氣體和溶液1.1

理想氣體1.1.2

理想氣體狀態(tài)方程式的應(yīng)用

1.1.3

道爾頓分壓定律

1.1.4道爾頓分壓定律的應(yīng)用1.1.1

理想氣體狀態(tài)方程式1.1.1

理想氣體狀態(tài)方程式１.理想氣體的基本假設(shè)分子間無相互作用力理想氣體是實(shí)際氣體在低壓高溫時(shí)的抽象分子本身不占體積

pV=nRT

R----

摩爾氣體常量

p=101.325kPaT=273.15K

V=22.414L=22.414×10-3m3R=8.315kPa·L·mol-1·K-1R=8.315J·mol-1·K-1２、理想氣體狀態(tài)方程式：1.

計(jì)算p，V，T，n四個(gè)物理量之一。2.氣體摩爾質(zhì)量的計(jì)算M=Mrgmol-11.1.2

理想氣體狀態(tài)方程式的應(yīng)用pV=nRT

=m/V3.氣體密度的計(jì)算分組氣體：

理想氣體混合物中每一種氣體叫做組分氣體。分壓：

組分氣體B在相同溫度下占有與混合氣體相同體積時(shí)所產(chǎn)生的壓力，叫做組分氣體B的分壓。

1.1.3

道爾頓（Dalton)分壓定律分壓定律：

混合氣體的總壓等于混合氣體中各組分氣體分壓之和。

p=p1+p2+

或

p=

pB

n=n1+n2+

分壓的求解：xB

B的摩爾分?jǐn)?shù)1.1.4

分壓定律的應(yīng)用。氫氣+水蒸氣鹽酸鋅p(總壓)pp1.2溶液一、分散系1、分散系：

分散系：一種或幾種物質(zhì)分散在另一種物質(zhì)中所形成的體系，叫分散體系，簡(jiǎn)稱分散體。

分散質(zhì)（分散相）：分散系中被分散的物質(zhì)。

分散劑（分散介質(zhì)）：把分散質(zhì)分散開來的物質(zhì)。分散相粒子直徑分散系類型分散相粒子的組成實(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、硫化砷溶膠高分子蛋白質(zhì)溶液、核酸溶液大于100nm2、分散系的分類

溶膠高分子溶液粗分散系粗粒子泥漿、牛奶3.溶液:分散質(zhì)以分子或比分子更小的質(zhì)點(diǎn)均勻地分散在分散劑中所得的分散系。分子分散系又稱溶液。4.相:體系中具有相同化學(xué)性質(zhì)和物理性質(zhì)的均勻部分。

特點(diǎn)：(1)任何部分的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)相同。(2)一個(gè)相并不一定是一種物質(zhì)，如食鹽溶液。

5.單相體系:只有一個(gè)相的體系。如飽和食鹽水、糖水等。特點(diǎn)：溶質(zhì)與溶劑成為一體，組分間沒有界面。6.相多體系:有兩個(gè)或兩個(gè)以上相的體系。如水和油等。特點(diǎn)：各組分的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)不同，并具有明顯的界面。1、物質(zhì)的量及其單位nB=mB/MB(mol)2）基本單元：系統(tǒng)中組成物質(zhì)的基本組分，可以是分子、離子、電子及這些粒子的特定組合。如O2、?(H2SO4)、（H2+?O2）1）物質(zhì)的量是表示組成物質(zhì)的基本單元數(shù)目的多少的物理量。物系所含的基本單元數(shù)與0.012kgC－12的原子數(shù)目相等(6.023×1023阿伏加德羅常數(shù))，則為1mol。二、

溶液組成量度的表示方法2、物質(zhì)的量濃度

定義：一升溶液中所含溶質(zhì)的物質(zhì)的量稱為物質(zhì)的量濃度，用符號(hào)c表示，單位是mol/Lc(B)=nB／V

【例】已知濃硫酸的密度ρ為1.84g/ml，其質(zhì)量分?jǐn)?shù)為95.6%，一升濃硫酸中含有的n(H2SO4)、n(1/2H2SO4)、c(H2SO4)、c(1/2H2SO4)各為多少？解:n(H2SO4)=1.84×1000×0.956/98.08=17.9moln(1/2H2SO4)=1.84×1000×0.956/49.04=35.9molc(H2SO4)=17.9/1=17.9mol/L

c(1/2H2SO4)=35.9/1=35.9mol/L

3、質(zhì)量摩爾濃度

定義：1kg溶劑中所含溶質(zhì)的物質(zhì)的量表示為質(zhì)量摩爾濃度，符號(hào)b(B)，單位為：mol/kgb(B)=nB／mA=mB/(MB·mA)

