第2章物质的聚体状态和溶液 2.1物质的聚集状态简介 2.2气体 2.3 溶液 2.4胶体 2.5固体(了解)
2.1 物质的聚集状态简介 2.2 气体 2.3 溶液 2.4 胶体 2.5 固体(了解) 第2章 物质的聚体状态和溶液
2.1物质的聚集状态简介 物质的聚集状态 温度和压力 —相图 量 超临界 三态:气态、液态、固态 临界点 ,流体 超临界流体 e 相图:三相点B,临界点C 气相 液相 D 超临界流体(supercritical fluid) 固相 密度大(于气体)、粘稠度低(于液态)、 表面张力小、溶解能力很强 P。压力 第四态:等离子体 蒸发—凝结 (BC) 离子液体 升华一凝华(AB) 第五态:中子态 (一中子星) 熔融。 凝固(BD) 其他:酯膜结构、夸克胶子等离子体、暗物质等
物质的聚集状态——温度和压力——相图 三态:气态、液态、固态 第四态:等离子体 其他:酯膜结构、夸克胶子等离子体、暗物质等 离子液体 相图:三相点B,临界点C 超临界流体(supercritical fluid) 蒸发——凝结(BC) 升华——凝华(AB) 熔融——凝固(BD) 超临界流体 ——密度大(于气体)、粘稠度低(于液态)、 表面张力小、溶解能力很强 第五态:中子态 (——中子星) 2.1 物质的聚集状态简介
2.1物质的聚集状态简介 等离子体 等离子体(Plasma)是一种由自由电子和带电离子为主要成分的物质形态, 广泛存在于宇宙中,常被视为是物质的第四态,被称为等离子态,或者“超气 态”,也称“电浆体”。 严格来说,等离子体是具有高能量的气体团,等离子体的总带电量仍是中 性,借由电场或磁场的高动能将外层的电子击出,结果电子已不再被束缚于原 子核,而成为高位能高动能的自由电子。 冈
等离子体 等离子体(Plasma)是一种由自由电子和带电离子为主要成分的物质形态, 广泛存在于宇宙中,常被视为是物质的第四态,被称为等离子态,或者“超气 态”,也称“电浆体”。 严格来说,等离子体是具有高能量的气体团,等离子体的总带电量仍是中 性,借由电场或磁场的高动能将外层的电子击出,结果电子已不再被束缚于原 子核,而成为高位能高动能的自由电子。 2.1 物质的聚集状态简介
2.1物质的聚集状态简介 离子液体 离子液体(Ionic liquid.,IL)指液态时的离子化合物。所有可熔融而不 分解或气化的盐类都可作离子液体,如高温下的氯化钠,其中就含有钠离子和 氯离子。离子液体在冷却时一般生成离子性固体,可能是结晶或无定形的。 离子键一般比普通液体中的分子间范德华力要强,所以常见盐类的熔点大 多比其他类型固体的熔点要高。目前研究中比较感兴趣的是室温或低温离子液 体。 离子液体有众多应用,例如作为溶剂或导电液体。近室温的离子液体是重 要的电池材料。因蒸气压较低,也用作密封材料。 N+.CH3 1-丁基-3-甲基咪唑盐(BMM) PF6
离子液体 离子液体(Ionic liquid,IL)指液态时的离子化合物。所有可熔融而不 分解或气化的盐类都可作离子液体,如高温下的氯化钠,其中就含有钠离子和 氯离子。离子液体在冷却时一般生成离子性固体,可能是结晶或无定形的。 1-丁基-3-甲基咪唑盐(BMIM): 2.1 物质的聚集状态简介 离子键一般比普通液体中的分子间范德华力要强,所以常见盐类的熔点大 多比其他类型固体的熔点要高。目前研究中比较感兴趣的是室温或低温离子液 体。 离子液体有众多应用,例如作为溶剂或导电液体。近室温的离子液体是重 要的电池材料。因蒸气压较低,也用作密封材料
2.2气体 2.2.1理想气体状态方程 >理想气体(ideal gases) 分子之间没有相互作用 分子本身体积为零的气体 注:低压、高温下的气体可近似按理想气体处理
2.2.1 理想气体状态方程 ➢ 理想气体(ideal gases) 分子之间没有相互作用 分子本身体积为零的气体 注:低压、高温下的气体可近似按理想气体处理 2.2 气体
2.2气体 2.2.1理想气体状态方程 v&nT V=nRT (state equation) 式中:p一气体的压力Pa) V一气体的体积(㎡3) n一气体的物质的量(mol) R一摩尔气体常数(8.314Jmol.Kl) T一热力学温度(K):T=273.15+t 冈
2.2 气体 2.2.1 理想气体状态方程 (state equation) p nT V 式中:p — 气体的压力(Pa) T — 热力学温度(K):T=273.15+t V — 气体的体积(m3 ) n — 气体的物质的量(mol) R —摩尔气体常数(8.314 J ·mol-1· K-1 )
2.2气体 2.2.1理想气体状态方程 若用 m一气体的质量,g M一气体的摩尔质量,gmol p一气体的密度,g/㎡ 则 pY=aRT=对R7 →pM=gRT=pRT
若用 m — 气体的质量,g M — 气体的摩尔质量,g/mol — 气体的密度,g/m3 则 RT RT V m pM RT M m pV nRT = = = = RT RT V m pM RT M m pV nRT = = = = RT RT V m pM RT M m pV nRT = = = = RT RT V m pM RT M m pV nRT = = = = RT RT V m pM RT M m pV nRT = = = = RT RT V m pM RT M m pV nRT = = = = RT RT V m pM RT M m pV nRT = = = = RT RT V m pM RT M m pV nRT = = = = RT RT V m pM RT M m pV nRT = = = = 2.2 气体 2.2.1 理想气体状态方程
2.2气体 例1.一学生在实验室中,在73.3kPa和25C下收集得250mL某气体。在分析天 平上称量,得气体净质量为0.118克。求这种气体的物质的量和摩尔质量。 解:设此气体为理想气体 p=7.33×104Pa V=250mL×10-6m3.mL-1=2.50×10-4m3 PV=nRT n=p业 RT 7.33×104Pa×2.50×10-4m3 n= =7.39×10-3mol 8.314J.mol-1.k-×(273.15+25)K M。="ma-0.118g/7.39×10-3mol=16.0g/mol n 冈
