無機及分析化學(xué)課件全(第五版)

1、無機及分析化學(xué)林政無機及分析化學(xué)林政第一章分散系1.5高分子溶液1.3溶液1.2分散系1.4膠體溶液1.1 物質(zhì)的量及其單位第一章分散系1.5高分子溶液1.3溶液1.2分散系11.1.1 物質(zhì)的量及其單位物質(zhì)的量是國際單位制中7個基本物理量之一，其符號為n，單位為摩爾(mol)，簡稱摩。物質(zhì)的量是表示物質(zhì)所含微粒數(shù)(N)與阿伏加德羅常數(shù)(NA)之比,即n=N/NA。它是把微觀粒子與宏觀可稱量物質(zhì)聯(lián)系起來的一種物理量。其表示物質(zhì)所含粒子數(shù)目的多少。物質(zhì)的量的單位是 摩（爾）、符號：mol 1.1.1 物質(zhì)的量及其單位物質(zhì)的量是國際單位制中7個物質(zhì)的量n 粒子數(shù)N阿伏加德羅常數(shù)NA 物質(zhì)的量(mo

2、l)=物質(zhì)的質(zhì)量(g)/物質(zhì)的摩爾質(zhì)量(g/mol)阿伏加德羅常數(shù)(NA) 以0.012kg12C所含的碳原子數(shù)作基準(zhǔn)，其近似值為6.021023 mol-1 1.1.2 物質(zhì)的量及其單位物質(zhì)的量n 1.1.2 物質(zhì)的量及其單位滿足上述關(guān)系的粒子是構(gòu)成物質(zhì)的基本粒子(如分子、原子、離子、質(zhì)子、中子、電子數(shù))或它們的特定組合。如：1molCaCl2與阿伏加德羅常數(shù)相等的粒子是CaCl2粒子，其中Ca2+為1mol、Cl-為2mol，陰陽離子之和為3mol或原子數(shù)為3mol。在使用摩爾表示物質(zhì)的量時，應(yīng)該用化學(xué)式指明粒子的種類，而不使用該粒子的中文名稱。 1.1.3 物質(zhì)的量及其單位滿足上述關(guān)系的

3、粒子是構(gòu)成物質(zhì)的基本粒子(如分子、原子、離摩爾(mol)、毫摩爾(mmol)、微摩爾(mol)納摩爾(nmol)、皮摩爾(pmol)1mol1103mmol 1106mol 1109nmol 11012pmol1.1.4 物質(zhì)的量及其單位摩爾(mol)、毫摩爾(mmol)、微摩爾(mol)1.1以單位體積溶液里所含溶質(zhì)B的物質(zhì)的量來表示溶液組成的物理量，叫做溶質(zhì)B的物質(zhì)的量濃度。一般使用單位： mol / L 物質(zhì)的量濃度(mol/L)=溶質(zhì)的物質(zhì)的量(mol)/溶液的體積(L)cB=nB/V注意 ：體積是指溶液的體積，而不是溶劑的體積。1.1.5 物質(zhì)的量濃度以單位體積溶液里所含溶質(zhì)B的物質(zhì)

4、的量來表示溶液組成的物理1.1.6 物質(zhì)的量濃度濃度只是物質(zhì)的量濃度的簡稱，其它溶液組分含量的表示法中，若使用濃度二字時，前面應(yīng)有特定的定語。如質(zhì)量濃度、質(zhì)量摩爾濃度。1.1.6 物質(zhì)的量濃度濃度只是物質(zhì)的量濃度的簡稱，其1.1.7 質(zhì)量摩爾濃度溶液中某溶質(zhì)B的物質(zhì)的量除以溶劑的質(zhì)量，稱為該溶質(zhì)的質(zhì)量摩爾濃度。單位為molkg-1,符號為bB。 bB=nB/W式中W為該溶劑的質(zhì)量，以千克（kg）作單位；nB是溶質(zhì)B的物質(zhì)的量，以摩爾(mol)作單位。1.1.7 質(zhì)量摩爾濃度溶液中某溶質(zhì)B的物質(zhì)的量除以溶劑1.1.8 質(zhì)量濃度單位體積混合物中某組分的質(zhì)量稱為該組分的質(zhì)量濃度，以符號表示，單位為k

