动力学性质- -布朗运动布朗运动 在超显微镜下观察溶胶时，可以看到溶胶粒子作永不停息的无规则的运动，在超显微镜下观察溶胶时，可以看到溶胶粒子作永不停息的无规则的运动，这就是这就是布朗运动布朗运动。 产生布朗运动的原因，是由于溶胶粒子周围的分散剂分子处于热运动状态，产生布朗运动的原因，是由于溶胶粒子周围的分散剂分子处于热运动状态，不断撞击这些溶胶粒子的结果。溶胶粒子的颗粒比粗分散系粒子小，而比溶剂分不断撞击这些溶胶粒子的结果。溶胶粒子的颗粒比粗分散系粒子小，而比溶剂分子大，它

35、每瞬间受到分散剂分子撞击的次数比大粒子少得多，各个方向上都溶胶子大，它每瞬间受到分散剂分子撞击的次数比大粒子少得多，各个方向上都溶胶粒子的撞击力不易完全抵消。它在某一瞬间，从某一方向受到较大的冲击力，因粒子的撞击力不易完全抵消。它在某一瞬间，从某一方向受到较大的冲击力，因此溶胶粒子受到撞击后，会不断改变方向、改变速度，作不规则的布郎运动。溶此溶胶粒子受到撞击后，会不断改变方向、改变速度，作不规则的布郎运动。溶胶粒子有布郎运动，能扩散，因而溶胶离子能保持悬浮状态，不易沉降到容器底胶粒子有布郎运动，能扩散，因而溶胶离子能保持悬浮状态，不易沉降到容器底部。部。布朗运动布朗运动 液体分子对溶液体分子对

36、溶 胶粒子的撞击胶粒子的撞击 粗分散系粗分散系3 、溶胶的电学性质、溶胶的电学性质-电泳和电渗电泳和电渗溶胶的电动现象：溶胶的电动现象：溶胶中分散质与分散剂在外电场的作用下发生定向移动的现象称为溶胶的电动现象。电泳：电泳：在电场中分散质粒子在分散剂中的定向移动称为电泳。电渗：电渗：若在外电场作用下固相被限制不能移动，而液体在固体孔隙间流动，即分散剂在电场作用下定向移动，这种现象称为电渗。 电泳管示意图电泳管示意图 直流电直流电1、吸附带电：、吸附带电：吸附：一种物质分子自动聚集到另一种物质表面上的过程。吸附：一种物质分子自动聚集到另一种物质表面上的过程。 吸附剂：能够将他种物质聚集到自己表面上

37、的物质。吸附剂：能够将他种物质聚集到自己表面上的物质。 吸附质：被聚集的物质。吸附质：被聚集的物质。注：溶胶粒子电荷的主要来源是从介质中选择性的吸附某种注：溶胶粒子电荷的主要来源是从介质中选择性的吸附某种离子。离子。胶粒带电的原因：胶粒带电的原因：2 2、电离作用、电离作用 胶粒带电的另一个原因是胶粒表面基团的电离作用。胶粒带电的另一个原因是胶粒表面基团的电离作用。例如，硅酸溶胶的粒子是由许多硅酸分子组成的，在粒子例如，硅酸溶胶的粒子是由许多硅酸分子组成的，在粒子表面上的表面上的H H2 2SiOSiO3 3分子可以电离出分子可以电离出H H+ +进入溶液，从而进入溶液，从而SiOSiO3 3

38、2-2-和和HSiOHSiO3 3- -留在表面，使胶粒带负电荷。留在表面，使胶粒带负电荷。三、胶团结构三、胶团结构胶体性质取决于胶体的结构。胶体性质取决于胶体的结构。 以以AgIAgI溶胶为例说明。溶胶为例说明。 制备制备AgIAgI溶胶时如果溶胶时如果KIKI过量，就可制成过量，就可制成AgIAgI负溶胶。大负溶胶。大量的量的AgIAgI分子聚集在一起，形成直径在分子聚集在一起，形成直径在1 1100nm100nm之间的晶之间的晶粒作为胶体的核心，称为粒作为胶体的核心，称为胶核胶核。AgNO3 + KI AgI + KNO3(Ag I)m n I- (n-x)K+ x- x K+过量的过量

