授課教師：張毅

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基礎化學第一章溶液和膠體(2)5.7.8.11.13.14.15.21.23習題：第一章溶液和膠體分散系

第一章溶液和膠體(2)第一章溶液和膠體分散系

第一節(jié)分散系的分類第二節(jié)混合物和溶液的組成標度第三節(jié)稀溶液的通性第四節(jié)溶膠第一章溶液和膠體(2)一、基本概念1.分散系一種或幾種物質分散在另一種物質中所形成的系統(tǒng)稱為分散系統(tǒng)，簡稱分散系。

2.分散相分散系中被分散的物質稱為分散相。3.分散介質分散系中容納分散相的物質稱為分散介質。

第一章溶液和膠體(2)分散系的分類：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的由小到大1-100nm>100nm<1nm第一章溶液和膠體(2)第一章溶液和膠體分散系

第一節(jié)分散系的分類第二節(jié)混合物和溶液的組成標度

第三節(jié)稀溶液的通性第四節(jié)溶膠第一章溶液和膠體(2)回顧一下幾種濃度的表示方法？？？溶質的質量分數溶質的質量濃度溶質的濃度或溶質的物質的量濃度溶質的摩爾分數溶質的質量摩爾濃度WB=mB/m

B=mB/V

CB=nB/V

B=nB/n

bB=nB/m

第一章溶液和膠體(2)第一章溶液和膠體分散系

第一節(jié)分散系的分類第二節(jié)混合物和溶液的組成標度第三節(jié)稀溶液的通性/依數性

第四節(jié)溶膠難揮發(fā)、非電解質、稀溶液

第一章溶液和膠體(2)bB≤0.2mol·kg-1的溶液

只與溶質的數目有關而與溶質本性無關的性質稱為溶液的依數性。又稱稀溶液的通性。

1.溶液的蒸氣壓下降；2.溶液的沸點升高；3.溶液的凝固點降低；4.溶液的滲透壓力。稀溶液:依數性：(colligative)稀溶液的通性包括：第一章溶液和膠體(2)020406080100120T/oCP/kPa101.3(kPa)水100oC乙醇78.5oC乙醚34.6oC第一章溶液和膠體(2)p0p1pT0T1T純溶劑

稀溶液

純溶劑（固態(tài)）P0水＝0.6106kPa第一章溶液和膠體(2)二、稀溶液的蒸氣壓下降

(vaporpressurelowering)

三、稀溶液的沸點升高

(Boilingpointelevation)

四、稀溶液的凝固點降低

(freezingpointdepression)

第一章溶液和膠體(2)Raoult定律第一章溶液和膠體(2)沸點升高數學表達式

ΔTb=kbbBbB：溶質B的質量摩爾濃度kb：溶劑的沸點升高系數，SI單位：K·kg·mol-1

kb只與溶劑的性質有關

第一章溶液和膠體(2)3.應用:

測定出溶液的沸點升高，可計算出B的摩爾質量。

第一章溶液和膠體(2)凝固點降低數學表達式：bB：溶質B的質量摩爾濃度kf：溶劑的凝固點降低系數SI單位：K·kg·mol-1kf只與溶劑的性質有關

第一章溶液和膠體(2)測量出難揮發(fā)非電解質稀溶液的凝固點降低，可計算出B的摩爾質量。

應用：

第一章溶液和膠體(2)表1-4和1-5常見溶劑的沸點（Tb）及沸點升高系數（Kb）及凝固點（Tf）及凝固點降低系數（Kf）

溶劑Tb/℃Kb/（K·kg·mol-1）

Tf/℃

Kf/（K·kg·mol-1）

水1000.5120.01.86

第一章溶液和膠體(2)

五、稀溶液的滲透壓(osmoticpressure)

滲透現象人在淡水中游泳，會覺得眼球脹痛。因失水而發(fā)蔫的花草，澆水后又可以重新復原。施過化肥的農作物，需要立即澆水，否則化肥會“燒死”植物。滲透現象是如何發(fā)生的呢？第一章溶液和膠體(2)滲透（osmosis）半透膜的存在

