第1章物质的状态第2节物质的分散状态.

第一章物质的状态第一章物质的状态第一节物质的聚集状态第二节物质的分散状态第二节物质的分散状态一种或几种物质以微小粒子的形式分散在另外一种物质中所构成的系统称为分散系。被分散的物质叫分散质(分散相)。起分散作用的物质叫分散剂(分散介质)。例如：云，牛奶，珍珠油水泥水NaCl溶液分散剂分散质分散系水小油滴水小土粒水Na+和Cl-分散系分类1按分散质或分散剂的聚集状态液液固固气气分散质分散剂9种分散系列举出生活中常见的分散系分散剂分散质气气固液液固气液固固气液空气混合气体雾云水气烟灰尘啤酒泡沫浪花汽水牛奶酒精的水溶液石灰浆油漆活性炭焦炭泡沫塑料湿泥土珍珠(包藏着水的碳酸钙)岩石矿物玛瑙有色玻璃合金分散系分类2▬按分散质粒子直径大小第二节物质的分散状态一溶液二胶体三乳状液一溶液1.1溶液的基本概念一种或几种物质以分子、原子或离子状态分散到另一种物质里，形成均一、稳定的分散体系称为溶液。包含溶质和溶剂。在指定的温度下，一种物质在定量溶剂中可溶的最大量，称为该物质的溶解度。在单位体积溶液中所含溶质的量称为该溶质(溶液)的浓度。含溶质浓度低的溶液叫做稀溶液，浓度相对较高的溶液叫做浓溶液。当在一种液体溶液中加入过量的溶质(超过溶解度的量)时，纯溶质和已溶解溶质之间会建立起溶解平衡：到达平衡时，纯溶质溶入溶液的速率与已溶溶质从溶液析出的速率相等，此时溶液的浓度便保持恒定不变了。这时溶液称为饱和溶液，溶液的浓度就是该溶质的溶解度。溶质可以根据它们水溶液的导电性分为电解质和非电解质电解质根据导电性能的强弱进一步分为强电解质和弱电解质1.2溶液的浓度表示法物质的量及其单位物质的量：用来衡量微观粒子数量的物理量，符号为n，单位为摩尔（简称摩，符号为mol）。摩尔质量(M):物质的质量(m)除以该物质的物质的量(n),其单位是kg/mol,常用单位为g/mol。表达式为M=m/n1.2溶液的浓度表示法物质的量浓度单位体积的溶液中溶解的溶质的物质的量cVn式中：c—浓度，单位mol/Ln—溶质的物质的量，单位molV—溶液的体积，单位L1.2溶液的浓度表示法质量摩尔浓度单位质量的溶剂中所含溶质的物质的量式中：b—浓度，单位mol/kgn—溶质的物质的量，单位molm—溶剂的质量，单位kgbmn1.2溶液的浓度表示法摩尔分数混合系统中，某组分B的物质的量与混合物（或溶液）总物质的量之比BBnnnB—B的物质的量，单位为mol；n—混合物总的物质的量，单位为mol；—物质B的摩尔分数，量纲为一。BBBABnnnAAABnnnAB1溶质B的摩尔分数:溶剂A的摩尔分数:所以对于两组分的溶液系统1i对于任一多组分系统：1.2溶液的浓度表示法质量分数混合系统中，某组分B的质量与混合物总质量之比，称为组分B的质量分数。BBmmmB—物质B的质量；m—混合物的质量；—组分B的质量分数，量纲为一。B1.2溶液的浓度表示法稀释与浓缩如果将一溶液稀释或浓缩，溶液体积变了，浓度也变了，但无论浓度和体积如何变，其中所含溶质的物质的量是不会变的，它将保持恒定，故可得到下式：1122cVcV1.3稀溶液的依数性溶液的性质：1)与溶液中溶质的本性有关溶液的颜色、密度、气味、酸碱性和导电性等；2)仅与溶液中溶质的粒子数目有关——溶液的依数性溶液的蒸气压下降溶液的沸点升高溶液的凝固点降低溶液渗透压的产生溶液的依数性只有在溶液的浓度很稀时才有规律，而且溶液浓度越稀，其依数性的规律性越强。溶液依数性适用范围：难挥发性非电解质的稀溶液。1.3稀溶液的依数性(1)溶液的蒸气压下降ppp溶入少量难挥发性非电解质将占据一部分溶液的表面p↓蒸气压：溶液＜纯溶剂拉乌尔定律：Appx1ABxx(1)BBppppxx在一定温度下，难挥发非电解质稀溶液的蒸气压可表示为：式中：p—溶液的蒸气压p*—纯溶剂的饱和蒸气压xA—溶剂的摩尔分数xB—溶质的摩尔分数对于双组分体系Bppxppa.