39、的 KI 作稳定剂，胶团的结构表达式作稳定剂，胶团的结构表达式 ： (AgI)(AgI)m m胶核胶核K K+ +K K+ +K K+ +K K+ +胶胶团团I I- -I I- -I I- -I I- -I I- -I 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 K+ +K K+ +胶胶粒粒胶胶团团构构造造示示意意图图( A g I)mn I-(n -x )K+x -x K+胶 粒胶 团胶 核电 位 离 子反 离 子吸 附 层扩 散 层扩 散 双 电 层 式中式中m m为胶核中为胶

40、核中AgIAgI的分子数，的分子数，n n为胶核表面吸附的为胶核表面吸附的电位离子数，（电位离子数，（n-xn-x）为吸附层中的反离子数，）为吸附层中的反离子数，x x为扩散为扩散层中的反离子数，也是胶粒所带的电荷数。层中的反离子数，也是胶粒所带的电荷数。m m、n n、x x都都是不确定的数字。可见书写胶团结构的关键在于确定电是不确定的数字。可见书写胶团结构的关键在于确定电位离子和反离子。位离子和反离子。氢氧化铁的胶体结构氢氧化铁的胶体结构 胶团胶团 胶粒胶粒 Fe (OH)3 m n FeO+ (n-x) Cl- x+ xCl- 胶核胶核 电位离子电位离子 反电位离子反电位离子 吸附层吸附

41、层 扩散层扩散层 扩散双电层扩散双电层Fe(OH)3胶核吸附电位离子的示意图胶核吸附电位离子的示意图FeClFeCl3 3+3H+3H2 2O=Fe(OH)O=Fe(OH)3 3+3HCl+3HCl反应中有副反应：反应中有副反应：FeClFeCl3 3+2H+2H2 2O=Fe(OH)O=Fe(OH)2 2Cl+ HClCl+ HClFe(OH)Fe(OH)2 2Cl=FeOCl=FeO+ +Cl+Cl- -+H+H2 2O OHH)(HSSAs:SAs3232xxnnxm溶胶HH)(HSiOSiOH:-332xxnnxm硅酸溶胶KK)(ClAgCl:AgClxxnnxm负溶胶几种常见溶胶的胶

42、团结构几种常见溶胶的胶团结构注意注意：因制备溶胶的条件不同，可使胶体粒子带不同的：因制备溶胶的条件不同，可使胶体粒子带不同的电荷。如电荷。如AgClAgCl溶胶：溶胶： AgCl溶胶的制备：溶胶的制备： AgNO3 + KCl = AgCl +KNO3当当AgNO3过量时，溶液中有过量时，溶液中有Ag+、NO3- 、K+ ，分散质，分散质AgCl 优先吸附优先吸附Ag+而带正电荷。而带正电荷。 Ag+ Ag+ Ag+ Ag+ Ag+ Ag+ Ag+ Ag+ Ag+ Ag+ Ag+ Ag+ Ag+ Ag+ Ag+ Ag+ Ag+ 分散质分散质AgCl33NONO)(AgAgCl:AgClxxnn

43、xm正溶胶KCl过量时，溶液中有过量的过量时，溶液中有过量的K+、Cl-、NO3- ，溶胶粒子优先吸附，溶胶粒子优先吸附Cl- 而带负电荷。而带负电荷。Cl-Cl-Cl-Cl-Cl-Cl-Cl-Cl-Cl- Cl-Cl-Cl-Cl-Cl-Cl-Cl-Cl-分散质分散质AgCl若是等物质的量进行反应，若是等物质的量进行反应，则不能形成溶胶。则不能形成溶胶。 KK)(ClAgCl:AgClxxnnxm负溶胶练习题：w请写出土壤中硅酸盐的胶团结构？请写出土壤中硅酸盐的胶团结构？w浓度分别为浓度分别为0.02mol/L0.02mol/L和和0.005mol/L0.005mol/L的的AgNOAgNO3

