溶液與膠體2024/1/5§1－1溶液§1－2稀溶液的依數(shù)性§1－3膠體溶液與膠體2024/1/5溶液與膠體分散質(zhì)(dispersionphase)

分散系

分散劑(dispersionmedium)分散質(zhì)和分散劑可以是固體、液體或氣體。分散系：2024/1/5表1-1按聚集狀態(tài)分類的各種分散系分散質(zhì)分散劑實(shí)例

氣氣空氣、家用煤氣液氣云、霧固氣煙、灰塵氣液泡沫、汽水液液牛奶、豆?jié){、農(nóng)藥乳濁液固液泥漿、油漆、墨水氣固泡沫塑料、木炭、浮石液固肉凍、硅膠、珍珠固固紅寶石、合金、有色玻璃

2024/1/5表1-2按分散質(zhì)粒子大小分類的各種分散系分散質(zhì)分散系類型分散質(zhì)主要性質(zhì)粒子直徑<1nm真溶液（溶液）小分子或離子均相，穩(wěn)定，擴(kuò)散快顆粒能透過(guò)半透膜1-100nm膠體分散系：

高分子溶液高分子均相，穩(wěn)定，擴(kuò)散慢顆粒不能透過(guò)半透膜溶膠分子、離子、多相，較穩(wěn)定，擴(kuò)散慢原子的聚集體顆粒不能透過(guò)半透膜

>100nm粗分散系：分子的大集合體多相,不穩(wěn)定,擴(kuò)散很慢

乳濁液、顆粒不能透過(guò)濾紙懸浮液

2024/1/5§1－1溶液濃度的表示方法一、濃度表示方法1.物質(zhì)的量濃度---c(B)

SI單位：mol?m-3；

常用單位：

mol?dm-3、mol?L等。=c(B)=n(B)V物質(zhì)B的物質(zhì)的量混合物體積注意:

使用c(B)時(shí)，必須指明基本單元B！2024/1/5基本單元（基本微粒或其特定組合）：是分子、原子、離子、電子等基本微粒，或是它們的特定組合。例如：基本單元B1mol該物質(zhì)含有其基本單元數(shù)其摩爾質(zhì)量H6.02×1023

H1g/molH26.02×1023

H22g/molH2SO46.02×1023

H2SO498g/mol?H2SO46.02×1023

?H2SO449g/molK2Cr2O76.02×1023

K2Cr2O7294g/molK2Cr2O7+H+6.02×1023K2Cr2O7+H+295g/mol2024/1/5b(B)=n(B)m(A)=溶質(zhì)B的物質(zhì)的量溶劑A的質(zhì)量SI單位：mol?kg-1注意：溶劑的質(zhì)量常按kg計(jì)

2.質(zhì)量摩爾濃度---b(B)b(B)的優(yōu)點(diǎn)?2024/1/53.質(zhì)量濃度---ρ(B)

SI單位：kg?m-3；

常用單位：

g?dm-3、mg?dm-3、

mg?L-1等=ρ(B)=m(B)V物質(zhì)B的質(zhì)量混合物體積注意:

質(zhì)量濃度ρ(B)與質(zhì)量密度ρ，相對(duì)密度d不同2024/1/54.同類量之比(1)質(zhì)量分?jǐn)?shù):物質(zhì)B的質(zhì)量ω

(B)=m(B)m(B)+m(A)=混合物的質(zhì)量(2)物質(zhì)的量分?jǐn)?shù):x(B)=n(B)n(B)+n(A)=物質(zhì)B的物質(zhì)的量混合物總物質(zhì)的量(3)體積分?jǐn)?shù):φ(B)=V(B)V(B)+V(A)=物質(zhì)B的體積混合物總體積注意：分子分母必須是同類量比值是分?jǐn)?shù)或小數(shù)!!!(4)

