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化学基本原理第4章

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人教高中化学选修4课件：第4章 电化学基础

人教高中化学选修4课件：第4章 电化学基础

练习：把a、b、c、d四块金属浸入稀硫酸中，用
导线两两相连组成原电池。若
a、b相连时，a为负极；
a ＞b
c、d相连时，电流由d到c；
c＞d
a、c相连时，c极产生大量气泡，
a＞c
b、d相连时，溶液中的阳离子向b极移动。
d＞b
则四种金属的活泼性顺序为： a＞c ＞ d ＞ b 。
原电池原理应用：
(2)比较反应速率 当形成原电池之后，反应速率加快，如实验室制H2时, 纯Zn反应不如粗Zn跟酸作用的速率快。
负极
e-
正极
A
Zn-
Cu
Zn2+
负极
H+ H+ SO42-
阳离子
阴离子
正极
组成原电池的条件
1.内部条件：能自发进行氧化还原反应 2.外部条件：
（1）有两种活泼性不同的金属（或一种是 非金属单质或金属氧化物）作电极。 （2）电极材料均插入电解质溶液中。 （3）两极相连形成闭合电路。
两极一液成回路，氧化还原是中心
负极（Zn）：Zn-2e-=Zn2+（氧化反应） 正极（Pt或C）：2Fe3++2e-=2Fe2+（还原反应）
ZnCl2溶液
FeCl3溶液
负极（Zn）：Zn-2e-=Zn2+（氧化反应） 正极（Pt或C）：2Fe3++2e-=2Fe2+（还原反应）
2.依据氧化还原反应： 2Ag+(aq)+Cu(s)==Cu2+(aq)+2Ag(s)设计的原 电池如图所示。
盐桥制法：1)将热的琼胶溶液倒入U形管中(注意不要产生裂隙)，
将冷却后的U形管浸泡在KCl或NH4NO3的饱和溶液中即可。2)将 KCl或NH4NO3的饱和溶液装入U形管，用棉花都住管口即可。

基础化学第四章习题答案

基础化学第四章习题答案

1．能够抵抗少量酸、碱或加水稀释，而本身pH 值基本保持不变的溶液，称为缓冲溶液。

2.缓冲容量是衡量缓冲能力大小的尺度。

通常用使单位体积缓冲溶液的pH 改变1个单位时，所需加入一元强酸或一元强碱的物质的量表示缓冲容量。

影响缓冲容量的主要因素是缓冲系的总浓度和缓冲比；缓冲比一定时，总浓度越大，缓冲容量越大；总浓度一定时，缓冲比越接近于1，缓冲容量越大。

缓冲容量与缓冲系中共轭酸的p K a 无关。

所以总浓度相同的HAc-NaAc 和H 2CO 3-HCO 3-缓冲系的缓冲容量相同。

3.（1）（2）（4）（5）.4. 配制pH = 3的缓冲溶液，选HCOOH —HCOO -最合适，因为HCOOH 的pK a = 3.75，与所需的pH 值最接近。