【例】

250克溶液中含有40克NaCl，計(jì)算此溶液的質(zhì)量摩爾濃度。解：水的質(zhì)量＝250-40=210（克）

b(NaCl)=[40/(58.5×210)]×1000=3.26mol/kg

4、物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)（簡(jiǎn)稱摩爾分?jǐn)?shù)）

定義：某組分的物質(zhì)的量與溶液的總物質(zhì)的量之比稱為物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)，符號(hào)Ｘ，量綱為1。

nB

XB=———

nB+nA

nB：溶質(zhì)的物質(zhì)的量nA：溶劑的物質(zhì)的量

【例】將10克NaOH溶于90克水中，求此溶液的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)濃度。解：nNaOH=10/40=0.25(mol)nH2O=90/18=5(mol)XNaOH=0.25/(0.25+5)=0.048三、幾種溶液度量方法之間的關(guān)系1、物質(zhì)的量濃度與百分含量的關(guān)系2、物質(zhì)的量濃度與質(zhì)量摩爾濃度的關(guān)系

若該體系是個(gè)兩組分體系，且B組分的含量較少,當(dāng)

時(shí)，

若該溶液是一個(gè)較稀的水溶液，其密度為3、質(zhì)量摩爾濃度與百分含量的關(guān)系：

通過以上兩個(gè)關(guān)系式的討論得出，對(duì)一個(gè)濃度較稀的溶液體系來說，其質(zhì)量摩爾濃度b(B)與百分含量w(B)之間關(guān)系為：

1.3稀溶液的依數(shù)性

溶液的蒸氣壓、沸點(diǎn)、凝固點(diǎn)和滲透壓等與溶質(zhì)的本性無關(guān)，而與溶液中溶質(zhì)的粒子數(shù)有關(guān)，這類性質(zhì)稱為稀溶液的依數(shù)性。初始：

v蒸發(fā)>v凝聚平衡：

v蒸發(fā)=v凝聚純水的蒸氣壓示意圖氣液兩相平衡

蒸發(fā)H2O(l) H2O(g)

凝聚

1.3.1溶液的蒸氣壓飽和蒸氣壓：

在一定的溫度下，當(dāng)蒸發(fā)的速度等于凝聚的速度，液態(tài)水與它的蒸氣處于動(dòng)態(tài)平衡，這時(shí)的蒸氣壓稱為水在此溫度下的飽和蒸氣壓，簡(jiǎn)稱蒸氣壓。用符號(hào)p

表示。

當(dāng)水中溶入難揮發(fā)非電解質(zhì)后，溶液的表面被一部分難揮發(fā)非電解質(zhì)的分子占據(jù)著，這樣在單位時(shí)間內(nèi)從溶液的液面逸出的溶劑分子比純?nèi)軇p少。在一定溫度下達(dá)到平衡時(shí)，溶液液面上方溶劑分子的數(shù)目比純?nèi)軇┮好嫔戏降纳?，因此難揮發(fā)非電解質(zhì)的蒸氣壓要比純?nèi)軇┑牡?，這種現(xiàn)象稱為溶液的蒸氣壓下降。

1.3.2溶液的蒸氣壓下降△p=p純－p液蒸汽壓下降的原因：純?nèi)軇┒嗳芤荷?/p>

對(duì)由溶劑A和難揮發(fā)非電解質(zhì)B組成的稀溶液：

在一定溫度下，難揮發(fā)非電解質(zhì)的稀溶液的蒸汽壓下降與溶質(zhì)的摩爾分?jǐn)?shù)成正比，稱為拉烏爾（Raoult)定律。

在稀溶液中

由以上兩式，得1.3.3溶液的沸點(diǎn)

