1、 化学研究的主要对象是实物（习惯上实物仍称为物质）。化学是在原化学研究的主要对象是实物（习惯上实物仍称为物质）。化学是在原子、分子层次上研究物质的组成、结构、性质及其变化规律的自然科学。子、分子层次上研究物质的组成、结构、性质及其变化规律的自然科学。化学的研究对象化学的研究对象基础化学课程简介基础化学课程简介 化学热力学初步知识、化学动力学初步知识、实验数据误差分化学热力学初步知识、化学动力学初步知识、实验数据误差分析、分光光度法、滴定分析法、四大化学平衡的有关规律及计算。析、分光光度法、滴定分析法、四大化学平衡的有关规律及计算。基础化学的研究对象基础化学的研究对象问题：血红蛋白如何运输问题：
2、血红蛋白如何运输O2、CO2、Fe2+？金属中毒金属中毒铝铝甘肃徽县铅锭甘肃徽县铅锭冶炼厂致冶炼厂致300多多名儿童铅中毒名儿童铅中毒 生前头发揭开贝多芬死亡生前头发揭开贝多芬死亡之谜之谜 铅铅镉镉骨痛病骨痛病铬铬 37 37岁的女工陈麒穗岁的女工陈麒穗,在重庆在重庆市巴南区渝南鑫光灯具有限公市巴南区渝南鑫光灯具有限公司电镀车间打工四个月司电镀车间打工四个月,体内体内铬含量超标一万倍铬含量超标一万倍!预习预习 听课及笔记听课及笔记 作业作业 无机化学实验无机化学实验主要内容主要内容学习要求学习要求 理论理论46学时学时 实验实验24学时学时理论考试占理论考试占70%平时占平时占10%实验占实验
3、占20%总课时总课时70学时学时 成绩考核成绩考核理论学时分配理论学时分配章节章节标题标题学时学时第一章第一章溶液和胶体分散系溶液和胶体分散系4 4第二章第二章化学热力学基础化学热力学基础4 4第三章第三章化学平衡化学平衡2 2第四章第四章化学反应速率化学反应速率4 4第五章第五章酸碱解离平衡酸碱解离平衡4 4第六章第六章难溶强电解质的沉淀难溶强电解质的沉淀-溶解平衡溶解平衡2 2第七章第七章氧化还原反应和电极电势氧化还原反应和电极电势4 4第八章第八章原子结构和元素周期律原子结构和元素周期律4 4第九章第九章分子结构分子结构4 4第十章第十章配位化合物配位化合物4 4第十一章第十一章定量分析
4、中的误差与有效数字定量分析中的误差与有效数字2 2第十二章第十二章滴定分析法滴定分析法4 4第十三章第十三章吸光光度法吸光光度法2 2第一章第一章 溶液和胶体分散系溶液和胶体分散系第一节第一节 分散系的分类分散系的分类第二节第二节 混合物和溶液的组成标度混合物和溶液的组成标度第三节第三节 稀溶液的通性稀溶液的通性第四节第四节 溶胶溶胶 第五节第五节 高分子溶液高分子溶液第六节第六节 凝胶凝胶 第一节第一节 分散系的分类分散系的分类被分散成微粒的物质被分散成微粒的物质分散相分散相起分散作用的物质起分散作用的物质分散介质分散介质分散系的组成分散系的组成分散系的分类分散系的分类分子分散系分子分散系胶
5、体分散系胶体分散系粗分散系粗分散系Fe(OH)3溶胶溶胶分散相分散相粒子直径粒子直径分散系类型分散系类型分散相分散相粒子的组成粒子的组成实例实例小于小于1nm 1nm 分子分散系分子分散系 小分子小分子小离子小离子 生理盐水生理盐水葡萄糖溶液葡萄糖溶液 1 1100nm 100nm 胶胶体体分分散散系系溶胶溶胶胶粒胶粒氢氧化铁溶胶氢氧化铁溶胶硫化砷溶胶硫化砷溶胶 高分子高分子溶液溶液高分子高分子 蛋白质溶液蛋白质溶液核酸溶液核酸溶液 大于大于100nm 100nm 粗分散系粗分散系粗粒子粗粒子泥浆、牛奶泥浆、牛奶 分散系的分类分散系的分类非均相非均相均相均相 如果组成溶液的物质有不同的状态，通
6、常将液态如果组成溶液的物质有不同的状态，通常将液态物质称为溶剂，气态或固态物质称为溶质。物质称为溶剂，气态或固态物质称为溶质。溶剂溶剂溶质溶质液态溶液液态溶液固态溶液固态溶液溶液溶液多种气体混合在一起称为气态混合物，不作为气态多种气体混合在一起称为气态混合物，不作为气态溶液处理。溶液处理。第二节第二节 混合物和溶液的组成标度混合物和溶液的组成标度题目题目公式公式符号意义符号意义单位单位沸点升高沸点升高凝固点下降凝固点下降溶液浓度的表示方法溶液浓度的表示方法B B的质量分数的质量分数B B的质量浓度的质量浓度B B的体积分数的体积分数BBdefmwm B的质量的质量defBBAAVV 纯纯B的体
