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關(guān)于物質(zhì)聚集狀態(tài)分散體系與界面化學(xué)第1頁,共85頁,2022年,5月20日,7點(diǎn)53分,星期五2第一章溶液和膠體§1-1物質(zhì)聚集狀態(tài)§
1-2分散系§
1-3溶液的濃度§1-4稀溶液的依數(shù)性§1-5膠體溶液§1-6乳濁液第2頁,共85頁,2022年,5月20日,7點(diǎn)53分,星期五3§1-1物質(zhì)聚集狀態(tài)(氣體、液體、固體)3一、氣體1.理想氣體狀態(tài)方程氣體的基本特征:擴(kuò)散性和可壓縮性忽略氣體分子本身占有的空間和分子間作用力,該氣體就是理想氣體實(shí)際氣體在低壓高溫條件下,才能被近似地看成理想氣體理想氣體狀態(tài)方程為
pV=nRT
(1-1)
摩爾氣體常數(shù)R=8.314Pa·m3·K-1·mol-1。1J=1Pa·m3,R=8.314J·K-1·mol-1。第3頁,共85頁,2022年,5月20日,7點(diǎn)53分,星期五4理想氣體狀態(tài)方程為
pV=nRT
(1-1)
式中R
為摩爾氣體常數(shù),R=8.314Pa·m3·K-1·mol-1。由于:1J=1Pa·m3,所以:R=8.314J·K-1·mol-1。
第4頁,共85頁,2022年,5月20日,7點(diǎn)53分,星期五52.道爾頓分壓定律對(duì)兩種或兩種以上互不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的理想氣體的混合物,其狀態(tài)方程是pV=n1RT+n2RT+…+niRT=n總RT
(1-2)即混合氣體的總壓即等于各組分單獨(dú)存在于混合氣體溫度、體積條件下分壓力的總和。某組分分壓pB:等于該組分單獨(dú)存在于混合氣體的溫度T及總體積V的條件下所具有的壓力。
pB=xBpxB-組分氣體B的摩爾分?jǐn)?shù)第5頁,共85頁,2022年,5月20日,7點(diǎn)53分,星期五6二、
液體液體的特征:(1)相似相容性(2)表面張力第6頁,共85頁,2022年,5月20日,7點(diǎn)53分,星期五7三、固體
晶體與非晶體(1)粒子相互作用力強(qiáng)(2)晶體與非晶體的不同點(diǎn)a晶體有固定的外形
b晶體有固定的熔點(diǎn)
c晶體有各向異性,非晶體則是各向同性的第7頁,共85頁,2022年,5月20日,7點(diǎn)53分,星期五8總結(jié)第8頁,共85頁,2022年,5月20日,7點(diǎn)53分,星期五9§1-2分散系一、分散系的概念二、分散系的分類三、分散度與比表面積
第9頁,共85頁,2022年,5月20日,7點(diǎn)53分,星期五10一、分散系的概念分散系:一種或幾種物質(zhì)分散在另一種物質(zhì)里所形成的系統(tǒng)稱為分散系統(tǒng),簡(jiǎn)稱分散系。分散質(zhì):被分散的物質(zhì)叫做分散質(zhì)(或分散相);分散劑:而容納分散質(zhì)的物質(zhì)稱為分散劑(或分散介質(zhì))。第10頁,共85頁,2022年,5月20日,7點(diǎn)53分,星期五11二、分散系的分類按分散質(zhì)和分散劑的聚集狀態(tài)可把分散系分為九類,見教材P3表1-1。若按分散質(zhì)粒子直徑大小進(jìn)行分類,則可以將分散系分為三類,見教材P4表1-2。第11頁,共85頁,2022年,5月20日,7點(diǎn)53分,星期五121.分子與離子分散系中,分散質(zhì)粒子直徑<1nm,它們是一般的分子或離子,與分散劑的親和力極強(qiáng),均勻、無界面,是高度分散、高度穩(wěn)定的單相系統(tǒng)。