第一章 溶液和胶体幻灯片

授课教师：张毅

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基础化学第一章溶液和胶体(2)5.7.8.11.13.14.15.21.23习题：第一章溶液和胶体分散系

第一章溶液和胶体(2)第一章溶液和胶体分散系

第一节分散系的分类第二节混合物和溶液的组成标度第三节稀溶液的通性第四节溶胶第一章溶液和胶体(2)一、基本概念1.分散系一种或几种物质分散在另一种物质中所形成的系统称为分散系统，简称分散系。

2.分散相分散系中被分散的物质称为分散相。3.分散介质分散系中容纳分散相的物质称为分散介质。

第一章溶液和胶体(2)分散系的分类：小分子、小离子高分子分子聚集体大颗粒/大液滴

粗分散系

分子分散系/溶液胶体分散系按分散相粒子直径的由小到大1-100nm>100nm<1nm第一章溶液和胶体(2)第一章溶液和胶体分散系

第一节分散系的分类第二节混合物和溶液的组成标度

第三节稀溶液的通性第四节溶胶第一章溶液和胶体(2)回顾一下几种浓度的表示方法？？？溶质的质量分数溶质的质量浓度溶质的浓度或溶质的物质的量浓度溶质的摩尔分数溶质的质量摩尔浓度WB=mB/m

B=mB/V

CB=nB/V

B=nB/n

bB=nB/m

第一章溶液和胶体(2)第一章溶液和胶体分散系

第一节分散系的分类第二节混合物和溶液的组成标度第三节稀溶液的通性/依数性

第四节溶胶难挥发、非电解质、稀溶液

第一章溶液和胶体(2)bB≤0.2mol·kg-1的溶液

只与溶质的数目有关而与溶质本性无关的性质称为溶液的依数性。又称稀溶液的通性。

1.溶液的蒸气压下降；2.溶液的沸点升高；3.溶液的凝固点降低；4.溶液的渗透压力。稀溶液:依数性：(colligative)稀溶液的通性包括：第一章溶液和胶体(2)020406080100120T/oCP/kPa101.3(kPa)水100oC乙醇78.5oC乙醚34.6oC第一章溶液和胶体(2)p0p1pT0T1T纯溶剂

稀溶液

纯溶剂（固态）P0水＝0.6106kPa第一章溶液和胶体(2)二、稀溶液的蒸气压下降

(vaporpressurelowering)

三、稀溶液的沸点升高

(Boilingpointelevation)

四、稀溶液的凝固点降低

(freezingpointdepression)

第一章溶液和胶体(2)Raoult定律第一章溶液和胶体(2)沸点升高数学表达式

ΔTb=kbbBbB：溶质B的质量摩尔浓度kb：溶剂的沸点升高系数，SI单位：K·kg·mol-1

kb只与溶剂的性质有关

第一章溶液和胶体(2)3.应用:

测定出溶液的沸点升高，可计算出B的摩尔质量。

第一章溶液和胶体(2)凝固点降低数学表达式：bB：溶质B的质量摩尔浓度kf：溶剂的凝固点降低系数SI单位：K·kg·mol-1kf只与溶剂的性质有关

第一章溶液和胶体(2)测量出难挥发非电解质稀溶液的凝固点降低，可计算出B的摩尔质量。

应用：

第一章溶液和胶体(2)表1-4和1-5常见溶剂的沸点（Tb）及沸点升高系数（Kb）及凝固点（Tf）及凝固点降低系数（Kf）

溶剂Tb/℃Kb/（K·kg·mol-1）

Tf/℃

Kf/（K·kg·mol-1）

水1000.5120.01.86

第一章溶液和胶体(2)

五、稀溶液的渗透压(osmoticpressure)

渗透现象人在淡水中游泳，会觉得眼球胀痛。因失水而发蔫的花草，浇水后又可以重新复原。施过化肥的农作物，需要立即浇水，否则化肥会“烧死”植物。渗透现象是如何发生的呢？第一章溶液和胶体(2)渗透（osmosis）半透膜的存在

半透膜（Semipermeablemembrane）选择性透过膜，可截留不同的分子量大小的物质溶剂（水）----溶质（蔗糖）膜两侧单位体积内溶剂分子数不相等产生渗透现象的两个必要条件第一章溶液和胶体(2)渗透的方向：纯溶剂溶液稀溶液浓溶液第一章溶液和胶体(2)纯溶剂溶液渗透