5、g/m3。組分B的質(zhì)量濃度定義式為 =mB/V式中mB混合物中組分B的質(zhì)量，kg;V混合物的體積，m3。 常用單位是:g/L1.1.8 質(zhì)量濃度單位體積混合物中某組分的質(zhì)量稱為該組1.1.9 質(zhì)量分?jǐn)?shù) 溶液中溶質(zhì)B的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是溶質(zhì)B的質(zhì)量mB與溶液質(zhì)量m之比。符號是B ，量綱為一。B mB/m如，100gNaCl溶液中含10gNaCl，可表示為（NaCl）10%1.1.9 質(zhì)量分?jǐn)?shù) 溶液中溶質(zhì)B的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是溶1.1.10 體積分?jǐn)?shù)純物質(zhì)B在某溫度和壓力下的體積，除以在相同溫度和壓力下的溶液的總體積 。符號為，量綱為一。體積分?jǐn)?shù)常用于溶質(zhì)為液體的溶液，如果混合過程中產(chǎn)生的體積變化很小，可近似地認(rèn)

6、為等于溶質(zhì)的體積溶液的總體積 。1.1.10 體積分?jǐn)?shù)純物質(zhì)B在某溫度和壓力下的體積，除【例】：已知濃硫酸的密度為1.84g/ml，其質(zhì)量分?jǐn)?shù)為95.6%，一升濃硫酸中含有的n(H2SO4)、n(1/2H2SO4)、c(H2SO4)、c(1/2 H2SO4)各為多少？【例】：已知濃硫酸的密度為1.84g/ml，其質(zhì)量分?jǐn)?shù)為9解： n(H2SO4) = 1.8410000.956/98.08 = 17.9 mol n(1/2H2SO4) = 1.8410000.956/49.04 = 35.9 molc(H2SO4)= 17.9/1 = 17.9 mol/L c(1/2 H2SO4) = 35.

7、9/1 = 35.9 mol/L解： n(H2SO4) = 1.8410000.956/【例】：250克溶液中含有40克NaCl，計算此溶液的質(zhì)量摩爾濃度?！纠浚?50克溶液中含有40克NaCl，計算此溶液的質(zhì)量摩解： 水的質(zhì)量250-40 = 210（克） b(NaCl) = 40/(58.5210) 1000 = 3.26 mol/kg解： 水的質(zhì)量250-40 = 210（克）【例】：在100ml水中溶解17.1g蔗糖(C12H22O11)，溶液的密度為1.0638g/ml，求蔗糖的物質(zhì)的量濃度，質(zhì)量摩爾濃度?！纠浚涸?00ml水中溶解17.1g蔗糖(C12H22O1解：M蔗糖342

8、(g/mol) n蔗糖=17.1/342=0.05(mol) V = (100+17.1)/1.0638 = 110.0 (ml)=0.11(L) （1） c(蔗糖) = 0.05/0.11 = 0.454 (mol/L) （2） b(蔗糖) = 0.05/0.1 = 0.5 (mol/kg)解：M蔗糖342(g/mol) （1） c(蔗分散系分散質(zhì)+分散劑1.2分散系一種或幾種物質(zhì)以細小的粒子分散在另一種物質(zhì)里所形成的系統(tǒng)稱分散系。如：糖水和泥水等等。分散系分散質(zhì)+分散劑1.2分散系一種或幾種物質(zhì)以細小、按聚集狀態(tài)分氣氣（空氣）氣液（汽水） 氣固（浮石）液氣（云、霧）液液（酒精） 液固（肉凍

