第三章教师内容

第三章溶液和胶体溶液一、学习目的本章主要介绍了溶液组成标度表示方法及有关计算；稀溶液的依数性；胶体溶液等内容，为后续课程的学习奠定基础。知识要求1．掌握溶液组成标度的表示方法及有关计算、渗透压的基本概念、溶胶和高分子化合物溶液的组成。2．熟悉溶胶的形成及胶粒带电的原因、溶胶的稳定性和聚沉、高分子化合物溶液和凝胶的基本性质。3．了解稀溶液的依数性的基本内容及其计算。能力要求熟练掌握溶液的配制方法和浓度计算；熟练利用溶胶稳定性和聚沉的基本知识解释和体会在实践和生活中的应用。二、重点串解（一）分散系1．分散系把一种或几种物质以细小微粒的形式分散在另一种物质中所得到的体系。分类特征2．溶液组成标度溶液的组成标度：指一定量的溶液（或溶剂）中所含溶质的量，习惯上称做粗分散系：分散相粒子直径大于100nm悬浊液乳浊液胶体分散系：粒子直径在1～100nm之间分子、离子分散系：粒子直径小于1nm，称真溶液（或溶液）。溶胶高分子溶液乳浊液粗分散系：多相不稳定体系、能自动聚沉；分散相粒子不能透过滤纸和半透膜。溶胶：多相、有相对稳定性、不易聚沉高分子溶液：单相，稳定，不聚沉分散相粒子能透过滤纸不能透过半透膜。分子、离子分散系：单相、稳定、不聚沉；分散相粒子能透过滤纸和半透膜。溶液的浓度。表示方法有关计算3．电解质溶液电解质：在水溶液中或在熔融状态下能够导电的化合物。分类解离度：表示弱电解质在水溶液中解离的程度。100%100%已解离的分子数已解离的浓度电解质分子总数电解质总浓度强电解质溶液（二）稀溶液依数性稀溶液依数性：溶液的蒸气压下降、溶液的沸点升高、溶液的凝固点降低和溶液的渗透压与溶液中所含溶质粒子的浓度成正比，而与溶质本性无关。BBBBBBBBBBABBBA//////()mmVVmVcnVbnmxnnn质量分数：体积分数：质量浓度：物质的量浓度：质量摩尔浓度：摩尔分数：BBBBBBBBcc1122112212()cVcVcVcVcVV浓度换算：溶液稀释：溶液混合：强电解质-在水溶液中完全解离，不存在解离平衡弱电解质-在水溶液仅能部分解离，存在解离平衡表观解离度：表示溶液中离子间相互牵制作用的强弱程度活度和活度系数：(01)afcf（三）胶体溶液溶胶的结构：[(AgI)m·nAg+·(n-x)NO3-]x+·xNO3-胶核吸附层扩散层胶粒胶团高分子溶液凝胶渗透：溶剂分子透过半透膜进入溶液的自发过程渗透方向：总是溶剂分子从纯溶剂向溶液（或从稀溶液向浓溶液）方向渗透渗透结果：减小了膜两侧溶液的浓度差产生渗透现象的条件：有半透膜存在和膜两侧溶液存在浓度差渗透平衡：水分子向两个方向渗透的速率相等渗透压：恰好能阻止渗透进行而施加于溶液液面上的压力渗透压与浓度、温度的关系：π=icRT渗透浓度：体液中能产生渗透效应的各种分子、离子的总浓度等渗溶液：渗透浓度在280~320mmol/L范围之内的溶液低渗溶液：渗透浓度低于280mmol/L的溶液高渗溶液：渗透浓度高于320mmol/L的溶液晶体渗透压：由小分子和小离子所产生的渗透压胶体渗透压：由大分子和大离子所产生的渗透压溶胶稳定的原因溶胶聚沉方法胶粒带电水化膜布朗运动加少量电解质加相反电荷的溶胶加热分散相：单个高分子分散介质：与分散相相溶特征：稳定、粘度大、盐析应用：高分子化合物对溶胶具有保护作用形成：胶体变成半固态时的体系性质：弹性、膨胀作用、离浆、触变作用溶液的渗透压三、知识背景1．一密闭恒温的玻璃缸中有两只相同的烧杯，一只盛纯水，另一只盛浓葡萄糖水，放置一段时间后会有什么变化？为什么？另一密闭恒温的玻璃缸中有只盛纯水的烧杯，烧杯旁边有很多的小水珠，放置一段时间后会有什么变化？为什么？纯水的液面会降低甚至变干，浓葡萄糖水的液面会升高。