难挥发b.非电解质c.稀溶液拉乌尔定律适用范围适用于葡萄糖、果糖、甘油等非电解质溶液，而不适用于NaCl等电解质溶液。否则必须考虑溶质的蒸气压不须考虑溶质分子对溶剂分子的作用力2、判断：将相同质量的葡萄糖和甘油分别溶解在100g水中，则两种溶液的蒸气压相等。X1、判断：将相同物质的量的葡萄糖和果糖分别溶解在100g水中，则两种溶液的蒸气压相同。√习题例3已知293K时水的饱和蒸气压为2.338kPa，将6.840g蔗糖(C12H22O11)溶于100.0g水中，计算蔗糖溶液的蒸气压和质量摩尔浓度。1112212kg0.2000mol100.0gkg1000gmol342.0g6.840g11)OH(Cb0.9964l0.02000)mo(5.5495.549molmol342.0g6.840gmol18.02g100.0gmol18.02g100.0g111O)(H2x蔗糖溶液的蒸汽压为p=p*xA=2.338kPa×0.9964=2.330(kPa)蔗糖的摩尔质量为342.0g.mol-1，所以溶液的质量摩尔浓度为：解：(2)溶液的沸点升高由于溶液的蒸气压低于纯溶剂的蒸气压，所以溶液的沸点要高于纯溶剂的沸点。溶剂pT溶液101.325kPa沸点上升示意图btbtbbtKb△tb—溶液的沸点升高，单位为K或℃b—溶质的质量摩尔浓度，单位为mol/kgKb—溶剂的沸点升高常数，单位为(K·kg)/mol或(℃·kg)/mol(3)溶液的凝固点降低凝固点：液体的蒸气压等于其固体的蒸气压时系统对应的温度，此时液体的凝固和固体的熔化处于平衡状态。fftKb△tf：溶液凝固点降低值，单位为K或℃；b：溶质的质量摩尔浓度，单位为mol/kgKf：溶剂凝固点降低常数，单位为(K·kg)/mol或(℃·kg)/mol非电解质稀溶液的凝固点降低与溶质的质量摩尔浓度成正比，与溶质本性无关。凝固点下降规律1、判断：0.1mol/kg葡萄糖溶液与0.1mol/kg甘油溶液的凝固点降低值和沸点升高值分别相等。Kf≠Kb2、判断：0.1mol/L葡萄糖溶液的凝固点降低值和沸点升高值相等。X习题fftKbbbtKb溶液凝固点降低的应用测定溶质的相对分子质量（特别是小分子）凝固点降低法具有灵敏度高、实验误差小、低温测定生物样品不易变性等优点。ffBtKbBBffBffABAnmtKbKKmMmfBBfAKmMtm例：从尿中提取出一种中性含氮化合物，将90mg纯品溶解在12g蒸馏水中，所得溶液的凝固点比纯水降低了0.233K，已知水的Kf＝1.86K·kg·mol-1，试计算此化合物的摩尔质量。BA0.090g,12g,mm1fBBfA1.86Kkgmol0.090g0.233K12gKmMtm-110.060kgmol60gmolft0.233K解：已知该中性含氮化合物的摩尔质量为：致冷剂盐和冰的混合物采用NaCl和冰，温度可以降到–22oC，用CaCl2·2H2O和冰，温度可以降到–55oC。溶液凝固点降低的应用抗冻剂甘油或乙二醇的水溶液汽车水箱中加甘油或乙二醇tf↓例：用质量相同的下列化合物作为防冻剂，哪一种防冻效果最好？为什么？⑴乙二醇（C2H6O2）⑵甘油（C3H8O3）⑶葡萄糖（C6H12O6）⑷蔗糖（C12H22O11）乙二醇∵MB最小∴质量摩尔浓度最大(4)溶液的渗透压渗透(现象)：溶剂分子通过半透膜向溶液中自发扩散的过程。天然：动植物细胞膜、动物膀胱膜、肠衣、各种蛋膜、植物根膜。人造：医用透析膜、火棉胶等。半透膜一种只允许小分子通过而不允许大分子通过的物质(膜)渗透现象的产生1.产生条件半透膜浓度差3.限度：达到渗透平衡2.方向：纯溶剂→溶液，或是由稀向浓0.2mol/L葡萄糖0.1mol/L葡萄糖判断渗透方向渗透压一定温度下，为了恰好阻止溶剂渗透而在溶液液面上施加的压力就定义为渗透压，用符号表示。