這種分散系即通常所說的溶液,如蔗糖溶液、食鹽溶液。2.膠體分散系中,分散質(zhì)粒子直徑為1~100nm,它包括溶膠和高分子化合物溶液兩種類型。一類是溶膠,如氫氧化鐵溶膠、硫化砷溶膠、碘化銀溶膠、金溶膠等。另一類是高分子化合物溶液,如淀粉溶液、纖維素溶液、蛋白質(zhì)溶液等。3.粗分散系中,分散質(zhì)粒子直徑>100nm,用普通顯微鏡甚至肉眼也能分辨出,是一個(gè)多相系統(tǒng)。按分散質(zhì)的聚集狀態(tài)不同,粗分散系又可分為兩類:一類是液體分散質(zhì)分散在液體分散劑中,稱為乳濁液,如牛奶。另一類是固體分散質(zhì)分散在液體分散劑中,稱為懸濁液,如泥漿。故粗分散系是極不穩(wěn)定的多相系統(tǒng)。
若按分散質(zhì)粒子直徑大小進(jìn)行分類,教材P4表1-2。第12頁,共85頁,2022年,5月20日,7點(diǎn)53分,星期五13三、分散度與比表面積1.分散系中分散質(zhì)粒徑不同,分散度就不同,性質(zhì)也不同。分散度用比表面積衡量:
S0=S/V比表面積S0增加,系統(tǒng)分散度增加。2.分散質(zhì)粒度減少,系統(tǒng)分散度增大。例如:1cm1cm1cm方塊切成0.1cm0.1cm0.1cm方塊,比表面積從61cm2增為610cm2。第13頁,共85頁,2022年,5月20日,7點(diǎn)53分,星期五14§1-3溶液的濃度一、物質(zhì)的量及其單位二、物質(zhì)的量濃度三、質(zhì)量摩爾濃度四、物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)五、質(zhì)量分?jǐn)?shù)第14頁,共85頁,2022年,5月20日,7點(diǎn)53分,星期五15溶液:一種或幾種物質(zhì)(溶質(zhì))以分子或離子狀態(tài)均勻分散在另一種物質(zhì)(溶劑)里所形成的分散系。又稱真溶液或分子溶液。溶液不限于液體,也有氣溶體或固溶體。本課程非特別注明皆為水溶液。溶液的特征:均勻單相,高穩(wěn)定性,含兩種或以上物質(zhì)。溶液的濃度:是指一定量溶液或溶劑中所含溶質(zhì)的量。濃度的表示方法多種多樣,下面介紹幾種常用的濃度表示方法。溶液濃度的表示方法有很多第15頁,共85頁,2022年,5月20日,7點(diǎn)53分,星期五16一、物質(zhì)的量用符號(hào)“n”表示,其單位為摩爾(簡(jiǎn)稱摩),符號(hào)mol。1mol任何物質(zhì),均含有NA個(gè)基本單元。在使用物質(zhì)的量時(shí),基本單元應(yīng)予指明,它可以是分子、原子、離子、電子及其他粒子,也可以是這些粒子的特定組合?;締卧笥眉訄A括號(hào)的化學(xué)式(或其組合)表示,不宜用中文名稱。
練習(xí):NaOH,(1/2)NaOH,2nNaOH作為基本單元第16頁,共85頁,2022年,5月20日,7點(diǎn)53分,星期五171mol物質(zhì)的質(zhì)量稱為該物質(zhì)的“摩爾質(zhì)量”,符號(hào)為M,單位為kg·mol-1,常用單位為g·mol-1。任何分子、原子或離子的摩爾質(zhì)量,當(dāng)單位為g·mol-1時(shí),數(shù)值上等于其相對(duì)原子質(zhì)量、相對(duì)分子質(zhì)量或離子式量。摩爾質(zhì)量的概念MB的概念MB:B的摩爾質(zhì)量nB=m/MBMB===mB/nBdef分子:MB數(shù)值上等于Mr練習(xí)例題1-1第17頁,共85頁,2022年,5月20日,7點(diǎn)53分,星期五18二、物質(zhì)的量濃度符號(hào):cB單位:mol·L-1(mmol·L-1或μmol·L-1)定義:cB===nB/Vdef例1-2第18頁,共85頁,2022年,5月20日,7點(diǎn)53分,星期五19三、質(zhì)量摩爾濃度1000g溶劑中所含溶質(zhì)B的物質(zhì)的量,稱為溶質(zhì)B的質(zhì)量摩爾濃度,用符號(hào)bB表示,單位為mol·kg-1。符號(hào):bB
