1.1氣體

1.2溶液1.3溶液的依數性1.4膠體練習1目前一頁\總數六十七頁\編于十四點1.1.1理想氣體狀態方程式1.1氣體

分子間距離分子間相對位置體積外形氣態：大可變不定不定液態：小

可變

固定不定固態：小

固定

固定固定物質的三態變化：2目前二頁\總數六十七頁\編于十四點O2分子

理想氣體：分子不占體積分子間無相互作用低壓高溫實際氣體：分子有體積分子間有相互作用理想氣體與實際氣體3目前三頁\總數六十七頁\編于十四點

Boyle定律（1662）：17世紀中葉，英國科學家波義爾的實驗結果：溫度恒定時，一定量氣體的壓力和它體積的乘積為恒量。

P∝1/V

PV=constantCharles(1787)－Gay-Lussac(1802)定律：壓力恒定時，一定量氣體的體積與它的熱力學溫度成正比。

V∝T

V=bT4目前四頁\總數六十七頁\編于十四點

Clapeyron定律：到了19世紀，法國科學家Clapeyron綜合波義爾定律和Charles定律,把描述氣體狀態的3個參量p,V,T歸于一個方程式。5目前五頁\總數六十七頁\編于十四點R:氣體常數標準狀況注意單位的一致！6目前六頁\總數六十七頁\編于十四點1.1.2道爾頓分壓定律

溫度和體積恒定時，混合氣體的總壓力等于各組分氣體分壓力之和。

某組分氣體的分壓力等于該氣體單獨占據總體積時，所表現的壓力。(a)5.0Lat20℃(b)5.0Lat20℃(c)5.0Lat20℃若為5.0L2.4atmH2和10.0L6.0atmHe，混合成10.0L,則p總為多少？7目前七頁\總數六十七頁\編于十四點xi:

摩爾分數分壓定律的另一種表達分壓定律的一種表達8目前八頁\總數六十七頁\編于十四點1.2.1分散系分散質分散劑分散分散系（固、液、氣態）分散系：一種或幾種物質以細

小的粒子分散在另一種物

質里所形成的體系分散質：被分散的物質（分散相）分散劑：把分散質分散開來的物質（分散介質）1.2溶液9目前九頁\總數六十七頁\編于十四點分散系分類分子分散系(d<1nm)膠體分散系(d:1-100nm)粗分散系(d>100nm)相體系中物理性質和化學性質完全相同的一部分單相體系多相體系（存在界面）10目前十頁\總數六十七頁\編于十四點冰和水兩相體系11目前十一頁\總數六十七頁\編于十四點表1

按分散質顆粒大小分類的分散系小于1nm(10–9)

分子離子粒子能通過濾紙與半

NaCl

分散系透膜，擴散速度快溶液

1~100nm

膠體粒子能通過濾紙但不

Fe(OH)3

分散系

能透過半透膜,擴散慢溶膠

蛋白質溶液顆粒直徑大小類型主要特征實例大于100nm粗

粒子不能通過濾紙不

豆漿

分散系

能透過半透膜,不擴散牛奶12目前十二頁\總數六十七頁\編于十四點表2按物質聚集狀態分類的分散系

氣

空氣

氣

液

云、霧

固

煙、塵

氣

泡沫塑料

固

液

珍珠

固

有機玻璃

氣

肥皂泡沫

液

液

牛奶

固

Fe(OH)3溶膠、泥漿水

分散劑

分散質

實例13目前十三頁\總數六十七頁\編于十四點分子分散系(d<1nm)溶液固態液態氣態本節討論的主要內容是以水為溶劑的水溶液分散質以分子或者比分子更小的質點均勻地分散在分散劑中所得的分散系14目前十四頁\總數六十七頁\編于十四點1.2.2溶液濃度的表示法濃度

