无机及分析化学(南京大学)课件 第1章

1、无机及分析化学,南京大学化学化工学院,（第五版）,1,第一章 气体和溶液,2,1.1气体,3,1.1.1理想气体状态方程,pV = nRT,理想气体状态方程的其它形式：,1.1.2道尔顿分压定律,4,1801年道尔顿(Dalton J)通过实验发现: 混合气体的总压力等于各组分气体分压力之和。以上规律即道尔顿分压定律(Daltons law of partial pressure)。,在实验室中常用排水取气法收集气体(上图)。用此法收集的气体中含有饱和的水蒸气,所以其总压为 p(总压) = p(气体) + p(水蒸气),5,6,例1-3在25下,将0.100 mol的O2和0.350 mol的

2、H2装入3.00 L的容器中,通电后氧气和氢气反应生成水,剩下过量的氢气。求反应前后气体的总压和各组分的分压。 解反应前,7,通电时0.100 mol O2只与0.200 mol H2反应生成0.200 mol H2O,而剩余0.150 mol H2。液态水所占的体积与容器体积相比可忽略不计,但由此产生的饱和水蒸气却必须考虑。因此反应后,拓展知识,物质在一定的压力下,随温度的升高,由固态变成液态,再变成气态。温度继续升高,气态分子便解离成单个原子。若温度再进一步提升,则原子的外层电子摆脱原子核的束缚成为自由电子,失去电子的原子就成为带正电荷的离子,这个过程称为电离。处于高度电离状态的气体称为等

3、离子体(plasma)。,8,等离子体,9,1.2溶液,1.2.1分散系,系统中物理性质和化学性质完全相同的一部分称为一个相(phase)。相与相之间有明确的界面分隔开来。 只有一个相的系统称为单相系统或均相系统(homogeneous phase system)。 有两个或两个以上相的系统称多相系统(multiple phase system)。,10,1.2.2稀溶液的通性,溶液的蒸气压降低、沸点升高、凝固点降低和渗透压等,这类性质称为稀溶液的“依数性”(colligative properties)。,1. 溶液的蒸气压降低,纯水的蒸气压 溶液的蒸气压,拉乌尔(Raoult)定律在一定温

4、度下,难挥发非电解质稀溶液的蒸气压降低值与溶质的摩尔分数成正比。,11,12,若溶剂为水,溶解在1 kg水(相当于 )中的溶质的物质的量nA在数值上就等于该溶液质量摩尔浓度b,则,2. 溶液的沸点升高和凝固点降低,13,图1-3溶液的沸点升高,图1-4溶液的凝固点降低,表1-2常用溶剂的Kb和Kf,3. 渗透压,15,图1-5渗透示意图,图1-6产生渗透压示意图,16,1887年,荷兰物理化学家范托夫(vant Hoff J H)综合渗透实验结果,指出了稀溶液的渗透压 与温度、浓度有如下的关系:,或,17,1.3胶 体 溶 液,1.3.1溶胶的制备,(1) 分散法 研磨法 超声波法 电弧法 胶

5、溶法,(2) 凝聚法物理凝聚法和化学凝聚法两种,18,1. 动力性质布朗运动,图1-7丁铎尔效应,2.光学性质丁铎尔效应,3. 电学性质电泳,胶 体 溶 液 的 特 征,19,1.3.3胶团结构和电动电势,1. 胶团结构,图1-8AgI胶团结构示意图,20,2. 电动电势 胶粒与扩散层之间形成了扩散双电层,图1-10电解质对电势的影响,图1-9胶粒与介质之间的双电层及电势差,21,1.3.4溶胶的稳定性和聚沉,溶胶是热力学不稳定系统，溶胶之所以有相对的稳定性,主要原因有:,(1) 布朗运动 (2) 胶粒带电 (3) 溶剂化作用,图1-11Na+和Cl-的水合作用,22,影响溶胶聚沉的主要因素:

6、,2. 溶胶的相互聚沉,聚沉能力 Cs+ Rb+ K+ Na+ Li+,聚沉能力 Cl- Br- NO3- I-,电解质的聚沉作用 (1) 离子价态越高,聚沉能力越强,即聚沉值越小。(2) 价态相同的异号电荷离子,其聚沉能力也略有不同,3. 加热,拓展知识,23,纳米微粒的尺寸一般界定为1100 nm。纳米材料是指材料的某一尺寸处于纳米级并由此赋予其新特性的材料。 纳米微粒粒径小、表面积大的特点,导致它产生特殊的表面和界面效应、临界尺寸效应、量子尺寸效应和量子隧道效应等。随着人们对纳米材料的光、电、磁、热和力学等性能方面研究的不断深入,它的应用前景将十分诱人。因此纳米材料被誉为21世纪的新材料。,纳米材料,24,1.3.5大分子溶液及凝胶,相对分子质量大于10000的化合物称为大