第二章物質的相互組織方式氣體、液體、固體、等離子體、液晶和超臨界流體6.液體分散系及其性質分子分散系粗分散系膠體分散系P61-69液體分散系——溶液分散質的粒子直徑＜1nm（109m）的分散系。分散質是分子或離子，具有透明、均勻、穩定的宏觀特征。

溶液是一種或幾種物質分散到另一種物質里，形成的均一的、穩定的混合物。其中，溶質相當于分散質，溶劑相當于分散劑。在生活中常見的溶液有蔗糖溶液、碘酒、澄清石灰水、稀鹽酸、鹽水、空氣等。

按聚集態不同分類：氣態溶液：氣體混合物，簡稱氣體（如空氣）。液態溶液：氣體或固體在液態中的溶解或液液相溶，簡稱溶液（如鹽水）。固態溶液：彼此呈分子分散的固體混合物，簡稱固溶體（如合金）。溶液組成的表示法溶質B的物質的量與溶液中總的物質的量之比稱為溶質B的物質的量分數，又稱為摩爾分數，單位為1。1.摩爾分數 XB(molefraction)2.質量摩爾濃度mB（molality）這個表示方法的優點是可以用準確的稱重法來配制溶液，不受溫度影響。溶質B的物質的量與溶劑A的質量之比稱為溶質B的質量摩爾濃度，單位是mol/kg溶液組成的表示法3.物質的量濃度cB（molarity）溶質B的物質的量與溶液體積V的比值稱為溶質B的物質的量濃度，或稱為溶質B的濃度，單位是mol/m3，但常用單位是mol/L。溶液組成的表示法4.質量分數wB溶質B的質量與溶液總質量之比稱為溶質B的質量分數，單位為1。溶液組成的表示法無機鹽在水中溶解性可溶性鹽（>1g/100g水）①硝酸鹽、醋酸鹽、氯酸鹽和高氯酸鹽（KClO4除外）②氯化物、溴化物、碘化物（Ag、Hg(I)、Pb例外）③硫酸鹽（Ca、Sr、Ba、Ag、Hg(I)、Pb除外）④鉀、鈉及銨的鹽（K2PtCl6、(NH4)2PtCl6例外）無機鹽在水中溶解性難溶性鹽（<0.1g/100g水）①

硫化物（堿金屬和堿土金屬除外）②

碳酸鹽及磷酸鹽（正鹽）（鉀、鈉、銨除外）③氧化物、氫氧化物、草酸鹽及氟化物（鉀、鈉、銨及AgF除外）早期對溶液性質的研究1877年德國植物學家W．Pfeffer發現滲透壓與溶液濃度成正比；1885年荷蘭化學家Van’tHoff提出的范特霍夫定律；1887年法國物理學家F．M．Raoult提出的拉烏爾定律；阿累尼烏斯電離學說(1887年)、德拜休格爾離子互吸理論、卜耶隆離子締合理論以及后來的離子水化作用理論等，人們對溶液中溶質和溶劑粒子間相互作用的認識不斷地深入。溶液相平衡中一些規律依數性質(colligativeproperties)指定溶劑的類型和數量后，這些性質只取決于所含溶質粒子的數目，而與溶質的本性無關。溶質的粒子可以是分子、離子、大分子或膠粒。依數性的種類：

蒸氣壓 凝固點 沸點升 滲透壓拉烏爾定律與理想溶液1887年，法國化學家Raoult從實驗中歸納出一個經驗定律：定溫下，在稀溶液中，溶劑的蒸氣壓等于純溶劑蒸氣壓pA*乘以溶液中溶劑的物質的量分數xA用公式表示為：如果溶液中只有A，B兩個組分，則氣體蒸汽壓的產生液體內部分子所受各向同性的力；表面層分子受熱運動影響，有脫離本體的趨勢；同時，表面層分子受內部分子吸引力較大，也有回到內部的趨勢。氣體的液化和蒸發液體的飽和蒸氣壓：液體蒸發的速度和氣體凝結的速度相等時的蒸氣壓力。液體的飽和蒸氣壓同溫度有關。沸點：當液體的飽和蒸氣壓同外界壓力相等，液體即發生沸騰，此時的溫度即為沸點。1atm即101325Pa時的沸點稱為正常沸點。p＞p飽和p＜p飽和p＝p飽和對于二組分稀溶液，加入非揮發性溶質B以后，溶劑A的蒸氣壓會下降。這是造成凝固點下降、沸點升高和滲透壓的根本原因。蒸氣壓下降結論：溶液的蒸氣壓比純溶劑低，溶液濃度越大，蒸氣壓下降越多。實驗測定25C時，水的飽和蒸氣壓:p(H2O)=3167.7Pa；0.5mol·kg1

