非电解质稀溶液的依数性

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1、第 九 章 溶 液 9.1 溶 液 9.2 非 电 解 质 稀 溶 液 的 依 数 性 9.3 溶 胶 主 要 教 学 目 标 ： 掌 握 溶 液 浓 度 的 表 示 方 法 ； 掌 握 非 电解 质 稀 溶 液 的 依 数 性 ； 了 解 溶 胶 的 形 成 和 性 质 。教 学 方 法 和 手 段 ： 采 用 板 书 和 及 多 媒 体 课 件 相 结 合 ，课 堂 上 师 生 互 动 ， 采 用 启 发 式 和 提 问 的 教 学 方 式 ， 并且 课 堂 上 学 习 的 表 现 记 入 学 生 的 平 时 成 绩 。教 学 重 点 及 难 点 ： 稀 溶 液 的 依 数 性 9.1 溶

2、 液一 、 溶 液 的 浓 度四 种 表 达 方 式1.物 质 的 量 浓 度 :每 升 溶 液 中 溶 质 的 “ 物 质 的 量 ” ， 单 位 mol/L， 符 号 c， 如 c（ H+） 。2.质 量 摩 尔 浓 度 每 Kg 溶 剂 中 含 溶 质 的 摩 尔 数 , 则 称为 质 量 摩 尔 浓 度 , 经 常 用 m 表 示 ， 单 位 mol/kg。 3. 质 量 分 数 ,即 溶 质 的 质 量 对 于 溶 液 的 质 量 的 分 数 ， 符 号 w。4. 摩 尔 分 数 ,溶 质 B “物 质 的 量 ” 与 溶 液 中 溶 质 与 溶 剂 总 “ 物 质 的 量 ” 之

3、比 。 即 n（ B） /n（ 总 ） ， 符 号 用 x（ B） 或 X B。 二 、 溶 解 度溶 解 度 ： 定 温 度 下 溶 质 在 一 定 量 溶 剂 中 形 成 饱 和 溶 液 时 ，被 溶 解 的 溶 质 的 量 1. 温 度 对 溶 解 度 的 影 响温 度 对 固 体 溶 质 的 溶 解 度 有 明 显 的 影 响 。 有 时 ， 溶 液 中 固体 溶 质 的 量 会 超 过 它 的 溶 解 度 ， 这 种 溶 液 称 为 过 饱 和 溶 液 。 2. 压 强 的 影 响气 体 的 溶 解 度 一 般 用 单 位 体 积 的 溶 液 中 气 体 溶 解 的 质 量 或物 质

4、 的 量 表 示 。 亨 利 定 律 ： 在 中 等 压 强 时 ， 气 体 的 溶 解 度与 溶 液 上 面 气 相 中 该 气 体 的 分 压 呈 正 比 。 可 表 示 为 ：C i=KPi， 式 中 的 比 例 常 数 K称 为 亨 利 系 数 。 三 、 相 似 相 溶 原 理 溶 质 分 子 与 溶 剂 分 子 的 结 构 越 相 似 ， 相 互 溶 解 越 容 易 。 溶 质 分 子 的 分 子 间 力 与 溶 剂 分 子 的 分 子 间 力 越 相 似 ， 越 易 互 溶 。 水 分 子 之 间 存 在 氢 键 ， 因 此 若 溶 质 分 子 能 于 水 分 子 形 成 氢 键

5、 。 在 水 中 的 溶 解 度 就 相 对 较 大 ， 如 氨 、 乙 醇 、 HF等 。四 、 分 配 定 律 9.2 非 电 解 质 溶 的 依 数 性一 、 稀 溶 液 的 依 数 性 与 溶 液 的 浓 度 有 关 ,与 溶 质 的 本 性 无 关 ； 适 用 范 围 : 难 挥发 非 电 解 质 的 稀 溶 液 。1. 溶 液 的 蒸 气 压 下 降 1887年 ， 法 国 物 理 学 家 拉 乌 尔 （ Raoult） 根 据 实 验 结 果得 出 如 下 结 论 ： 在 一 定 温 度 下 ， 稀 溶 液 的 蒸 气 压 下 降 与 溶 质 的物 质 的 量 分 数 XB成 正