9、）固氣（煙、塵）固液（溶液） 固固（合金） 1.2.1 分散系的分類：、按聚集狀態(tài)分1.2.1 分散系的分類：、按分散質(zhì)粒子的大小分 100 nm 粗分散系（懸濁液、乳狀液）1.2.1 分散系的分類：、按分散質(zhì)粒子的大小分1.2.1 分散系的分類：1.2.2 相 1.相體系中具有相同化學(xué)性質(zhì)和物理性質(zhì)的均勻部分。 2相的特點A任何部分的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)相同。B一個相并不一定是一種單質(zhì)，如食鹽溶液(NaCl和H2O)。 1.2.2 相 1.相體系中具有相同化學(xué)性質(zhì)和物理C單相體系 分子分散系，如飽和食鹽水、糖水等。溶質(zhì)與溶劑已成一體，組分間沒有界面。D多相體系膠體分散系和粗分散系，如溶膠；懸濁

10、液等。各組分的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)不同，并具有明顯的界面。 C單相體系 分子分散系，如飽和食鹽水、糖水等。溶質(zhì)與溶劑 1.2.3 理想氣體pV = nRT R- 摩爾氣體常量理想氣體狀態(tài)方程式： 1.2.3 理想氣體pV = nRT 在STP下，p =101.325kPa, T=273.15Kn=1.0 mol時, Vm=22.414L=22.41410-3m3R=8.314 kPaLK-1mol-1在STP下，p =101.325kPa, T=273.1組分氣體： 理想氣體混合物中每一種氣體叫做組分氣體。分壓： 組分氣體B在相同溫度下占有與混合氣體相同體積時所產(chǎn)生的壓力，叫做組分氣體B的分壓。

11、 1.2.4 分壓定律組分氣體： 理想氣體混合物中每一種氣體叫做組分氣體。 1.分壓定律：混合氣體的總壓等于混合氣體中各組分氣體分壓之和。p = p1 + p2 + pi 或 p = pB n =n1+ n2+ni 分壓定律：混合氣體的總壓等于混合氣體中各組分氣體分壓之和。p分散質(zhì)以分子或者比分子更小的質(zhì)點（如原子或離子）均勻地分散在分散劑中的分散系稱為溶液。溶 液氣態(tài)溶液(空氣)液態(tài)溶液：(水溶液)固態(tài)溶液 (合金)溶質(zhì)溶劑1. 3 溶液分散質(zhì)以分子或者比分子更小的質(zhì)點（如原子或離子）均勻地分通性：只與濃度（溶質(zhì)粒子的數(shù)目）有關(guān)而與溶質(zhì)本性無關(guān)的性質(zhì)稱為溶液的通性，又叫溶液的依數(shù)性。 1.

12、3.1溶液的通性蒸氣壓下降 沸點上升凝固點下降 具有滲透壓通性：只與濃度（溶質(zhì)粒子的數(shù)目）有關(guān)而與溶質(zhì)本性無關(guān)的性初始： V蒸發(fā) V凝聚平衡： V蒸發(fā) = V凝聚純水的蒸氣壓示意圖氣液兩相平衡 蒸發(fā) H2O(l) H2O(g) 凝聚 1.3.1.1溶液的蒸氣壓下降初始： V蒸發(fā) V凝聚純水的蒸氣壓示意圖氣液兩相平在純?nèi)軇┲屑尤腚y揮發(fā)的物質(zhì)以后，達平衡時，p溶液總是小于同溫度下的p純?nèi)軇?，即溶液的蒸氣壓下降。在純?nèi)軇┲屑尤腚y揮發(fā)的物質(zhì)以后，達平衡時，p溶液總是小于同溫p=p純p液蒸汽壓下降的原因：純?nèi)軇┱Ｈ芤荷賞=p純p液純?nèi)軇┱Ｈ芤荷?拉烏爾定律：在一定的溫度下，難揮發(fā)的非電解質(zhì)稀溶液的