7、积的体积混合前各纯组分体积混合前各纯组分体积混合物的质量混合物的质量defBBmV B的质量的质量 混合物的体积混合物的体积B B的摩尔分数的摩尔分数B B的物质的量浓度的物质的量浓度B B的分子浓度的分子浓度溶质溶质B B的质量摩尔的质量摩尔浓度浓度BdefBNCV B的分子数的分子数 混合物的体积混合物的体积BdefBncV B的物质的量的物质的量 混合物的体积混合物的体积BdefBnxn B的物质的量的物质的量 混合物的物质的量混合物的物质的量BdefBAnbm B的物质的量的物质的量 溶质溶质A的质量的质量 医学上表示体液组成时，凡是体液中相对分子质量已知的物质，均应使用医学上表示体液
8、组成时，凡是体液中相对分子质量已知的物质，均应使用物质的量浓度；对于相对分子质量未知的物质，可以暂时使用质量浓度。物质的量浓度；对于相对分子质量未知的物质，可以暂时使用质量浓度。世界卫生组织建议世界卫生组织建议B B的物质的量浓度的物质的量浓度BdefBncV B的物质的量的物质的量 混合物的体积混合物的体积B B的质量浓度的质量浓度defBBmV B的质量的质量 混合物的体积混合物的体积【例例1】20时，将时，将70mL乙醇乙醇(酒精酒精)与与30mL水水混合，得到混合，得到96.8 mL乙醇溶液，计算所得乙醇溶乙醇溶液，计算所得乙醇溶液中乙醇的体积分数。液中乙醇的体积分数。2525*252
9、(C H OH)(C H OH)(C H OH)(H O)VVV 70mL70mL+30mL70%解解:乙醇的体积分数为：乙醇的体积分数为：defBBAAVV 【例例2】将将25g葡萄糖葡萄糖(C6H12O6)晶体溶于水，配晶体溶于水，配制成制成500mL葡萄糖溶液，计算此葡萄糖溶液的葡萄糖溶液，计算此葡萄糖溶液的质量浓度。质量浓度。612661261(C H O)(C H O)25g50g L0.50LmV 葡萄糖溶液的质量浓度为：葡萄糖溶液的质量浓度为：defBBmV 解：解：正常人血清中正常人血清中NaNa的浓度为：的浓度为：+1+1(Na)0.326 g/23.0 g mol(Na)0
10、.142mol L0.100 LncV 33121(HCO)(HCO)0.165 g/61.0 g mol2.70 10 mol L0.100 LncV 正常人血清中正常人血清中HCO3-的浓度为：的浓度为：【例例3】100mL正常人血清中含正常人血清中含326mgNa和和165HCO3-mg，试计算正常人血清中，试计算正常人血清中Na+和和HCO3-的量浓度。的量浓度。解：解：生理盐水的质量浓度为：生理盐水的质量浓度为：1(NaCl)0.90 g(NaCl)9.0 g L0.10 LmV 111(NaCl)(NaCl)(NaCl)9.0 g L0.15mol L58.5 g molcM 【例
11、例4】100mL生理盐水中含生理盐水中含0.90gNaCl，计算生理盐水的质量浓度和浓，计算生理盐水的质量浓度和浓度。度。生理盐水的浓度为：生理盐水的浓度为：解：解：19【例例5】将将0.27gKCl晶体溶于晶体溶于100g水中，计算溶水中，计算溶液中液中KCl的质量摩尔浓度。的质量摩尔浓度。KCl的摩尔质量为的摩尔质量为74.5gmol-1。KCl 的质的质量摩尔浓度为：量摩尔浓度为：211(KCl)(KCl)(H O)0.27g/74.5g mol0.036mol kg0.10kgnbm 解：解：【例例6】将将112g 乳酸钠乳酸钠(NaC3H5O3)溶于溶于1.00L纯纯水中配成溶液，计
