1、第九章第九章 溶液溶液本章难点与重点：本章难点与重点：难挥发非电解质稀溶液的依数性难挥发非电解质稀溶液的依数性9.1 溶液溶液9.2 非电解质稀溶液的依数性非电解质稀溶液的依数性9.3 溶胶溶胶本章内容本章内容：本章教学要求本章教学要求1掌握难挥发非电解质稀溶液的依数性与掌握难挥发非电解质稀溶液的依数性与浓度间的定量关系及其应。浓度间的定量关系及其应。2了解胶体的重要性质，制备和凝聚方法了解胶体的重要性质，制备和凝聚方法及其与胶体结构的关系。及其与胶体结构的关系。9.1 溶液溶液一、溶液的浓度一、溶液的浓度四种表达方式四种表达方式1.物质的量浓度物质的量浓度:每升溶液中溶质的每升溶液中溶质的“
2、物质的量物质的量”，单位，单位 mol/L，符号符号c，如，如c（H+）。）。2.质量摩尔浓度质量摩尔浓度每每 Kg 溶剂中含溶质的摩尔数溶剂中含溶质的摩尔数, 则称则称为质量摩尔浓度为质量摩尔浓度, 经常用经常用 m 表示，单位表示，单位mol/kg。 3. 质量分数质量分数 ,即溶质的质量对于溶液的质量的分数，符号即溶质的质量对于溶液的质量的分数，符号w。4. 摩尔分数摩尔分数,溶质溶质B “物质的量物质的量”与溶液中溶质与溶剂总与溶液中溶质与溶剂总“物物 质的量质的量”之比。即之比。即n（B）/n（总），符号用（总），符号用x（B）或）或XB。 二、溶解度二、溶解度溶解度溶解度 ：定温度
3、下溶质在一定量溶剂中形成饱和定温度下溶质在一定量溶剂中形成饱和溶液时，被溶解的溶质的量溶液时，被溶解的溶质的量 1. 温度对溶解度的影响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。饱和溶液。 2. 压强的影响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的量表示物质的量表示 。亨利定律：在中等压强时，气体的溶解度亨利定律：在中等压强时，气体的溶解度与溶液上面气相
4、中该气体的分压呈正比。可与溶液上面气相中该气体的分压呈正比。可表示为：表示为：Ci=KPi，式中的比例常数，式中的比例常数K称为亨利系数。称为亨利系数。三、相似相溶原理三、相似相溶原理 溶质分子与溶剂分子的结构越相似，相互溶解越溶质分子与溶剂分子的结构越相似，相互溶解越容易。容易。 溶质分子的分子间力与溶剂分子的分子间力越相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。似，越易互溶。 水分子之间存在氢键，因此若溶质分子能与水分水分子之间存在氢键，因此若溶质分子能与水分子形成氢键。在水中的溶解度就相对较大，如氨、乙醇子形成氢键。在水中的溶解度就相对较大，如氨、乙醇、HF等。等。四、分配
5、定律四、分配定律一定温度下，一种溶质分配在互不相溶的两种溶剂中的浓度比值为一常数,常用K来表示，称之为分配系数BBccK9.2 非电解质溶的依数性非电解质溶的依数性一、稀溶液的依数性一、稀溶液的依数性 与溶液的浓度有关与溶液的浓度有关, ,与溶质的本性无关与溶质的本性无关；适用范围适用范围: : 难挥难挥发非电解质的稀溶液。发非电解质的稀溶液。1. 溶液的蒸气压下降溶液的蒸气压下降 1887年，法国物理学家拉乌尔（年，法国物理学家拉乌尔（Raoult）根据实验结果）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
6、数物质的量分数XB成正比，而与溶质的本性无关。这就是拉乌尔成正比，而与溶质的本性无关。这就是拉乌尔定律。其数学表达式为：定律。其数学表达式为：P=P溶剂溶剂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溶剂的物质的量分数XA，数学表达式为：，数学表达式为：P溶液溶液=P溶剂溶剂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（的质量摩尔浓度（m）成正比）成正比 ，数学表达式为：数学表达式为：P=Km (3)2. 沸点升高和凝固点下
7、降沸点升高和凝固点下降溶液的沸点上升溶液的沸点上升Tb Kb m Kb是溶剂的摩尔沸点升高常数，是溶剂的摩尔沸点升高常数，m为溶质的质量摩尔浓度为溶质的质量摩尔浓度, Tb是溶液沸点上升的度数。不同溶剂的是溶液沸点上升的度数。不同溶剂的Kb值不同，值不同，Kb值值决定于溶剂的性质，而与溶质的性质无关。决定于溶剂的性质，而与溶质的性质无关。 溶液的凝固点下降溶液的凝固点下降Tf = Kf m Kf为摩尔凝固点降低常数（即为摩尔凝固点降低常数（即1摩尔溶质溶解在摩尔溶质溶解在1000g溶剂溶剂中所引起凝固点降低的值），中所引起凝固点降低的值），Kf值决定于溶剂的性质而与值决定于溶剂的性质而与溶质的