例1. 一学生在实验室中,在73.3kPa和25oC下收集得250 mL某气体。在分析天 平上称量,得气体净质量为0.118 克。求这种气体的物质的量和摩尔质量。 0118g 7 39 10 mol 16 0g/mol 7 39 10 mol 8 314J mol k (27315 25)K 7 33 10 Pa 2 50 10 m 250mL 10 m mL 2 50 10 m 7 33 10 Pa B 3 B 3 1 1 4 4 3 6 3 1 4 3 4 . / . . n m M . . . . . n RT pV pV nRT n V . p . = = = = + = = = = = = − − − − − − − − 解:设此气体为理想气体 0 118g 7 39 10 mol 16 0g/mol 7 39 10 mol 8 314J mol k (273 15 25)K 7 33 10 Pa 2 50 10 m 250mL 10 m mL 2 50 10 m 7 33 10 3 3 1 1 4 4 3 6 3 1 4 3 4 . / . . n m M . . . . . n RT pV pV nRT n V . p . Pa B B = = = = + = = = = = = − − − − − − − − 0 118g 7 39 10 mol 16 0g/mol 7 39 10 mol 8 314J mol k (273 15 25)K 7 33 10 Pa 2 50 10 m 250mL 10 m mL 2 50 10 m 7 33 10 3 3 1 1 4 4 3 6 3 1 4 3 4 . / . . n m M . . . . . n RT pV pV nRT n V . p . 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Pa B B = = = = + = = = = = = − − − − − − − − 0 118g 7 39 10 mol 16 0g/mol 7 39 10 mol 8 314J mol k (273 15 25)K 7 33 10 Pa 2 50 10 m 250mL 10 m mL 2 50 10 m 7 33 10 3 3 1 1 4 4 3 6 3 1 4 3 4 . / . . n m M . . . . . n RT pV pV nRT n V . p . Pa B B = = = = + = = = = = = − − − − − − − − 0 118g 7 39 10 mol 16 0g/mol 7 39 10 mol 8 314J mol k (273 15 25)K 7 33 10 Pa 2 50 10 m 250mL 10 m mL 2 50 10 m 7 33 10 3 3 1 1 4 4 3 6 3 1 4 3 4 . / . . n m M . . . . . n RT pV pV nRT n V . p . Pa B B = = = = + = = = = = = − − − − − − − − 0 118g 7 39 10 mol 16 0g/mol 7 39 10 mol 8 314J mol k (273 15 25)K 7 33 10 Pa 2 50 10 m 250mL 10 m mL 2 50 10 m 7 33 10 3 3 1 1 4 4 3 6 3 1 4 3 4 . / . . n m M . . . . . n RT pV pV nRT n V . p . Pa B B = = = = + = = = = = = − − − − − − − − 0 118g 7 39 10 mol 16 0g/mol 7 39 10 mol 8 314J mol k (273 15 25)K 7 33 10 Pa 2 50 10 m 250mL 10 m mL 2 50 10 m 7 33 10 3 3 1 1 4 4 3 6 3 1 4 3 4 . / . . n m M . . . . . n RT pV pV nRT n V . p . Pa B B = = = = + = = = = = = − − − − − − − − 0 118g 7 39 10 mol 16 0g/mol 7 39 10 mol 8 314J mol k (273 15 25)K 7 33 10 Pa 2 50 10 m 250mL 10 m mL 2 50 10 m 7 33 10 3 3 1 1 4 4 3 6 3 1 4 3 4 . / . . n m M . . . . . n RT pV pV nRT n V . p . Pa B B = = = = + = = = = = = − − − − − − − − 0 118g 7 39 10 mol 16 0g/mol 7 39 10 mol 8 314J mol k (273 15 25)K 7 33 10 Pa 2 50 10 m 250mL 10 m mL 2 50 10 m 7 33 10 3 3 1 1 4 4 3 6 3 1 4 3 4 . / . . n m M . . . . . n RT pV pV nRT n V . p . Pa B B = = = = + = = = = = = − − − − − − − − 0 118g 7 39 10 mol 16 0g/mol 7 39 10 mol 8 314J mol k (273 15 25)K 7 33 10 Pa 2 50 10 m 250mL 10 m mL 2 50 10 m 7 33 10 3 3 1 1 4 4 3 6 3 1 4 3 4 . / . . n m M . . . . . n RT pV pV nRT n V . p . Pa B