12、算溶液中乳酸钠的摩尔分数。水中配成溶液，计算溶液中乳酸钠的摩尔分数。3533533532(NaC H O)(NaC H O)(NaC H O)(H O)nxnn 1111112g/112g mol(112g/112g mol)(1.00L 1000g L/18g mol)0.018 NaC3H5O3的摩尔质量为的摩尔质量为112gmol-1。溶液。溶液中乳酸钠的摩尔分数为：中乳酸钠的摩尔分数为：解：解：*AAAp=p xffBTk b蒸气压下降蒸气压下降沸点上升沸点上升凝固点降低凝固点降低渗透压渗透压第三节稀溶液的通性第三节稀溶液的通性 只与溶质粒子的数目有关而与溶质本性无关的稀溶液只与溶质粒
13、子的数目有关而与溶质本性无关的稀溶液的性质。的性质。依数性依数性BbbTk b Bc RT 初始：初始：V蒸发蒸发 V凝聚凝聚平衡：平衡：V蒸发蒸发 =V凝聚凝聚纯水的蒸气压示意图纯水的蒸气压示意图气液两相平衡气液两相平衡一、液体的蒸气压一、液体的蒸气压凝聚凝聚蒸发蒸发H2O(l)H2O(g)饱和蒸气压饱和蒸气压饱和蒸气压：在一定的温度下，当蒸发的速度等于凝聚的速度，液态饱和蒸气压：在一定的温度下，当蒸发的速度等于凝聚的速度，液态水与它的蒸气处于动态平衡，这时的蒸气压称为水在此温度下的饱和水与它的蒸气处于动态平衡，这时的蒸气压称为水在此温度下的饱和蒸气压，简称蒸气压。蒸气压，简称蒸气压。蒸发速
14、度蒸发速度 =凝聚速度凝聚速度二、稀溶液的蒸气压下降二、稀溶液的蒸气压下降问题问题为什么溶液的蒸气压会为什么溶液的蒸气压会下降？下降？纯溶剂溶液Raoult定律定律B B的摩尔分数的摩尔分数BdefBnxn B的物质的量的物质的量 混合物的物质的量混合物的物质的量pA ：溶液的蒸气压：溶液的蒸气压 pA*：纯溶剂的蒸气压：纯溶剂的蒸气压nA：溶剂的物质的量：溶剂的物质的量 nB：溶质的物质的量：溶质的物质的量*AAAp=p x*AAAABp=p x=p(1-x)A1ABBABABnnxxnnnnAAnxn BBnxn*AAA*AA(1)AAABppppp xpxp x ABnnn双组分体系双组
15、分体系p=p*xAp*(T)TpTbp0pTTb黑线：纯溶剂蒸汽压曲线。黑线：纯溶剂蒸汽压曲线。红线：红线：溶液的蒸汽压曲线溶液的蒸汽压曲线。三、稀溶液的沸点上升三、稀溶液的沸点上升/BBBBAAnmMbmm bBBAbk mMmT BbbTk b P1K kg mol kb单位：单位：四、稀溶液的凝固点降低四、稀溶液的凝固点降低ffBTk b fBfBAK mMT m *fffTTTK Kf f单位单位1Kkg m ol /BBBBAAnmMbmmTf ：溶液的凝固点：溶液的凝固点 Tf*：纯溶剂的凝固点：纯溶剂的凝固点Kf：溶剂的凝固点降低系数：溶剂的凝固点降低系数1fBA1.86K kg
16、 mol,0.090g,12gkmm f0.233TK1fBBfA1.86K kg mol0.090g0.233K 12gk mMT m -110.060kg mol60g mol 【例例7】从人尿中提取出一种中性含氮化合物，将从人尿中提取出一种中性含氮化合物，将90mg 纯品溶解在纯品溶解在12g蒸馏水中，蒸馏水中，所得溶液的凝固点比纯水降低了所得溶液的凝固点比纯水降低了0.233 K，试计算此化合物的摩尔质量。，试计算此化合物的摩尔质量。解：解：该中性含氮化合物的摩尔质量为：该中性含氮化合物的摩尔质量为：已知已知溶液溶剂溶剂透过半透膜进入溶液的现象。溶剂透过半透膜进入溶液的现象。渗透现象渗