在相同溫度下，難揮發(fā)非電解質(zhì)稀溶液的蒸氣壓總比純?nèi)軇┑牡汀?/p>

沸點(diǎn):溶液的蒸氣壓（p溶液）與外壓（p外壓）相等時(shí)的溫度稱為該溶液的沸點(diǎn)。

純水：

p外=101.3kPa，t純水=100℃.根本原因：蒸汽壓下降

p溶液<p純?nèi)軇?溶液的沸點(diǎn)上升示意圖Tb*Tb溶劑溶液溫度

ppokpa

蒸氣壓△p△Tb101.3kpaAB

測(cè)定出溶液的沸點(diǎn)升高，可計(jì)算出B的摩爾質(zhì)量。

難揮發(fā)非電解質(zhì)稀溶液的沸點(diǎn)升高與溶質(zhì)B的質(zhì)量摩爾濃度成正比。

凝固點(diǎn)：在一定的外界壓下，溶液與純?nèi)軇┕腆w具有相同的蒸氣壓時(shí)的溫度，稱為該溶液的凝固點(diǎn)。（固液兩相平衡時(shí)的溫度）

1.3.4溶液的凝固點(diǎn)

難揮發(fā)非電解質(zhì)稀溶液的凝固點(diǎn)降低與溶質(zhì)B的質(zhì)量摩爾濃度成正比。

測(cè)量出難揮發(fā)非電解質(zhì)稀溶液的凝固點(diǎn)降低可計(jì)算出B的摩爾質(zhì)量。

溶劑的凝固點(diǎn)下降示意圖1.3.4溶液的滲透壓初始：溶劑分子擴(kuò)散速度

V純水>V糖水?dāng)U散方向：純水糖水半透膜液面上升液面下降純水糖水

滲透：溶劑分子通過半透膜自動(dòng)單向擴(kuò)散的過程稱為滲透。當(dāng)v純水=v糖水滲透停止。糖水溶液增高的這部分水的靜壓力就是糖水溶液的滲透壓。滲透壓：在一定的溫度下，恰能阻止?jié)B透發(fā)生所需施加的外壓力，稱為該溶液的滲透壓。用符號(hào)π表示。純水糖水

h純水糖水鹽水淡水pp>反滲透法凈化水

1886年，荷蘭理論化學(xué)家歸納出滲透壓力與濃度、溫度之間的關(guān)系。滲透作用產(chǎn)生的條件：①半透膜存在；②膜兩側(cè)溶液的濃度不相等。c：

物質(zhì)的量濃度

R：氣體常數(shù)8.314kPa·L·mol-1.K-1T：熱力學(xué)溫度（絕對(duì)溫度）

滲透現(xiàn)象在動(dòng)植物的生命過程中有著重要的作用：

1、醫(yī)學(xué)上輸液必需輸?shù)葷B溶液。2、動(dòng)物體內(nèi)水份的輸送。3、植物從土壤中吸收水份和營(yíng)養(yǎng)。4、求算溶質(zhì)的分子量?！纠咳梭w血的滲透壓為709.275kPa,人體溫度為37℃。試計(jì)算給人體輸液時(shí)所用葡萄糖溶液的w是多少？(設(shè)葡萄糖溶液密度是1.01g.ml-1；葡萄糖的分子摩爾質(zhì)量M為180g.mol-1)。解：∵π=c(葡)RT∴c=π/RTc(葡)=709.275/8.314×(273.15+37)=0.28mol.L-1

w=c(葡)·M/1000·ρ=(0.28×180/1000×1.01)×100%

=5.0%【例】實(shí)驗(yàn)測(cè)定未知物水溶液在298K時(shí)的滲透壓為750kPa，求溶液的沸點(diǎn)和凝固點(diǎn)。解：溶液的濃度為：c=π/RT＝750kPa/(8.314kPa·L·K-1·mol-1×298K)＝0.302mol·L-1≈0.302mol·kg-1ΔTb=Kb·b未≈0.512K·kg·mol-1×0.302mol·kg-1＝0.154KΔTf=Kf·b未≈1.86K·kg·mol-1×0.302mol·kg-1＝0.562K(一）溶膠的光學(xué)性質(zhì)-Tyndall現(xiàn)象

1.4.1溶膠的性質(zhì)1.4膠體溶液

凸透鏡丁達(dá)爾效應(yīng)示意圖光源光錐Fe(OH)3膠體

(二）溶膠的動(dòng)力性質(zhì)-布朗運(yùn)動(dòng)布朗運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的原因：分散質(zhì)粒子本身處于不斷的熱運(yùn)動(dòng)中。分散劑分子對(duì)分散質(zhì)粒子的不斷撞擊。