(V1+V2)表示法:如H2SO4+H2O(1+4),簡(jiǎn)寫(xiě):H2SO4(1+4)2024/1/5ω(B)→c(B);c(B)→b(B),換算公式的推導(dǎo)?二、溶液組成其不同物理量之換算2024/1/52.為什么滾開(kāi)的肉湯比開(kāi)水燙傷得更厲害且卻冷卻得慢？3.高原上能將水煮開(kāi)，但很難將飯煮熟，為什么？可以采取什么方法將飯煮熟?4.為什么海水比淡水更難結(jié)冰？5.保險(xiǎn)絲為什么較低溫度就可熔斷？6.冬天在汽車水箱中加甘油為什么可以防止水箱被凍裂？7.雪天往路面和機(jī)翼上撒鹽為什么可以使雪融化？導(dǎo)入：您能科學(xué)解釋如下問(wèn)題嗎？8.植物為什么具有較強(qiáng)的抗寒能力？9.高山上的大樹(shù)郁郁蔥蔥，它是靠什么吸收水分的？10.為什么在海水里游泳濺到眼里時(shí)會(huì)感到干澀？11.如何解釋“施肥太多燒死苗”？1.將冰放入水中會(huì)有什么現(xiàn)象？12.突然降溫，地面上的水有的結(jié)冰而有的不結(jié)冰，為什么？2024/1/5§1-2稀溶液的依數(shù)性溶液的物理性質(zhì)①溶液的顏色、導(dǎo)電性、酸堿性②稀溶液的蒸氣壓下降、沸點(diǎn)升高、凝固點(diǎn)下降等濃度和本性2024/1/5稀溶液的依數(shù)性(colligativeproperty)

稀溶液蒸氣壓的下降、沸點(diǎn)上升、凝固點(diǎn)下降和稀溶液的滲透壓與溶液中溶質(zhì)粒子的質(zhì)點(diǎn)數(shù)有關(guān)，而與溶質(zhì)的本身性質(zhì)無(wú)關(guān)。難揮發(fā)非電解質(zhì)稀溶液電解質(zhì)溶液難非稀溶液的依數(shù)性有定量關(guān)系無(wú)定量關(guān)系重點(diǎn)討論難揮發(fā)非電解質(zhì)濃溶液難揮發(fā)溶液的依數(shù)性可分為3類：2024/1/5一、溶液的飽和蒸氣壓下降1.飽和蒸氣壓同一物質(zhì)在不同溫度下其蒸氣壓不同---蒸氣壓曲線不同物質(zhì)在同一溫度下其蒸氣壓一般也不同2024/1/5為什么？純?nèi)軇┑恼魵鈮号c溶液的蒸氣壓比較：2024/1/5分析：純?nèi)軇┒嚯y、非、稀溶液少結(jié)論:溶液的蒸氣壓總是小于純?nèi)軇┑恼魵鈮?024/1/5解釋現(xiàn)象：同一溫度下，對(duì)于純?nèi)軇﹣?lái)說(shuō)是飽和蒸氣壓，但對(duì)于溶液來(lái)說(shuō)就是過(guò)飽和蒸氣壓……為什么？2024/1/52.拉烏爾定律：---經(jīng)驗(yàn)規(guī)律

在一定溫度下，難揮發(fā)非電解質(zhì)稀溶液的蒸氣壓等于純?nèi)軇┑恼魵鈮撼艘匀軇┑哪柗謹(jǐn)?shù)。在一定溫度下，難揮發(fā)非電解質(zhì)稀溶液的蒸氣壓下降，與溶液的質(zhì)量摩爾濃度成正比，而與溶質(zhì)的種類無(wú)關(guān)。這是拉烏爾定律的另一種表達(dá)形式。