糖水的蒸氣壓則為:p(H2O)=3135.7Pa；1.0mol·kg1

糖水的蒸氣壓為:p(H2O)=3107.7Pa。水的蒸氣壓、相圖水冰610.62373.16101325273.16P48-55水分子在溶液與固體中的結構固體中水分子相互結合的更加有序，但因為彼此結合的角度和距離是固定值，所以結構比液態的水分子要松散；這也是水在結冰時體積膨脹的原因。水分子在溶液中的結晶與溶解平衡

因為在液體中非揮發性溶劑分子占據了原本由水分子占據的位置，因此在單位時間內能夠由液體的水分子群體中進入固體水分子群體的數目將減少；反過來，由固體水分子群體進入液相的水分子數目將增多，宏觀上固體水分子將融化，即熔點下降。凝固點降低和沸點升高kf稱為凝固點降低系數。kb稱為沸點升高系數。常用溶劑的kf

值有表可查。用實驗測定Tf

值，查出kf，就可計算溶質的摩爾質量。凝固點降低和沸點升高水冰610.62373.16101325273.16TTP51為了阻止溶劑滲透，在右邊施加額外壓力，使半透膜雙方溶劑的宏觀滲透相等而達到平衡。這個額外施加的壓力就定義為滲透壓。

滲透壓=p右-p左

cB

是溶質的濃度。濃度不能太大，這公式就是適用于稀溶液的van’tHoff

公式。滲透壓反滲透原理范霍夫(1852-1911)荷蘭化學家，因發現化學動力學和滲透壓某些定律而于1901年獲得第一個諾貝爾化學獎。1874年范霍夫在研究有機化合物的三維空間結構（立體化學）時，與J.-A.勒貝爾各自獨立地發表了一個碳原子具有四面體結構的概念，在這個概念的基礎上開辟了立體化學的新篇章。范霍夫還研究了滲透壓現象。他發現溶解在溶液中的物質的滲透壓與理想氣體的壓力相似，遵守同樣的定律。1884年他發表了《化學動力學研究》論文，其中包含化學熱力學的原理。電解質溶液非電解質電解質實驗中發現電解質溶液的依數性比同濃度非電解質的數值大得多，van’tHoff用一個因子表示兩者的偏差，這因子稱為van’tHoff因子或van’tHoff系數。阿累尼烏斯電離學說要點由于溶劑的作用，電解質在水中自動解離成帶相反電荷的兩種離子——正離子和負離子，這種現象就稱為“電離”。電離是在溶解過程時就發生的，而不是在導入電流后方能形成離子。電解質溶液之所以能導電是基于正、負離子的存在。正、負離子在溶液中不停地運動，相互碰撞時可結合成分子，故溶液中電解質只是部分地電離，電離的百分率就稱“電離度”。阿累尼烏斯(1859-1927)瑞典物理化學家，只用兩年他就通過了學士學位的考試，1878年開始專門攻讀物理學的博士學位。1883年5月，提出了電離理論的基本觀點：“由于水的作用，電解質在溶液中具有兩種不同的形態，非活性的分子形態，活性的離子形態。溶液稀釋時，活性形態的數量增加，所以溶液導電性增大”。提出了酸、堿的定義；解釋了反應速率與溫度的關系，提出活化能的概念及與反應熱的關系等。由于阿累尼烏斯在化學領域的卓越成就，1903年榮獲了諾貝爾化學獎，成為瑞典第一位獲此科學大獎的科學家。著作：《天體物理學教科書》、《兔疫化學》、《生物化學中的定量定律》等P159-161強電解質溶液的離子互吸理論離子氛這是德拜-休克爾理論中的一個重要概念。他們認為在溶液中，每一個離子都被反號離子所包圍，由于正、負離子相互作用，使離子的分布不均勻。若中心離子取正離子，周圍有較多的負離子，部分電荷相互抵消，但余下的電荷在距中心離子r處形成一個球形的負離子氛；反之亦然。一個離子既可為中心離子，又是另一離子氛中的一員。P161德拜(1884-1966)美籍荷蘭物理學家、化學家發現了原子比熱與溫度間關系的規律，對熱力學第三定律起了重要作用。提出了“德拜比熱式”，奠定了電解質偶極理論。1916年與謝勒合作，提出了用X射線粉末照相測定晶體結構的方法。提出了強電解質溶液的離子互吸理論，即德拜-休克爾理論；還建立了德拜-休克爾-翁薩格電導理論。提出了分子偶極矩概念及其測定方法，偶極矩單位就用德拜的名字命名的。通過對偶極矩、X射線和氣體中電子的衍射的研究來了解分子結構，獲1936年諾貝爾化學獎。他還辛勤培養學生，在學生中L·C·鮑林和L·翁薩格先后獲諾貝爾獎。活度和活度系數離子活度

a=·(b/b?)離子活度系數離子強度從大量實驗事實看出，影響離子平均活度系數的主要因素是離子的濃度和價數，而且價數的影響更顯著。1921年，Lewis提出了離子強度（ionicstrength）的