液體分子對(duì)溶膠粒子的撞擊粗分散系

電泳管示意圖(三）溶膠的電學(xué)性質(zhì)1.電泳電泳：在電場(chǎng)中，分散質(zhì)粒子作定向移動(dòng)，稱為電泳。

膠粒帶正電荷稱為正溶膠,一般金屬氫氧化物的溶膠即為正溶膠。膠粒帶負(fù)電荷稱為負(fù)溶膠,如：土壤、硫化物、硅酸、金、銀、硫等溶膠。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。實(shí)驗(yàn)表明，與膠粒具有相同組成的離子優(yōu)先被吸附。

（2）膠粒表面分子的解離：膠粒與溶液中的分散介質(zhì)接觸時(shí)，表面分子發(fā)生解離，有一種離子進(jìn)入溶液，而使膠粒帶電。例如，硅酸溶膠的膠粒是由很多xSiO2·yH2O

分子組成的表面上的H2SiO3分子在水分子作用下發(fā)生解離：，[（AgI)m?nAg+?(n-x)NO3-]x+?xNO3-

膠核電位離子反離子反離子吸附層擴(kuò)散層

膠粒膠團(tuán)1.膠團(tuán)結(jié)構(gòu):

以AgI為例：

AgNO3+KI=AgI+KNO3

當(dāng)AgNO3

過量時(shí)，分散質(zhì)帶正電荷，膠團(tuán)結(jié)構(gòu)如下：1.4.2膠團(tuán)的結(jié)構(gòu)和電動(dòng)電勢(shì)AgI溶膠的膠團(tuán)結(jié)構(gòu)示意圖2、電動(dòng)電勢(shì)EN+++++++++++++_____________MABC距離電勢(shì)膠粒與介質(zhì)之間的雙電層及電勢(shì)差

由以上膠團(tuán)結(jié)構(gòu)可知，膠粒與擴(kuò)散層之間形成了擴(kuò)散雙電層。對(duì)于膠粒帶正電，擴(kuò)散層帶負(fù)電的情況，雙電層如下圖所示：MN膠粒固相界面AB膠粒運(yùn)動(dòng)時(shí)的滑動(dòng)面MA吸附層厚度AC擴(kuò)散層厚度E膠粒固相表面到液體內(nèi)部的電勢(shì)差滑動(dòng)面AB到液體內(nèi)部的電勢(shì)差電勢(shì)吸附層擴(kuò)散層電解質(zhì)對(duì)的影響1、溶膠的穩(wěn)定性1.4.3溶膠的穩(wěn)定性與聚沉(1)布朗運(yùn)動(dòng)：能克服重力引起的沉降作用。(2)溶劑化作用：溶膠的吸附層和擴(kuò)散層的離子都是水化的（如為非水溶劑，則是溶劑化的），在水化膜保護(hù)下，膠粒較難因碰撞聚集變大而聚沉。水化膜越厚，膠粒就越穩(wěn)定。(3)膠粒帶電：同一種溶膠的膠粒帶有相同電荷，當(dāng)彼此接近時(shí)，由于靜電作用相互排斥而分開。膠粒荷電量越多，膠粒之間靜電斥力就越大，溶膠就越穩(wěn)定。膠粒帶電是大多數(shù)溶膠能穩(wěn)定存在的主要原因。ζ電勢(shì)越大，靜電排斥力越大，所以ζ電勢(shì)的數(shù)值可以衡量溶膠的穩(wěn)定性，ζ越大表明溶膠越穩(wěn)定。

2.溶膠的聚沉定義：分散質(zhì)粒子合并變大，最后從分散劑中分離出來的過程稱為聚沉或凝結(jié)。溶膠聚沉后外觀呈現(xiàn)渾濁。

1)、加入電解質(zhì)；

2)、加入帶相反電荷的膠體；

3)、長(zhǎng)時(shí)間加熱。促使膠體聚沉的方法有：注意：膠體的聚沉是不可逆的。電解質(zhì)的聚沉能力大小常用聚沉值來表示。

聚沉值：使一定的溶膠在一定的時(shí)間內(nèi)開始聚沉所需的電解質(zhì)的最低濃度稱為聚沉值。單位：mmol·L-1.聚沉值大，表示該電解質(zhì)的聚沉能力小，聚沉值與聚沉能力