第二章-溶液和膠體課件

2.1

分散系統(tǒng)

一種物質(zhì)（或幾種物質(zhì)）分散在另一種物質(zhì)之中所組成的系統(tǒng)統(tǒng)稱(chēng)為分散系統(tǒng)?？煞譃槿?lèi):分子或離子分散系統(tǒng)分散離子的半徑小于1nm（也稱(chēng)真溶液）粗分散系統(tǒng)分散離子的半徑大于1μm(是多相系統(tǒng)）膠體分散系統(tǒng)分散離子的半徑在1~100nm之間，大小在真溶液和混濁液之間。例：H2SiO3、As2S3、Fe(OH)3、AgI等分散狀態(tài)粒徑/nm例如特征相系粗>100泥水、牛奶不透明、不穩(wěn)定不穿過(guò)濾紙多膠體1-100溶膠、水玻璃(納米材料)微渾濁半透明或不渾濁透明,有Tyndal(丁鐸爾)現(xiàn)象多溶液0.10~1硫酸、鹽水不沉降、穩(wěn)定,穿過(guò)濾紙單物質(zhì)的分散狀態(tài)與溶液2.2溶液2.2.1溶液的定義與分類(lèi)2.2.2溶液濃度的表示方法2.2.3溶解度2.2.4難揮發(fā)非電解質(zhì)稀溶液的依數(shù)性溶液的分類(lèi)溶劑和溶質(zhì)溶液的定義2.2.1溶液的定義與分類(lèi)溶液的定義

溶液是兩種或兩種以上的物質(zhì)所形成的混合物，這些物質(zhì)在分子層次上是均勻的，即分散程度達(dá)到分子水平。氣態(tài)溶液液態(tài)溶液固態(tài)溶液溶液的分類(lèi)按聚集狀態(tài)來(lái)分:溶劑與溶質(zhì)溶質(zhì)和溶劑是相對(duì)的：溶質(zhì)：溶劑：氣、固體液少量液體大量液體其它溶液水（水溶液）其它物質(zhì)酒精、液氨汽油（非水溶液）物質(zhì)在溶解過(guò)程中伴隨著能量的變化和體積的變化。2.2.2溶液濃度的表示方法物質(zhì)的量濃度CB質(zhì)量摩爾濃度bB摩爾分?jǐn)?shù)xB摩爾比rB質(zhì)量濃度ρB1.溶質(zhì)B的濃度或溶質(zhì)B的物質(zhì)的量濃度CBdefCBCB定義為溶質(zhì)B的物質(zhì)的量除以混合物的體積如：0.1molL-12.溶質(zhì)B的質(zhì)量摩爾濃度bB(mB)defbBbB定義為溶質(zhì)B的物質(zhì)的量除以溶劑的質(zhì)量如：0.1molkg-13.溶質(zhì)B的摩爾分?jǐn)?shù)xB(yB)defxBxB定義為溶質(zhì)B的物質(zhì)的量除以混合物物質(zhì)的量。4.溶質(zhì)B的摩爾比rBdefrBrB定義為溶質(zhì)B的物質(zhì)的量與溶劑的物質(zhì)的量之比。def5.溶質(zhì)B的質(zhì)量濃度定義為溶質(zhì)B的質(zhì)量除以混合物的體積。如：0.1kg·m-3、0.01kg·L-12.2.3

溶解度概念：在一定溫度和壓力下，一定量飽和溶液中溶質(zhì)的含量。（在指定溫度壓力下，一種物質(zhì)在定量溶劑中可以溶解的最大量）當(dāng)在一種液體溶劑中加入過(guò)量的溶質(zhì)（超過(guò)溶解度的量）時(shí)，純?nèi)苜|(zhì)和已溶解溶質(zhì)間會(huì)建立起溶解平衡。溶質(zhì)（純）溶質(zhì)（已溶）達(dá)到平衡時(shí)，純?nèi)苜|(zhì)溶入溶液的速率和已溶溶質(zhì)從溶液析出的速率相等，此時(shí)，溶液的濃度便保持恒定。該溶液稱(chēng)為飽和溶液，其濃度即為溶解度。溶質(zhì)可以根據(jù)他們水溶液的導(dǎo)電性分為電解質(zhì)溶液和非電解質(zhì)溶液。氣體在液體中的溶解亨利定律：（氣體與液體不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)）S氣體＝kp氣體S氣體——在特定溫度下，氣體在某溶劑中的溶解度k——比例常數(shù)p氣體——在溶液上面的氣體分壓注意：氣體在液體中的溶解是放熱過(guò)程。溫度溶解度固體和液體在液體中的溶解固體在水中的溶解多是吸熱過(guò)程。溫度溶解度

重結(jié)晶溫度和壓力對(duì)液體溶質(zhì)的影響較小。相似相溶原理2.2.4難揮發(fā)非電解質(zhì)稀溶液的依數(shù)性稀溶液的依數(shù)性蒸汽壓下降沸點(diǎn)上升凝固點(diǎn)降低滲透壓溶液的某些性質(zhì)僅取決于所含溶質(zhì)的濃度，而與溶質(zhì)本身的性質(zhì)無(wú)關(guān)鐘罩蒸汽壓下降純水糖水如果同時(shí)把純水和糖水放入鐘罩內(nèi),則:糖水V增大,純水V減小。蒸汽壓下降分析原因：難揮發(fā)的糖分子占據(jù)溶液的部分表面，減少了單位時(shí)間內(nèi)從溶液中逸出的溶劑分子數(shù)目。（前者總是低于后者）蒸發(fā)凝聚剛飽和過(guò)飽和蒸汽壓下降純?nèi)軇┑恼魵鈮号c溶液蒸氣壓的差叫溶液蒸氣壓下降。拉烏爾定律：此式表示：在一定溫度下，難揮發(fā)的非電解質(zhì)的稀溶液的蒸氣壓下降值與溶液中溶質(zhì)的摩爾分?jǐn)?shù)成正比。拉烏爾定律的幾種表現(xiàn)方式：

