无机及分析化学第一章 气体、溶液和胶体

第1章 气体、溶液和胶体一、 教学要求1．了解理想气体状态方程，气体分压定律；2．了解有关溶液的基本知识，并能进行溶液浓度的有关计算；3．掌握稀溶液的四个依数性及其应用；4．了解胶体溶液的基本性质，了解吸附的基本规律。

掌握胶团的组成和结构，理解溶胶的双电层结构和溶胶稳定性之间的关系，掌握胶体的保护及破坏，熟练写出胶团结构式；5．了解表面活性物质和乳状液的基本概念。

【重点】：1．理想气体状态方程式及分压定律的应用和相关计算；2．溶液浓度的表示法，各浓度之间的相互换算；3．稀溶液依数性的含义，各公式的适用范围及进行有关的计算；4．胶团结构和影响溶胶稳定性和聚沉的因素。

【难点】：1.稀溶液依数性的原因；2. 胶团结构和影响溶胶稳定性和聚沉的因素。

二、重点内容概要在物质的各种存在状态中，人们对气体了解得最为清楚。

关于气体宏观性质的规律，主要是理想气体方程，混合气体的分压定律。

1. 理想气体状态方程所谓理想气体，是人为假设的气体模型，指假设气体分子当作质点，体积为零，分子间相互作用力忽略不计的气体。

理想气体状态方程为：PV = nRT① RT M m pV = ② RT Mp ρ= 此二式可用于计算气体的各个物理量p 、V 、T 、n ，还可以计算气体的摩尔质量M 和密度ρ。

原则上理想气体方程只适用于高温和低压下的气体。

实际上在常温常压下大多数气体近似的遵守此方程。

理想气体方程可以描写单一气体或混合气体的整体行为，它不能用于同固、液共存时的蒸气。

2.分压定律混合理想气体的总压力等于各组分气体分压力之和。

分压是指在与混合气体相同的温度下，该组分气体单独占有与混合气体相同体积时所具有的压力。

∑i321p p p p p =+++= 还可以表述为： i i px p =3.溶液浓度的表示方法(1)质量分数 ωB =m m B (2)质量浓度 B B m Vρ= (3)物质的量浓度 B B n c V = (4)质量摩尔浓度 AB B ＝m n b (5)物质的量分数（摩尔分数）BA A AB A B B n n n x n n n x +=+= 所以：x A + x B = 1，若将这个关系推广到任何一个多组分系统中，则有：i i 1x=∑质量分数ωB 和质量摩尔浓度B b 与物质的量浓度B c ，可用溶液的密度ρ为桥梁相互换算。

1 《无机及分析化学》教材习题解答第一章 溶液和胶体1-1 一种或几种物质分散成微小的粒子散布在另一种物质中所构成的系统称为分散系；分散系按照分散质粒子大小可分为三类：分子离子分散系、胶体分散系和粗分散系；按照物质聚集状态分为：固液、液液、气液等。

1-2 不适用。

实验证明，引入校正系数，拉乌尔定律就可以用于电解质溶液依数性的计算。

阿仑尼乌斯提出电解质溶液的电离学说，用于解释电解质溶液对拉乌尔定律的偏离行为，如果进行计算须引入校正系数。

他认为电解质溶于水后可以电离成阴、阳离子，而使溶液中粒子总数增加导致了校正系数总是大于1，故不适用。

1-3 沸点不衡定，因为沸腾溶液的蒸气压必须等于外界大气压，由于溶剂的蒸发或外界气压的变化，所以沸点不衡定；凝聚温度不衡定，从水的相图气液平衡曲线可知，蒸气的凝聚温度是随蒸气的蒸气压下降而下降的。

1-4 不对，渗透现象停止，说明半透膜两边粒子的渗透速度相等，渗透达到了平衡。

1-5 溶胶稳定性因素有：胶粒带电、动力学和溶剂化膜；聚沉方法有：加入强电解质、加入带相反电荷的溶胶、加热；电解质对溶胶的聚沉作用取决于与胶粒所带相反电荷的离子，离子的电荷越高，对溶胶的聚沉能力越强。

1-6 溶于水后能显著降低水的表面自由能的物质称为表面活性剂；其分子中含有极性基团和非极性基团，极性基团亲水为亲水基，非极性基团亲油为疏水基。

当表面活性物质溶于水后，分子中亲水基进入水相，疏水基则进入气相成油相这样表面活性剂分子就浓集在两相界面上，形成定向排列的分子膜，使相界面上的分子受力不均匀的情况得到改善，从而降低了水的表面自由能。

1-7 一般说来亲水性乳化剂有利于形成O/W 型乳状液，亲油性乳化剂有利于形成W/O 型乳状液，亲水性乳化剂有钾、钠肥皂，蛋白质，动物胶等都形成O/W 型乳状液，亲油性乳化剂有高价金属离子肥皂、高级醇类、高级酸类等形成W/O 型乳状液。