B = = = = + = = = = = = − − − − − − − − 0 118g 7 39 10 mol 16 0g/mol 7 39 10 mol 8 314J mol k (273 15 25)K 7 33 10 Pa 2 50 10 m 250mL 10 m mL 2 50 10 m 7 33 10 3 3 1 1 4 4 3 6 3 1 4 3 4 . / . . n m M . . . . . n RT pV pV nRT n V . p . Pa B B = = = = + = = = = = = − − − − − − − − 0 118g 7 39 10 mol 16 0g/mol 7 39 10 mol 8 314J mol k (273 15 25)K 7 33 10 Pa 2 50 10 m 250mL 10 m mL 2 50 10 m 7 33 10 3 3 1 1 4 4 3 6 3 1 4 3 4 . / . . n m M . . . . . n RT pV pV nRT n V . p . Pa B B = = = = + = = = = = = − − − − − − − − 0 118g 7 39 10 mol 16 0g/mol 7 39 10 mol 8 314J mol k (273 15 25)K 7 33 10 Pa 2 50 10 m 250mL 10 m mL 2 50 10 m 7 33 10 3 3 1 1 4 4 3 6 3 1 4 3 4 . / . . n m M . . . . . n RT pV pV nRT n V . p . Pa B B = = = = + = = = = = = − − − − − − − − 0 118g 7 39 10 mol 16 0g/mol 7 39 10 mol 8 314J mol k (273 15 25)K 7 33 10 Pa 2 50 10 m 250mL 10 m mL 2 50 10 m 7 33 10 3 3 1 1 4 4 3 6 3 1 4 3 4 . / . . n m M . . . . . n RT pV pV nRT n V . p . Pa B B = = = = + = = = = = = − − − − − − − − 0118g 7 39 10 mol 16 0g/mol 7 39 10 mol 8 314J mol k (27315 25)K 7 33 10 Pa 2 50 10 m 250mL 10 m mL 2 50 10 m 7 33 10 B 3 3 1 1 4 4 3 6 3 1 4 3 4 . / . . n m M . . . . . n RT pV pV nRT n V . p . Pa B = = = = + = = = = = = − − − − − − − − 0 118g 7 39 10 mol 16 0g/mol 7 39 10 mol 8 314J mol k (273 15 25)K 7 33 10 Pa 2 50 10 m 250mL 10 m mL 2 50 10 m 7 33 10 3 3 1 1 4 4 3 6 3 1 4 3 4 . / . . n m M . . . . . n RT pV pV nRT n V . p . Pa B B = = = = + = = = = = = − − − − − − − − 0 118g 7 39 10 mol 16 0g/mol 7 39 10 mol 8 314J mol k (273 15 25)K 7 33 10 Pa 2 50 10 m 250mL 10 m mL 2 50 10 m 7 33 10 3 3 1 1 4 4 3 6 3 1 4 3 4 . / . . n m M . . . . . n RT pV pV nRT n V . p . Pa B B = = = = + = = = = = = − − − − − − − − 0 118g 7 39 10 mol 16 0g/mol 7 39 10 mol 8 314J mol k (273 15 25)K 7 33 10 Pa 2 50 10 m 250mL 10 m mL 2 50 10 m 7 33 10 3 3 1 1 4 4 3 6 3 1 4 3 4 . / . . n m M . . . . . n RT pV pV nRT n V . p . Pa B B = = = = + = = = = = = − − − − − − − − 0 118g 7 39 10 mol 16 0g/mol 7 39 10 mol 8 314J mol k (273 15 25)K 7 33 10 Pa 2 50 10 m 250mL 10 m mL 2 50 10 m 7 33 10 3 3 1 1 4 4 3 6 3 1 4 3 4 . / . . n m M . . . . . n RT pV pV nRT n V . p . Pa B B = = = = + = = = = = = − − − − − − − − 2.2 气体
2.2气体 2.2.2气体的分压定律和分体积定律 >气体的分压定律(Law of partial pressure)) ·组分气体 mix 理想气体混合物中的每一种气体 ·组分气体的分压力 A Pe HgRT 组分气体B在相同温度(TD下单独占有 与混合气体相同体积()时所产生的 V 压力(P)—组分气体的分压力
➢ 气体的分压定律(Law of partial pressure) • 组分气体 理想气体混合物中的每一种气体 • 组分气体的分压力 组分气体 B 在相同温度(T)下单独占有 与混合气体相同体积(V)时所产生的 压力(pB)——组分气体的分压力 2.2 气体 2.2.2 气体的分压定律和分体积定律 V n RT p B B = V n RT p B B = V n RT pB B = V n RT p B B = V n RT p B B = V n RT p B B =