單位:mol·kg-1第19頁,共85頁,2022年,5月20日,7點(diǎn)53分,星期五20bB===nB
mAnB:溶質(zhì)的物質(zhì)的量(mol)mA:溶劑的質(zhì)量(g或者kg)def三、質(zhì)量摩爾濃度例1-3第20頁,共85頁,2022年,5月20日,7點(diǎn)53分,星期五21四、物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)(摩爾分?jǐn)?shù))xi===ni/n總def例1-4第21頁,共85頁,2022年,5月20日,7點(diǎn)53分,星期五22五、質(zhì)量分?jǐn)?shù)wB=mB
/m總第22頁,共85頁,2022年,5月20日,7點(diǎn)53分,星期五23溶液總結(jié):(一)物質(zhì)的量n、摩爾mol、摩爾質(zhì)量MB含義及關(guān)系:
nB=m/MB
單位:mol
注意:1.n、M均應(yīng)指明基本單元,否則,相同質(zhì)量的同物質(zhì),基本單元不同時(shí),n、MB的數(shù)值是不同的。2.n、MB的基本單元要統(tǒng)一。3.相同質(zhì)量的同一物質(zhì),基本單元不同時(shí),有如下關(guān)系:
n(KMnO4)=n(KMnO4)=2n(2KMnO4)
M(KMnO4)=5M(KMnO4)=M(2KMnO4)第23頁,共85頁,2022年,5月20日,7點(diǎn)53分,星期五24(二)五種濃度表示方法及相互關(guān)系:
名稱定義公式單位1物質(zhì)的量濃度cB
溶質(zhì)nB/溶液V
cB=nB/V=mB/(MB·V)mol·L-12質(zhì)量摩爾濃度bB
溶質(zhì)nB/溶劑mA
bB=nB/mA=mB/(MB·mA)mol·kg-1
3摩爾分?jǐn)?shù)xB
溶質(zhì)nB/溶液ni
總和xB=nB/(nA+nB)14質(zhì)量分?jǐn)?shù)ωB
溶質(zhì)mB/溶液m
wB=mB/m15質(zhì)量濃度ρB
溶質(zhì)mB/溶液V
ρB=mB/Vkg·L-1
注:bB
、xB
、wB與T無關(guān);xA+xB=1
第24頁,共85頁,2022年,5月20日,7點(diǎn)53分,星期五25§1-4稀溶液的依數(shù)性一、水的相圖二、稀溶液的依數(shù)性三、強(qiáng)電解質(zhì)理論第25頁,共85頁,2022年,5月20日,7點(diǎn)53分,星期五2626溶液的性質(zhì)
與溶質(zhì)的本質(zhì)有關(guān)的性質(zhì)第一類第二類與溶質(zhì)的本質(zhì)無關(guān)、只與溶液中單位體積的粒子數(shù)目有關(guān)的性質(zhì)(亦稱稀溶液的依數(shù)性)溶液的蒸氣壓下降溶液的沸點(diǎn)升高3.溶液的凝固點(diǎn)降低4.溶液的滲透壓溶液的顏色、體積、導(dǎo)電性、溶解度等§1-4稀溶液的依數(shù)性
