无机与分析化学绪论

无机与分析化学InorganicandAnalyticalChemistry办公地点：实验楼328无机化学教研室邮箱：[e-mail]主讲：马天亮2016-2017第一学期无机与分析化学A64学时5~18周平时：纪律、出勤、作业笔试网络资源华中农大→教务处→课程中心→无机及分析化学无机与分析化学B48学时36理论5~14周平时：纪律、出勤、作业12实验10~12周笔试网络资源华中农大→教务处→课程中心→无机及分析化学绪论一切自然科学都是以物质为研究对象实物具有静止质量、体积、占有空间的物体。如书桌、铁、水、天体、分子等。场没有静止质量、体积、不占有空间。如电场、磁场、光、声音。物质化学研究的对象一般是指实物物质运动机械运动物理运动化学运动生命运动社会运动化学变化能量变化什么是化学?（1）水平物质结构层次：纳米材料单质化合物夸克质子中子电子星体宇宙原子(离子)分子微观宏观原子核（2）组成定量组成：元素的质量百分比、原子个数比、化学式及分子式。定性组成：含有哪些元素。区别？NaClSiO2分子式化学式H2OCH4（3）结构包括原子结构、分子结构和晶体结构以及说明物质结构的各种结构理论。（4）性质包括物理性质和化学性质。（物理性质如溶解性、热性质和某些谱学性质等在化学中应用相当广泛，也是化学的研究内容。）（5）变化热化学、电化学和表面化学都是研究与化学过程相关的物理过程。化学变化的特点：●分子组成发生改变而生成新物质，同时伴有物理变化（如光、热、电、颜色、物态等）。●决定因素●原子核组成不变。（化学变化前后质量守恒）内因：物质的组成与结构外因：温度、压力、浓度、介质、催化剂等●实质：核外电子运动状态的改变有机化学化学的四大分支无机化学物理化学分析化学无机与分析化学不是化学的一个分支，而是两个分支的结合。优点：加强联系；避免重复；理论与应用相结合。缺点：内容较多。课程内容微观：宏观：物质结构：原子结构、分子结构化学动力学化学热力学化学平衡：化学反应进行的限度酸碱平衡沉淀溶解平衡氧化还原平衡配位平衡滴定分析分散体系无机化学分析化学1.物质的量和基本单元物质的量(amountofsubstance)n，单位为摩尔(mole)。摩尔的定义包含着下列两个方面的内容：①摩尔是一系统的物质的量，可简称为摩,符号用mol.该系统所包含的基本单元数与0.012kg12C的原子数目相等。②使用摩尔时应指明基本单元(elementaryentities)。基本单元可以是原子、分子、离子、电子及其他粒子，或是这些粒子的特定组合。例如：1molH+基本单元H+1molH2基本单元H21molH2SO4基本单元H2SO41molPO43-基本单元PO43-准备知识14(1)B的物质的量浓度c(B)2.溶液浓度的表示方法(B)(B)(B)(B)nmcVMVc(B)表示的是单位体积溶液内所含溶质基本单元的物质的量。b(B)表示单位质量(kg)的溶剂中所含溶质B基本单元的物质的量。(2)B的质量摩尔浓度b(B)(B)(B)(A)nbm(3)B的物质的量分数浓度x(B)总nnxBB对任何一个多组分溶液B1Bx(4)B的质量分数ω(B)总mmBB3.反应进度反应进度(extentofreaction)是化学反应最基础的量。当反应正向进行到某一阶段时，各物质物质的量变化为ΔnA、ΔnD、ΔnG、ΔnH，反应进度的定义为注意：1、式中B为反应中任一种物质。2、νB为化学计量数(stoichiometricnumber)a、d、g、h。3、当B为反应物时,νB为负值;当B为生成物时,νB为正值。4、νB量纲为一。可为整数，也可为分数。设任意反应aA+dD=gG+hHBBnξ=说明(1)反应进度只与化学反应方程式的写法有关，而与选择反应系统中何种物质无关。(2)反应进度与物质的量具有相同的量纲，SI单位为摩尔mol。如ξ=1mol，表明amol的物质A与dmol的物质D反应，生成gmol的物质G和hmol的物质H。即反应按反应式中各物质的化学计量数完成了一次反应。如：N2(g)+H2(g)=NH3(g)放热46.2kJ·mol-1，这里的“mol”即指反应进度而言。32124.理想气体分压定律（1）分压(partialpressure)在恒温条件下，混合气体的每个组分都占据与混合气体相同的体积，此时每个组分气体产生的压力叫该气体的分压。（2）气体分压定律(lawofpartialpressure)1801年道尔顿发现，混合气体的总压等于各组分气体的分压之和。这一规律称为道尔顿分压定律。数学表达式为：p＝pA+pB+…（3）分压(partialpressure)求法假定：n=nA+nB+……;温度为T，V=VA=VB=……。根据理想气体状态方程：pAV=nARTpBV=nBRT……（１式）由道尔顿分压定律可知p=pA+pB+…=[nA+nB+…]=n（２式）RTVRTVR=8.314Pa·m3·k-1·mol-1或J·k-1·mol-1或KPa·dm3(L)·k-1·mol-1由(1)和(2)式得:AAAAxnnnRTVRTVnpppA=xAppB=xBp……（3式）式(3)是道尔顿分压定律的另一种表达形式。即某组分气体的分压等于相同温度下混合气体的总压力与该组分气体物质的量分数的乘积。利用道尔顿分压定律，可求混合气体中任意组分的分压。由理想气体状态方程，得：04mol.0293KKmolm314Pa.8m101.65Pa1066.97)H()n(H1-133-3322RTVp解：此时收集到的气体是氢气和水蒸气的混合气体，根据分压定律有：p=p(H2O)+p(H2)所以p(H2)=100kPa-2.34kPa=97.66kPa例在用排水集气法制取氢气时，在293K和100kPa下，收集到气体1.65dm3，在此温度下水的饱合蒸气压为2.34kPa，求所得氢气的质量。氢气的质量：m(H2)=0.04mol×2g·mol-1=0.08g