5. 此混合溶液为HCO 3- －CO 32-组成的缓冲溶液。

查表4-1，H 2CO 3的p K a2＝10.25。

m o l m o l g g H C O n 119.00.840.10)(13=⋅=--mol094.0molg 106g0.10)CO(123=⋅=--n代入式(4.4)得15.10mol119.0mol 094.0lg2510)HCO)CO lgp pH 323a =+⋅=+=--((n n K6. H 2C 2O 4：pKa 1 = 1.23 pKa 2 = 4.19∴应选择---242242O C O HC 缓冲体系 1]O[C ]O [HC ]O[C ]O [HC lgpKa pH 2424224242=⇒-=----则：3:2V :V NaOH O C H422=7. HAc + NaOH = NaAc + H 2O初（mol ）：100×0.10 50×0.10平 (mol)： 50×0.10 50×0.10c a =301501005=+(mol·L -1) c b =301501005=+(mol·L -1)pH=pKa-lg754301301754.lg.c c ba =-= 8．设需加入0.10 mol·L -1HCl 溶液x 毫升，NH 3·H 2O + HCl = NH 4Cl + H 2O生成NH 4Cl 的浓度 = 0.10x /(500+x) (mol·L -1) 剩余NH 3·H 2O 的浓度 = （0.10×500 – 0.10x ）/ (500+x) (mol·L -1)pOH = 14-10 = 4 x1.0x 1.050lg75.4)x 500/(x 10.0)x 500/()x 500(10.0lg75.44--=++--=625101050.x.x .=- x = 75.5(mL) 设需加入NH 4Cl 的浓度为y mol·L -1，y1.0lg75.44-= 62.5y1.0= y = 0.018(mol/L)需加入固体NH 4Cl = 0.018×0.5×53.5 = 0.48(g)1]O[C ]O [HC ]O[C ]O [HC lgpKa pH 2424224242=⇒-=----则：3:2V :V NaOH O C H422=9.加入的NaOH 为0.20g÷40g·mol -1=0.005mol 、c (OH -)=0.005mol ÷0.100L=0.05mol ·L -1设原溶液中共轭碱 [B -]原=xmol·L -1，则加入NaOH 后，[HB]=0.25mol·L -1－0.05mol·L -1=0.20mol·L -1， [B -]=0.05mol·L -1+xmol·L -1 ，代入式(4.2)]HB []B [lga p pH -+=K11Lmol 20.0L mol )x 05.0(lg30.560.5--⋅⋅++=[B -]原=xmol·L -1=0.35mol·L -1原溶液45.5Lmol 25.0Lmol 35.0lg30.5pH 11=⋅⋅+=--10. 阿司匹林以HAsp 表示，解离后以Asp -表示。

新教材高中化学第4章第2节第2课时电解原理的应用课件新人教版选择性必修1ppt

新教材高中化学第4章第2节第2课时电解原理的应用课件新人教版选择性必修1ppt

4．电冶金 (1)金属冶炼的本质。 使矿石中的金属离子____获__得__电__子____变成金属单质的过程：Mn＋＋ ne－═══M。 (2)电冶金。 电解是强有力的氧化还原手段，适用于制取一些__活__泼__金__属__单质， 如冶炼钠、钙、镁、铝等活泼金属。
(3)电解熔融的氯化钠。 阳极反应：___2_C_l_－_－__2_e_－_═__═_═__C_l_2↑_______； 阴极反应：___2_N__a_＋_＋__2_e_－_═__═_═_2_N__a____； 总反应：____2_N_a_C__l(_熔__融__)_═_电═_═解__═_2_N__a_＋__C_l_2↑_____。
【解析】(1)铜极增重，说明银在铜极上析出，则铜极为阴极，X 为 负极。(2)C 中铜极增重 2.16 g，即析出 0.02 mol Ag，电路中通过 0.02 mol 电子。由 4e－～O2，可知 B 中产生的 O2 只有 0.005 mol，即 112 mL。但 B 中共收集到 224 mL 气体，说明还有 112 mL 气体是 H2，即 Cu2＋全部 在阴极放电后，H＋接着放电产生了 112 mL H2，则通过 0.01 mol 电子时， Cu2＋恰好完全被还原。由 2e－～Cu，可知 n(Cu2＋)＝0.005 mol，则 c(CuSO4) ＝0.000.25 Lmol＝0.025 mol·L－1。
(1)哪个装置是原电池？哪个装置是电解池？ 【答案】甲 、乙构成原电池，丙是电解池。 (2)a、b、c、d电极名称分别是什么？ 【答案】a是负极，b是正极，c是阳极，d是阴极。 (3)若模拟氯碱工业生产烧碱、氯气和氢气，如何选用电极材料和电 解质溶液？ 【答案】c 电极用Pt或石墨，d电极用铁丝(导体均可)，X溶液为饱 和食盐水。

第4章 物质结构 元素周期律 -高中化学全册必背章节知识清单(新人教版必修第一册)(教师版)

第4章 物质结构 元素周期律 -高中化学全册必背章节知识清单(新人教版必修第一册)(教师版)

第四章 物质结构 元素周期律第一节 原子结构与化学周期表一、原子结构 1、原子的构成原子由原子核和核外电子组成(原子核包括质子和中子)，质子带 正电 ，电子带 负电 ，中子中立 不带电 。

