第一章溶液和胶体

第一章溶液胶体提要1.基础知识⑴分压定律：p=p A+ p B+ p C+ …；p A=px A；p B=px B⑵理想气体状态方程：pV=nRT；R可以是8.314J·mol－1·K－1或8.314kPaL·mol－1·K－1⑶基本单元，在使用物质的量及其导出单位时，必须指明基本单元。

基本单元可以是分子、原子、离子、电子及其他粒子或者上述粒子的组合与分割。

⑷质量摩尔浓度：每千克溶剂中所含溶质的物质的量。

符号b B,单位mol·kg－1。

⑸稀释定律：同一物质的溶液，稀释前后，物质的量相等。

即c1V1=c2V2⑹一定温度下，液体和它的蒸气处于平衡状态时，蒸气所具有的压力叫做饱和蒸气压，简称蒸气压。

2.难挥发非电解质稀溶液的依数性(通性)，即：蒸气压下降(△p = p︒x B)，凝固点下降(△T b=K b·b B)，沸点上升(△T f =K f·b B)，及溶液具有渗透压(π = c RT，对于极稀溶液，c≈b B)。

蒸气压下降必然导致凝固点下降，沸点上升。

渗透压是所有溶液都具有的性质。

只要知道稀溶液的依数性其中的一种性质，就可以把其它性质计算出来。

3.由固态分散质分散在液态的分散介质中所形成的胶体分散体系，称为胶体溶液，简称溶胶。

其分散质颗粒直径在1～100nm之间。

溶胶为多相体系，故有一些特殊的性质。

作布朗运动时，整个胶团一起运动；电泳现象是带电的胶粒向异电荷电极的定向运动；电渗是扩散层反离子向其异电极的定向运动。

丁达尔效应是溶胶粒子散射光的现象。

溶胶是由无数胶团构成的，每个胶团的结构可用胶团结构式表示。

书写胶团结构式时要注意两点：一是胶团的内部构造。

胶核是核心，胶核外边是吸附层，胶核与吸附层组成胶粒，胶粒外是扩散层；二是电荷。

整个胶团是电中性的。

胶粒所带电荷必定与扩散层反离子所带电荷相等，但符号相反。

胶粒与扩散层之间的电位差，称为ζ电位。

思考：0.4克氢氧化钠溶于水配成 100ml溶液，所得溶液的物质的 量浓度是多少？
质量摩尔浓度bB
溶质B的物质的量与溶剂的质量之比。
农 业 基 础 化 学
设某溶液由溶剂A和溶质B组成，则溶 质B的质量摩尔浓度为： 溶质 B 的物 质量摩尔浓 质的量mol － 1 度mol· Kg n
bB
B
溶剂A的质 ☆质量摩尔分数bB不受温度变化的影响 量Kg
农 业 基 础 化 学
• • • •
溶液的渗透压(Osmotic pressure)
渗透现象：
扩散现象 半透膜 渗透现象
农 业 基 础 化 学
在烧杯中装满清水， 不同的物质在接触时， 然后将一滴红墨水轻轻滴 彼此进入对方的现象，叫做 入清水中。开始时，红墨 水和清水间的界线分明， 扩散现象。也即由于粒子 但是它们逐渐就会混合均 （原子、分子或分子集团） 匀，变成一杯淡红色的水。
1~100
能穿过滤纸
<1
能穿过滤纸和半透膜
分散系的分类
分子、离子 分散系
胶体分散系 粗分散系
胶体溶液 高分子溶 低分子溶液 (分散质是 浊液（分散质是 液(分散质 （分散质是小分子） 是大分子) 分子的小 分子的大集合体） 集合体) 最稳定 农 业 基 础 化 学 很稳定 稳定 不稳定
电子显微镜不可见 超显微镜可观察其存在 一般显微镜可见
此式就是非电解质稀溶液的范特荷甫渗透 压公式－－溶液渗透压与溶液中溶质的浓度和 温度成正比，而与溶质的本性无关，故渗透压 也是溶液的依数性质。
＝CRT的重要意义
• 在一定温度下，溶液的渗透压与溶液的 浓度成正比， • 即与溶液中溶质的数目成正比，而与溶 质的本性无关 • 不论溶质微粒是小分子或大分子，只要 溶液中溶质粒子的数目相等，则渗透压 就相同