8、性质无关。溶质的性质无关。3. 渗透压渗透压渗透压：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。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产生渗透现象必须具备二个二个条件：条件：膜内外两种溶液的浓度同，膜内外两种溶液的浓度同，即不同浓度的两种溶液被半即不同浓度的两种溶液被半透膜隔开就能产生渗透现象透膜隔开就能产生渗透现象有半透膜存在有半透膜存在4.依数性的应用依数性的应用(1)
9、测定分子的摩尔质量测定分子的摩尔质量例例1溶解溶解2.76克甘油于克甘油于200克水中，测得凝固点为克水中，测得凝固点为0.279，己知水的，己知水的Kf=1.86 Kkgmol-1-，求甘，求甘油的分子量。油的分子量。解：解：Tf =Kfm 设甘油的摩尔质量为设甘油的摩尔质量为M100020076.286.1279.0M M= 92.0gmol-1例例2将将0.2000g葡萄糖溶解于葡萄糖溶解于10.0g水中，在常压下测水中，在常压下测得溶液的沸点为得溶液的沸点为373.057K，试计算葡萄糖的摩尔质，试计算葡萄糖的摩尔质量。量。解：由表解：由表2-5查得水的沸点为查得水的沸点为373K，K
10、b为为0.512 Kkgmol-1， 代入代入T b=Kbm(373.057-373)= 10000.10200.0512.0MM=179 gmol-1例例3： 20 时水的饱和蒸汽压为时水的饱和蒸汽压为2.33 kPa. 将将17.1g蔗糖蔗糖(C12H22O11) 与与3.00g尿素尿素 CO(NH2)2分别溶于分别溶于 100g 水，计算形成溶液的蒸水，计算形成溶液的蒸 汽压。汽压。解：两种溶质的摩尔质量是解：两种溶质的摩尔质量是M1=342 g/mol和和M2=60.0 g/mol 991. 05 . 05 .555 .55kgmol500. 0OgH100OgH1000molg0 .
11、60g00. 3kgmol500. 0OgH100OgH1000molg342g1 .170H12212122112xmm数相同：两种溶液中水的摩尔分故两种溶液的蒸汽压均为：故两种溶液的蒸汽压均为：p=2.33 kPa0.991=2.31 kPa例例4 计算将计算将4.27g蔗糖（蔗糖（C12H22O11）溶于）溶于50.0g水中形成溶液的凝固点和沸点水中形成溶液的凝固点和沸点解解 mB= =0.250molkg-110000.5034227.4T b=Kbm =1.860.25=0.465KTf =Kfm=0.520.250=0.13K凝固点为凝固点为273.15-0.465=272.68K
12、沸点为沸点为 373.15+0.13=373.28K例例51dm3溶液中含溶液中含5.0克马血红素，在克马血红素，在298K时测得时测得溶液的渗溶液的渗 透压为透压为1.82102Pa，求马的血红素的摩尔，求马的血红素的摩尔质量。质量。解解 =CRT, molm-3 =7.310-5moldm-3 073. 0298314. 81082. 12RTCVMmVnCBBCVmMBM= =6.8104 gmol-1 5103.70.5例例6 在水中某蛋白质的饱和溶液含溶质在水中某蛋白质的饱和溶液含溶质5.18 g/dm3，20时其时其渗透压为渗透压为0.413kPa，求此蛋白质的摩尔质量。，求此蛋白
13、质的摩尔质量。解解 =CRT, 0.413= )20273(314.818.5MM=30553.244 gmol-1例例7 相同重量的葡萄糖和甘油分别溶于相同重量的葡萄糖和甘油分别溶于100g水中，所得溶液的水中，所得溶液的凝固点、沸点、渗透压是否相同凝固点、沸点、渗透压是否相同?解解: 不同不同 Tf=Kfm Tb=Kbm, =CRT, 因它们的分子量因它们的分子量 不同，即不同，即 m、c不同，故不相同。不同，故不相同。 (2) 制作防冻剂，致冷剂制作防冻剂，致冷剂利用溶液凝固点下降还可制作防冻剂，致冷剂。利用溶液凝固点下降还可制作防冻剂，致冷剂。 9.3 溶溶 胶胶一、分散系一、分散系分
14、散系分散系:一种物质在另一物质里被分散成微小粒子所形成的一种物质在另一物质里被分散成微小粒子所形成的体系。体系。 一般根据分散质粒子的大小，将分散系分为三类一般根据分散质粒子的大小，将分散系分为三类 ：粗分散系粗分散系 胶体分散系胶体分散系 分子分散系分子分散系 分散质粒子直径分散质粒子直径 1-100m 1-100 nm 1nm 普通显微镜普通显微镜 可见（肉眼可可见（肉眼可见）见） 不可见不可见不可见不可见 超显微镜超显微镜 可见可见 不可见不可见可透性滤纸可透性滤纸 不透不透 透透 全透全透 半透膜半透膜 不透不透不透不透全透全透多相浑浊泥水，多相浑浊泥水，牛乳，豆浆牛乳，豆浆 多相多相