渗透压的单位:Pa或kPa如果被半透膜隔开的是两种不同浓度的溶液，为阻止渗透现象发生，应在较浓溶液上施加一压力，这一压力应是两溶液的渗透压力之差。1886年,Van’tHoff提出：对稀溶液来说，渗透压与溶液的浓度和温度成正比，其比例常数就是气体状态方程式中的常数R。渗透压与浓度、温度的关系Van’tHoff荷兰物理化学家1901年获诺贝尔化学奖van’tHoff方程式在一定温度下，溶液的渗透压力与溶液的浓度成正比。即渗透压力与单位体积溶液中所含溶质的数目成正比，而与溶质的本性无关。RTnVRΠTcΠVnRT（与理想气体方程相似）—渗透压，Pa;c—溶质的物质的量浓度,mol/L；R—摩尔气体常数,8.314J/(mol·K)；b—溶质的质量摩尔浓度,mol/kgn—溶质的物质的量,mol;ΠbRT(稀溶液)(1)0.25mol·L-1蛋白质溶液与0.25mol·L-1的淀粉溶液的渗透压相等。习题(2)0.3mol·L-1葡萄糖溶液的渗透压是0.3mol·L-1的NaCl溶液渗透压的一半。√√渗透压公式的应用对于非电解质稀溶液，可通过测定溶液的渗透压π，间接地测定溶液中溶质的分子量M。尤其适用于测定高分子化合物的摩尔质量。m为溶质的质量，为渗透压，M为溶质的摩尔质量。VRTnRΠTmMMVmRTΠ例:有一蛋白质的饱和水溶液，每升含有蛋白质5.18克，已知在298.15K时，溶液的渗透压为413Pa，求此蛋白质的相对分子质量。解：根据公式V=nRT即该蛋白质的相对分子质量为30569g/mol。渗透压在医学上的意义等渗、低渗、高渗溶液相等的两种溶液称为等渗溶液(浓度相等)相对高的溶液叫做高渗溶液(浓溶液)相对低的溶液叫做低渗溶液(稀溶液)发生渗透作用时，水从低渗溶液渗入高渗溶液，直到渗透平衡。临床上是以血浆总渗透压为标准来确定溶液是等渗、低渗或者高渗。临床上常用的等渗溶液生理盐水渗透浓度为：308mmol.L-10.149mol.L-1碳酸氢钠溶液渗透浓度为：298mmol.L-10.278mol.L-1葡萄糖溶液渗透浓度为：278mmol.L-1将红细胞置于不同浓度的NaCl溶液中，在显微镜下观察发现：A在生理盐水中B在较浓的NaCl溶液中C在较稀的NaCl溶液中红细胞逐渐皱缩，皱缩的红细胞互相聚结成团。这是因为红细胞内液的渗透压力低于浓NaCl溶液，红细胞内的水向外渗透引起。红细胞的形态没有什么改变，因为生理盐水与红细胞内液的渗透压力相等，细胞内外液处于渗透平衡状态。红细胞逐渐胀大，最后破裂，释放出红细胞内的血红蛋白使溶液染成红色，即溶血。这是因为红细胞内液的渗透压力高于稀NaCl溶液，细胞外的水向细胞内渗透引起。在溶液一侧若是施加的外压大于渗透压力，则溶液中会有更多的溶剂分子通过半透膜进入溶剂一侧，这种使渗透作用逆向进行的过程称为反向渗透。反向渗透海水淡化30atm1.1溶液的基本概念1.2溶液的浓度表示法物质的量浓度质量摩尔浓度摩尔分数质量分数稀释与浓缩1.3稀溶液的依数性及应用1122cVcVBBmmBBnnbmncVn溶液小结稀溶液的依数性小结1．蒸气压下降2．沸点上升B*ppx3．凝固点下降ffBtKb4．渗透压RTbcRTΠB蒸气压下降，沸点上升，凝固点下降，渗透压都是难挥发的非电解质稀溶液的通性；它们只与溶剂的本性和溶液的浓度有关，而与溶质的本性无关。bbBtKb1.4稀溶液的依数性应用分子量的测定制作防冻剂和制冷剂生理盐水的配制海水的淡化—反渗透二胶体定义：分散质微粒的直径在1nm-100nm(10-9m~10-7m)之间的分散系。生活中常见的胶体：血液、豆浆、蛋清、胶水、墨水、液状涂料、有色玻璃、淀粉溶液……胶体的分类胶体的分类液溶胶气溶胶固溶胶淀粉、豆浆、蓝黑墨水、牛奶、血液、黄河水Fe(OH)3胶体、Al(OH)3