第一章分散体系 目的要求： 1.掌握溶液中物质的量浓度、质量摩尔浓度、物质的量分数、 质量分数的计算及相互间的换算。 2.掌握难挥发非电解质稀溶液的依数性及其应用。 3.了解分散体系的类型，掌握胶体分散体系的基本特性 4.了解溶胶的性质，了解离子交换吸附的特点，掌握胶团结构 概念和胶体带电的原因，了解胶团的扩散双电层结构，了解电动 电势及其与溶胶稳定性的关系。 5.了解溶胶动力学稳定性和热力学不稳定性的原因，了解电解 质对溶胶的聚沉作用。 6.了解高分子化合物溶液的特点，了解表面活性物质的特点及 应用，了解乳状液的组成及类型。 重点： 溶液蒸气压下降的原因及依数性计算公式：胶团结构和影响 溶胶稳定性和聚沉性的因素。 难点： 引起稀溶液依数性的原因：胶团结构 课堂组织
§1-1分散体系 烟尘均匀地分布在空气中，烟尘与空气组成一种分散体系： NaCl固体溶解于水中，Na、Cr和HO组成分散体系。 1.按照分散相颗粒大小，分散系分为三类： 分散状粒径 例如 特征 相系 Inm 粗 >100 泥水、牛奶滤纸 不透明、不稳定、不穿过多相 胶体 1-100 胶、水玻璃（纳微浑浊半透明或不浑 浊透明，有Tyndal尔现 相 米材料) 溶液0101硫酸、盐水不沉降、稳定，穿过滤单相 *在所研究的体系中，任何一个物理、化学性质完全相同的部 分称为一个相，不同的相之间存在界面。 2.按照分散剂的状态分为：气溶胶：烟尘、云雾： 固溶胶：合金、硅凝胶： 液溶胶：胶体溶胶 §1-2溶液(solution) 溶液：由两种或多种组分以分子、原子或离子状态所组成的 均匀体系。 溶液的浓度：一定量的溶液或溶剂中所含溶质的量称为溶液 浓度。有很多方法表示溶液组成，化学上常用的有物质的量浓度 C(B)、质量摩尔浓度b(B)、摩尔分数等。 ·、物质的量浓度C(B)（A一溶剂：B一溶质)
1.定义：每一升溶液中所含物质B的量 2.公式Ca==,l图）=%xpxv(ml) VMB×V(L)MB×V(L) 3.单位：molL 二、质量摩尔浓度b(B) 1.定义：每一千克溶剂中所含物质B的量 2.公式：b(B)=7B×1000Wa×1000 m(g) M8x Wa(g】 3.单位：mol-kg1 例题：500克水中溶解17.1克蔗糖，求蔗糖的质量摩尔浓度. 解：b8=17x100=0.lmol/Ke 342×500 显然，质量摩尔浓度的优点在于，它与温度无关，且在极稀的水 溶液中c(B)≈b(B) c(B)mpB)p ’%mm 三、物质的摩尔分数X 1.定义：某组分物质的量与全部溶液物质的量之比 2.公式： X4=- na na X程=n君+nA n月 Xi+XB=1 3
3.单位：无 例题：48%硫酸溶液的密度为1.38gmL,计算此溶液的1.物质 的量浓度：2.质量摩尔浓度：3.物质的量分数. 解：1. c(B)=6 xpxv(ml)_486x1.38x100=6.76mol-E MB×V(L) 98 48 or 8×1000 c(B)=V-10%.38 6.76mol-L bBy=s×100 mA 4%8x10=942 mol-kg 52 48%s =0.15 X8=1-X8=0.85 §1-3稀溶液的依数性 (The colligative property of a dilute solution) 不同溶质和溶剂组成的溶液各有其不同的性质。其性质有的 与溶质的本性有关，如：颜色、酸碱性、硬度、密度等：有的与 溶质的本性无关。 依数性(colligative property通性)：溶液的性质与溶质的 质点数日有关，与溶质的本性无关
一、水的饱和蒸气压(Satuated vapor pressuer) 将水置于一密闭的容器中，在一定温度，水面上的水分 子不断蒸发为水蒸汽，而水蒸汽分子不断运动，碰到水面又 重新凝聚为液态水，温度一定时，蒸发速度与凝聚速度相等 达到平衡，即 H,00,yH,0(g)-Q吸热过程) 凝聚 与液态水平衡的蒸气称为饱和蒸气，饱和蒸气所产生的压力 称为水的饱和蒸气压 二、溶液的饱和蒸气压下降Decrease of vapor presure) 当在纯溶液中加入少量的难挥发非电解质，减少了单位面积上 的溶剂的分子数，故同一温度下，溶液单位时间内逸出的溶剂分子 数比纯溶剂的少，因而溶液的蒸气压比纯溶剂低 1.蒸气压下降： 同一温度下，纯溶剂的蒸气压与溶液的蒸气压之差 △p=p*-p 2.拉乌尔定理 表述式：在一定温度下，难挥发非电解质稀溶液的蒸气压等 于纯溶剂的饱和蒸气压与溶液中溶剂摩尔分数的乘积.即： p=p*×K 5