6、 比 ， 而 与 溶 质 的 本 性 无 关 。 这 就 是 拉 乌 尔定 律 。 其 数 学 表 达 式 为 ： P=P 溶 剂 XB (1) 在 一 定 温 度 下 ， 稀 溶 液 的 蒸 气 压 等 于 纯 溶 剂 的 蒸 气 压 乘 以溶 剂 的 物 质 的 量 分 数 XA， 数 学 表 达 式 为 ： P溶 液 =P溶 剂 XA (2) 在 一 定 温 度 下 ， 难 挥 发 非 电 解 稀 溶 液 的 蒸 气 压 下 降 与 溶 液的 质 量 摩 尔 浓 度 （ m） 成 正 比 ， 数 学 表 达 式 为 ： P=Km (3) 2. 沸 点 升 高 和 凝 固 点 下 降溶 液

7、 的 沸 点 上 升 Tb Kb m K b是 溶 剂 的 摩 尔 沸 点 升 高 常 数 ， m为 溶 质 的 质 量 摩 尔 浓 度 , Tb是 溶 液 沸 点 上 升 的 度 数 。 不 同 溶 剂 的 Kb值 不 同 ， Kb值决 定 于 溶 剂 的 性 质 ， 而 与 溶 质 的 性 质 无 关 。 溶 液 的 凝 固 点 下 降 Tf = Kf m Kf为 摩 尔 凝 固 点 降 低 常 数 （ 即 1摩 尔 溶 质 溶 解 在 1000g溶 剂中 所 引 起 凝 固 点 降 低 的 值 ） ， Kf值 决 定 于 溶 剂 的 性 质 而 与溶 质 的 性 质 无 关 。 3. 渗

8、 透 压渗 透 压 ： 为 了 阻 止 渗 透 进 行 ， 必 须 对 液 面 施 加 一 压 力 ， 这 压力 应 等 于 上 升 液 柱 所 产 生 的 静 压 力 ， 我 们 把 阻 止 渗 透 作 用 而施 加 于 溶 液 的 最 小 压 力 ， 称 为 该 溶 液 的 渗 透 压 。产 生 渗 透 现 象 必 须 具 备 二 个 条 件 ： 膜 内 外 两 种 溶 液 的 浓 度 同 ， 即 不 同 浓 度 的 两 种 溶 液 被 半 透 膜 隔 开 就 能 产 生 渗 透 现 象 有 半 透 膜 存 在 4.依 数 性 的 应 用(1) 测 定 分 子 的 摩 尔 质 量例 1溶

9、解 2.76克 甘 油 于 200克 水 中 ， 测 得 凝 固 点 为 0.279 ，己 知 水 的 Kf=1.86 Kkgmol-1-， 求 甘 油 的 分 子 量 。解 ： Tf =Kfm 设 甘 油 的 摩 尔 质 量 为 M100020076.286.1279.0 M M= 92.0gmol-1 例 2将 0.2000g葡 萄 糖 溶 解 于 10.0g水 中 ， 在 常 压 下 测 得 溶 液的 沸 点 为 373.057K， 试 计 算 葡 萄 糖 的 摩 尔 质 量 。解 ： 由 表 2-5查 得 水 的 沸 点 为 373K， Kb为 0.512 Kkgmol-1， 代 入

10、T b=Kbm(373.057-373)= 1000 0.10200.0512.0 MM=179 gmol -1 例 3： 20 时 水 的 饱 和 蒸 汽 压 为 2.33 kPa. 将 17.1g蔗 糖 (C12H22O11) 与 3.00g尿 素 CO(NH2)2分 别 溶 于 100g 水 ， 计 算 形 成 溶 液 的 蒸 汽 压 。解 ： 两 种 溶 质 的 摩 尔 质 量 是 M1=342 g/mol和 M2=60.0 g/mol 991.05.05.55 5.55 kgmol500.0OgH100 OgH1000molg0.60 g00.3 kgmol500.0OgH100 O