(本章重點(diǎn),解釋與計(jì)算)第一類第26頁,共85頁,2022年,5月20日,7點(diǎn)53分,星期五27一、水的相圖1.被人為劃為研究對(duì)象的物質(zhì)叫系統(tǒng)。2.系統(tǒng)中物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)完全相同且組成均勻的部分稱為相。3.相和組分不同(鹽水)4.相和態(tài)不同(油和水)5.固、氣、液之間的轉(zhuǎn)化稱為相變,相變達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)稱為相平衡。相平衡與溫度和壓力間的關(guān)系圖稱為相圖。第27頁,共85頁,2022年,5月20日,7點(diǎn)53分,星期五28稀溶液的依數(shù)性和溶劑的相平衡有關(guān),因此先介紹溶劑水的相平衡及其相圖。28圖1-1水的相圖(坐標(biāo)未按比例)三相點(diǎn):tO=0.0098℃,pO=6.11×102Pa
沸點(diǎn):tb=100℃,pb=1.01×105Pa臨界點(diǎn):tc=374℃,pc=2.21×107Pa第28頁,共85頁,2022年,5月20日,7點(diǎn)53分,星期五29二、稀溶液的依數(shù)性1.溶液的蒸汽壓下降2.溶液的沸點(diǎn)升高3.溶液的凝固點(diǎn)降低第29頁,共85頁,2022年,5月20日,7點(diǎn)53分,星期五301.溶液的蒸氣壓(飽和蒸氣壓)下降·....................一定溫度T下蒸發(fā)速度=冷凝速度蒸氣飽和1.飽和蒸氣壓:2.蒸氣壓的大小表示液體分子向外逸出的趨勢(shì),只與液體的本性和溫度有關(guān),與液體的量無關(guān)3.同一物質(zhì)在不同溫度下有不同的飽和蒸氣壓,并隨著溫度的升高而增大。4.純?nèi)軇┑娘柡驼魵鈮捍笥谌芤旱娘柡驼魵鈮海?.對(duì)于同一物質(zhì),固態(tài)的飽和蒸氣壓小于液態(tài)的飽和蒸氣壓。第30頁,共85頁,2022年,5月20日,7點(diǎn)53分,星期五31溶液的蒸氣壓<水的蒸氣壓純?nèi)軇庖浩胶馊芤簹庖浩胶馊軇┓肿与y揮發(fā)溶質(zhì)粒子②溶液的蒸氣壓<水的蒸氣壓:p<p*①難揮發(fā)溶質(zhì)的溶液③溶液的蒸氣壓下降值:Δp=p*-pp=p*·xA拉烏爾定律Δp=p*·xB第31頁,共85頁,2022年,5月20日,7點(diǎn)53分,星期五32ΔTb=Tb-Tb*AA'
O'O101.3TbTb*p/kPaTb*=100℃(373K)TB溶液的沸點(diǎn)溶液的沸點(diǎn)升高2.溶液的沸點(diǎn)升高ΔTb=Kb·bB拉烏爾定律第32頁,共85頁,2022年,5月20日,7點(diǎn)53分,星期五3333與相等時(shí)的溫度固體的蒸氣壓液體的蒸氣壓凝固點(diǎn):2.溶液的凝固點(diǎn)降低第33頁,共85頁,2022年,5月20日,7點(diǎn)53分,星期五34AA'
O'O101.3Tf*Tfp/kPaT/KBTf﹤Tf*ΔTf=Tf*
-TfΔTf=Kf·bB拉烏爾定律:凝固點(diǎn)降低第34頁,共85頁,2022年,5月20日,7點(diǎn)53分,星期五35第35頁,共85頁,2022年,5月20日,7點(diǎn)53分,星期五36(三)溶液的滲透壓1.滲透現(xiàn)象和滲透壓(1)滲透現(xiàn)象水或低濃度溶液高濃度溶液半透膜滲透條件:①具有半透膜②半透膜兩邊溶液有濃度差滲透現(xiàn)象:水(或溶劑)分子通過半透膜向高濃度溶液滲透第36頁,共85頁,2022年,5月20日,7點(diǎn)53分,星期五37純水砝碼活塞滲透壓(П):半透膜兩邊,純水與溶液產(chǎn)生滲透平衡時(shí),在溶液上所需要增加的壓力,稱為該溶液的滲透壓