13、蒸氣壓，等于純?nèi)軇┑恼魵鈮撼嗽撊軇┰谌芤褐械哪柗謹(jǐn)?shù)。 p ：溶液的蒸氣壓 p*：純?nèi)軇┑恼魵鈮簄A ：溶劑的物質(zhì)的量 nB ：溶質(zhì)的物質(zhì)的量 nA p= p* nA + nBp液p純劑 ，c液越大，p液越小。 p純p液的差值也越大。 拉烏爾定律：在一定的溫度下，難揮發(fā)的非電p ：溶液的蒸氣沸點:溶液的蒸氣壓（p溶液）與外壓（p外壓）相等時的溫度稱為該溶液的沸點。 純水：p外 = 101.3kPa，t純水 = 100. 難揮發(fā)物質(zhì)溶液的沸點總是高于純?nèi)軇┑姆悬c。1.3.1.2 溶液的沸點上升沸點:溶液的蒸氣壓（p溶液）與外壓（p外壓）相等時的溫度稱為p溶液p純?nèi)軇?，而且p = K蒸 b(B)溶

14、液的沸點上升示意圖Tb*T b溶劑溶液溫度 p pokpa 蒸 氣 壓pTbB101.3kpaAB溶液的沸點上升的原因：溶液的蒸氣壓下降。p溶液 V糖水滲透：溶劑分子通過半透膜自動單向擴散的過程稱為滲透。當(dāng)v純水 = v糖水滲透停止。糖水溶液增高的這部分水的靜壓力就是糖水溶液的滲透壓。半透膜的作用：只許溶劑分子通過，溶質(zhì)分子不能通過。滲透：溶劑滲透壓：在一定的溫度下，在半透膜兩邊維持滲透平衡所需施加的外壓力，稱為該溶液的滲透壓。用符號表示。純水糖水 h純水糖水滲透壓：在一定的溫度下，在半透膜兩邊維持滲透平衡所需施加的外 1、醫(yī)學(xué)上輸液必需輸?shù)葷B溶液。 2、動物體內(nèi)水份的輸送。 3、植物從土壤中

15、吸收水份和營養(yǎng)。4、求算溶質(zhì)的分子量。滲透現(xiàn)象在生命過程中的重要作用： 1、醫(yī)學(xué)上輸液必需輸?shù)葷B溶液。滲透現(xiàn)象在生命過程中的重要低滲溶液高滲溶液低滲溶液高滲溶液1、同一溫度下，溶液的滲透壓與濃度成正比。2、相同濃度時，滲透壓與熱力學(xué)溫度成正比。V = n(B)RT = c(B)RT b(B)RT （溶液很稀時， c(B) b(B) ）R：氣體常數(shù) 8.314 kPa L mol-1.K-1 T：熱力學(xué)溫度（絕對溫度）1、同一溫度下，溶液的滲透壓與濃度成正比。V =【例】人體血的滲透壓為709.275kPa, 人體溫度為37。試計算給人體輸液時所用葡萄糖溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是多少？(設(shè)葡萄糖溶液密度是

16、1.01g.ml-1；葡萄糖的分子摩爾質(zhì)量M為180g.mol-1)。解： = c(葡) RT c = /RT c(葡) = 709.275/8.314(273.15+37) = 0.28 mol.L-1 AW= c(葡) M/1000 =(0.28180/10001.01)100% = 5.0%【例】人體血的滲透壓為709.275kPa, 人體溫度為37當(dāng)施加在膜溶液側(cè)的壓力大于滲透壓力時，水的流向就會逆轉(zhuǎn)，此時，溶液中的水將流入純水側(cè)，上述現(xiàn)象就是水的反滲透。反滲透當(dāng)施加在膜溶液側(cè)的壓力大于滲透壓力時，水的流向就會逆轉(zhuǎn)，此時 鹽水 淡水p p 反滲透法凈化水反滲透膜孔徑小至納米級，在一定的