一定量的溶液或溶劑中所含溶質的量稱為溶液的濃度。分類物質的量濃度質量摩爾濃度摩爾分數無綱量質量分數無綱量15目前十五頁\總數六十七頁\編于十四點ppm和ppb濃度(用于極稀的溶液)1ppm：百萬分之一1ppb：十億分之一選擇題：質量摩爾濃度的優點是（）準確度高(B)應用廣泛(C)計算方便(D)其值不隨溫度而改變16目前十六頁\總數六十七頁\編于十四點在100mL水中，溶解17.1g蔗糖（分子式為C12H22O11)，溶液的密度為1.0638g·mL-1，求蔗糖的物質的量濃度，質量摩爾濃度，摩爾分數各是多少？例1：解：（1）17目前十七頁\總數六十七頁\編于十四點（2）（3）題目解：公式=代入數據(包括單位)=單位制的統一(必要時)=中間運算過程(此步驟可不寫)=結果(包括單位)注意解題規范18目前十八頁\總數六十七頁\編于十四點1.2.3電解質溶液簡介電解質水溶液中或熔融狀態下能導電的物質非電解質水溶液中或熔融狀態下不能導電的物質電解質分為：強電解質，弱電解質解離度α弱電解質在水中只有部分解離，解離度較小，在水溶液中存在解離平衡；而強電解質在水中解離比較完全，在水溶液中不存在解離平衡。19目前十九頁\總數六十七頁\編于十四點強電解質溶液表觀的解離度

幾種強電解質的實測解離度（298.15K,0.1mol·L-1）電解質

KClZnSO4HClHNO3H2SO4NaOHBa(OH)2實測解離度

(%)86409292619181

1887年，Arrhenius

是這樣在電離理論中解釋這個現象的：

電解質在水溶液中是電離的.電離“似乎”又是不完全的.離子晶體，在水中應是完全電離的，那么，這一矛盾又如何解釋呢？20目前二十頁\總數六十七頁\編于十四點離子氛和離子強度但離子并不是自由的存在著“離子氛”。

強電解質在水溶液中是

完全電離的

每個離子都被相反電荷的其它離子所包圍

離子的行動受到離子氛的牽制21目前二十一頁\總數六十七頁\編于十四點活度a和活度系數f－－－電解質溶液中離子實際發揮的濃度，稱有效濃度或活度。a=f·c活度與濃度的關系:當溶液極稀時:f→1，活度和濃度基本一致。對弱電解質溶液，當濃度不大時，可認為f=1,即a=c。這是今后討論弱電解質時用濃度表示的依據。22目前二十二頁\總數六十七頁\編于十四點溶液的性質如：顏色、導電性、酸堿性1.由溶質的本性決定2.取決于溶液中溶質的自由粒子數目稱為溶液的依數性凝固點下降沸點升高滲透壓溶液的蒸氣壓下降1.3溶液的依數性如：23目前二十三頁\總數六十七頁\編于十四點1.3.1溶液的蒸氣壓下降溶劑的蒸發和蒸氣壓蒸發：液體表面的氣化現象蒸氣：液面上的氣態分子群24目前二十四頁\總數六十七頁\編于十四點飽和蒸氣壓：蒸發、冷凝速度相等，氣相、液相達到平衡，液相上方氣體的壓力始：蒸發速率較大，冷凝速率為零，氣相分子增多蒸發和冷凝過程中：蒸發速率較大，冷凝速率較小，氣相分子增多平衡時：蒸發速率等于冷凝速率，氣相分子數目不變25目前二十五頁\總數六十七頁\編于十四點水的飽和蒸氣壓曲線和相對濕度相對濕度：空氣中水蒸氣壓強與該溫度下水的飽和蒸氣壓的比值空氣中水的蒸氣壓對化學試劑的影響？潮解？風化？目前二十六頁\總數六十七頁\編于十四點若在純溶劑中加入少量難揮發非電解質（如葡萄糖)：純水蒸氣壓

p0

溶液蒸氣壓

p＞拉烏爾定律27目前二十七頁\總數六十七頁\編于十四點

思考題1一杯純水和一杯溶液放入一個密閉的容器中會產生怎樣的現象？28目前二十八頁\總數六十七頁\編于十四點1.3.2溶液的沸點升高沸騰與沸點pT=p外液體沸騰T:液體的沸點(Tb)101.325kPa正常沸點液體的沸點隨外界壓力的變化而變化沸騰與蒸發的區別：沸騰－－表面和內部同時氣化；蒸發－－只在表面氣化29目前二十九頁\總數六十七頁\編于十四點水的正常沸點:100oC加入溶質溶液的沸點:？100oC溶液沸點Tb升高p/kPa101.325100Tb純水溶液t/oCΔTb=Kb·b(單位?)若在純水中加入少量難揮發的非電解質后，會產生什么現象呢？30目前三十頁\總數六十七頁\編于十四點1.3.3溶液的凝固點下降該物質的液相和固相達到平衡時的溫度（p液＝p固時的T）水的凝固點:0oC加入溶質