2、质量数(1)概念：将核内所有 质子 和 中子 的相对质量取近似整数值相加，所得的数值。

(2)构成原子的粒子间的两个关系①质量数(A )＝ 质子数(Z ) ＋ 中子数(N ) ②质子数＝ 核电荷数 ＝核外电子数 3、原子的表示方法如作为相对原子质量标准的12 6C 表示质子数为 6 ，质量数为 12 的碳原子。

4、粒子符号(A Z X ±bn ±m )中各数字的含义5、原子核外电子排布的表示方法 (1)原子结构示意图用小圆圈和圆圈内的符号及数字表示 原子核 及 核内质子数 ，弧线表示各电子层，弧线上的数字表示该电子层上的电子数。

以钠原子为例：(2)离子结构示意图①金属元素原子失去最外层所有电子变为离子时，电子层数减少一层，形成与上一周期的稀有气体元素原子相同的电子层结构(电子层数相同，每层上所排的电子数也相同)。

如 Mg ：→ Mg 2＋：。

②非金属元素的原子得电子形成简单离子时，形成和同周期的稀有气体元素原子相同的电子层结构。

如 F ：→F－：。

Na＋与稀有气体Ne的核外电子排布相同；Cl－与稀有气体Ar的核外电子排布相同。

二、元素在周期表1、周期的分类与包含元素216个族分为7 个主族、7 个副族、1个第Ⅷ 族和1个0 族。

3、元素周期表中的方格中各符号的意义注：元素周期表记忆口诀横行叫周期，现有一至七；三四分长短，四长副族现；竖行称作族，总共十六族；Ⅷ族最特殊，三列是一族；二三分主副，先主后副族；镧锕各十五，均属ⅧB族。

4、元素在周期表中的位置与原子结构的相互推断(1)元素的位置与原子结构的关系(2)短周期元素原子结构与位置的关系①族序数等于周期数的元素有H、Be、Al 。

②族序数是周期数2倍的元素有C、S 。

化学：第四章《电化学基础》课件(新人教版选修4)

化学：第四章《电化学基础》课件(新人教版选修4)

√
Zn Cu
B
H2SO4
C
H 2SO 4
Fe Cu
Zn Cu
D √
NaCl溶液
Zn
Cu
E √
F
Cu 2SO4 CuSO4
M
酒精
NaCl溶液
N
H2SO4 H2SO4
武宁一中化学教研组
8
例2. 在盛有稀H2SO4的烧杯中放入用 导线连接的锌片和铜片，下列叙述正 D) 确的是( (A)正极附近的SO42 －离子浓度逐渐增大 (B)电子通过导线由铜片流向锌片 (C)正极有O2逸出 (D)铜片上有H2逸出
正极：
PbO2 + 4H+ + SO42- + 2e - = PbSO4 + 2H2O 总反应式为： 当向外提供0.5mol电子时，消耗硫酸的 物质的量为 0.5mol
武宁一中化学教研组
Pb + PbO2 + 2H2SO4 =2PbSO4 + 2H2O
26
补：2. 铅蓄电池
阳极： PbSO4 + 2H2O - 2e - = PbO2 + 4H+ + SO42阴极： PbSO4 + 2e - = Pb + SO42总反应
21
练习：
宇宙飞船上使用的氢氧燃料电池，其电池反应 为2H2+O2=2H2O，电解质溶液为KOH，反应 保持在高温下，使H2O蒸发，正确叙述正确的 是：（ BD ） A．H2为正极反应物，O2为负极反应物 B．电极反应（正极）： O2+2H2O+4e- = 4OHC．电极反应（负极）： 2H2+4OH- + 4e- = 4H2O D．负极发生氧化反应，正极发生还原反应