(2)滲透壓第37頁,共85頁,2022年,5月20日,7點(diǎn)53分,星期五38滲透壓(П)=?第38頁,共85頁,2022年,5月20日,7點(diǎn)53分,星期五39溶液的滲透壓與濃度及溫度的關(guān)系van,tHoff定律:П=cBRT理想氣體方程p=nRT/V稀水溶液:cB(mol·L-1)≈bB(mol·kg-1)П=bBRT第39頁,共85頁,2022年,5月20日,7點(diǎn)53分,星期五40小結(jié):稀溶液的通性:(稀溶液的依數(shù)性)溶液的蒸氣壓下降溶液的沸點(diǎn)升高溶液的凝固點(diǎn)降低溶液的滲透壓Δp=
K
·bBП=bBRTΔTf=Kf·bBΔTb=Kb·bB第40頁,共85頁,2022年,5月20日,7點(diǎn)53分,星期五41在一定溫度下,只與溶液的組成有關(guān)而與溶質(zhì)本性無關(guān)的性質(zhì),稱為稀溶液的依數(shù)性溶液的組成bBП=bBRTΔTf=Kf·bBΔTb=Kb·bBΔp=
K
·bB公式適用范圍:難揮發(fā)非電解質(zhì)的稀溶液第41頁,共85頁,2022年,5月20日,7點(diǎn)53分,星期五42例:將0.20g葡萄糖溶于10.0g水中,測(cè)得此溶液的凝固點(diǎn)為-0.207℃,求葡萄糖的相對(duì)分子質(zhì)量(水的Kf=1.86K·kg·mol-1)解:ΔTf=Kf·bBbB=mB/MBmAnB/mA=MB=Kf·mBΔTf·mA=ΔTf/Kf=bB溶液的依數(shù)性第42頁,共85頁,2022年,5月20日,7點(diǎn)53分,星期五43例:將0.20g葡萄糖溶于10.0g水中,測(cè)得此溶液的凝固點(diǎn)為-0.207℃,求葡萄糖的相對(duì)分子質(zhì)量(水的Kf=1.86K·kg·mol-1)MB=Kf·mBΔTf·mAMB=1.86K·kg·mol-1×0.20g
0.207K×10.0g×1000g·kg-1解:溶液的依數(shù)性第43頁,共85頁,2022年,5月20日,7點(diǎn)53分,星期五44例:將1.00g血紅素配成100mL溶液,在20℃時(shí)測(cè)得溶液的滲透壓為0.366kPa,求血紅素的相對(duì)分子質(zhì)量。解:П
=cRTc=nB/V=mB/MBVMB==mB·RTV·ПП/RT=c溶液的依數(shù)性第44頁,共85頁,2022年,5月20日,7點(diǎn)53分,星期五45例:臨床上常用的生理鹽水是9.0g·L-1的NaCl溶液,求此溶液在37℃時(shí)的滲透壓(不考慮離子強(qiáng)度)解:根據(jù):П
=i
cB·
RTNaClc=(9.0/58.5)mol·L-1П
=
i
cB·
RT==7.9
×
102kPa2×(9.0/58.5)mol·L-1×8.314kPa·L·K-1·mol-1×310Ki=2溶液的依數(shù)性第45頁,共85頁,2022年,5月20日,7點(diǎn)53分,星期五46例:求50.0g·L-1葡萄糖(M=180g·mol-1)的滲透濃度滲透濃度cOS
=0.278mol·L-1c=50.0g·L-1/(180g·mol-1)=278mmol·L-1=0.278mol·L-1溶液的滲透壓第46頁,共85頁,2022年,5月20日,7點(diǎn)53分,星期五47三、強(qiáng)電解質(zhì)理論難揮發(fā)非電解質(zhì)稀溶液的蒸氣壓下降、凝固點(diǎn)降低、沸點(diǎn)升高和滲透壓,都與溶液所含溶質(zhì)的種類無關(guān),而與濃度有關(guān),總稱稀溶液的依數(shù)性,也叫稀溶液的通性。對(duì)于濃溶液、電解質(zhì)溶液而言也有蒸氣壓下降、凝固點(diǎn)降低、沸點(diǎn)升高以及滲透壓,但是各項(xiàng)依數(shù)性數(shù)值比根據(jù)拉烏爾定律計(jì)算的數(shù)值要大得多,這種現(xiàn)象稱為電解質(zhì)溶液的反常現(xiàn)象。第47頁,共85頁,2022年,5月20日,7點(diǎn)53分,星期五48電解質(zhì)溶液的依數(shù)性極大偏離拉烏爾定律