p溶液＝p溶劑x溶劑例298K時(shí)，PH2O=3167.73Pa,在100g水中溶解3.3g尿素，求P溶液=？（尿素CO（NH2）2的分子量為60）解：利用此關(guān)系式也可求溶質(zhì)或溶劑的分子量。沸點(diǎn)升高溶液的蒸氣壓等于外界壓力時(shí)的溫度稱(chēng)為該溶液的沸點(diǎn)。固態(tài)純?nèi)軇┘內(nèi)軇┤芤合∪芤旱哪厅c(diǎn)下降和沸點(diǎn)升高的示意圖bB為溶質(zhì)的質(zhì)量摩爾濃度例64.8g的蔗糖(C12H22O11,M=342)溶于1000g水中,求該溶液的沸點(diǎn)Tb。[Tb（H2O）=373.0K(100℃)]解：經(jīng)查表得Kb=0.52(Kb是與溶劑有關(guān)的值）用此關(guān)系式也可以求MB的分子量。凝固點(diǎn)降低溶液的凝固點(diǎn)是指固態(tài)純?nèi)軇┖鸵簯B(tài)溶液平衡時(shí)的溫度。固態(tài)純?nèi)軇┘內(nèi)軇┤芤合∪芤旱哪厅c(diǎn)下降和沸點(diǎn)升高的示意圖Kf為溶劑的凝固點(diǎn)降低常數(shù)bB為溶質(zhì)的質(zhì)量摩爾濃度例將2.76g甘油溶于200g水中，計(jì)算溶液的凝固點(diǎn)約為多少？查Kf（水）=1.86(甘油分子量為92，水的凝固點(diǎn)為273.00K)解：答：該溶液的凝固點(diǎn)為272.721K。例

將8.40g的二苯甲酮溶于16.2g醋酸中，其凝固點(diǎn)為278.5K,求二苯甲酮的分子量M。Tf醋酸=289.6K,查表Kf(醋酸）=3.90解：應(yīng)用：作冷卻劑、求分子量。滲透壓滲透壓示意圖滲透壓——阻止?jié)B透作用所施加與溶液的最小外壓。滲透壓對(duì)非電解質(zhì)的稀溶液來(lái)說(shuō)，滲透壓的大小可表示為：在稀的水溶液時(shí)：CM≈bB故在一定溫度下，稀溶液的滲透壓可看作近似地與溶液的質(zhì)量摩爾濃度bB成正比。例2：例1：見(jiàn)教材27頁(yè)中例2－42.3.1溶膠的制備2.3.2膠體的性質(zhì)2.3.3溶膠的穩(wěn)定性和聚沉現(xiàn)象2.3膠體分散系統(tǒng)2.3.1溶膠的制備方法1.分散法研磨法超聲波法膠溶法電弧法2.凝聚法物理凝聚法化學(xué)凝聚法2.3.2膠體的性質(zhì)溶膠的動(dòng)力性質(zhì)——布朗運(yùn)動(dòng)

溶液的光學(xué)性質(zhì)——丁鐸爾效應(yīng)

溶膠的電學(xué)性質(zhì)——電泳布朗運(yùn)動(dòng)在超顯微鏡下，可以看到膠體微粒處于不停頓的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，這種運(yùn)動(dòng)稱(chēng)為溶膠粒子的布朗運(yùn)動(dòng)。

原因：由于周?chē)稚┑姆肿硬痪鶆虻淖矒裟z體離子，使其不斷改變方向、改變速度作無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)。丁鐸爾效應(yīng)電泳、電滲1.電泳：在溶膠中插入兩個(gè)電極，通入直流電，可以看到膠粒發(fā)生定向運(yùn)動(dòng)—向陰極或陽(yáng)極移動(dòng)。這種膠體離子在外電場(chǎng)作用下發(fā)生定向移動(dòng)的現(xiàn)象叫做電泳。2.電滲：溶膠在電場(chǎng)作用下，使固體膠粒不動(dòng)而使液體介質(zhì)在電場(chǎng)中發(fā)生定向移動(dòng)現(xiàn)象。2.3.3溶膠的穩(wěn)定性和聚沉現(xiàn)象

溶膠的穩(wěn)定性

溶膠的聚沉

溶膠的穩(wěn)定性動(dòng)力穩(wěn)定性指在重力場(chǎng)作用下，分散質(zhì)粒子是否易從分散劑中沉降而分離出來(lái)的性質(zhì)。懸濁液、乳濁液都是動(dòng)力不穩(wěn)定體系。分子分散系則具有動(dòng)力穩(wěn)定性。膠體可保持?jǐn)?shù)日、數(shù)年甚至更長(zhǎng)時(shí)間不沉降。（布朗運(yùn)動(dòng)使小離子聚成大的粒子而沉降）溶膠的聚沉聚沉：使膠粒聚集成較大的顆粒而沉降的過(guò)程稱(chēng)聚沉。聚沉值：使一定量的膠體溶液在一定時(shí)間開(kāi)始聚沉所需電解質(zhì)的最低濃度（毫摩·升-1）稱(chēng)為聚沉值。

聚