Δp=kb(B)經(jīng)推導(dǎo)可得：Δp=PA*-p2024/1/5二、溶液的沸點(diǎn)上升和凝固點(diǎn)下降—相對(duì)于純?nèi)軇?.溶液的沸點(diǎn)上升P/kPa101.325kPaT/℃純?nèi)軇〣上升值：ΔTb=Tb-Tb*101.325kPaP*p溶液沸點(diǎn)b.p●●*結(jié)論：溶液的沸點(diǎn)比純?nèi)軇┑姆悬c(diǎn)升高沸騰沸點(diǎn)正常沸點(diǎn)2024/1/52.溶液的凝固點(diǎn)下降T/℃0100P/kPa101.325凝固點(diǎn)下降值：Δtf=tf*-tf純?nèi)軇┧芤核哪厅c(diǎn)溶液的凝固點(diǎn)●●Δtf2024/1/5

拉烏爾發(fā)現(xiàn)：難揮發(fā)非電解質(zhì)稀溶液的沸點(diǎn)上升和凝固點(diǎn)下降與溶液的質(zhì)量摩爾濃度成正比Δtb=kbb(B)Δtf=kfb(B)式中kb

、kf為常數(shù)，kf與kb決定于溶劑的性質(zhì)，而與溶質(zhì)的種類無(wú)關(guān)。2024/1/5

[例1p-9]計(jì)算ω＝5％的蔗糖(C12H22O11)水溶液的凝固點(diǎn)(已知kf=1.86K.kg.mol-1)。解：水的凝固點(diǎn)為273.15K,則溶液的凝固點(diǎn)為：2024/1/5請(qǐng)思考：難揮發(fā)非電解質(zhì)或電解質(zhì)稀溶液有沒(méi)有恒定的沸點(diǎn)？p-8表1.2下面2024/1/52.為什么滾開(kāi)的肉湯比開(kāi)水燙傷得更厲害？燒沸的肉湯，要比同量的開(kāi)水冷卻得慢？3.高原上能將水煮開(kāi)，但很難將飯煮熟，為什么？可以采取什么方法將飯煮熟?4.為什么海水比淡水更難結(jié)冰？5.保險(xiǎn)絲為什么較低溫度就可熔斷？6.冬天在汽車水箱中加甘油為什么可以防止水箱被凍裂？7.雪天往路面和機(jī)翼上撒鹽為什么可以使雪融化？請(qǐng)解釋如下現(xiàn)象：8.植物為什么具有較強(qiáng)的抗寒能力？9.突然降溫，地面上的水有的結(jié)冰而有的不結(jié)冰，為什么？10.為什么在海水里游泳濺到眼里時(shí)會(huì)感到干澀？11.如何解釋“施肥太多燒死苗”？1.將冰放入水中會(huì)有什么現(xiàn)象？12.高山上的大樹(shù)郁郁蔥蔥，它是靠什么吸收水分的？2024/1/5三、溶液的滲透壓(osmosispressure)

溶劑分子通過(guò)半透膜向溶液擴(kuò)散的過(guò)程，稱為滲透。動(dòng)物的膀胱、腸衣、細(xì)胞膜是天然的半透膜。由滲透作用引起的溶劑與溶液兩邊的壓力差稱為滲透壓。2024/1/5高滲溶液：如高滲葡萄糖（40％）等滲溶液：生理鹽水（0.9％）、醫(yī)用葡萄糖溶液（5％）低滲溶液：

根據(jù)半透膜兩邊滲透壓的大小，可把溶液分為如下三種：低滲溶液高滲溶液2024/1/5

，“物質(zhì)的量”濃度為c，溫度為T(mén)，溶質(zhì)的物質(zhì)的量為n，溶液的體積為V

荷蘭物理學(xué)家Van’tHoff指出：稀溶液的滲透壓與其濃度和熱力學(xué)溫度成正比。設(shè)稀溶液的滲透壓為則

或

上式稱為Van’tHoff滲透壓方程式。當(dāng)

的單位為Pa，體積的單位為m3時(shí)，比例常數(shù)R的值為8.314（Pa·m3·mol-1·K-1或J·mol-1·K-1）；ni為V體積中所含不能透過(guò)半透膜的溶質(zhì)的“物質(zhì)的量”。