第48頁,共85頁,2022年,5月20日,7點(diǎn)53分,星期五49由表1可見,同濃度的電解質(zhì)稀溶液凝固點(diǎn)降低ΔT‘f皆比非電解質(zhì)稀溶液的凝固點(diǎn)降低ΔTf數(shù)值要大,兩者之比用
i表示;同時(shí),蒸氣壓下降Δp’、沸點(diǎn)升高ΔT‘b、滲透壓Π’等均比同濃度的非電解質(zhì)稀溶液的相應(yīng)數(shù)值要大,且存在相同的i,稱范特霍夫校正系數(shù)。在運(yùn)用電解質(zhì)稀溶液的依數(shù)性時(shí),必須乘以范特霍夫系數(shù)i校正,才符合實(shí)驗(yàn)結(jié)果。第49頁,共85頁,2022年,5月20日,7點(diǎn)53分,星期五50100多年前,瑞典化學(xué)家阿侖尼烏斯(Arrhenius)正是從電解質(zhì)溶液對(duì)依數(shù)性的偏差及溶液的導(dǎo)電性實(shí)驗(yàn)事實(shí)出發(fā)提出了他的電離理論,他認(rèn)為:電解質(zhì)溶于水,其質(zhì)點(diǎn)數(shù)因解離而增加,所以,ΔTf等依數(shù)性數(shù)值會(huì)增大。若強(qiáng)電解質(zhì)在水中是完全解離的,理論ΔT'f=實(shí)測(cè)值。但事實(shí)似乎又顯示出強(qiáng)電解質(zhì)在溶液中并不是全部解離的。經(jīng)計(jì)算得出94%的KCl解離成K+和Cl-,為什么小于100%呢?第50頁,共85頁,2022年,5月20日,7點(diǎn)53分,星期五51在溶解于水中或熔融狀態(tài)下能導(dǎo)電的化合物非導(dǎo)電的化合物非電解質(zhì)電解質(zhì)
強(qiáng)電解質(zhì)溶液理論第51頁,共85頁,2022年,5月20日,7點(diǎn)53分,星期五52電解質(zhì)強(qiáng)電解質(zhì)弱電解質(zhì)在水中完全解離為離子的化合物在水中部分解離為離子的化合物NaClNaOHH2SO4HNO3…HAcH2CO3H3PO4H2C2O4…
強(qiáng)電解質(zhì)溶液理論第52頁,共85頁,2022年,5月20日,7點(diǎn)53分,星期五531.電解質(zhì)溶液的依數(shù)性П=bBRTΔTf=Kf·bBΔTb=Kb·bBΔp=
K
·bB公式適用范圍:難揮發(fā)非電解質(zhì)的稀溶液
電解質(zhì)稀溶液的沸點(diǎn)、凝固點(diǎn)、滲透壓的實(shí)驗(yàn)測(cè)定值偏離計(jì)算值
強(qiáng)電解質(zhì)溶液理論第53頁,共85頁,2022年,5月20日,7點(diǎn)53分,星期五54例:0.10mol·kg-1NaCl溶液,實(shí)驗(yàn)測(cè)得凝固點(diǎn)為–0.348℃,求NaCl的校正因子i=?解:ΔTf=i
b
B·Kfi=ΔTfbB·Kf0.348℃1.86℃·kg·mol-1×0.10mol·kg-1==1.87≠2實(shí)驗(yàn)值≠理論值即求:i
的實(shí)驗(yàn)值=?
強(qiáng)電解質(zhì)溶液理論第54頁,共85頁,2022年,5月20日,7點(diǎn)53分,星期五55例:0.10mol·kg-1NaCl溶液,實(shí)驗(yàn)測(cè)得凝固點(diǎn)為–0.348℃,求NaCl的校正因子i=?結(jié)論:NaCl在水中不完全解離?