15、Fe(OH)3、CdS S、AgIAgI金溶胶金溶胶 单相单相NaCl、AgNO3、C2H5OH 二、二、溶胶溶胶原则上制备原则上制备溶胶溶胶的方法有的方法有两两种：种： 1.分散法：分散法： 研磨法研磨法 电弧法电弧法 超声波法超声波法 2.凝聚法凝聚法： 改换溶剂法改换溶剂法 化学反应法化学反应法 三、溶胶的性质三、溶胶的性质1.光学性质：光学性质：丁达尔效应丁达尔效应:如果将一束被聚光镜（如透镜）会聚的强光射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
16、，称为丁亮的光柱，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：光的散射达尔效应。原因：光的散射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. 电学性质电学性质：电泳电泳四、溶胶带电原因四、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吸附作用吸附作用a. 固体表面的粒子具有剩余力场固体表面的粒子具有剩余力场b. 固体表面积越大，吸附能力越强固体表面积越大，吸附能力越强c. 胶粒的选择性吸附胶粒的选择性吸附AgNO3+KI= AgI+KNO3KI过量过量 吸
17、附吸附I-AgNO3过量过量 吸附吸附Ag+2. 电离作用电离作用有些胶体溶液是通过表面分子的电离而产生电荷的有些胶体溶液是通过表面分子的电离而产生电荷的。 H2SiO3 H+HSiO3- 2H+SiO32- 五、胶体的结构五、胶体的结构AgNO3过量时形成的过量时形成的AgI的胶团结构为；的胶团结构为；(AgI)mnAg+(n-x)NO3-x+xNO3-式中式中m为胶核中为胶核中AgI的分子数，的分子数，n为胶核吸附的电位离子数，为胶核吸附的电位离子数，n比比m的数值小得多。的数值小得多。(nx)是吸附层中的反号离子数，是吸附层中的反号离子数，Ag+为电位离子，为电位离子，x为扩散层中反号离
18、子数为扩散层中反号离子数氢氧化铁溶胶：氢氧化铁溶胶： Fe(OH)3m nFeO+ ，(n x)Cl x+ xCl.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：胶体之所以具有较大的稳定性，原因有几个方面：1. 胶体带有电荷胶体带有电荷 2. 布朗运动布朗运动3. 水化膜的形成水化膜的形成 七、溶胶的聚沉七、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加入少量电解质，这是加速胶体聚沉的
19、主要办法,离子离子 价态愈高、电解质的聚沉能力愈大价态愈高、电解质的聚沉能力愈大2.两种带相反电荷的胶体溶液，以适当的比例互相混合两种带相反电荷的胶体溶液，以适当的比例互相混合 3.加热加热 八、八、 凝胶凝胶溶胶、高分子溶液溶胶、高分子溶液 具有弹性的半固体状态具有弹性的半固体状态的粘稠物质（凝胶或冻胶）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，相互全部溶剂，充满在网眼里的溶剂不能自由流动，相
20、互交联形成网架的胶体粒子仍有一定的柔韧性，使凝胶交联形成网架的胶体粒子仍有一定的柔韧性，使凝胶成为弹性固体。成为弹性固体。 九、高分子溶液九、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，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。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，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，但分子直径但分子直径100nm-1nm之间，一般不带电荷，比溶胶稳定。高之间，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。达尔效应，但无电泳现象。 在溶胶中在溶胶中加入适当的高分子溶胶，但量太少会发生敏化作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。用，反而起不到保护作用。