Van′tHoff方程式表明:難揮發(fā)非電解質(zhì)稀溶液的滲透壓，在一定溫度時(shí)，只與溶液中物質(zhì)的量濃度成正比。也就是與一定體積溶液中溶質(zhì)的物質(zhì)的量(mol)成正比,而與溶質(zhì)的本性無(wú)關(guān)。2024/1/5

滲透現(xiàn)象在自然界和動(dòng)、植物體內(nèi)廣泛存在。植物細(xì)胞就是靠細(xì)胞液的滲透壓而將根部的水分輸送到莖部和葉片去的。在人體內(nèi)正常體溫（37℃）時(shí)，血液的滲透壓約為780kPa，因而在向血液中注射溶液時(shí)，必須考慮注射液的滲透壓。

如果在右圖U形管的右側(cè)蔗糖溶液上，施加比其滲透壓更大的壓力，就會(huì)倒轉(zhuǎn)自然滲透的方向，使蔗糖溶液中的水分通過(guò)半透膜擴(kuò)散到純水中去，這一過(guò)程叫做反滲透?？衫脠D1－4反滲透的原理進(jìn)行苦堿水、海水的淡化（參看動(dòng)畫(huà)），還可用于工業(yè)廢水處理、重金屬鹽的回收以及稀溶液的濃縮等。應(yīng)用實(shí)例：2024/1/5操作:

稱取m(B)g溶質(zhì),溶于

m(A)kg溶劑中，配制稀溶液，測(cè)依數(shù)性之一,如測(cè)定π,

∵

π＝c(B)RT≈b(B)RT關(guān)于非電解質(zhì)物質(zhì)的摩爾質(zhì)量的測(cè)定：式中c(B)：mol·L-1

，b(B)：mol·kg-12024/1/5[例2]

某含氮有機(jī)物90mg溶于12g水中，測(cè)得凝固點(diǎn)比純水降低了0.233K，計(jì)算該化合物的摩爾質(zhì)量。解：

設(shè)該有機(jī)物摩爾質(zhì)量為M，則Δtf

=kfb(B)m(B)m(A)M(B)=kfn(B)m(A)=kfM(B)=kf

m(B)Δtf

m(A)2024/1/5M(B)=kf

m(B)Δtf

m(A)查表:水的kf

=1.86K/(mol·kg)；Δtf

=0.233KmB=90×10-3g,mA=12g；答：該有機(jī)物的摩爾質(zhì)量為59.9g/mol。2024/1/5

1.難揮發(fā)非電解質(zhì)濃溶液的依數(shù)性

濃溶液雖然也具有蒸氣壓下降、沸點(diǎn)上升、凝固點(diǎn)下降和一定的滲透壓等性質(zhì)，然而由于在溶液中溶質(zhì)分子較多，分子間的相互影響增大。因此，在濃溶液中不存在稀溶液定律所表明的定量關(guān)系。

2.電解質(zhì)溶液的依數(shù)性

電解質(zhì)溶液也具有蒸氣壓下降、沸點(diǎn)上升、凝固點(diǎn)下降和一定的滲透壓等性質(zhì)。電解質(zhì)在溶液中電離，其中粒子數(shù)顯著增加，故上這性質(zhì)要比相同濃度的非電解質(zhì)溶液變化大得多；不存在稀溶液定律所表明的定量關(guān)系，但可以粗略的依據(jù)溶液中的微粒數(shù)按上述公式計(jì)算。

其它類型溶液的通性(依數(shù)性)2024/1/5

（1）0.1mol/LHAc

（2）0.1mol/LNaCl

（3）0.35mol/L蔗糖（4）0.1mol/LCaCl2

（5）0.1mol/L葡萄糖[例3]