大学基础化学第四章化学热力学基础_思维导图

大学基础化学第四章化学热力学基础_思维导图

化学热力学基础热力学系统和状态函数热力学概念系统与环境系统定义环境定义系统类型1.开放系统定义2.封闭系统定义3.隔离系统定义状态函数与过程状态定义平衡态定义状态函数定义取决于系统所处的状态，一旦状态确定，每个状态函数有唯一确定的值状态函数的变化值并不是系统状态，其变化值与中间环节无关分类广度性质定义例子：体积，物质的量，质量，自由能等强度性质定义例子：温度，密度，压力，浓度两者关系：强×广=广，广 广=强状态方程（物态方程）定义例子：PV=nRT过程定义分类等温过程等压过程等容过程绝热过程循环过程可逆过程自发过程特征单向性（不可逆过程）具有做功的能力具有一定的限度定义能量的转化热和功热定义符号表示正值和负值分别表示功定义符号表示正值和负值分别表示注意1：热和功都不是状态函数，不是系统的性质2：只存在于系统的变化过程中，其大小与途径密切相关以理想气体的等温膨胀为例体积功定义（We)公式公式中的单位Pa，m^3例子反抗外压的过程中非体积功定义(Wf）可逆过程（可逆功Wr)与最大功最大功公式可逆过程与不可逆过程的区别系统和环境能否同时恢复到原来的状态可逆过程是不可能实现，时间无限长每一微小步环境和系统都是平衡的能量守恒和化学反应热热力学能（内能）（广度性质）定义（系统内部）（状态函数）符号表示和单位理想气体的内能和焓只与温度有关热力学第一定律（能量守恒与转化定律）表述系统热力学变化公式（封闭系统）系统的焓定义（状态函数）（广度性质）符号表示与单位焓变的定义（后-前）正负分别表示H=U+pV等容反应的热效应dU=Qv（dV=0)(封闭系统无非体积功）（等容反应热等于系统内能的变化）热效应的概念：系统发生变化时，若无非体积功，且终与始态的温度相同，则系统放出或吸收的热量就称为该过程的热效应等压反应的热效应dU=Qp+W=Qp+p外×dVQp=(U2-U1)+p外（V2-V1)=（U2+p外V2）+(U1+p外V1）Qp=H2-H1=dH封闭系统无非体积功，等压反应热等于系统焓变等压与等容的关系反应物，产物均为气体dn=0——则Qp≈Qv反应物，产物都在溶液和固体中的反应可认为dV=0——则Qp≈Qv反应进度，热化学方程式与标准状态反应进度定义(对于反应物为负值，对于生成物为正值）式子表示单位摩尔反应热书写形式定义与方程式的写法有关标准状态（标准压强100KPa）对气体（理想气体，标准压强）（混合气体的每个气体的分压都是标准压强）对纯液体和纯固体（标准压强）对溶液（标准压力，溶质浓度1mol/L理想稀溶液）对溶剂（标准压力）对生物系统（37度，PH=7）参考温度：298.15K（25°C）热化学反应方程式热化学反应方程式中的热效应符号写法（4点）注意事项（3点）盖斯定律和反应热的计算盖斯定律的运用盖斯定律（不做非体积功和等压或等容以及恒温条件下）由标准摩尔生成焓计算反应热摩尔生成焓与标准摩尔生成焓定义符号单位C的稳定单质是石墨不是金刚石稳定物质的标准摩尔生成焓为零生成物质的化学计量数要为1式子（反应式产物-反应物）（化学计量数都取正值）同一种物质不同聚集状态的标准摩尔生成焓不同由标准摩尔燃烧焓计算反应热标准摩尔燃烧焓定义单位符号式子（反应物-产物）（化学计量数都带正号）理解完全燃烧和完全氧化（其标准摩尔燃烧焓为0）熵和Gibbs自由能熵（状态函数）（广度性质）定义单位符号等温可逆过程熵与反应热的关系式温度对熵的影响热力学第三定律定义规定熵（ST）与绝对熵（S0）标准摩尔熵定义单位符号稳定物质单质的标准摩尔熵不为0，因为不是绝对零度的完整晶体对于水溶液中离子的标准摩尔熵是....标准摩尔熵的规律（6个）标准摩尔熵变（后-前）熵增加原理（热力学第二定律）定义数学表达式熵变与0的比较的含义Gibbs自由能（广度性质）（状态函数）符号表示式子吉布斯自由能变化和非体积功用吉布斯自由能变化判定反应方向标准状态下标准摩尔自由能定义符号单位稳定物质单质标准摩尔自由能为0计算两个式子（一个只能在25度时，另一个任意）注意单位统一非标准状态下式子反应商对溶液对纯气体对混合相判断反应的依据。