1-8 ①ω=003.12173.3=0.2644；②b=()3443.58173.310173.3003.12-⨯-=6.149mol.kg -1；③c=3443.58173.31000.10-⨯=5.430mol.L -1；④x(NaCl)=015.18173.3003.12443.58173.3443.58173.3-+=0.099721-9 由题意可知：⊿t f (尿素)=⊿t f (未知) ∴K f b(尿素)= K f b(未知) ， 即b(尿素)= b(未知)()100010008.42200100006.605.1⨯=⨯未M 则有M(未)=342.74g..mol -11-10 ⊿t f =K f b 1.30=6.8×0.20100000.1⨯M 则有M ≈262.54g..mol -1 即M(S x )=262.54 故其分子式近似为S 8。

无机及分析化学计算公式第一章：溶液和胶体理想气体方程：PV=nRT，其中T为开尔文温度表示物质的量浓度：C a=n aV质量摩尔浓度：b a=n am b,其中n a为溶质的量，m b为溶剂的质量质量分数：w a=m am，m a为溶质的质量，m为溶液的质量摩尔分数：x b=n bn，n b为b溶质的物质的量，n为总体物质的量拉乌尔定律：p=p0x b，p为稀溶液的蒸汽压，p0为同种情况下溶剂的饱和蒸汽压，x b为溶剂的摩尔分数沸点和凝固点的计算：k b和k f为沸点和凝固点常数，b B为溶剂的质量摩尔分数沸点：∆T b=k b b B凝固点：∆T f=k f b B渗透压公式：π=cRT第二章：化学反应基本原理反应进度：ξ=∆n b v b∆n b：反应中任意物质的变化量v b：化学计量系数，反应物为负值，生成物为正值热力学第一定律：△U ＝Q + W焓：H =U +pV吉布斯函数：G =H −TS ，T 为开尔文温度，S 为熵∆G ＜0，过程可正向自发进行； ∆G = 0，系统处于平衡态； ∆G ＞0，过程正向不能自发进行 标准平衡常数：① 气相反应，物质的分压用相对分压(p /p)表示2SO 2(g ) + O 2(g ) = 2SO 3(g )K θ=② 液相反应，物质的浓度用相对浓度(c /c) 表示 K θ=第三章：化学分析概论 采样公式：m =Kd a m :采取试样的最低质量/kg d : 试样中最大颗粒的直径/mmK, a : 经验常数, K值在0.02～ 0.15，a 值在1.8 ～ 2.5{p (SO 2)/p Ө}2 {p (O 2)/p Ө}2HAc= H + + Ac -{c (H +)/c Ө}⋅ {c (Ac -)/c Ө}其中X 为测量值，T 为真实值 绝对误差：E a =X −T 相对误差：E r =E a T×100%di 为偏差，X i 为测量值，X 为平均值 平均值：X =X 1+X 2+⋅⋅⋅+X nn绝对偏差：d =X i −X 相对偏差：d r =X ×100%平均偏差：d =|d 1|+|d 2|+⋅⋅⋅+|d n |n=∑|d i |n i=1n相对平均偏差：r =dX×100%μ为总体平均值 总体标准偏差：σ=√∑(X i −μ)2n i=1n相对标准偏差：s r =X×100%第四章：酸碱平衡 解离度：α=√K a θ/c 0 一元酸的型体分布：δ(A －)=K aθc(H +)+K aθ二元酸的型体分布：δ(A 2−)=K a 1θK a 2θ2+a 1θ+a 1θa 2θ三元酸的型体分布：δ(A3−)K a 1θK a 2θK a 3θc 3(H +)+K a 1θc 2(H +)+K a 1θK a 2θc(H +)+K a 1θK a 2θK a 3θ一元弱酸的酸度计算[弱碱同理]：若c 0K a θ≥20K w θ，c 0/K a θ≥500，则c(H +)=√c 0K a θ 若c 0K a θ≥20K w θ，c 0/K a θ<500则，c(H +)=−K a θ+√K aθ2+4c 0K a θ2若c 0K a θ<20K w θ，c 0/K a θ≥500则，c(H +)=√c 0K a θ+K wθ两性物质酸度计算：c 0K a2θ≥20K w θ，c 0<20K a 1θ则c(H +)=√c 0K a1θK a 2θK a 1θ+c 0c 0K a 2θ≥20K w θ，c 0≥20K a 1θ则c(H +)=√K a 1θ×K b 1θ c 0K a 2θ<20K w θ，c 0≥20K a 1θ，则c(H +)=√K a 1θ(c 0K a 2θ+K w θ)c 0缓冲溶液pH 的计算： pH =pK aθ− lg c ac b,其中c a 为共轭酸浓度，c b 为共轭碱浓度缓冲溶液的缓冲范围：pH =pK a θ±1。