11、gH1000molg342 g1.17 0H 12212 122112 xmm 数 相 同 ：两 种 溶 液 中 水 的 摩 尔 分故 两 种 溶 液 的 蒸 汽 压 均 为 ： p=2.33 kPa 0.991=2.31 kPa 例 4 计 算 将 4.27g蔗 糖 （ C12H22O11） 溶 于 50.0g水 中 形 成 溶 液 的 凝 固 点 和 沸 点解 mB= =0.250molkg-110000.5034227.4T b=Kbm =1.86 0.25=0.465KTf =Kfm=0.52 0.250=0.13K凝 固 点 为 273.15-0.465=272.68K沸 点 为 3

12、73.15+0.13=373.28K 例 5 1dm3溶 液 中 含 5.0克 马 血 红 素 ， 在 298K时 测 得 溶 液 的 渗 透 压 为 1.82 102Pa， 求 马 的 血 红 素 的 摩 尔 质 量 。解 =CRT, molm-3 =7.3 10-5moldm-3 073.0298314.8 1082.1 2 RTC VMmVnC B B CVmM BM= =6.8 104 gmol-1 5103.7 0.5 例 6 在 水 中 某 蛋 白 质 的 饱 和 溶 液 含 溶 质 5.18 g/dm3， 20 时 其渗 透 压 为 0.413kPa， 求 此 蛋 白 质 的 摩

13、 尔 质 量 。解 =CRT, 0.413= )20273(314.818.5 MM=30553.244 gmol-1例 7 相 同 重 量 的 葡 萄 糖 和 甘 油 分 别 溶 于 100g水 中 ， 所 得 溶 液 的凝 固 点 、 沸 点 、 渗 透 压 是 否 相 同 ?解 : 不 同 Tf=Kfm Tb=Kbm, =CRT, 因 它 们 的 分 子 量 不 同 ， 即 m、 c不 同 ， 故 不 相 同 。 (2) 制 作 防 冻 剂 ， 致 冷 剂利 用 溶 液 凝 固 点 下 降 还 可 制 作 防 冻 剂 ， 致 冷 剂 。 9.3 溶 胶一 、 分 散 系分 散 系 :一

14、种 物 质 在 另 一 物 质 里 被 分 散 成 微 小 粒 子 所 形 成 的 体 系 。 一 般 根 据 分 散 质 粒 子 的 大 小 ， 将 分 散 系 分 为 三 类 ：粗 分 散 系 胶 体 分 散 系 分 子 分 散 系 分 散 质 粒 子 直 径 1-100m 1-100 nm 1nm 普 通 显 微 镜 可 见 （ 肉 眼 可见 ） 不 可 见 不 可 见 超 显 微 镜 可 见 不 可 见可 透 性 滤 纸 不 透 透 全 透 半 透 膜 不 透 不 透 全 透 多 相 浑 浊 泥 水 ，牛 乳 ， 豆 浆 多 相Fe(OH)3、 CdS、AgI金 溶 胶 单 相NaCl

15、、 AgNO3、C2H5OH 二 、 溶 胶原 则 上 制 备 溶 胶 的 方 法 有 两 种 ： 1.分 散 法 ： 研 磨 法 电 弧 法 超 声 波 法 2.凝 聚 法 ： 改 换 溶 剂 法 化 学 反 应 法 三 、 溶 胶 的 性 质1.光 学 性 质 ：丁 达 尔 效 应 :如 果 将 一 束 被 聚 光 镜 （ 如 透 镜 ） 会 聚 的 强 光 射入 胶 体 溶 液 时 ， 我 们 在 光 束 的 垂 直 方 向 就 可 以 看 到 一 条 发亮 的 光 柱 ， 这 种 现 象 是 英 国 的 丁 达 尔 首 先 发 现 的 ， 称 为 丁达 尔 效 应 。 原 因 ： 光

16、的 散 射2. 动 力 学 性 质 ： 溶 胶 不 稳 定 ， 放 置 一 定 时 间 ， 会 沉 淀 出 来 3. 电 学 性 质 ： 电 泳 四 、 溶 胶 带 电 原 因胶 体 粒 子 为 什 么 会 带 有 电 荷 呢 ？ 其 主 要 原 因 主 要 有 两 种 。1 吸 附 作 用a. 固 体 表 面 的 粒 子 具 有 剩 余 力 场b. 固 体 表 面 积 越 大 ， 吸 附 能 力 越 强c. 胶 粒 的 选 择 性 吸 附AgNO3+KI= AgI+KNO3KI过 量 吸 附 I-AgNO 3过 量 吸 附 Ag+2. 电 离 作 用有 些 胶 体 溶 液 是 通 过 表 面

