講課教師：張毅

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基礎(chǔ)化學(xué)溶液和膠體專題知識專家講座第1頁5.21.23習(xí)題：第一章溶液和膠體分散系

溶液和膠體專題知識專家講座第2頁第一章溶液和膠體分散系

第一節(jié)分散系分類第二節(jié)混合物和溶液組成標(biāo)度第三節(jié)稀溶液通性第四節(jié)溶膠溶液和膠體專題知識專家講座第3頁一、基本概念1.分散系一個(gè)或幾個(gè)物質(zhì)分散在另一個(gè)物質(zhì)中所形成系統(tǒng)稱為分散系統(tǒng)，簡稱分散系。

2.分散相分散系中被分散物質(zhì)稱為分散相。3.分散介質(zhì)分散系中容納分散相物質(zhì)稱為分散介質(zhì)。

溶液和膠體專題知識專家講座第4頁分散系分類：小分子、小離子高分子分子聚集體大顆粒/大液滴

粗分散系

分子分散系/溶液膠體分散系按分散相粒子直徑由小到大1-100nm>100nm<1nm溶液和膠體專題知識專家講座第5頁第一章溶液和膠體分散系

第一節(jié)分散系分類第二節(jié)混合物和溶液組成標(biāo)度

第三節(jié)稀溶液通性第四節(jié)溶膠溶液和膠體專題知識專家講座第6頁回顧一下幾個(gè)濃度表示方法？？？溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)溶質(zhì)質(zhì)量濃度溶質(zhì)濃度或溶質(zhì)物質(zhì)量濃度溶質(zhì)摩爾分?jǐn)?shù)溶質(zhì)質(zhì)量摩爾濃度WB=mB/m

B=mB/V

CB=nB/V

B=nB/n

bB=nB/m

溶液和膠體專題知識專家講座第7頁第一章溶液和膠體分散系

第一節(jié)分散系分類第二節(jié)混合物和溶液組成標(biāo)度第三節(jié)稀溶液通性/依數(shù)性

第四節(jié)溶膠難揮發(fā)、非電解質(zhì)、稀溶液

溶液和膠體專題知識專家講座第8頁bB≤0.2mol·kg-1溶液

只與溶質(zhì)數(shù)目相關(guān)而與溶質(zhì)本性無關(guān)性質(zhì)稱為溶液依數(shù)性。又稱稀溶液通性。

1.溶液蒸氣壓下降；2.溶液沸點(diǎn)升高；3.溶液凝固點(diǎn)降低；4.溶液滲透壓力。稀溶液:依數(shù)性：(colligative)稀溶液通性包含：溶液和膠體專題知識專家講座第9頁020406080100120T/oCP/kPa101.3(kPa)水100oC乙醇78.5oC乙醚34.6oC溶液和膠體專題知識專家講座第10頁p0p1pT0T1T純?nèi)軇?/p>

稀溶液

純?nèi)軇ü虘B(tài)）P0水＝0.6106kPa溶液和膠體專題知識專家講座第11頁二、稀溶液蒸氣壓下降

(vaporpressurelowering)

三、稀溶液沸點(diǎn)升高

(Boilingpointelevation)

四、稀溶液凝固點(diǎn)降低

(freezingpointdepression)

溶液和膠體專題知識專家講座第12頁Raoult定律溶液和膠體專題知識專家講座第13頁沸點(diǎn)升高數(shù)學(xué)表示式

ΔTb=kbbBbB：溶質(zhì)B質(zhì)量摩爾濃度kb：溶劑沸點(diǎn)升高系數(shù)，SI單位：K·kg·mol-1

kb只與溶劑性質(zhì)相關(guān)

溶液和膠體專題知識專家講座第14頁3.應(yīng)用:

測定出溶液沸點(diǎn)升高，可計(jì)算出B摩爾質(zhì)量。

溶液和膠體專題知識專家講座第15頁凝固點(diǎn)降低數(shù)學(xué)表示式：bB：溶質(zhì)B質(zhì)量摩爾濃度kf：溶劑凝固點(diǎn)降低系數(shù)SI單位：K·kg·mol-1kf只與溶劑性質(zhì)相關(guān)