按飽和蒸氣壓、沸點(diǎn)、凝固點(diǎn)、滲透壓從高到低的順序排列下列各溶液。2024/1/5解：在一定體積的溶液中，粒子數(shù)目越多，即粒子濃度越大，沸點(diǎn)越高。電解質(zhì)的粒子數(shù)目較相同濃度的非電解質(zhì)多，強(qiáng)電解質(zhì)的粒子數(shù)較相同濃度的弱電解質(zhì)多，因此，粒子濃度由大到小的順序?yàn)椋海?）>（4）>（2）>（1）>（5），沸點(diǎn)、滲透壓順序與此相同。飽和蒸氣壓、凝固點(diǎn)順序與此相反。2024/1/52.為什么滾開(kāi)的肉湯比開(kāi)水燙傷得更厲害？燒沸的肉湯，要比同量的開(kāi)水冷卻得慢？3.高原上能將水煮開(kāi)，但很難將飯煮熟，為什么？可以采取什么方法將飯煮熟?4.為什么海水比淡水更難結(jié)冰？5.保險(xiǎn)絲為什么較低溫度就可熔斷？6.冬天在汽車水箱中加甘油為什么可以防止水箱被凍裂？7.雪天往路面和機(jī)翼上撒鹽為什么可以使雪融化？應(yīng)用稀溶液的通性解釋如下現(xiàn)象8.植物抗寒的生物學(xué)機(jī)理9.植物吸收水分與養(yǎng)分、(施肥、鹽堿地)、動(dòng)物的輸液等。10.為什么在海水里游泳濺到眼里時(shí)會(huì)感到干澀？11.如何解釋“施肥太多燒死苗”？1.將冰放入水中會(huì)有什么現(xiàn)象？12.突然降溫，地面上的水有的結(jié)冰而有的不結(jié)冰，為什么？2024/1/5練習(xí)題一、是非題非電解質(zhì)稀溶液沸點(diǎn)上升和凝固點(diǎn)下降均與質(zhì)量摩爾濃度成正比，且與溶質(zhì)的本性有關(guān)。()只有難揮發(fā)非電解質(zhì)稀溶液才具有凝固點(diǎn)下降的性質(zhì)（）

濃度均為0.1mol·L-1

的蔗糖水溶液比Na2SO4水溶液的凝固點(diǎn)高(

)

難揮發(fā)非電解質(zhì)或電解質(zhì)稀溶液沒(méi)有恒定的沸點(diǎn)。()二、選擇題1.

300K時(shí)，18.0gC6H12O6溶于1000g水中,此溶液的滲透壓為()A.249.4kPaB.249.4PaC.2494kPaD.2494Pa××√√2024/1/51．15.33克某難揮發(fā)非電解質(zhì)溶于500克水中，所得溶液的凝固點(diǎn)為-0.62℃，該物質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量為

。(水的kf=1.86℃·kg·mol-1)2.27℃時(shí)，100mL水中溶解了0.40g某多肽，實(shí)驗(yàn)測(cè)得該溶液滲透壓為的500Pa，則該多肽的相對(duì)分子量為

——。2.1mol·kg-1的C6H12O6水溶液的沸點(diǎn)為(外壓為100kPa,已知kb=0.515℃·kg·mol-1)()A、0.515℃B、0.515KC、100.515℃D、273.515K3.100g水中溶解4.5g某非電解質(zhì),該溶液于-0.465℃時(shí)結(jié)冰，則該非電解質(zhì)的相對(duì)分子量約為(已知水的Kf=1.86K·kg·mol-1)………()A.90B.135C.172D.180三、計(jì)算題2024/1/5§1-3膠體分散系膠體分散系

溶膠（如Fe(OH)3膠體和As2S3膠體等）

直徑1nm-100nm(即10-9m-10-7m)的微小細(xì)粒分散在另一物質(zhì)中形成的分散系

高分子溶液（淀粉溶液和蛋白質(zhì)溶液等）一、吸附現(xiàn)象吸附固—?dú)馕焦獭何诫x子吸附分子吸附離子交換吸附離子選擇吸附2024/1/5

固體表面的分子有剩余的作用力，故可吸附外界其它物質(zhì)的分子。1.分子吸附規(guī)律：2.離子吸附

AgNO3+KI=AgI(膠體)+KNO3①離子選擇吸附②離子交換吸附

（AgNO3

過(guò)量）○-Ca2++2NH4

○+Ca2+

+-NH4+-NH4+相似相吸土壤膠體的保肥和供肥作用：固液吸附離子交換劑Ag+NO3-K+(AgI)m離子交換吸附特點(diǎn)：

同號(hào)離子交換、等電荷交換、交換可逆。2024/1/5三、膠體的結(jié)構(gòu)AgNO3+KI（過(guò)量）

=AgI

（膠體）+KNO3

1.AgI膠體的結(jié)構(gòu)