海水0oC時是否凍結？溶液凝固點Tf下降p液>p固:

液相

固相p液<p固:

固相

液相p/Pa611t/oCTf0ACB純水溶液ΔTf=Kf·b物質的凝固點(Tf)31目前三十一頁\總數六十七頁\編于十四點例2：

在20.40g葡萄糖水溶液中含有葡萄糖0.40g，測得溶液的凝固點為-0.207oC，試計算葡萄糖的相對分子量。解：

水(g)葡萄糖(mol)20.40-0.40=20.000.40/M

1000b(B)

b(B)=(10000.40)/(20.00M)=20/M

因Tf=Kf

b(B)

即0.207=1.86(20/M)

所以

M=180.032目前三十二頁\總數六十七頁\編于十四點1.3.4溶液的滲透壓滲透

動植物的膜組織以及人造火棉膠膜都是半透膜，其特性是溶劑分子可自由通過，而溶質分子則不能，這種現象叫做滲透。滲透產生的條件

有半透膜有濃度差33目前三十三頁\總數六十七頁\編于十四點滲透壓π阻止滲透作用發生所需施加于液面上的最小壓力叫做該溶液的滲透壓反滲1885年，van’tHoff：34目前三十四頁\總數六十七頁\編于十四點滲透壓的應用醫用等滲液口渴時一般不宜飲用含糖等成分過高的飲料。速溶咖啡和速溶茶的制造（將稀溶液首先用反滲透方法變濃，再用蒸發法蒸干，生產成本會大大降低。）

測定溶質的分子量利用反滲進行海水淡化35目前三十五頁\總數六十七頁\編于十四點1.3.5依數性的應用植物細胞液中溶有氨基酸、糖類物質，有一定的抗旱性蒸氣壓下降植物還有一定的耐寒性

用NaCl等物質與冰混合而制成的冷凍劑

為何稀飯比水燙傷得厲害？

冬天，人們常往汽車的水箱中加入甘油等物質，以防止水箱因水結冰而脹裂。凝固點下降沸點上升36目前三十六頁\總數六十七頁\編于十四點例3：依數性的相互推導

某難揮發、非電解質水溶液的凝固點為272.15K，計算：（1）此溶液的沸點；（2）298.15K時此溶液的蒸氣壓；

（3）在273.15K時此溶液的滲透壓。解：（1）因Tf=273.15K-272.15K=1.0K=Kf

b(B)

所以

b(B)=1.0K/1.86K·kg·mol-1=0.538mol·kg-1

又因Tb=Kb

b(B)

所以

Tb=0.512K·kg·mol-10.538mol·kg-1=0.27K

沸點

T=373.15K+0.27K=373.42K37目前三十七頁\總數六十七頁\編于十四點（2）因

p*=3.17kPa

xA=55.6mol/(55.6+0.538)mol=0.99

所以

p=p*xA=3.17kPa0.99=3.14kPa（3）=b(B)RT

=0.538mol·kg-18.314J·mol-1·K-1273.15K=1220kPa38目前三十八頁\總數六十七頁\編于十四點

注意：稀溶液的依數的定量關系不適用于濃溶液和電解質溶液。例：幾種濃度為0.100mol·kg-1的電解質在水溶液中的i值電解質

△T

f(K)（實驗值）△T

f(K)（計算值）NaCl0.3480.1861.87HCl0.3550.1861.91K2SO40.4580.1862.46CH3COOH0.1880.1861.08A2B(或AB2)型＞AB型＞弱電解質溶液＞非電解質溶液39目前三十九頁\總數六十七頁\編于十四點膠體分散：1-100nm

