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无机及分析化学——分散体系
2017-12-02 SLC    (点击: )

作者:2016级会计学 何家琦           

作者简介:2016-2017学年以海洋科学类专业第三转入工商管理大类,专业积点第一 

 

学习要求:了解分散体系的分类

          掌握溶液浓度的定义及其相互换算;

掌握稀溶液的依数性及其计算

理解电解质稀溶液的依数性

自学胶体的特性及胶团结构式的书写

自学溶胶的稳定性与凝结

自学高分子溶液与乳浊液。

l  分散系

1.      分散系的定义:由一种或几种物质分散在另一种物质中所形成的体系

2.      分散质:被分散的物质

分散剂:起分散作用的物质

3.      生活中的实例:

 

 

 

 

 

 

 

4.      相的定义:宏观体系内部具有相同的物理化学性质的均匀部分(有明确的界面)

5.      溶液—单相,胶体—多相,粗分散体—多相

 

l  溶液

1.     物质的量符号为n,单位为mol,其值约为6.023*

2.     物质的量浓度:c(B)== 标准单位为

3.     ❀❀质量摩尔浓度:b (B) ==,标准单位为

4.     摩尔分数:X (B) ==,无单位

5.     质量分数:w (B) ==,无单位

 

6.     几种溶液浓度之间的关系:

 

 

若该溶液是稀的水溶液,则在数值上:

 

l  稀溶液的依数性

性质由本性决定:颜色,密度,导电性,酸碱性

性质由溶质例子数目决定:蒸气压下降,沸点升高,凝固点下降,影响渗透压

前提:难挥发,非电解质的稀溶液

 

ü  溶液的蒸气压下降:

1, 饱和蒸气压(简称蒸气压)定义:当蒸发速度与凝聚速度相同时,液体上面的蒸汽所具有的压力称为该温度下液体的饱和蒸气压。

2, 蒸气压与温度:温度升高,饱和蒸气压升高

3, 蒸气压下降现象:当纯溶剂溶解一定难挥发非电解质溶质时,同一温度下(控制变量),溶液的蒸气压总是低于纯溶剂的蒸气压。(这里的蒸气压指的是溶剂)

4, 原因:溶液表面溶质分子占据着一部分表面,溶剂分子减少。

5, 拉乌尔定律: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B的摩尔分成成正比。

公式:

 

6, 拉乌尔定律的另一种表达方式(在溶液很稀时)常用:在一定温度下,难挥发非电解质稀溶液的蒸气压下降,近似地与溶质B的摩尔质量浓度成正比,而与溶质的本性无关。

 

 

ü  溶液沸点的升高

1, 沸点:当液体的蒸气压等于外界大气压时,液体沸腾,此时的温度称为沸点。(水的沸点为373.15k)

2, 沸点升高:在纯水中加入少量难挥发的非电解质,由于溶液的蒸气压降低,因此无法等于外界大气压,必须要提高温度,才能使溶液沸腾。

3, 根本原因:溶液的蒸气压下降

4, 难挥发非电解质稀溶液的沸点升高也近似地与溶质B的质量摩尔浓度成正比

          公式:

 

溶剂

沸点

 

凝固点

 

水

373.15

0.512

273.15

1.86

苯

353.15

2.53

278.5

5.12

乙酸

390.9

3.07

289.6

3.90

四氯化碳

349.7

5.03

250.2

29.8

注意:Kb只与溶质的质量摩尔浓度成正比,而与溶质的本性无关。

5, 沸点升高的应用:①计算溶液的沸点②测定难挥发非电解质的摩尔质量

 

ü  凝固点下降

1, 凝固点定义:液相和固相蒸气压相等时的温度,及固相和液相共存时的温度。

补图:

 

2, 凝固点下降的根本原因:溶液蒸气压下降

3, 非电解质稀溶液的凝固点下降近似地与溶质B的质量摩尔浓度成正比。

公式:

   

4, 凝固点下降的应用:下雪天防止路面结冰撒盐;向汽车水箱中加入乙二醇防冻液;计算溶液的凝固点;测定难挥发非电解质的摩尔质量;

 

例题:估算溶质的相对分子质量:有一质量分数为1.00%的水溶液,测得其凝固点为273.05K.计算溶质的相对分子质量。(186)

 

 

ü  溶液的渗透压

1, 渗透的定义:由物质粒子(溶剂分子)通过半透膜单向自动扩散的现象。

            如图左:由于糖水中水分子数目较纯水少,单位时间内进入糖水的水分子比离开的多,因此出现了糖水液面升高,直到两侧水分子扩散速度相等为止。

2, 渗透平衡:两侧水分子扩散速度相同。

3,渗透压的定义:为维持被半透膜所隔开的溶液与纯溶剂之间的渗透平衡而需要的额外压力。即阻止渗透作用进行时所需加的额外压力。

 

 

 

 

 

 

 


5, 反渗透:如果外加在溶液上的压力超过了渗透压,则会使溶液中的溶剂向纯溶剂方向流动,使纯溶剂的体积增加。应用:海水淡化

6, 产生渗透和反渗透现象的条件:①有半透膜存在②膜两边的溶液存在浓度差

7, Van’t Hoff定律(范霍夫):难挥发非电解质的稀溶液的渗透压与溶液的渗透压与溶液的浓度及绝对温度成正比。           

公式:π = c(B)RT

        注解:π—溶液的渗透压,单位为Pa; c(B)—溶液的浓度,单位为mo1·L-1;  R—摩尔气体常数,为8.314 kPa·L·mol-1·K-1; T—体系的温度,单位为K 。

                                 但在稀溶液中:c(B)≈b(B)

                                    常用公式:π=b(B)RT

8, 应用:生理盐水的浓度(0.9%NaCl、5%葡萄糖与血浆等渗。低于0.45%发生红细胞破裂的溶血现象);海水与淡水鱼类不能互换;在淡水中游泳眼睛涩痛

9, 渗透压法测大分子的摩尔质量比凝固下降法更灵敏。

例题:含有5g·L-1某可溶性多糖的水溶液,在278 K时渗透压为3.24kPa.求该多糖的摩尔质量。(3568) 

 

小结:难挥发非电解质的稀溶液 

 

l  电解质溶液

 

 

l  离解度(解离度,电解度,电离度

1, 弱电解质:离解度=

2, 强电解质的“表观离解度”:由于正负离子之间的相互作用,实际测定的离解度小于100%

 

l  电解质稀溶液的依数性

1, 电解质稀溶液依数性偏大的原因:电解质在水溶液中能全部离解,有更多溶质粒子。

2, 理论上应该是同浓度非电解质的整数倍,但实际测量结果不是,因为存在离子间的相互作用力。

例题:等浓度的C6H6O6,CaCl2   Na3PO4  KNO3   求凝固点由高到低的顺序

 

 

1. 下列溶液浓度相同,沸点最高的是(    )

  A. C6H12O6      B. H3BO3      C. KCl     D. BaCl2

 

2.称取同样质量的两种难挥发的电解质A和B,分别溶解在1L水中, 测得A溶液的凝固点比B溶液的凝固点低,则        ( C )                                                

         A.  B的相对分子质量小于A的相对分子质量   

         B.  A的相对分子质量和B的相对分子质量相同

         C.  B的相对分子质量大于A的相对分子质量

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