溶液和膠體專題知識專家講座第16頁測量出難揮發(fā)非電解質(zhì)稀溶液凝固點(diǎn)降低，可計(jì)算出B摩爾質(zhì)量。

應(yīng)用：

溶液和膠體專題知識專家講座第17頁表1-4和1-5常見溶劑沸點(diǎn)（Tb）及沸點(diǎn)升高系數(shù)（Kb）及凝固點(diǎn)（Tf）及凝固點(diǎn)降低系數(shù)（Kf）

溶劑Tb/℃Kb/（K·kg·mol-1）

Tf/℃

Kf/（K·kg·mol-1）

水1000.5120.01.86

溶液和膠體專題知識專家講座第18頁

五、稀溶液滲透壓(osmoticpressure)

滲透現(xiàn)象人在淡水中游泳，會以為眼球脹痛。因失水而發(fā)蔫花草，澆水后又能夠重新復(fù)原。施過化肥農(nóng)作物，需要馬上澆水，不然化肥會“燒死”植物。滲透現(xiàn)象是怎樣發(fā)生呢？溶液和膠體專題知識專家講座第19頁滲透（osmosis）半透膜存在

半透膜（Semipermeablemembrane）選擇性透過膜，可截留不一樣分子量大小物質(zhì)溶劑（水）----溶質(zhì)（蔗糖）膜兩側(cè)單位體積內(nèi)溶劑分子數(shù)不相等產(chǎn)生滲透現(xiàn)象兩個(gè)必要條件溶液和膠體專題知識專家講座第20頁滲透方向：純?nèi)軇┤芤合∪芤簼馊芤喝芤汉湍z體專題知識專家講座第21頁純?nèi)軇┤芤簼B透

溶劑凈轉(zhuǎn)移Π（Pa或kPa）

滲透壓力

osmoticpressure恰好能阻止?jié)B透進(jìn)行而施加于溶液液面上額外壓力溶液和膠體專題知識專家講座第22頁稀溶液濃溶液Π（Pa或kPa）滲透壓力之差溶液和膠體專題知識專家講座第23頁（二）滲透壓力與濃度、溫度關(guān)系（1）在熱力學(xué)溫度一定時(shí)，稀溶液滲透壓力與溶液濃度成正比；（2）在濃度一定時(shí)，稀溶液滲透壓力與熱力學(xué)溫度成正比。

溶液和膠體專題知識專家講座第24頁1886年，荷蘭理論化學(xué)家van’tHoff歸納出滲透壓力與濃度、溫度之間關(guān)系。R：摩爾氣體常數(shù)，數(shù)值上等于8.314J·K-1·mol-1T：熱力學(xué)溫度（K）cB：B濃度mol·m-3（mol·L-1）π：滲透壓力Pa（kPa）溶液和膠體專題知識專家講座第25頁應(yīng)用：經(jīng)過測定溶液滲透壓力，能夠計(jì)算溶質(zhì)摩爾質(zhì)量。

例題溶液和膠體專題知識專家講座第26頁強(qiáng)電解質(zhì)？？？蒸氣壓，沸點(diǎn)，凝固點(diǎn)，滲透壓濃度------表觀濃度/滲透濃度溶液和膠體專題知識專家講座第27頁溶質(zhì)B滲透濃度(osmolarity)定義：n：

B分子與解離出離子物質(zhì)量總和V：混合物體積cB,os：滲透濃度，慣用單位是mol·L-1，mmol·L-1溶液和膠體專題知識專家講座第28頁（1）強(qiáng)電解質(zhì)溶液滲透濃度等于溶液中溶質(zhì)離子總濃度。例：NaClcB,os=c(Na+)+(Cl-)（2）弱電解質(zhì)溶液滲透濃度等于溶液中未解離弱電解質(zhì)濃度與弱電解質(zhì)解離出離子濃度之和。（3）非電解質(zhì)溶液滲透濃度等于其物質(zhì)量濃度。

溶液和膠體專題知識專家講座第29頁對于電解質(zhì)稀溶液：

對于非電解質(zhì)稀溶液：ΔTb=kbbB溶液和膠體專題知識專家講座第30頁（四）滲透壓力在醫(yī)學(xué)上意義1．等滲、低滲和高滲溶液正常人血漿滲透濃度為