17、透现象 渗透压力渗透压力五、稀溶液的渗透压力五、稀溶液的渗透压力只允许水分子透过，不允许溶质分子透过只允许水分子透过，不允许溶质分子透过 溶剂溶剂在半透膜内外的渗透作用过平衡时半透膜两边的在半透膜内外的渗透作用过平衡时半透膜两边的静压力静压力差差。即阻止渗透作用所施加于溶液的最小外压。即阻止渗透作用所施加于溶液的最小外压。渗透压力渗透压力渗透压产生的根本原因渗透压产生的根本原因问：溶液的渗透压与气体压力的产生是否相同？问：溶液的渗透压与气体压力的产生是否相同？半透膜存在、半透膜存在、膜两侧膜两侧溶液的浓度不相等溶液的浓度不相等Bc RT BBm RTMV B/BBmMc RTRTV 对于电解质
18、的稀溶液对于电解质的稀溶液 对于强电解质溶液，渗透浓度等于溶液中溶质离子的总浓度。对于强电解质溶液，渗透浓度等于溶液中溶质离子的总浓度。对于弱电解质溶液，渗透浓度等于溶液中未解离的弱电解质的对于弱电解质溶液，渗透浓度等于溶液中未解离的弱电解质的浓度与弱电解质解离出的离子浓度之和。浓度与弱电解质解离出的离子浓度之和。对于非电解质溶液，渗透浓度等于其物质的量浓度。对于非电解质溶液，渗透浓度等于其物质的量浓度。渗透浓度渗透浓度 混合物中能产生渗透效应的溶质的微粒混合物中能产生渗透效应的溶质的微粒(分子或离子分子或离子)的浓度的浓度总和。总和。,defB OSncV,B OScRT NaCl溶液溶液,
19、()()B OScc Nac ClHAc溶液溶液,()()()B OScc HAcc Hc Ac+NaCl=Na+Cl+os(NaCl)(Na)(Cl)2(NaCl)2(NaCl)(NaCl)ccccM 11129g L0.308mol L58.5g mol 【例例8】生理盐水的质量浓度为生理盐水的质量浓度为9gL-1，计算生理盐水的渗透浓度。，计算生理盐水的渗透浓度。生理盐水的渗透浓度为生理盐水的渗透浓度为:NaCl 是强电解质，它在溶液中全部电离：是强电解质，它在溶液中全部电离：解解解：解：osfosfb cT ccbk b 11110.48 K1mol L0.26mol L1.86 K
20、kg mol1mol kg 【例例9】用实验方法测得某肾上腺皮质机能不全病人的血浆的冰点为用实验方法测得某肾上腺皮质机能不全病人的血浆的冰点为-0.48问此问此病人的血浆为等渗、低渗或高渗溶液？计算此血浆在病人的血浆为等渗、低渗或高渗溶液？计算此血浆在37时的渗透压力。时的渗透压力。此血浆的渗透浓度低于正常血浆的渗透浓度此血浆的渗透浓度低于正常血浆的渗透浓度范围，为低渗溶液。范围，为低渗溶液。osc RT 33110.26 10 mol m8.314 J molK310 K56.510 Pa 此病人血浆的渗透压为：此病人血浆的渗透压为：此病人血浆的渗透浓度为：此病人血浆的渗透浓度为：渗透压力在
21、医学上的意义渗透压力在医学上的意义 医学上规定渗透浓度在医学上规定渗透浓度在 280320mmolL-1范围内范围内的溶液。的溶液。渗透浓度小于渗透浓度小于280mmolL-1。渗透浓度大于渗透浓度大于320mmolL-1。低渗溶液低渗溶液等渗溶液等渗溶液高渗溶液高渗溶液正常人血浆的渗透浓度为正常人血浆的渗透浓度为280320mmolL-1。解：此病人血浆的渗透浓度为：解：此病人血浆的渗透浓度为：osfosfb cT ccbk b 11110.48 K1mol L0.26mol L1.86 K kg mol1mol kg 【例例10】用实验方法测得某肾上腺皮质机能不全病人的血浆的冰点为用实验方
22、法测得某肾上腺皮质机能不全病人的血浆的冰点为-0.48问此问此病人的血浆为等渗、低渗或高渗溶液？计算此血浆在病人的血浆为等渗、低渗或高渗溶液？计算此血浆在37时的渗透压力。时的渗透压力。此血浆的渗透浓度低于正常血浆的渗透浓度范围，为低渗溶液。此血浆的渗透浓度低于正常血浆的渗透浓度范围，为低渗溶液。osc RT 33110.26 10 mol m8.314J molK310K 56.510 Pa 此病人血浆的渗透浓度为：此病人血浆的渗透浓度为：由由小分子和小离子小分子和小离子所产生的渗透压力。所产生的渗透压力。晶体渗透压力和胶体渗透压力晶体渗透压力和胶体渗透压力 晶体渗透压力晶体渗透压力由由大分