Van’t Hoff (范特霍夫)
V nRT
cRT bRT
：渗透压；V：溶液体积； T： 热力学温度； n： 溶质物质的量； c：物质的量浓度； R：气体常数； R = 8.314 J ·mol-1 ·K-1
▪ 渗透压平衡与生命过程的密切关系
①人的营养循环； ② 植物的生长； ③给患者输液的浓度。水主分要在依小靠肠营的养吸素收吸
（374℃） 。即高于647.35K水只能以气态的形式存在， 再加多大外压气体也不能液化。所以647.35K和221Pa是 气-液平衡曲线的顶端。就是水的临界状态。临界状态是气液 共存的一种边缘状态。 8、超临界流体
处于超过物质本身的临界温度和临界压力状态时的流体。 特点：密度接近于液体，溶解度高，黏度、扩散系数接近于气 体，扩散速率快，容易实现快速分离。
二、稀溶液的依数性
1、 蒸气压下降（核心） （1）液体的饱和蒸气压（简称蒸气压） 蒸发：在液体表面，超过平均动能的分子克服邻 近分子的吸引进入气相中的过程。 凝聚：在一密闭容器中，在不断蒸发的同时，部 分蒸气分子又会重新回到液体的过程。 饱和蒸气：一定温度，在密闭容器中，当蒸发与 凝聚达到平衡时液面上的蒸气。 饱和蒸气压：由饱和蒸气产生的压强。 蒸气压只与液体本质和温度有关。不决定于液体 或蒸气的体积。
Δp: 纯溶剂蒸气压与稀溶液蒸气压之差。
对于稀溶液，溶剂物质的量nA 远远大于溶质物质 的量nB ，即nA nB
X B nB （/ nB nA ) nB / nA
设溶液的浓度以1000g溶剂(水)中含的溶质物质的
量nB为单位，则溶液的质量摩尔浓度b为： b = nB(mol ∙ kg-1)
相的概念
系统中物理性质和化学 性质完全相同的且与其他部 分有明确界面分隔开来的任 何均匀部分，叫做相。

第一章气体、溶液和胶体⏹§1.1 气体⏹§1.2 液体⏹§1.3 分散系⏹§1.4 溶液⏹§1.5 胶体溶液⏹§1.6 高分子溶液和凝胶⏹§1.7 表面活性物质和乳浊液1、Dalton分压定律2、稀溶液的依数性3、胶体的结构、性质依数性的计算、胶团结构的书写、胶体的性质1、气体的基本特征：（1）无限膨胀性：所谓无限膨胀性就是，不管容器的形状大小如何，即使极少量的气体也能够均匀地充满整个容器。

（2）无限掺混性：无限掺混性是指不论几种气体都可以依照任何比例混合成均匀的混溶体(起化学变化者除外)。

高温低压下气体的p 、V 、T 之间的关系。

即：P ：气体压力，单位用kPa(或Pa)。

V ：气体体积，单位取dm 3(或写为L ，l) n ：气体物质的量mol 。

T ：绝对温度，单位是K ，它与t °C 的关系为:T=273.15+t °CR ：理想气体常数P V = n R T （1-1）此式称为理想气体状态方程。

普通化学普通化学Dalton分压定律适用范围：Dalton分压定律可适用于任何混合气体，包括与固、液共存的蒸气。

对于液面上的蒸气部分，道尔顿分压定律也适用。

例如，用排水集气法收集气体，所收集的气体含有水蒸气，因此容器内的压力是气体分压与水的饱和蒸气压之和。

而水的饱和蒸气压只与温度有关。

那么所收集气体的分压为：p气＝p总－p水如图：普通化学【例1.3】 一容器中有4.4 g CO 2，14 g N 2和12.8 g O 2，气体的总压为202.6 kPa ，求各组分的分压。

【解】混合气体中各组分气体的物质的量m ol m olg g n N 5.028141)(2=⋅=-m ol m olg g n CO 1.0444.41)(2=⋅=-m ol m ol g g n O 4.0328.121)(2=⋅=-k Pa k Pa m olm ol m ol m ol p CO 26.206.2024.05.01.01.0)(2=⨯++=()kPa kPa molmol mol mol p kPa kPa molmol mol mol p O N 04.816.2024.05.01.04.03.1016.2024.05.01.05.022)(=⨯++==⨯++=，总＝总总p i x p n i n i p =由道尔顿分压定律T 一定，速率和能量特别小和特别大的分子所占的比例都是很小的，温度升高时，速率的分布曲线变得较宽而平坦，高峰向右移，曲线下面所包围的面积表示的是分子的总数，对一定的体系它是常数. 氮的速率分布曲线麦克斯韦－玻尔兹曼分布定律:普通化学水有三种存在状态，即水蒸气（气态）、水（液态）、冰（固态）。