280～320mmol·L-1。hypotonicsolution低滲溶液isotonic

solution等滲溶液280～320hypertonic

solution高滲溶液溶液和膠體專題知識專家講座第31頁hypotonicsolution低滲溶液isotonic

solution等滲溶液hypertonic

solution高滲溶液溶液和膠體專題知識專家講座第32頁

晶體物質(zhì)晶體滲透壓7.5g·L-1

占總滲透壓99.5%細(xì)胞膜

膠體物質(zhì)膠體滲透壓70g·L-1

占總滲透壓0.5%血管人體中滲透壓BB溶液和膠體專題知識專家講座第33頁第一章溶液和膠體分散系

第一節(jié)分散系分類第二節(jié)混合物和溶液組成標(biāo)度第三節(jié)稀溶液通性第四節(jié)溶膠

溶液和膠體專題知識專家講座第34頁分散相粒子直徑分散系類型分散相粒子組成實(shí)例小于1nm分子分散系

小分子或小離子生理鹽水、葡萄糖溶液1-100nm膠體分散系溶膠膠粒（分子、離子或原子聚集體）氫氧化鐵溶膠、硫化砷溶膠高分子溶液高分子蛋白質(zhì)溶液、核酸溶液大于100nm粗分散系粗粒子泥漿、牛奶分散系分類：

溶液和膠體專題知識專家講座第35頁第四節(jié)溶膠(sol)一、溶膠性質(zhì)二、溶膠穩(wěn)定性與聚沉溶液和膠體專題知識專家講座第36頁(一)溶膠光學(xué)性質(zhì)丁達(dá)爾效應(yīng)/現(xiàn)象Tyndalleffect

丁達(dá)爾現(xiàn)象用途：區(qū)分溶膠、溶液、粗分散系溶液和膠體專題知識專家講座第37頁入射光散射程度差異d<<λd>>λdλ溶液和膠體專題知識專家講座第38頁（二）溶膠動(dòng)力學(xué)性質(zhì)重力碰撞受力靜電作用力1.布朗運(yùn)動(dòng)2.擴(kuò)散3.沉降溶液和膠體專題知識專家講座第39頁1.布朗運(yùn)動(dòng)/

Brownmotion概念：溶膠分散相粒子在分散介質(zhì)中不停地做不規(guī)則折線運(yùn)動(dòng)。影響原因：相關(guān)：溫度越高，膠粒質(zhì)量越小，布朗運(yùn)動(dòng)越猛烈無關(guān)：分散相粒子化學(xué)性質(zhì)溶液和膠體專題知識專家講座第40頁2.擴(kuò)散/diffusion物質(zhì)從高濃度區(qū)域向低濃度區(qū)域轉(zhuǎn)移，直到均勻分布現(xiàn)象。在生物體內(nèi)，擴(kuò)散是物質(zhì)輸送或物質(zhì)經(jīng)過細(xì)胞膜推進(jìn)力之一。相關(guān)：擴(kuò)散速率與物質(zhì)濃度梯度成正比。溶液和膠體專題知識專家講座第41頁沉降平衡示意圖

3.沉降/sedimentation重力、離心力使膠粒下沉碰撞力、靜電力抗衡下沉到達(dá)動(dòng)態(tài)平衡---沉降平衡容器底部膠粒濃度較大溶液和膠體專題知識專家講座第42頁-電泳技術(shù)用途：溶膠穩(wěn)定性（表面電位）分離和判定氨基酸（等電聚焦電泳）多肽，蛋白質(zhì)和核酸(凝膠電泳)。（三）溶膠電學(xué)性質(zhì)---電泳（electrophoresis）

在電場作用下，帶電質(zhì)點(diǎn)在分散介質(zhì)中定向移動(dòng)稱為電泳。電泳示意圖+++++負(fù)極正極----溶液和膠體專題知識專家講座第43頁膠粒帶電原因：1.膠核選擇吸附：膠核比表面很大，很輕易吸附溶液中離子。吸附了陽離子，膠粒帶正電荷，稱正溶膠；吸附了陰離子，膠粒帶負(fù)電荷，稱負(fù)溶膠；法楊斯規(guī)則（Fajans）：優(yōu)先吸附與膠核含有相同組成離子。2.膠粒表面分子解離：