17、壓力下，H2O分子可以通過膜，水中的無機鹽、重金屬離子、有機物、膠體、細菌、病毒等雜質(zhì)無法通過膜，從而使可以透過的純水和無法透過的濃縮水嚴(yán)格區(qū)分開來。 鹽水 淡水p p 反滲透法凈【例】海水在298K時的滲透壓為1479kPa，采用反滲透法制取純水，試確定用1000cm3的海水通過只能使水透過的半透膜，提取100cm3的純水，所需要的最小外加壓力是多少? 解： 隨著反滲透的進行，海水中鹽的濃度增大，當(dāng)?shù)玫?00cm3純水時，最終海水的滲透壓2和初始海水的滲透壓1的比值為 【例】海水在298K時的滲透壓為1479kPa，采用反滲透法c1 = n mol1000cm3c2 n mol (1000

18、-100)cm3 因為滲透前后溶質(zhì)的物質(zhì)的量未減少c1 = n mol1000cm3 因為滲透前后溶質(zhì)的物高濃度溶液和強電解質(zhì)溶液也有依數(shù)性，但不遵守拉烏爾定律，故不可用稀溶液依數(shù)性的公式進行計算。對于難揮發(fā)、非電解質(zhì)稀溶液 cb(B)，幾種通性可以互相聯(lián)系起來，可以互相換算：高濃度溶液和強電解質(zhì)溶液也有依數(shù)性，但不遵守拉烏爾定律， 膠體是一種高度分散的多相體系。 分散質(zhì)為固相 (1100nm) 分散劑為液相1.4 膠體溶液 膠體是一種高度分散的多相體系。1.4 膠體溶液1、動力學(xué)性質(zhì)： 布朗運動 布朗運動1.4 .1膠體溶液的性質(zhì)膠粒因布朗運動而具有一定的擴散作用。1、動力學(xué)性質(zhì)： 布朗運動

19、 布朗運動1.4 .1膠體溶液布朗運動產(chǎn)生的原因： 分散質(zhì)粒子本身處于不斷的熱運動中。 分散劑分子對分散質(zhì)粒子的不斷撞擊。 液體分子對溶膠粒子的撞擊 粗分散系布朗運動產(chǎn)生的原因：液體分子對溶粗分散系2、光學(xué)性質(zhì)：丁鐸爾效應(yīng) 光學(xué)原理：強光照到分散質(zhì)粒子上，若粒子直徑大于入射光 波長，則發(fā)生反射或折射，如粗分散系。若粒子直徑與入 射光波長相比擬，則發(fā)生散射。 散射光稱為乳光。Fe(OH)3膠體丁鐸爾效應(yīng)示意圖光源凸透鏡光錐2、光學(xué)性質(zhì)：丁鐸爾效應(yīng) 光學(xué)原理：強光照到分散 溶膠中分散質(zhì)粒子直徑： 1 100 nm 可見光波長： 400 700 nm 在真溶液中，溶質(zhì)顆粒太?。?Ca2+ Cs+ R

20、b+ K+ Na+ Li+ Cl- Br- NO3- I-離子交換吸附：當(dāng)固體從溶液中吸附某種離子后，同時它本身又向溶離子半徑+Li+ Na+ K+ Rb+ Rb+ K+ Na+ Li+Li+Rb+HOH+HOHHOHHOHHOH離子半徑+Li+ Na+ K+ 分散質(zhì)粒子合并變大，最后從分散劑中分離出來的過程稱為聚沉或凝結(jié)。溶膠聚沉后外觀呈現(xiàn)渾濁。 1、加入電解質(zhì)；（研究最多應(yīng)用最廣） 2、加入帶相反電荷的膠體； 3、長時間加熱。 促使膠體聚沉的方法有：1.4.6 溶膠的聚沉分散質(zhì)粒子合并變大，最后從分散劑中分離出來的過程稱為聚沉加入電解質(zhì)聚沉的原因：加入電解質(zhì)后，吸附層的反離子增多， 膠粒所