44、 3、KIKI溶液等体积混合制得胶体溶液，请写出胶团溶液等体积混合制得胶体溶液，请写出胶团结构。结构。w请指出由下面这样一个实验制备胶体是采用的请指出由下面这样一个实验制备胶体是采用的什么方法？并写出胶团结构。什么方法？并写出胶团结构。 实验内容：实验内容： 向向H3AsO3溶液中通入溶液中通入H2S气体于中而气体于中而制备硫化砷制备硫化砷(As2S3)溶胶溶胶 Key：1、土壤中的硅酸盐的溶胶结构：(y SiO2 x H2O)m n SiO32-2(n-x)H+2x-2x H+2、(AgCl)mn Ag+(n-x)NO3-x+x NO3-Key：(As2S3)m n HS-(n-x)H+x-

45、x H+若若H H2 2S S 过量，溶胶的胶团中电位离子和反离子分别过量，溶胶的胶团中电位离子和反离子分别为（为（HSHS- -，H H+ +）。）。扩散层扩散层电位离子电位离子胶团胶团吸附层吸附层胶粒胶粒胶核胶核 AsAs2 2S S3 3 m mH+H+H+HS-HS-HS-HS- HS-HS- +HS- HS-HS- HS- HS-HS-H+H+H+H+H+H+H+H+H+反离子反离子（一）、溶胶的稳定性：（一）、溶胶的稳定性：w动力学稳定性：动力学稳定性： 强烈的布朗运动，促使它在分散剂中均匀分布，阻止强烈的布朗运动，促使它在分散剂中均匀分布，阻止了粒子由于重力的下沉。了粒子由于重力

46、的下沉。w热力学上的稳定性：热力学上的稳定性： 热力学角度上看，高度分散的的溶胶粒子具有巨大的热力学角度上看，高度分散的的溶胶粒子具有巨大的表面能，应是稳定体系。表面能，应是稳定体系。w其他因素：其他因素： 双电层的稳定性：由于溶胶粒子的双电层结构，带有双电层的稳定性：由于溶胶粒子的双电层结构，带有 同号电荷的胶粒不聚沉。同号电荷的胶粒不聚沉。 溶剂化膜：有一定强度，阻止粒子合并。溶剂化膜：有一定强度，阻止粒子合并。四、溶胶的聚沉和稳定性四、溶胶的聚沉和稳定性（二）、胶体的聚沉（二）、胶体的聚沉1.电解质对聚沉的影响电解质对聚沉的影响（1 1）聚沉值：使一定量溶胶在一定时间内完全聚沉所需最小电

47、解质的）聚沉值：使一定量溶胶在一定时间内完全聚沉所需最小电解质的物质的量浓度，称为电解质对溶胶的物质的量浓度，称为电解质对溶胶的聚沉值聚沉值（单位为（单位为mmolLmmolL-1-1）。）。（2 2）舒尔采）舒尔采- -哈迪规则：聚沉值与反离子价数有关，即聚沉值与反离子哈迪规则：聚沉值与反离子价数有关，即聚沉值与反离子价数的价数的6 6次方成反比。次方成反比。（3)3)电解质对溶胶起聚沉作用的主要是与胶粒所带电荷相反的离子（异电解质对溶胶起聚沉作用的主要是与胶粒所带电荷相反的离子（异电荷作用电荷作用) ，而且与其所带电荷多少有关。离子价数越高，水化半径，而且与其所带电荷多少有关。离子价数越高

48、，水化半径越小，聚沉能力就越大；价数相同的离子，其聚沉能力虽相差不大，越小，聚沉能力就越大；价数相同的离子，其聚沉能力虽相差不大，但也有一定的规律。对碱金属、碱土金属离子，如阴离子相同时，则：但也有一定的规律。对碱金属、碱土金属离子，如阴离子相同时，则：w离子半径：离子半径：Cs+Rb+K+Na+Li+w聚沉能力：聚沉能力：Cs+Rb+K+Na+Li+w离子半径：离子半径：Ba2+Sr2+Ca2+Mg2+w聚沉能力：聚沉能力： Ba2+Sr2+ Ca2+ Mg2+（4）不同电荷离子的影响）不同电荷离子的影响w电荷数越高，聚沉能力越强电荷数越高，聚沉能力越强例如：例如： Na Na+ + Mg Mg2+2+ Al Al3+3+SnSn2+2+ Cl- SO Cl- SO4 42-2- PO PO4 43-3-w电解质混合物的聚沉作用电解质混合物的聚沉作用w相互聚沉现象相互聚沉现象 当溶胶