強(qiáng)電解質(zhì)溶液理論第55頁,共85頁,2022年,5月20日,7點(diǎn)53分,星期五56例:0.10mol·L-1NaCl溶液,實(shí)驗(yàn)測(cè)得凝固點(diǎn)為–0.348℃,求NaCl的表觀解離度。α=已解離的分子數(shù)原有分子總數(shù)根據(jù)公式推導(dǎo):α=i-1α=1.87-1=0.87=87%
強(qiáng)電解質(zhì)溶液理論第56頁,共85頁,2022年,5月20日,7點(diǎn)53分,星期五57凝固點(diǎn)法測(cè)定電解質(zhì)的解離度電解質(zhì)cB/(mol·L-1)理論i
值實(shí)驗(yàn)i
值解離度
NaClKNO3MgCl2Ca(NO3)20.100.100.100.1022331.871.792.792.4887%79%89.5%74%
強(qiáng)電解質(zhì)溶液理論第57頁,共85頁,2022年,5月20日,7點(diǎn)53分,星期五58瑞典化學(xué)家S.A.Arrhenius以此認(rèn)為:強(qiáng)電解質(zhì)不完全解離X射線實(shí)驗(yàn)和強(qiáng)電解質(zhì)溶液理論認(rèn)為:強(qiáng)電解質(zhì)完全解離
強(qiáng)電解質(zhì)溶液理論第58頁,共85頁,2022年,5月20日,7點(diǎn)53分,星期五592.強(qiáng)電解溶液理論(1)離子相互作用理論
①強(qiáng)電解質(zhì)在水溶液中100%解離
②離子間靜電吸引和排斥,形成離子氛..
強(qiáng)電解質(zhì)溶液理論第59頁,共85頁,2022年,5月20日,7點(diǎn)53分,星期五60Na+Cl-一定濃度時(shí),離子氛每一NaCl分子產(chǎn)生1<i<2個(gè)質(zhì)點(diǎn)
強(qiáng)電解質(zhì)溶液理論第60頁,共85頁,2022年,5月20日,7點(diǎn)53分,星期五61§1-5膠體溶液一、界面化學(xué)簡(jiǎn)介二、溶膠的性質(zhì)三、膠團(tuán)結(jié)構(gòu)四、溶膠的穩(wěn)定性和聚沉第61頁,共85頁,2022年,5月20日,7點(diǎn)53分,星期五62顆粒直徑在1~100nm的分散質(zhì)分散到分散介質(zhì)中,構(gòu)成的多相系統(tǒng)稱為膠體。膠體應(yīng)當(dāng)講是最早系統(tǒng)研究的納米材料。由于其粒徑很小,是具有高分散度的多相熱力學(xué)不穩(wěn)定體系。因而有不同特性,如吸附性質(zhì)等,在食品生物醫(yī)藥等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。第62頁,共85頁,2022年,5月20日,7點(diǎn)53分,星期五63一、溶膠的性質(zhì)溶膠特性與膠體粒徑有關(guān):
1.光學(xué)性質(zhì)
將一束聚光光束照射到膠體時(shí),在與光束垂直的方向上可以觀察到一個(gè)發(fā)光的圓錐體,這種現(xiàn)象稱為丁鐸爾(Tyndall)現(xiàn)象(或效應(yīng))。光的散射現(xiàn)象(膠體粒徑1-100nm稍微小于入射光的波長(zhǎng)400-700nm)第63頁,共85頁,2022年,5月20日,7點(diǎn)53分,星期五642.動(dòng)力學(xué)性質(zhì)在超顯微鏡下,可觀察到膠粒的發(fā)光點(diǎn)在不斷地做無規(guī)則的運(yùn)動(dòng),這種現(xiàn)象稱為布朗(Brown)運(yùn)動(dòng)。本質(zhì)是溶膠的熱運(yùn)動(dòng)和分散劑分子對(duì)膠粒的不均勻撞擊溶膠粒子重力沉降,使下部較濃上部較稀。布朗運(yùn)動(dòng)會(huì)使溶膠粒子由下部向上部擴(kuò)散,一定程度上抵消膠粒重力沉降,使溶膠具有一定的穩(wěn)定性,這種穩(wěn)定性稱為動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定性。第64頁,共85頁,2022年,5月20日,7點(diǎn)53分,星期五653.電學(xué)性質(zhì)65⑴電泳