21、帶電荷大大減少，排斥力減弱，使膠粒合并成大顆粒而聚沉。注意：膠體的聚沉是不可逆的。加入電解質(zhì)聚沉的原因：加入電解質(zhì)后，吸附層的反離子增多，1.5高分子溶液2、是單個分子分散的單相體系，是真溶液，溶解過程是自動的，也是可逆的，是熱力學(xué)的穩(wěn)定體系。3、無丁鐸爾效應(yīng)因為高分子化合物分子中含有大量的親水基團(-OH， -COOH、-NH2 )，溶劑化作用強，溶質(zhì)與溶劑間無界面。1、高分子化合物的分子量可達幾百萬，長度可達幾百納米，但截面積只 相當(dāng)于一個普通分子大小。 1.5高分子溶液2、是單個分子分散的單相體系，是真溶液，溶無機及分析化學(xué)課件全(第五版)1.5.1 鹽析作用大分子的溶質(zhì)之所以溶于水中，

22、是大量的親水基團與水有強烈的溶劑化作用，在水中形成很厚的水化膜。對高分子化合物要加入大量的電解質(zhì)，才能破壞其水化膜而使之凝結(jié)出來。鹽析是可逆的，當(dāng)加入大量水以后，沉淀將溶解。1.5.1 鹽析作用大分子的溶質(zhì)之所以溶于水中，是旅游審美文化旅游審美文化 無機及分析化學(xué)課件全(第五版)無機及分析化學(xué)課件全(第五版)無機及分析化學(xué)課件全(第五版)無機及分析化學(xué)課件全(第五版)無機及分析化學(xué)課件全(第五版)7陸游；沈園 城上斜陽畫角哀，沈園非復(fù)舊池臺。 傷心橋下春波綠，曾是驚鴻照影來。 柴埠溪；情人巖 7無機及分析化學(xué)課件全(第五版)無機及分析化學(xué)課件全(第五版)無機及分析化學(xué)課件全(第五版), 如笛卡

23、兒所說 :“同一件事情可以使這批人高興的要跳舞 ,卻使另一批人傷心的要流淚。” 如菊花 中國與西方山水審美觀的差異是十分明顯的。在人與自然的關(guān)系方面，中國哲學(xué)主張“天人合一”，“物我一體”，而西方哲學(xué)則主張?zhí)烊藢α?，物我對立。這種哲學(xué)觀念的差異，必然導(dǎo)致山水審美觀的分岐。一）、中國人特別關(guān)注山水景觀所附載的人文美 ;而西方則關(guān)注山水景觀本身的自然美 滕王閣序 “落霞與孤鶩齊飛 ,秋水共長天一色?！?“ 關(guān)關(guān)睢鳩，在河之洲，窈窕淑女，君子好逑”， 車爾尼雪夫斯基這樣來描寫水 :“水由于它的形狀而顯現(xiàn)出美 ,遼闊的、一平如鏡的寧靜的水在我們的心理產(chǎn)生宏偉的形象。奔騰的瀑布 ,它的氣勢是令人震驚的

24、,它的奇怪特殊的形象也是令人神往的。水 ,由于它的燦爛透明 ,它的淡青色光輝而令人迷戀 ,水把四周的一切如畫地反映出來 ,把這一切屈曲地?fù)u曳著 ,我們看到的水是第一流的寫生畫家。” , 如笛卡兒所說 :“同一件事情可以使這批人高興的二）、中國人的旅游審美集中于抒情的印象重現(xiàn) ;西方人的旅游審美則集中于風(fēng)景的對象描寫藝術(shù)家林風(fēng)眠先生提出 :東西風(fēng)景畫表現(xiàn)方法的不同 ,實則是東西風(fēng)景審美不同。1，中國的風(fēng)景畫“尺幅之間見深遠” ,不講究比例尺寸 ,更接近于概括與含蓄的真實?！皥D外有畫 ,咫尺千里 ,余味無窮”、“只見片斷 ,不逞全形” ,以表現(xiàn)情緒為主 ,各家皆飽覽山色而在情緒濃厚時一發(fā)其胸中之所積 ,所畫皆系一種