大学化学 化学反应的基本原理


示。但是一种物质的绝对焓值 H 是无法测定的，
只能测定某物质从一种状态变化到另一种状态时
的焓变∆H。
在化学反应过程中，体系吸收或放出的热量， 称为化学反应的热效应或反应热，反应热也就
是反应的焓变∆H。
（3）焓和焓变
一个化学反应的焓变∆H与反应物采取什么样的
途径变成产物无关，只要这个化学反应过程的
始态和终态不变，焓变∆H就是一个固定的值，
1 H2 (g) + O2 (g) →H2O(l ) 2
∆rHm = 286 kJ· -1 mol
（4）热化学方程式
书写热化学方程式时要注意：
（1）注明反应的温度和压强条件，如果反应是在 298 K和100 kPa下进行的，习惯上不予注明。
（2）要注明反应物和生成物的聚集状态或晶形。 常用g 、l 、s分别表示气态、液态、固态。 （3）方程式中的配平系数只表示计量数，不表示 分子数，必要时可以写成分数。计量数不同时，同 一反应的反应热数值不同。 （4）正、逆反应的热效应数值相同而符号相反。
等压过程
p = 0
等容过程
V = 0
等温过程
T = 0
一、热力学中的一些常用术语
同 一 过 程 的 两 种 途 径
（Ⅰ） p1=100 kPa 加压 p2=200 kPa V2 =1 m3 终态 p =1000 kPa （ Ⅱ ） 加压 V = 0.2 m3 减压
V1 = 2 m3
始态
p= p2 - p1= 200-100 = 100 kPa， V= V2 -V1=1-2= -1m3
Ө Ө Ө rHm =∑f Hm(产物)-∑fHm(反应物)
(4-3)
要求会查表用标准生成热f Hm 数据

大学化学第4章 电化学原理及应用


4
Ⅱ条件
任何自发进行的氧化还原（oxidation-reduction） 反应，只要设计适当，都可以设计成原电池用 以产生电流。
Ⅲ构成
将Zn浸入CuSO4溶液中 (△rGm =-271kJ/mol<0)。 可知反应能够自发发生，但不能形成电流。 原因：设计不合理。 但如果设计合理可以形成电流，A.Volta电池
法拉第
(Michael Faraday 1791－1867)
英国物理学家、化学家，也是著名的自学成才的科学家。出生在一 个贫苦铁匠家庭。仅上过几年小学，13岁时便在一家书店里当学徒。 在 此读到许多科学书籍。在送报、装订等工作之余，自学化学和电 学，并动手做简单的实验，验证书上的内容。利用业余时间听自然 哲学讲演，因而受到了自然科学的基础教育。1813年3月由戴维举荐 到皇家研究所任实验室助手。这是法拉第一生的转折点，从此他踏 上了献身科学研究的道路。同年10月戴维到欧洲大陆作科学考察， 讲学，法拉第作为他的秘书、助手随同前往。历时一年半，先后经 过法国、瑞士、意大利、德国、比利时、荷兰等国，结识了安培、 盖.吕萨克等著名学者。沿途法拉第协助戴维做了许多化学实验，这 大大丰富了他的科学知识，增长了实验才干，为他后来开展独立的 科学研究奠定了基础。1824年1月当选皇家学会会员，1825年2月任 皇家研究所实验室主任，1833----1862任皇家研究所化学教授。1846 年荣获伦福德奖章和皇家勋章。1867年8月25日逝世。
5
eA -Zn +Cu
Zn2+ SO42-
KCl饱 和溶液 胶冻
Cu2+ SO42-
铜-锌原电池
6
Ⅳ原电池的图示（cell diagram）表示 1负极(anode)写左边，正极(cathode)写右边；

无机化学课件：第四章(应化专业)