纯水会自动地进入浓葡萄糖水。这是因为，纯水的饱和蒸气压大于浓葡萄糖水的饱和蒸气压。当体系中纯水蒸发达到饱和蒸气压时，此时已经大于浓葡萄糖水的饱和蒸气压，在这一端表现为凝结。这样水不断从纯水的这一端蒸发，并不断地在浓葡萄糖水这一端凝结。小水珠会自动地进入盛纯水的烧杯中。这是因为，小水珠的饱和蒸气压大于水的饱和蒸气压。当体系中小水珠蒸发并达到饱和蒸气压时，此时已经大于水的饱和蒸气压，表现为凝结。这样水不断从小水珠的这一端蒸发，并不断地在烧杯中水的这一端凝结。小水珠的饱和蒸气压水的饱和蒸气压浓葡萄糖水的饱和蒸气压。2．拉乌尔定律法国物理学家拉乌尔（RaoultFM）对溶液的蒸气压进行了定量研究，得出如下结论：在一定温度下，难挥发非电解质稀溶液的蒸气压（p）等于纯溶剂的蒸气压（*Ap）与溶液中溶剂的摩尔分数（Ax）的乘积，即*AAppx对于由一种溶剂和一种溶质组成的溶液来说，AB1xx。所以***ABABA(1-)-ppxpxp，由上式可得：*ABppx（1）即在一定温度下，难挥发非电解质稀溶液的蒸气压下降与溶质的摩尔分数成正比，而与溶质的本性无关。对于稀溶液，由于nA》nB，则nA+nB≈nA，如果溶剂的质量为mA，溶剂的摩尔质量为MA，则BBBBBAABAAA/nnnxbMnnnmM（2）将（2）式代入（1）式，得*ABAppbM对于指定的温度和溶剂，式中的MA和pA*均为定值。令K=*ApMA，可得：BpKb式中，Δp为难挥发性非电解稀溶液的蒸气压下降值；bB为溶质的质量摩尔浓度；K为比例常数。上式表明：在一定温度下，难挥发性非电解质稀溶液的蒸气压下降（Δp）与溶质的质量摩尔浓度成正比，而与溶质的种类和本性无关。3．渗透、反渗透和毛细管现象有什么区别？渗透是溶剂分子透过半透膜进入溶液的自发过程。是溶剂分子从低浓度到高浓度的自发迁移。反渗透是溶剂分子透过半透膜从溶液进入溶剂的过程。当溶液这一端的外压大于渗透压时，溶剂分子从高浓度到低浓度的迁移过程。反渗透需要较大的外压力（大于渗透压），是个非自发过程。可用于海水淡化、污水净化、实验室纯净水制备等。毛细管现象是将毛细管插入到液体中，与液面相比较，管内液柱上升到一定高度的现象。半径愈小，液柱上升得愈高。是弯曲液面具有附加压力的必然结果。分析化学中的层析法就是利用这一原理而采用的分离提纯方法。4．相似相溶原理影响物质溶解度的因素很多，对于固体来说，一般只考虑温度对物质的溶解度的影响，绝大多数物质的溶解度随温度升高而增大；而气体物质的溶解度不仅受温度影响，还与压强有关，气体物质的溶解度随温度升高而减小，随压强增大而增大。“相似相溶原理”是指极性分子易溶于极性溶剂，非极性分子易溶于非极性溶剂。它只是一种普通规律，并不是指所有的极性分子都易溶于极性溶剂，如CO就不溶于水。如果溶质与溶剂间能形成氢键，则溶解度增大，且氢键的作用力越大，溶解性越好。如果溶质与水发生反应时，可增大其溶解度。如：SO2、NH3等。“相似相溶原理”还适用于分子结构具有相似性的物质，如CH3OH中的OH与H2O中的OH相似，甲醇能与水以任意比互溶，而CH3CH2CH2CH2CH2OH中烃基性较大，其中的OH跟水分子中的OH相似的因素小得多，因而戊醇在水中的溶解度明显减小。5.举例说明本章知识在后续课程或日常生活中的实际应用在实际工作中，为了降低蒸发的温度，防止蒸发或浓缩过程中某些对热不稳定的物质被破坏，常采用减压蒸馏或减压浓缩的装置。为了对热稳定的注射液灭菌，在较短时间内达到灭菌效果，常采用热压灭菌法。在水产事业和食品贮藏及运输中广泛使用食盐和冰混合而成的冷却剂。道路管理部门在道路上有积雪（冰）时，往往要撒上盐，冰雪就会融化。