膠體溶液(溶膠)由小分子、原子或離子聚集成較大顆粒而形成的多相體系。如Fe(OH)3溶膠和As2S3溶膠高分子溶液由一些高分子化合物組成的溶液，

如膠水。1.4膠體40目前四十頁\總數六十七頁\編于十四點納米金和納米銀納米金和納米銀在生物學上有重要應用目前四十一頁\總數六十七頁\編于十四點

溶膠的制備

溶膠的性質

吸附作用

膠團結構和電動電勢

溶膠的穩定性與聚沉42目前四十二頁\總數六十七頁\編于十四點1.4.1溶膠的制備分散相粒子大小穩定劑條件分散法：大粒子變小

研磨法超聲波法電弧法膠溶法加FeCl3（穩定劑）Fe(OH)3（新鮮沉淀）

Fe(OH)3（溶膠）凝聚法：小粒子變大

物理凝聚：更換溶劑化學凝聚：利用化學反應生成難溶物方法43目前四十三頁\總數六十七頁\編于十四點1.4.2溶膠的性質

動力學性質---布朗（Brown）運動膠體粒子受到液體介質分子的不同方向、不同速度的撞擊后受力不均而作無規則運動。粒子小布朗運動劇烈

光學性質---丁鐸爾效應隔板燈泡.........光束投射到溶膠的粒子上散射出來，故在垂直光束的方向能看到明亮的光柱。44目前四十四頁\總數六十七頁\編于十四點光線射入分散體系時:光的反射粒子大于入射光的波長粒子小于入射光的波長（d膠粒＜λ可見光）光的散射丁達爾現象的解釋散射光的強度

1.與λ4成反比（紅光最弱，藍光最強）2.與粒子的體積有關（真溶液的粒子太小，無丁鐸爾現象）45目前四十五頁\總數六十七頁\編于十四點

電學性質(1)---電泳顏色加深在電場中，溶膠粒子會向某一電極方向運動。As2S3:+–帶負電負溶膠Fe(OH)3:+–帶正電正溶膠膠粒帶電的原因：從介質中選擇性吸附某種離子整個膠體溶液是否帶電？46目前四十六頁\總數六十七頁\編于十四點電學性質(2)---電滲在外電場下，使溶膠粒子不動，分散劑定向移動的現象為電滲。半透膜溶液電滲示意圖47目前四十七頁\總數六十七頁\編于十四點吸附作用

分散度與比表面－－－把物質分散成細小微粒的程度稱為分散度。比表面是指單位體積或質量的物質所具有的表面積。把一定大小的物質分割得越小，則分散度越高，比表面也越大。邊長l/m立方體數比表面Av/（m2/m3）1×10-216×102

1×10-31036×103

1×10-51096×105

1×10-710156×107

1×10-910216×109

48目前四十八頁\總數六十七頁\編于十四點固體在溶液中的吸附glAB吸附：一種物質自動聚集到另一種物質表面上去的過程。具有吸附能力的物質稱為吸附劑而被吸附的物質稱為吸附質

正由于固體表面原子受力不對稱和表面結構不均勻性，它可以吸附氣體或液體分子，使表面自由能下降。而且不同的部位吸附和催化的活性不同。49目前四十九頁\總數六十七頁\編于十四點－－－固體吸附劑在非電解質或弱電解質溶液中對溶質分子的吸附

分子吸附極性的吸附劑較易吸附極性的物質非極性的吸附劑較易吸附非極性的物質離子吸附－－－固體吸附劑在強電解質溶液中對溶質離子的吸附離子選擇吸附離子交換吸附50目前五十頁\總數六十七頁\編于十四點離子選擇吸附－－－優先吸附與它組成有關的離子

AgBrAgBrAgBrAgBrAgBrAgBrAgBrAgBr–Br–Br–例一：

AgNO3與KBr制備AgBr溶膠時，

KBr

過量，則AgBr固體優先吸附Br-

而使固體表面帶負電。

AgBrAgBrAgBrAgBrAgBrAgBrAgBrAgAg+Ag+

例二：AgNO3與KBr制備AgBr溶膠時AgNO3

過量，則AgBr固體優先吸附Ag+

而使固體表面帶正電。51目前五十一頁\總數六十七頁\編于十四點離子交換吸附－－－吸附某種離子的同時，將原來已存在于吸附劑表面的電荷符號相同的另一種離子等量地釋放到溶液中去Na+Ca2+