半透膜（Semipermeablemembrane）選擇性透過膜，可截留不同的分子量大小的物質溶劑（水）----溶質（蔗糖）膜兩側單位體積內溶劑分子數不相等產生滲透現象的兩個必要條件第一章溶液和膠體(2)滲透的方向：純溶劑溶液稀溶液濃溶液第一章溶液和膠體(2)純溶劑溶液滲透

溶劑的凈轉移Π（Pa或kPa）

滲透壓力

osmoticpressure恰好能阻止?jié)B透進行而施加于溶液液面上的額外壓力第一章溶液和膠體(2)稀溶液濃溶液Π（Pa或kPa）滲透壓力之差第一章溶液和膠體(2)（二）滲透壓力與濃度、溫度的關系（1）在熱力學溫度一定時，稀溶液的滲透壓力與溶液的濃度成正比；（2）在濃度一定時，稀溶液的滲透壓力與熱力學溫度成正比。

第一章溶液和膠體(2)1886年，荷蘭理論化學家van’tHoff歸納出滲透壓力與濃度、溫度之間的關系。R：摩爾氣體常數，數值上等于8.314J·K-1·mol-1T：熱力學溫度（K）cB：B的濃度mol·m-3（mol·L-1）π：滲透壓力Pa（kPa）第一章溶液和膠體(2)應用：通過測定溶液的滲透壓力，可以計算溶質的摩爾質量。

例題第一章溶液和膠體(2)強電解質？？？蒸氣壓，沸點，凝固點，滲透壓濃度------表觀濃度/滲透濃度第一章溶液和膠體(2)溶質B的滲透濃度(osmolarity)定義：n：

B的分子與解離出的離子的物質的量總和V：混合物的體積cB,os：滲透濃度，常用單位是mol·L-1，mmol·L-1第一章溶液和膠體(2)（1）強電解質溶液滲透濃度等于溶液中溶質離子的總濃度。例：NaClcB,os=c(Na+)+(Cl-)（2）弱電解質溶液滲透濃度等于溶液中未解離的弱電解質的濃度與弱電解質解離出的離子濃度之和。（3）非電解質溶液滲透濃度等于其物質的量濃度。

第一章溶液和膠體(2)對于電解質的稀溶液：

對于非電解質的稀溶液：ΔTb=kbbB第一章溶液和膠體(2)（四）滲透壓力在醫(yī)學上的意義1．等滲、低滲和高滲溶液正常人血漿的滲透濃度為

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

solution等滲溶液280～320hypertonic

solution高滲溶液第一章溶液和膠體(2)hypotonicsolution低滲溶液isotonic

solution等滲溶液hypertonic

solution高滲溶液第一章溶液和膠體(2)

晶體物質晶體滲透壓7.5g·L-1

占總滲透壓的99.5%細胞膜

膠體物質膠體滲透壓70g·L-1

占總滲透壓的0.5%血管人體中的滲透壓

B

B第一章溶液和膠體(2)第一章溶液和膠體分散系

第一節(jié)分散系的分類第二節(jié)混合物和溶液的組成標度第三節(jié)稀溶液的通性第四節(jié)溶膠

第一章溶液和膠體(2)分散相粒子直徑分散系類型分散相粒子的組成實例小于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、離子或原子的聚集體）氫氧化鐵溶膠、硫化砷溶膠高分子溶液高分子蛋白質溶液、核酸溶液大于100nm粗分散系粗粒子泥漿、牛奶分散系的分類：

第一章溶液和膠體(2)第四節(jié)溶膠(sol)一、溶膠的性質二、溶膠的穩(wěn)定性與聚沉第一章溶液和膠體(2)(一)溶膠的光學性質丁達爾效應/現象Tyndalleffect

丁達爾現象的用途：區(qū)別溶膠、溶液、粗分散系第一章溶液和膠體(2)入射光散射程度差異d<<λd>>λd

λ第一章溶液和膠體(2)（二）溶膠的動力學性質重力碰撞受力靜電作用力1.布朗運動2.擴散3.沉降第一章溶液和膠體(2)1.布朗運動/

Brownmotion概念：溶膠的分散相粒子在分散介質中不停地做不規(guī)則的折線運動。影響因素：有關：溫度越高，膠粒質量越小，布朗運動越劇烈無關：分散相粒子的化學性質第一章溶液和膠體(2)2.擴散/diffusion物質從高濃度區(qū)域向低濃度區(qū)域轉移，直到均勻分布的現象。在生物體內，擴散是物質輸送或物質通過細胞膜的推動力之一。有關：擴散速率與物質的濃度梯度成正比。第一章溶液和膠體(2)沉降平衡示意圖