17、 分 子 的 电 离 而 产 生 电 荷 的 。 H2SiO3 H+HSiO3- 2H+SiO32- 五 、 胶 体 的 结 构AgNO3过 量 时 形 成 的 AgI的 胶 团 结 构 为 ；(AgI)mnAg+(n-x)NO3-x+xNO3-式 中 m为 胶 核 中 AgI的 分 子 数 ， n为 胶 核 吸 附 的 电 位 离 子 数 ， n比 m的 数 值 小 得 多 。 (n x)是 吸 附 层 中 的 反 号 离 子 数 ， Ag+为 电位 离 子 ， x为 扩 散 层 中 反 号 离 子 数氢 氧 化 铁 溶 胶 ： Fe(OH)3m nFeO+ ，(n x)Cl x+ xCl.

18、 .吸 附 层 扩 散 层胶 粒 胶 团胶核 表面离子 束缚反离子 自由反离子硅 胶 溶 液 : 胶粒 胶团胶核 表面离子 束缚反离子 自由反离子 SiO2m nSiO32 ，2(n x)H 2x 2xH. . 六 、 胶 粒 的 稳 定 性胶 体 之 所 以 具 有 较 大 的 稳 定 性 ， 原 因 有 几 个 方 面 ：1. 胶 体 带 有 电 荷 2. 布 朗 运 动3. 水 化 膜 的 形 成 七 、 溶 胶 的 聚 沉1.加 入 少 量 电 解 质 ， 这 是 加 速 胶 体 聚 沉 的 主 要 办 法 ,离 子 价 态 愈 高 、 电 解 质 的 聚 沉 能 力 愈 大2.两 种

19、 带 相 反 电 荷 的 胶 体 溶 液 ， 以 适 当 的 比 例 互 相 混 合 3.加 热 八 、 凝 胶溶 胶 、 高 分 子 溶 液 具 有 弹 性 的 半 固 体 状 态的 粘 稠 物 质 （ 凝 胶 或 冻 胶 ） 形 成 凝 胶 的 原 因 ， 一 般 是 认 为 由 于 析 出 固 体 时 ，形 成 体 型 （ 三 维 网 状 ） 结 构 ， 在 结 构 的 网 眼 中 容 纳 了全 部 溶 剂 ， 充 满 在 网 眼 里 的 溶 剂 不 能 自 由 流 动 ， 相 互交 联 形 成 网 架 的 胶 体 粒 子 仍 有 一 定 的 柔 韧 性 ， 使 凝 胶成 为 弹 性 固

20、 体 。 九 、 高 分 子 溶 液 蛋 白 质 、 纤 维 素 、 淀 粉 、 橡 胶 及 许 多 人 工 合 成 的 物 质 ，尼 龙 ， 聚 氯 乙 烯 塑 料 等 都 是 高 分 子 物 质 ， 它 们 是 由 一 种 或 多种 小 的 结 构 单 位 联 结 而 成 的 ， 它 们 的 分 子 量 高 达 数 十 万 或 数百 万 ， 高 分 子 化 合 物 溶 于 适 当 的 溶 剂 中 就 成 为 高 分 子 溶 液 。高 分 子 溶 液 是 一 个 均 匀 体 系 ， 分 散 介 质 和 分 散 相 之 间 无 界 面 ，但 分 子 直 径 100nm-1nm之 间 ， 一 般 不 带 电 荷 ， 比 溶 胶 稳 定 。 高分 子 溶 液 的 溶 解 是 可 逆 的 ， 它 具 有 稀 溶 液 的 依 数 性 ， 也 具 有 丁达 尔 效 应 ， 但 无 电 泳 现 象 。 在 溶 胶 中 加 入 适 当 的 高 分 子 溶 胶 ， 但 量 太 少 会 发 生 敏 化 作用 ， 反 而 起 不 到 保 护 作 用 。