负极(Zn极) Zn - 2e- →Zn2+ 氧化反应 (电子流出的电极)
电池反应
Cu2+ + Zn →Cu + Zn2+
氧化还原电对：
氧化还原电对表示方法 氧化型物质/还原型物质
如 Cu2+/Cu、Zn2+/Zn、H+/H2、Sn4+/Sn2+
氧化型物质，还原型物质 如 Cu2+,Cu、Zn2+,Zn、H+,H2、Sn4+,Sn2+
(-)Pt, Cl2(p) Cl-(c) Cr2O72-(c1), H+(c2), Cr3+(c3) Pt(+)
原电池的表示方法课堂练习
2H2 + O2 → 2H2O
H2 - 2e- → 2H+ 氧化 O2 + 4H+ + 4e- → 2H2O 还原
(-) Pt, H2(p1) | H+(c1) || H+(c1), H2O | O2(p2), Pt(+)
而伽伐尼的朋友伏打则认为 他可以用任意两个金属和一 种潮湿的物质（食盐水）重 复上述现象，用伏打自己的 话来说：金属是真正的电流 激发者，而神经是被动的。 从而发明了伏打堆。 这一发现引起了极大地震动， 因为这是第一个可以产生持 续电流的装置。
公元1799年，伏打发明伏打電池。
一种利用两种不同的金属夹着盐水湿过的纸张、布片 的多种构造。相当于数个电池串联，故又称为伏打电 堆。
= 0V- 0.7626 V= -0.7626 V
3. 标准电极电势的意义
待测电极处于标准态时
物质皆为纯净物 有关物质的浓度为1mol·L-1 涉及到的气体分压为100kPa 此时测得的电极电势即为标准电极电势