(AgI)

m反離子擴(kuò)散層膠核·n

I-電位離子反離子吸附層膠粒膠團(tuán)K+·(n-x)·xK+x-KI

=K++I-

KNO3

=K++NO3-

AgI膠團(tuán)結(jié)構(gòu)表示式為：2024/1/5制備AgCl溶膠：

AgNO3+KCl=AgCl+KNO3

①當(dāng)AgNO3過(guò)量時(shí)：

溶液中有Ag+、NO3-、K+

，分散質(zhì)AgCl優(yōu)先吸附Ag+而帶正電荷，Ag+為定位離子。

Ag+Ag+Ag+Ag+Ag+Ag+Ag+Ag+Ag+Ag+Ag+Ag+Ag+Ag+Ag+Ag+Ag+分散質(zhì)AgCl

由于溶液中存在的Ag+和Cl-都是膠體的組成離子，它們都有可能被吸附，若制備過(guò)程中：注意：因制備溶膠條件不同，可使膠體粒子帶不同的電荷。2024/1/5②

KCl過(guò)量時(shí)，溶液中有過(guò)量的K+、Cl-、NO3-

，溶膠粒子優(yōu)先吸附Cl-而帶負(fù)電荷,Cl-為定位離子。Cl--Cl--Cl--Cl--Cl--Cl--Cl--Cl--Cl--Cl--Cl--Cl--Cl--Cl--Cl--Cl--Cl--分散質(zhì)AgCl③若是等物質(zhì)的量進(jìn)行反應(yīng)，則不能形成溶膠。2024/1/52.

H2SiO3

膠體3.As2S3

膠體2H2AsO3+3H2S

=As2S3+6H2OH2S

HS-

+H+膠核·(n-x)H+·xH+

x

-定位離子反離子吸附層膠粒反離子膠團(tuán)

(y

SiO2·

zH2O)

m·

nHSiO3-擴(kuò)散層

H2SiO3

HSiO3

-

+H+

2024/1/5三、膠體的性質(zhì)膠體溶液的性質(zhì)光學(xué)性質(zhì)溶膠的動(dòng)力學(xué)性質(zhì)溶膠的電學(xué)性質(zhì)

------達(dá)爾效應(yīng)(Tyndalleffect)------布朗運(yùn)動(dòng)電泳(electrophoresis)電滲(electroosmosis)2024/1/51.光學(xué)性質(zhì)（丁鐸爾效應(yīng)）應(yīng)用:分散體系類型的鑒別2024/1/5

2.動(dòng)力學(xué)性質(zhì)（布朗運(yùn)動(dòng)）2024/1/53.電學(xué)性質(zhì)（電泳、電滲）膠體粒子帶電的原因(離子選擇吸附)。電泳:膠粒在電埸作用下的移動(dòng)現(xiàn)象。電滲:分散介質(zhì)在電埸作用下的移動(dòng)現(xiàn)象。2024/1/5AgNO3+KI（過(guò)量）

=AgI

（膠體）+KNO3

(AgI)

m反離子擴(kuò)散層膠核·n

I-

電位離子反離子吸附層膠粒膠團(tuán)K+·(n-x)·xK+

x—KI

=K++I-

KNO3

=K++NO3-

AgI膠團(tuán)結(jié)構(gòu)表示式為：1.AgI膠體的結(jié)構(gòu)三、膠團(tuán)與膠粒結(jié)構(gòu)2024/1/5I—膠核(AgI)mI-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+吸附層膠粒膠團(tuán)擴(kuò)散層2024/1/52.H2SiO3