溶液和膠體專題知識專家講座第44頁用AgNO3和KI制備AgI溶膠有兩種情況：（1）KI過量：AgNO3+KI→AgI+KNO3

(過量)

KI→K++I-

AgI膠核選擇吸附溶液中I-

而帶負(fù)電

（2）AgNO3過量：畫膠粒和寫結(jié)構(gòu)溶液和膠體專題知識專家講座第45頁AgI負(fù)溶膠膠團(tuán)結(jié)構(gòu)示意圖膠團(tuán)結(jié)構(gòu)：

擴(kuò)散層I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+(AgI)m膠核吸附層膠粒膠團(tuán)溶液和膠體專題知識專家講座第46頁膠團(tuán)結(jié)構(gòu)：

[(AgI)m·nI-·(n－x)K+]x-·xK+膠核吸附層膠粒擴(kuò)散層膠團(tuán)溶液和膠體專題知識專家講座第47頁（2）AgNO3過量：

AgNO3+KI→AgI+KNO3

(過量)

AgNO3→Ag++NO3-

AgI膠核選擇吸附溶液中Ag+而帶正電

溶液和膠體專題知識專家講座第48頁Ag+Ag+Ag+Ag+Ag+Ag+

Ag+Ag+Ag+Ag+NO3-NO3-NO3-NO3-NO3-NO3-NO3-NO3-NO3-NO3-NO3-NO3-NO3-(AgI)mAgI正溶膠膠團(tuán)結(jié)構(gòu)示意圖膠團(tuán)結(jié)構(gòu)：

溶液和膠體專題知識專家講座第49頁膠團(tuán)結(jié)構(gòu)：膠核吸附層膠粒擴(kuò)散層膠團(tuán)

[(AgI)m·nAg+·(n－x)NO3-]x+·xNO3-溶液和膠體專題知識專家講座第50頁2.膠粒表面分子解離：

硅酸溶膠SiO32-離子留在膠核表面上，H+擴(kuò)散到分散介質(zhì)中，使膠粒帶負(fù)電荷，生成負(fù)溶膠。H2SiO3SiO32-+2H+膠粒帶電原因：溶液和膠體專題知識專家講座第51頁二、溶膠穩(wěn)定性與聚沉（一）溶膠穩(wěn)定性

（1）布朗運(yùn)動(dòng)：（2）膠粒帶電：（3）溶劑化作用：水化膜溶液和膠體專題知識專家講座第52頁(二）溶膠聚沉1．電解質(zhì)對溶膠聚沉作用減弱或消除膠粒電荷，可使膠粒碰撞聚集成較大顆粒沉淀下來。

聚沉值：

使一定量溶膠在一定時(shí)間內(nèi)完全聚沉所需電解質(zhì)溶液最低濃度。慣用單位：mmol·L-1

2．溶膠相互聚沉作用溶液和膠體專題知識專家講座第53頁[(AgI)m·nI-·(n－x)K+]x-·xK+膠核吸附層膠粒擴(kuò)散層！電解質(zhì)對溶膠聚沉作用，主要是由反離子引發(fā)！膠核吸附層膠粒擴(kuò)散層

[(AgI)m·nAg+·(n－x)NO3-]x+·xNO3-溶液和膠體專題知識專家講座第54頁電解質(zhì)對溶膠聚沉作用，主要是由反離子引發(fā)。（1）反離子所帶電荷越多，其聚沉能力越大，聚沉值就越小。（2）帶相同電荷離子聚沉能力即使靠近，但也略有不一樣。對負(fù)溶膠來說，其聚沉能力相對大小為：

Cs+＞Rb+＞K+＞Na+＞Li+對正溶膠來說，其聚沉能力相對大小為：

Cl-＞Br-＞NO3＞I-

（3）有機(jī)化合物離子（如脂肪酸鹽和聚酰胺類化合物離子）都有較強(qiáng)聚沉能力，能有效地破壞溶膠使之聚沉。電解質(zhì)對溶膠聚沉規(guī)律：溶液和膠體專題知識專家講座第55頁2．溶膠相互聚沉作用將膠粒帶相反電荷兩種溶膠混合，也會產(chǎn)生聚沉現(xiàn)象。條件：兩種溶膠膠粒所帶電荷完全中和時(shí)，才會完全聚沉；不然，可能聚沉