第一章分散体系.pps
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1、Inorganic & Analytical Chemistry,无机及化学分析,第一章 分散体系,Dispersed System,溶液,胶体,solutions,colloid,1、了解分散体系的分类;,本章学习要求,5、掌握溶液的稳定性与凝结。,4、掌握胶体的特性及胶团结构式的书写;,3、掌握稀溶液的依数性及其计算;,2、掌握溶液浓度的定义及其相互换算;,由一种或几种物质分散在另一种物质中,分散质(相)(dispersion phase),被分散的物质,分散剂 (dispersed medium),起分散作用的物质,1.1 分散系分类,所形成的体系。,1.分散系的定义,细小水滴 + 空气
2、云雾,相 在体系内部物理性质和化学性 质完全均匀的部分称为相。,分散系在自然界中广为存在:,金属化合物 + 岩石 矿石,二氧化碳 + 水 汽水,1) 按物质的聚集状态分类:,2.分散系的分类,2) 按分散质粒子直径大小分类:,1.2 溶液,1.溶液 (Solutions), 物质的量及其单位:,1) 物质的量n:,表示物质基本单元数目多 少的物理量。,2) 单位:,mol,分散质以小分子、离子或原子为质点均 匀地分散在分散剂中所形成的分散系。,一升溶液中所含溶质B的物质的量,2. 溶液浓度的表示方法,电子及其它粒子的特定组合。,4) 摩尔质量:,MB = mB /nB,1) 物质的量浓度 c(
3、B), 定义:, 公式:, 单位:,mol dm-3 (molL-1),系统中组成物质的基本组 分,可是分子、原子、离子、,3) 基本单元:,一千克溶剂中所含溶质B的物质的量,2) 质量摩尔浓度 b(B), 定义:, 公式:, 单位:,molkg-1,与温度无关。在极稀的水溶液中,.优点:,c(B) b(B),例1. 500克水中溶解17.1克蔗糖, 求蔗糖 溶液的质量摩尔浓度。,解:,某组分的物质的量与全部溶液的 物质的量之比 。,3) 摩尔分数 xi, 定义:, 公式:, 量纲: 1,4) 质量分数,用溶质的质量除以溶液的质量表 示浓度称为质量分数,用表示。, 定义:, 公式:,例2. 4
4、8%的硫酸溶液的密度为1.38gml-1, 计算此溶液的 (1) 物质的量浓度; (2) 质量摩尔浓度; (3) 摩尔分数;,5) 浓度的相互换算,解:,(1),(3),(2),1.3. 稀溶液的依数性 (colligative properties),2) 沸点升高 Boiling point elevation,1) 蒸气压下降 Decrease of vapor pressure,3) 凝固点下降 Freezing point lowering,4) 渗透压 Osmotic pressure,1. 依数性:,只与溶质所含粒子的数目有关,而与 溶质的本性无关。(稀溶液的通性),2. 溶液的
5、蒸气压下降,1) 蒸气压 vapor pressure,当蒸发速率与凝结速 率相等时,液体上方 的蒸气所具有的压力 称为液体的饱和蒸气 压(简称蒸气压)。,蒸 发,凝 聚,2) 溶液的蒸气压下降,在一定温度下,溶液的蒸 气压总是低于纯溶剂的 蒸气压,称为溶液的蒸 气压下降。.,Decrease of solution vapor pressure,溶液蒸气压下降的原因:,A.溶液表面溶剂分子数减少;,B.形成溶剂化分子;,3) Raoult (拉乌尔) 定理,在一定温度下,稀溶液的蒸气压与溶液中溶剂的摩尔分数成正比.,对于两组分溶液,Raoult 定律又可表述为:在一定温度下, 难挥发非电解质
6、稀溶液的蒸气压下降,近 似地与溶质B的质量摩尔浓度成正比,而与 溶质的本性无关。,例3.计算293K时,17.1g蔗糖溶于1000 g水中,溶液的蒸汽压下降值。,解:293K时,P*(H2O)=2.33kPa,或,M(B)=342g.mol-1, 只适用于难挥发非电解质的稀溶液,3. 溶液的沸点升高 boiling point elevation,纯水,蔗糖,Kb 为沸点升高常数 Ebullioscopic constant,(1).计算溶液的沸点,2) 溶液的沸点升高:,3)沸点升高的应用,溶液的沸点与纯溶剂的沸点之差, 它只与溶质的质量摩尔浓度成正比,而与溶质的本性无关。,例4. 在100
7、克水中溶解4.56克尿素, 计算此溶液的沸点.,例5. 将0.40g葡萄糖溶于20.0g水中,测得 溶液的沸点为100.056 ,计算葡萄糖的摩尔质量.,解:,DTb = 0.056 = Kb b 葡萄糖,M 葡萄糖 = 182.9 gmol-1,(2) 测定难挥发非电解质的摩尔质量,4. 溶液的凝固点下降 freezing point lowering,1) 凝固点: freezing point,液体的蒸气压与 固体蒸气压相等, 两相平衡共存时 的温度。,*,纯水,蔗糖,冰,(1) 溶液的凝固点 : (Tf ),Kf为凝固点下降常数.Cryoscopic constant,Tf =Tf*-
8、 Tf = Kfb(B),溶液的蒸气压与固态纯溶剂的蒸气 压平衡时的温度。,(2) 溶液的凝固点下降:,纯溶剂的凝固点与溶液凝固点之差, 它只与溶质的质量摩尔浓度成正比,而与溶质的本性无关。,2) 沸点升高和凝固点下降的原因:,溶液的蒸气压下降。,3) 凝固点下降的应用:,(1) 解释植物的抗旱性与耐寒性等现象;,(2) 计算溶液的凝固点;,(3) 测定难挥发非电解质的摩尔质量;,解:,例6. 将0.40g葡萄糖溶于20.0g水中,测得溶液的凝固点为-0.207 ,计算葡萄糖 的摩尔质量.,1. 0的水溶液中加入一块冰,有何现象? 2. 蒸气压下降,沸点升高,凝固点降低均 可用来测分子量,哪一
9、何种方法最好?,思 考 题:,5.溶液的渗透压 osmotic pressure,溶剂分子通过半透膜进入溶液的自动扩撒过程。,1)渗透现象 Osmosis,为了维持渗透平衡向溶液所施加的最小外压。,在溶液上方施加一外压P, 使半透膜两边溶 剂分子进出的速率相等时,体系所处的状态。,2)渗透平衡,3)渗透压,4)产生渗透现象的条件, 有半透膜的存在;, 膜两边的溶液存在浓度差;,5) Vant Hoff 定律,V = nRT = nRT/V = cRT,6) 高渗、低渗、等渗溶液,例7. 含有5gL-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。,7)渗透
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