溶剂的净转移Π（Pa或kPa）

渗透压力

osmoticpressure恰好能阻止渗透进行而施加于溶液液面上的额外压力第一章溶液和胶体(2)稀溶液浓溶液Π（Pa或kPa）渗透压力之差第一章溶液和胶体(2)（二）渗透压力与浓度、温度的关系（1）在热力学温度一定时，稀溶液的渗透压力与溶液的浓度成正比；（2）在浓度一定时，稀溶液的渗透压力与热力学温度成正比。

第一章溶液和胶体(2)1886年，荷兰理论化学家van’tHoff归纳出渗透压力与浓度、温度之间的关系。R：摩尔气体常数，数值上等于8.314J·K-1·mol-1T：热力学温度（K）cB：B的浓度mol·m-3（mol·L-1）π：渗透压力Pa（kPa）第一章溶液和胶体(2)应用：通过测定溶液的渗透压力，可以计算溶质的摩尔质量。

例题第一章溶液和胶体(2)强电解质？？？蒸气压，沸点，凝固点，渗透压浓度------表观浓度/渗透浓度第一章溶液和胶体(2)溶质B的渗透浓度(osmolarity)定义：n：

B的分子与解离出的离子的物质的量总和V：混合物的体积cB,os：渗透浓度，常用单位是mol·L-1，mmol·L-1第一章溶液和胶体(2)（1）强电解质溶液渗透浓度等于溶液中溶质离子的总浓度。例：NaClcB,os=c(Na+)+(Cl-)（2）弱电解质溶液渗透浓度等于溶液中未解离的弱电解质的浓度与弱电解质解离出的离子浓度之和。（3）非电解质溶液渗透浓度等于其物质的量浓度。

第一章溶液和胶体(2)对于电解质的稀溶液：

对于非电解质的稀溶液：ΔTb=kbbB第一章溶液和胶体(2)（四）渗透压力在医学上的意义1．等渗、低渗和高渗溶液正常人血浆的渗透浓度为

280～320mmol·L-1。hypotonicsolution低渗溶液isotonic

solution等渗溶液280～320hypertonic

solution高渗溶液第一章溶液和胶体(2)hypotonicsolution低渗溶液isotonic

solution等渗溶液hypertonic

solution高渗溶液第一章溶液和胶体(2)

晶体物质晶体渗透压7.5g·L-1

占总渗透压的99.5%细胞膜

胶体物质胶体渗透压70g·L-1

占总渗透压的0.5%血管人体中的渗透压

B

B第一章溶液和胶体(2)第一章溶液和胶体分散系

第一节分散系的分类第二节混合物和溶液的组成标度第三节稀溶液的通性第四节溶胶

第一章溶液和胶体(2)分散相粒子直径分散系类型分散相粒子的组成实例小于1nm分子分散系

小分子或小离子生理盐水、葡萄糖溶液1-100nm胶体分散系溶胶胶粒（分子、离子或原子的聚集体）氢氧化铁溶胶、硫化砷溶胶高分子溶液高分子蛋白质溶液、核酸溶液大于100nm粗分散系粗粒子泥浆、牛奶分散系的分类：

第一章溶液和胶体(2)第四节溶胶(sol)一、溶胶的性质二、溶胶的稳定性与聚沉第一章溶液和胶体(2)(一)溶胶的光学性质丁达尔效应/现象Tyndalleffect

丁达尔现象的用途：区别溶胶、溶液、粗分散系第一章溶液和胶体(2)入射光散射程度差异d<<λd>>λd

λ第一章溶液和胶体(2)（二）溶胶的动力学性质重力碰撞受力静电作用力1.布朗运动2.扩散3.沉降第一章溶液和胶体(2)1.布朗运动/

Brownmotion概念：溶胶的分散相粒子在分散介质中不停地做不规则的折线运动。影响因素：有关：温度越高，胶粒质量越小，布朗运动越剧烈无关：分散相粒子的化学性质第一章溶液和胶体(2)2.扩散/diffusion物质从高浓度区域向低浓度区域转移，直到均匀分布的现象。在生物体内，扩散是物质输送或物质通过细胞膜的推动力之一。有关：扩散速率与物质的浓度梯度成正比。第一章溶液和胶体(2)沉降平衡示意图