溶膠粒子在外電場(chǎng)作用下定向移動(dòng)的現(xiàn)象稱為電泳。通過電泳實(shí)驗(yàn),可以判斷溶膠粒子所帶電荷的電性:紅棕色的Fe(OH)3溶膠,是帶正電的,稱之為正溶膠;黃色的As2S3溶膠,帶負(fù)電荷,為負(fù)溶膠。⑵電滲(與電泳現(xiàn)象相反)
溶膠粒子固定不動(dòng)而分散介質(zhì)在外電場(chǎng)作用下做定向移動(dòng)的現(xiàn)象稱為電滲。(3)溶膠粒子帶電的原因
溶膠的電泳和電滲現(xiàn)象統(tǒng)稱為電動(dòng)現(xiàn)象,表明溶膠粒子是帶電的。帶電的原因有:a吸附帶電
b解離帶電第65頁,共85頁,2022年,5月20日,7點(diǎn)53分,星期五66第66頁,共85頁,2022年,5月20日,7點(diǎn)53分,星期五67二、膠團(tuán)結(jié)構(gòu)(常見的五種類型)
吸附帶電型:
膠團(tuán)結(jié)構(gòu)
1.AgI(AgX)溶膠:(KI過量)[(AgI)m·nI-·(n-x)K+]x-·xK+AgNO3+KIAgI+KNO3
KI過量——吸附I-——膠粒帶負(fù)電荷2.AgI(AgX)溶膠:(AgNO3過量)[(AgI)m·n
Ag+·(n-x)NO3-]x+·xNO3-AgNO3過量——
吸附Ag+
——膠粒帶正電荷3.Fe(OH)3溶膠:{[Fe(OH)3]m
·n
FeO+·(n-x)Cl-}x+·xCl-FeCl3+2H2OFe(OH)2Cl+2HCl
Fe(OH)2Cl+H2OFe(OH)3+HCl
脫水:FeO++2H2O+Cl-
吸附氧鐵離子FeO+—膠粒帶正電荷
吸附過量的與其組成相關(guān)的離子第67頁,共85頁,2022年,5月20日,7點(diǎn)53分,星期五684.As2S3溶膠:
2H3AsO3+3H2SAs2S3+6H2O[(As2S3)m·nHS-·(n-x)H+]x-·xH+H2SHS-+H+吸附
HS-——膠粒帶負(fù)電荷。解離帶電型5.硅膠溶膠:
H2SiO3x·SiO2yH2O[(SiO2)m
·nHSiO3-·(n-x)H+]x-·xH+H2SiO3HSiO3-+H+HSiO3-留在SiO2表面——膠粒帶負(fù)電荷。第68頁,共85頁,2022年,5月20日,7點(diǎn)53分,星期五69第69頁,共85頁,2022年,5月20日,7點(diǎn)53分,星期五70三、溶膠穩(wěn)定性和聚沉溶膠穩(wěn)定性原因
雙電層保護(hù)、同性電荷相斥;
布朗運(yùn)動(dòng)、不易沉降;
溶劑化膜保護(hù)。2.溶膠的聚沉加入與反離子相同電荷的強(qiáng)電解質(zhì)—擠入吸附層、中和電位離子—破壞雙電層—聚沉。規(guī)律:加入離子電荷越高、聚沉能力越強(qiáng)、聚沉值越小。相反電荷溶膠相混聚沉—電荷完全中和—聚沉。熱:增加碰撞—聚沉3.溶膠的保護(hù)
保護(hù)溶膠的方法——高分子溶液對(duì)溶膠的保護(hù)與敏化作用
第70頁,共85頁,2022年,5月20日,7點(diǎn)53分,星期五7171第71頁,共85頁,2022年,5月20日,7點(diǎn)53分,星期五72§1-6粗分散系與界面化學(xué)簡(jiǎn)介一、表面張力二、表面吸附三、表面活性劑四、乳濁液第72頁,共85頁,2022年,5月20日,7點(diǎn)53分,星期五73一、表面張力在一物質(zhì)系統(tǒng)中,兩相界面(液-氣界面稱表面)表面層分子與其內(nèi)部分子的力學(xué)狀態(tài)是不同的。表面層分子便受到一種向內(nèi)的力,總是力圖使表面積縮小。欲使表面積增大,就必須做功。通常,把液體自動(dòng)收縮其表面的力稱為表面張力,定義是:“作用于液體表面單位長(zhǎng)度邊緣的力,這種力的效果是使液體的表面積縮小”。其符號(hào)是σ,單位是N·m-
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