+

3NH4+

NH4+NH4+NH4++

Ca2+

+

Na+

濃度越大，離子價數越高，交換能力越強。例如，交換能力Na＋＜Mg2＋＜Al3＋價數相同時，與水化離子半徑有關。例如水化離子半徑：Li＋＞Na＋＞K＋＞Rb＋＞Cs＋交換能力：Li＋＜Na＋＜K＋＜Rb＋＜Cs＋52目前五十二頁\總數六十七頁\編于十四點溶膠粒子帶電原因吸附作用FeCl3+3H2OFe(OH)3+3HClFeCl3+2H2OFe(OH)2Cl+2HClFe(OH)2ClFeO++Cl-+H2OmFe(OH)3(Fe(OH)3)m(Fe(OH)3)m·nFeO+AgNO3+KI（過量）（AgI)m

nI-

(K+，NO3-，I-)AgNO3（過量）+KI（AgI)m

nAg+

(K+，NO3-，Ag+)－－－膠體粒子對溶液中的離子產生選擇性吸附使膠粒帶電53目前五十三頁\總數六十七頁\編于十四點電離作用－－－膠體粒子表面分子發生電離使膠粒帶電硅酸溶膠表面上H2SiO3分子可以電離，如H2SiO3=HSiO3-+H+

或

SiO32-

+2H+HSiO3-或

SiO32-

留在表面而使粒子帶負電荷，H+進入溶液。54目前五十四頁\總數六十七頁\編于十四點1.4.3膠團結構和電動電勢[AgI]mI-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+膠團結構AgNO3+KI(過量)→

AgI(溶膠)吸附層擴散層[(AgI)m·nI-·(n-x)K+]x-·

xK+膠核吸附層擴散層膠團I-:電位離子

K+:反離子膠粒55目前五十五頁\總數六十七頁\編于十四點電動電勢膠核固相表面到液體內部的電勢MN:固相界面AB:滑動面MA:吸附層AC:擴散層(1)雙電層(2)E(3)ζ電場中，滑動面到液體內部的電勢吸附正離子

ζ>0

吸附負離子

ζ<0

＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋————————————ζδdENBMAC電勢距離56目前五十六頁\總數六十七頁\編于十四點(4)ζ的大小吸附層擴散層0電勢ζ1ζ2ζ3反離子越多ζ越小ζ:膠粒所帶的凈電荷膠體體系中加入電解質現象如何？反離子增多擴散層變薄變小57目前五十七頁\總數六十七頁\編于十四點1.4.4溶膠的穩定性與聚沉

穩定性的原因

布朗運動：克服沉降作用

膠粒帶電：使膠粒分開

溶劑化作用：避免碰撞越大，越穩定聚沉溶膠失去穩定因素，膠粒相互碰撞，將導致顆粒合并、變大最后以沉淀形式析出聚沉值能使一定量的溶膠在一定時間內開始聚沉所需電解質的最低濃度，單位為mmol·L-1。58目前五十八頁\總數六十七頁\編于十四點聚沉能力是聚沉值的倒數。聚沉值越大的電解質，聚沉能力越小。

電解質的聚沉規律

價態影響與膠粒帶相反電荷的離子的價數影響最大，價數越高，聚沉能力越強。負溶膠As2S3：聚沉值AlCl3:MgCl2:NaCl=1:

8:

548。例：感膠離子序負溶膠:聚沉能力是Cs+>Rb+>K+>Na+>Li+正溶膠:聚沉能力是F->Cl->Br->NO3->I-59目前五十九頁\總數六十七頁\編于十四點

溶膠的相互聚沉將膠粒帶相反電荷的溶膠互相混合，也會發生聚沉例：水的凈化天然水中膠態的懸浮物大多數帶負電荷（如土壤膠體、有機質膠體），而明礬在水中水解而得Al(OH)3為正溶膠，它們相互聚沉而使水凈化。60目前六十頁\總數六十七頁\編于十四點1.4.