Xa+XB=1 .p=p*(1-XB)=p*-p*Xn ∴.△p=p*-p=p*Xa 对于两组分溶液稀溶液中：n>>ng,则， na+na na 假设水质量为知000克，则b(B)=”:×1000=m,2, 1000 ,(g) △p=p*x2=p*xB-p*M ×b(B)=Kh(B) nA 1000 1000 M 对于水流A,心 =55.52m0l 25°C时，k=0.057 由此可见，在一定温度下，难挥发非电解质稀溶液的蒸气压 下降近似地和溶液的质量摩尔浓度成正比。 3蒸气压下降的应用： 例：计算0.05moL蔗糖溶液100℃时的饱和蒸气压 解： △p=p*x005=0.0912kPa 55.52 p=p*-△p=101.325-0.0913=101.234kPa 三、溶液的沸点升高Boiling Point elevation) 1.液体的沸点： 是该液体的蒸气压等于外界的大气压时的温度。 6
在原沸点T*时，p在A点，<101325Pa,只有升温至Tb时， 蒸气压P才达到外压→冒泡/沸腾，因此溶液的沸点总是高于纯 溶剂的沸点。 △T2=T6-Tb* 2.原因：溶液的蒸气压下降。 蒸气压下降的程度仅与溶液的浓度有关，因此，溶液沸点 升高程度也只与溶液的浓度有关，与难挥发溶质的本性无关。 3.拉乌尔定律： △T=K,×b(B) ■Kb为摩尔沸点升高常数，物理意义：loKg溶液的沸点 升高，其数值取决于溶剂： ■只适用于难挥发电解质稀溶液 4.应用： ■计算溶液的沸点 例在100克水中溶解4.56克尿素，计算此溶液的沸点， 解： b(B)=456×1000 0.76mol.kg- 60.0×100 △6=0.512×0.76=0.39K .t6=6*+△6=373+0.39=373.39K ■测定难挥发非电解质的分子量 例烟草的主要成分尼古丁的实验式CHN,今将496克尼古丁 溶于10千克水中，溶液在100KPa,沸点为100.157℃，求尼古丁的分 7
子式 解：AT=Kb(B)=Ka×X形×1000 496×1000 0.157=0.512× MB×10×1000 M8 =162.0g/mol 2 .C1oH4N2 四、溶液的凝固点下降Freezing point lowering) 在一定外压下（一般指常压），物质的固相蒸气压和液相蒸气 压相等，两相平衡共存时的温度，称为该物质的凝固点。 在原T*时，溶液的蒸气压在C点，比冰的饱和蒸气压(O)低， 不能三相共存一只有在CD与OD相交的Tr才能共存。因此，溶液 的凝固点低于纯溶剂的凝固点. 1.原因：溶液的蒸气压下降 2拉乌尔定理： △Tr=K×b(B) ■K为摩尔凝固点下降常数物理意义类似于Kb ■只适用于难挥发非电解质溶液 3.应用： ■计算溶液的凝固点 ■测定难挥发非电解质的分子量 例：将0.40克葡萄糖溶于水中，测得溶液的凝固点为-0.207℃，计
算葡萄糖的分子量 解： m(C6Hi2Wo=0.40x1000 M×20 △T=0-(-0.207)=0.207 0.207=1.86×0.40×1000 M×20 M=180g·mol 4.实用意义： 溶液的凝固点下降原理在实际工作中很有用处。在严寒的冬 天，为防止汽车水箱冻裂，常在水箱中加入甘油或乙二醇已降低 水的凝固点，这样可以防止水箱中的水因结冰而体积膨大，胀裂 水箱。 五、渗透压(Osmotic pressure) 1.渗透现象： ■B侧液面上升，A侧液面下降：显然是由于水分子由A侧向B 侧移动，为什么？因为进出的速度不同。由于两侧的溶液浓度不 等（单位体积内水分子的个数不同），糖水溶液中水分子个数相对 同体积比同体积的纯水少。因此，单位时间内，纯水穿过半透膜 (那些只允许水分子自由通过而溶质不能通过的膜状物质，如细 胞膜，萝卜皮，肠衣，牛皮纸等都称为半透膜)进入糖水溶液的 水分子数比从糖水溶液穿过半透膜而进入纯水的水分子多，V进 >V出，故B侧液面上升。这种现象称为渗透现象。 ■液面升高不是无限的.因为液柱本身重量产生静水压P,在p 的作用下，使V出↑，h↑→p↑一V出↑，最终V进=V出，这时 9
已达到渗透平衡。 2.产生渗透现象的原因： 1).有半透膜的存在， 2),膜的两边溶液浓度不等， 3.渗透压 渗透平衡时，液柱所产生的静水压，称为渗透压π。 π=c(B)RT R=8.314KPL·Kmo ■渗透压与溶液的温度和浓度有关，即：稀溶液中，c(BFb(B) WB .π=b(B)RT= M1000x RT 4.应用： ■计算高分子化合物的分子量， 例：含有5gL某可溶性多糖的水溶液，在298K时有3.24KPa 的渗透压计算该多糖的分子量. 解：3.24KP。=58 -×8.314KPaL-K-mol×278K Me Ma=3567g·mo- 5 cB8)=3567=1.4x10'm0l-L △T,=K×c(B)=0.026K 故渗透压法测大分子的分子量比凝固点下降法更优越。 例：测得人体血液的凝固点下降是0.56℃，计算37℃时血液的 渗透压