3.沉降/sedimentation重力、离心力使胶粒下沉碰撞力、静电力抗衡下沉达到动态平衡---沉降平衡容器底部胶粒浓度较大第一章溶液和胶体(2)-电泳技术的用途：溶胶稳定性（表面

电位）分离和鉴定氨基酸（等电聚焦电泳）多肽，蛋白质和核酸(凝胶电泳)。（三）溶胶的电学性质---电泳（electrophoresis）

在电场作用下，带电质点在分散介质中的定向移动称为电泳。电泳示意图+++++负极正极----第一章溶液和胶体(2)胶粒带电的原因：1.胶核的选择吸附：胶核的比表面很大，很容易吸附溶液中的离子。吸附了阳离子，胶粒带正电荷，称正溶胶；吸附了阴离子，胶粒带负电荷，称负溶胶；法杨斯规则（Fajans）：优先吸附与胶核具有相同组成的离子。2.胶粒表面分子的解离：

第一章溶液和胶体(2)用AgNO3和KI制备AgI溶胶有两种情况：（1）KI过量：AgNO3+KI→AgI+KNO3

(过量)

KI→K++I-

AgI胶核选择吸附溶液中I-

而带负电

（2）AgNO3过量：画胶粒和写结构第一章溶液和胶体(2)AgI负溶胶的胶团结构示意图胶团的结构：

扩散层I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+(AgI)m胶核吸附层胶粒胶团第一章溶液和胶体(2)胶团的结构：

[(AgI)m·nI-·(n－x)K+]x-·xK+胶核吸附层胶粒扩散层胶团第一章溶液和胶体(2)（2）AgNO3过量：

AgNO3+KI→AgI+KNO3

(过量)

AgNO3→Ag++NO3-

AgI胶核选择吸附溶液中Ag+而带正电

第一章溶液和胶体(2)Ag+Ag+Ag+Ag+Ag+Ag+

Ag+Ag+Ag+Ag+NO3-NO3-NO3-NO3-NO3-NO3-NO3-NO3-NO3-NO3-NO3-NO3-NO3-(AgI)mAgI正溶胶的胶团结构示意图胶团的结构：

第一章溶液和胶体(2)胶团的结构：胶核吸附层胶粒扩散层胶团

[(AgI)m·nAg+·(n－x)NO3-]x+·xNO3-第一章溶液和胶体(2)2.胶粒表面分子的解离：

硅酸溶胶SiO32-离子留在胶核表面上，H+扩散到分散介质中，使胶粒带负电荷，生成负溶胶。H2SiO3SiO32-+2H+胶粒带电的原因：第一章溶液和胶体(2)二、溶胶的稳定性与聚沉（一）溶胶的稳定性

（1）布朗运动：（2）胶粒带电：（3）溶剂化作用：水化膜第一章溶液和胶体(2)(二）溶胶的聚沉1．电解质对溶胶的聚沉作用减弱或消除胶粒的电荷，可使胶粒碰撞聚集成较大的颗粒沉淀下来。

聚沉值：

使一定量溶胶在一定时间内完全聚沉所需电解质溶液的最低浓度。常用单位：mmol·L-1

2．溶胶的相互聚沉作用第一章溶液和胶体(2)[(AgI)m·nI-·(n－x)K+]x-·xK+胶核吸附层胶粒扩散层！电解质对溶胶的聚沉作用，主要是由反离子引起的！胶核吸附层胶粒扩散层

[(AgI)m·nAg+·(n－x)NO3-]x+·xNO3-第一章溶液和胶体(2)电解质对溶胶的聚沉作用，主要是由反离子引起的。（1）反离子所带电荷越多，其聚沉能力越大，聚沉值就越小。（2）带相同电荷的离子的聚沉能力虽然接近，但也略有不同。对负溶胶来说，其聚沉能力的相对大小为：

Cs+＞Rb+＞K+＞Na+＞Li+对正溶胶来说，其聚沉能力的相对大小为：

Cl-＞Br-＞NO3＞I-

（3）有机化合物的离子（如脂肪酸盐和聚酰胺类化合物的离子）都有较强的聚沉能力，能有效地破坏溶胶使之聚沉。电解质对溶胶的聚沉规律：第一章溶液和胶体(2)2．溶胶的相互聚沉作用将胶粒带相反电荷的两种溶胶混合，也会产生聚沉现象。条件：两种溶胶的胶粒所带电荷完全中和时，才会完全聚沉；否则，可能聚沉不完全，甚至不聚沉。第一章溶液和胶