《无机化学》课件——第4章第2节化学平衡


1.NH4Cl(s)
NH3(g)+HCl(g)
2.3H2(g)+N2(g)
2NH3(g)
3.N2H4(l) 4.H2O
N2(g)+2H2(g) H++O15H-
5.Ag2S(s)+H2(g)
2Ag(s)+H2S(g)
15
二、化学平衡常数
❖ 化学平衡常数是可逆反应的特征常数，它表示在 一定条件下，可逆反应进行的程度。K值越大，表 明在一定条件下反应物转化为生成物的程度越大 ； K值越小，表明在一定条件下反应物转化为生 成物的程度越小。所以，从K值的大小，可以推断
❖ 由于催化剂能同等程度地改变正反应和逆反应的 速率，因此它对化学平衡的移动没有影响。但因
34
为它能大大缩短反应达到平衡的时间，所以在工 业生产中广泛使用催化剂来提高生产效率。
34
【课堂互动】
1.N2与H2反应合成NH3是一个可逆反应，其热化学方 程式为：
N2(g)＋3H2(g)
2NH3(g) △H＝－92.4kJ·mol－1
A. 升高温度 B. 增大体系压强
C. 增大c(N2) D. 容器体3积6 增大
36
【课堂互动】
1. 压强变化不会使下列化学反应的平衡发生移动的 是( A )
A. H2(g)+I2(g) 2HI(g)
B. 3H2(g)+N2(g) 2NH3(g)
C. 2SO2(g)+O2(g) D. C(s)+CO2(g)
❖1． 可逆反应 ❖ 只能向一个方向进行到底的反应叫做不可逆反应. ❖ 如：
2KClO3 MnO2 2KCl + 3O2↑
❖像这种实际上只能向一个6 方向进行到底的反应叫 做不可逆反应。
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国际纯粹化学与应用化学联合会（IUPAC）
分散体系按线度大小的分类 分散体系 分子分散 胶体分散 粗分散体系 粒子的线度 < 10-9 m 实 例
乙醇-水溶液，空气
10-7-10-9 m AgI或Fe(OH)3水溶液 > 10-7 m 牛奶，豆浆
3. 胶体化学研究的三个领域 胶体化学(colloid chemistry) 研究胶体和粗分散系统的科学。 胶体分散系统 （分散质或分散相的质点大小在1-1000nm之间） 溶胶和粗分散体系 （憎液胶体） 胶束溶液 （缔合胶体） 大分子溶液 （亲液胶体）
4-6 憎液溶胶胶团结构 根据扩散双电层理论，由于带电质点在某一固体表 面存在静电作用和热运动而产生扩散双电层。
固体表面 斯特恩面 滑动面
ห้องสมุดไป่ตู้
+ + + + - - + + + +- + + 胶核—由分子、原子或离子形成的固态微粒。 胶体粒子—滑动面所包围的带电体.由于胶核带电、或胶核 选择性的吸附溶液中的某种离子使胶核带电。 胶团—整个扩散层及其所包围的胶体粒子构成电中性胶团.
多相，高度分散， 均相，高度分散， 均相，高度分散， 热力学不稳定体系； 热力学稳定体系； 热力学稳定体系；
亲液溶胶与憎液溶胶 (1) 亲液溶胶（也称为高分子溶液）：如蛋白质水溶液、 淀粉水溶液、聚乙二醇水溶液等一些高分子溶液。被分散 的物质与水或其它溶剂具有很强的亲和力的胶体分散体 系。是均相系统，真溶液，热力学稳定系统。故高分子溶 液已逐渐从胶体化学中分离出来，形成独立的学科。
M为物质粒子的摩尔质量。
此公式也可以应用于不同高度处大气压力的计算.
p2 Mg ln =− (h2 − h1 ) p1 RT
M为空气的平均摩尔质量29×10-3 kg/mol 例如,298.15K时,在大气层中氧气的浓度(或分压)下降 一半所需要的高度差为:
RT ln 2 8.314 × 298.15ln 2 m = 5.473m Δh = = −3 Mg 32 × 10 × 9.81
1. 胶团结构: 胶核
胶体粒子
电中性胶团
如AgNO3溶液(过量)+KI溶液，则AgNO3为稳定剂, 胶团结构为
N
3 3 O
+
NO3NO
+
Ag
Ag Ag
+
3 +
N 3 O NO 3 + Ag + A g+ Ag
NO
Ag + Ag Ag
NO3-
（AgI）m
NO3-
3 NO
-
+
NO3-
{[AgI]mnAg+(n-x) NO3-}x+ xNO3-
第四章 胶体化学
胶 体 系 统 的 光 学 性 质 乳 化 剂 的 选 择 乳 状 液 的 变 形 与 破 坏 微 乳 状 液 泡 沫
胶 体 分 散 系 统
胶 体 的 制 备
胶 体 系 统 的 动 力 性 质
胶 体 系 统 的 电 学 性 质
憎 液 溶 胶 胶 团 结 构
憎 液 溶 胶 稳 定 的 DLVO DLVO 理 论
+ + + + + + + +
+
+ + + + + + + +
–
电泳
（2）电渗－在外加电场作用下，分散介质(由过剩 反离子所携带)通过多孔膜或极细的毛细管移动的现 象(此时带电的固相不动)
+++++++++++++++ –––––––––––––––
+
+++++++++++++++ –––––––––––––––
(3) 分散相与分散介质的折射指数相差越大，散射光越 强。因憎溶胶的折射指数相差较大、而高分子真溶液折射 指数相差较小，所以憎溶胶的丁达尔现象显著而高分子真 溶液的丁达尔现象很弱。