3.沉降/sedimentation重力、離心力使膠粒下沉碰撞力、靜電力抗衡下沉達到動態(tài)平衡---沉降平衡容器底部膠粒濃度較大第一章溶液和膠體(2)-電泳技術的用途：溶膠穩(wěn)定性（表面

電位）分離和鑒定氨基酸（等電聚焦電泳）多肽，蛋白質和核酸(凝膠電泳)。（三）溶膠的電學性質---電泳（electrophoresis）

在電場作用下，帶電質點在分散介質中的定向移動稱為電泳。電泳示意圖+++++負極正極----第一章溶液和膠體(2)膠粒帶電的原因：1.膠核的選擇吸附：膠核的比表面很大，很容易吸附溶液中的離子。吸附了陽離子，膠粒帶正電荷，稱正溶膠；吸附了陰離子，膠粒帶負電荷，稱負溶膠；法楊斯規(guī)則（Fajans）：優(yōu)先吸附與膠核具有相同組成的離子。2.膠粒表面分子的解離：

第一章溶液和膠體(2)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-

而帶負電

（2）AgNO3過量：畫膠粒和寫結構第一章溶液和膠體(2)AgI負溶膠的膠團結構示意圖膠團的結構：

擴散層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第一章溶液和膠體(2)膠團的結構：

[(AgI)m·nI-·(n－x)K+]x-·xK+膠核吸附層膠粒擴散層膠團第一章溶液和膠體(2)（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

第一章溶液和膠體(2)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正溶膠的膠團結構示意圖膠團的結構：

第一章溶液和膠體(2)膠團的結構：膠核吸附層膠粒擴散層膠團

[(AgI)m·nAg+·(n－x)NO3-]x+·xNO3-第一章溶液和膠體(2)2.膠粒表面分子的解離：

硅酸溶膠SiO32-離子留在膠核表面上，H+擴散到分散介質中，使膠粒帶負電荷，生成負溶膠。H2SiO3SiO32-+2H+膠粒帶電的原因：第一章溶液和膠體(2)二、溶膠的穩(wěn)定性與聚沉（一）溶膠的穩(wěn)定性

（1）布朗運動：（2）膠粒帶電：（3）溶劑化作用：水化膜第一章溶液和膠體(2)(二）溶膠的聚沉1．電解質對溶膠的聚沉作用減弱或消除膠粒的電荷，可使膠粒碰撞聚集成較大的顆粒沉淀下來。

聚沉值：

使一定量溶膠在一定時間內完全聚沉所需電解質溶液的最低濃度。常用單位：mmol·L-1

2．溶膠的相互聚沉作用第一章溶液和膠體(2)[(AgI)m·nI-·(n－x)K+]x-·xK+膠核吸附層膠粒擴散層！電解質對溶膠的聚沉作用，主要是由反離子引起的！膠核吸附層膠粒擴散層

[(AgI)m·nAg+·(n－x)NO3-]x+·xNO3-第一章溶液和膠體(2)電解質對溶膠的聚沉作用，主要是由反離子引起的。（1）反離子所帶電荷越多，其聚沉能力越大，聚沉值就越小。（2）帶相同電荷的離子的聚沉能力雖然接近，但也略有不同。對負溶膠來說，其聚沉能力的相對大小為：

Cs+＞Rb+＞K+＞Na+＞Li+對正溶膠來說，其聚沉能力的相對大小為：

Cl-＞Br-＞NO3＞I-

（3）有機化合物的離子（如脂肪酸鹽和聚酰胺類化合物的離子）都有較強的聚沉能力，能有效地破壞溶膠使之聚沉。電解質對溶膠的聚沉規(guī)律：第一章溶液和膠體(2)2．溶膠的相互聚沉作用將膠粒帶相反電荷的兩種溶膠混合，也會產生聚沉現象。條件：兩種溶膠的膠粒所帶電荷完全中和時，才會完全聚沉；否則，可能聚沉不完全，甚至不聚沉。第一章溶液和膠