(4) 散射光强度与粒子的浓度成正比。浊 度计就是根据这一原理设计的。 乳光(浓溶胶的散射光)强度又称浊度。
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3. 显微镜原理
结合斯托克斯公式 (D的定义式)
RT D= 6Lπrη
RTt 1/ 2 x=( ) 3Lπrη
得
RTt RTt 1/ 2 ) =( x=( ⋅ 2 t )1/ 2 = (2Dt )1/ 2 6Lπrη 3Lπrη
D = x /(2t )
2
此式给出了测定扩散系数D的方法,即在一定时间t 内,观测粒子的平均位移,可求出D值.
Ag
N 3 O NO 3 Ag + Ag
+
-
+
如AgNO3溶液+KI溶液(过量) ，则KI为稳定剂,胶团结构为
胶核
胶粒
胶团 {[AgI]mnI-(n-x) K+}x- xK+
AgI溶胶的制备过程：
如AgNO3溶液 ⎯滴加 → ⎯ ⎯
KI溶液中 ⎯ ⎯→
4-5 胶体体系的电学性质
1. 胶体分散系的电动现象 在外电场作用下，胶体粒子与分散介质所形成 的固-液两相可发生相对移动; 另外,在外力作用下,使固-液两相可发生相对移 动时又可以产生电势差; 这两类相反的过程称为电动现象.
（1）电泳－在外加电场作用下，带电的分散相粒子在 分散介质中向相反符号电极移动的现象。
4-1
胶体分散系统
1. 什么是胶体？ 土中的盐类 形成真溶液 既不下沉、也不溶解的 极为微小的土壤颗粒 称为胶体颗粒
一杯泥土放入水中
泥沙+浑浊的小土粒 （底部） 胶体：粒子的线度在1-100nm (10-7-10-9m)之间的分散体系。
2. 分散体系，分散相，分散介质 分散体系是指一种或几种物质以一定的分散度 分散在另一种物质中形成的体系。 以颗粒分散状态存在的不连续相称为分散相； 而连续相称为分散介质。 真溶液体系：颗粒线度小于1nm，如氯化 钠溶液等。 分散体系 胶体体系：颗粒线度为1—1000nm，如金 溶胶、微乳液等。 粗分散体系：颗粒线度大于1000nm，如悬 浮液，乳浊液、泡沫等。
(2) 憎液溶胶（一般胶体体系）：被分散的物质与水或 其它溶剂具有的憎水特性的胶体分散体系。如金溶胶、 AgI或Fe(OH)3溶胶等常见的胶体体系。
胶体系统按聚集状态分类（8类） 分散介质 分散相 名 称
液 气 液 固 气 液 固 液 固 液溶胶
实
例
(泡沫)肥皂泡沫 (乳状液)含水原油，牛奶 (悬浮液)泥浆、油墨 浮石、泡沫塑料 珍珠 某些合金、染色塑料 雾、油烟 粉尘、烟
因HS-为稳定剂(H2S过量), As2O3(淡黄色)选 择吸附HS-, 因此胶粒带负电.
2. 溶胶的净化 溶胶的净化：除去过多的电解质，使胶体稳 定、不聚沉。但不能使电解质全部除去，否则 胶体在没有带电情况下也会容易聚沉。 溶胶的净化的常用方法：渗析法。 渗析法：利用胶体粒子不能透过半透膜的特点， 分离出溶胶中多余的电解质或其它杂质。 半透膜有：羊皮纸、动物的膀胱膜。实验室中常 用火棉胶制作的半透膜。
扩散层:斯特恩面到溶液本体(电势为零处)的部分
斯特恩层和 扩散层即为双电层
斯特恩电势: 斯特恩面与溶液本体电势之差 ζ电 势:滑动面与溶液本体电势之差
斯特恩扩散双电层模型
ζ电 势随电解质浓度增大而减小, 当减小到零时称为等电态,处于等电态 的胶体粒子不带电,故电泳电渗的速率 为零,溶胶非常容易聚沉.
固
固溶胶
气
气溶胶
4. 胶体分散体系的主要特点
多相、高度分散、热力学不稳定系统 （A大，G大，自动聚沉可减小G）。
胶体分散体系的这些特点又是产生其它性质的依据： 溶胶的性质 光学性质 运动性质 流变性质 电学性质
4-2 胶体体系的制备 1. 胶体体系的制备
粗分散 体系 1. 分散法
分散法
胶体 体系
光学显微镜
电子显微镜
4-4 胶体体系的动力学性质
1828年植物学家布朗在显微镜下观察到了悬浮于 水中的花粉粒子处于不停的,无规则的运动状态. 此后又发现凡是线度小于4×10-6m的粒子,在分散 介质中皆呈这种运动,称为布朗运动.
布朗运动演示
1. 布朗运动
布郎运动—— 溶胶中的分散相粒子由于受到来自四面八 方的做热运动的分散介质的撞击而引起的无规则的运动。
憎 液 溶 胶 的 聚 沉
乳 状 液
影 响 乳 状 液 稳 定 性 的 因 素
胶体化学的发展简史
--------胶体化学是一门古老而又年轻的学科 祖先制造陶器、汉朝利用纤维造纸、后汉发明墨 水、豆腐制作等等 古埃及利用木材浸水膨胀来破裂山岩 1777年瑞典化学家做木炭吸附气体的实验 1809年俄国化学家发现土粒的电泳现象 1829年英国植物学家BROWN观察花粉的布朗运动 1861年胶体化学作为一门学科，创始人英国科学家 Thomas Graham 1907年 第一本胶体化学专门刊物《胶体化学和工业 杂志》创刊；（胶体化学真正作为一门独立学科） 国内目前尚无一本正式出版的胶体与界面化学杂志
每隔相等的时间,在超显微镜下观察一个粒子的空间运 动在平面上的投影,可以看出胶体粒子是无序运动的.
布朗运动的实质是溶剂分子热运动，是分子热 运动的必然结果。
爱因斯坦-布朗运动 平均位移：
RTt 1/ 2 x=( ) 3Lπrη
2. 扩散 扩散—在有浓度梯度存在时，物质粒子因 热运动而发生宏观上的定向迁移的现象。