23、子和大离子大分子和大离子所产生的渗透压力。所产生的渗透压力。血浆的渗透压力主要是晶体渗透压力，而胶体渗透压力很小。血浆的渗透压力主要是晶体渗透压力，而胶体渗透压力很小。在在3737时，血浆的渗透压力为时，血浆的渗透压力为770kPa770kPa，其中胶体渗透压仅约为，其中胶体渗透压仅约为4kPa4kPa。胶体渗透压力胶体渗透压力340mmolL-1220mmolL-1300mmolL-1300mmolL-1红细胞红细胞外界外界溶血现象溶血现象质壁分离质壁分离水分子水分子【例例11】一种精制蛋白质物质，其相对分子质量约为一种精制蛋白质物质，其相对分子质量约为 5104。(1)已知已知298.15
24、K时水的密度是时水的密度是997kgm-3，估算溶质的，估算溶质的质量分数为质量分数为0.02的该物质的水溶液的沸点升高、凝的该物质的水溶液的沸点升高、凝固点降低和固点降低和298.15K时的渗透压力。时的渗透压力。(2)欲准确测定该物质的相对分子质量，选用哪种依数欲准确测定该物质的相对分子质量，选用哪种依数性能得到较好的结果？性能得到较好的结果？(3)若选用渗透压力法测定该物质的相对分子质量，在若选用渗透压力法测定该物质的相对分子质量，在298.15K时测得质量分数为时测得质量分数为0.02的该物质的水溶液的的该物质的水溶液的渗透压力为渗透压力为1033.5Pa，计算该物质的相对分子质量。，
25、计算该物质的相对分子质量。1414ff B1.86K kg mol4 10 mol kg7.4 10 KTkb 1414bb B0.512K kg m ol4 10 m ol kg2.0 10 KTkb 1BBBBAA/1kg 0.02/50kg mol1kg(1 0.02)nmMbmm解：为了计算方便，取解：为了计算方便，取1kg1kg溶液。该物质的质量摩尔浓度和浓度分别为：溶液。该物质的质量摩尔浓度和浓度分别为：414 10 mol kg（1 1）溶液的沸点升高约为：）溶液的沸点升高约为：溶液的凝固点降低约为：溶液的凝固点降低约为：31B0.4mol m8.314J mol K298.15
26、K 992Pac RTBBBA1131kg 0.02 8.314J molK298.15K1033.5Pa(1 0.02)1kg/997 kg mm RTm RTMVV14148.8kg mol4.88 10 g mol(2)采用渗透压力法测定溶质的相对分子质量，能得到较好的结果。采用渗透压力法测定溶质的相对分子质量，能得到较好的结果。溶液的渗透压力为：溶液的渗透压力为：该精制蛋白质的相对分子质量是该精制蛋白质的相对分子质量是 4.8810-4。(3)该物质的摩尔质量为：该物质的摩尔质量为：13BBBBB3AAA/1kg 0.02/50kg mol0.4mol m/1kg(1 0.02)/99
27、7kg mnnmMcVVm 溶胶的性质溶胶的性质溶胶的稳定性与聚沉溶胶的稳定性与聚沉溶胶的制备与净化溶胶的制备与净化分散相分散相粒子直径粒子直径分散系类型分散系类型分散相分散相粒子的组成粒子的组成实例实例小于小于1nm 1nm 分子分散系分子分散系 小分子小分子小离子小离子 生理盐水生理盐水葡萄糖溶液葡萄糖溶液 1 1100nm 100nm 胶胶体体分分散散系系溶胶溶胶胶粒胶粒氢氧化铁溶胶氢氧化铁溶胶硫化砷溶胶硫化砷溶胶 高分子高分子溶液溶液高分子高分子 蛋白质溶液蛋白质溶液核酸溶液核酸溶液 大于大于100nm 100nm 粗分散系粗分散系粗粒子粗粒子泥浆、牛奶泥浆、牛奶 分散系的分类分散系的
28、分类分散系分散系溶液溶液胶体胶体浊液浊液分散质粒子分散质粒子的直径的直径1010-9-9m m 1010-9-9分散质粒子分散质粒子许多分子集合许多分子集合体或高分子体或高分子巨大数目巨大数目分子集合体分子集合体实例实例淀粉溶胶、牛淀粉溶胶、牛奶奶石灰乳、油水石灰乳、油水外观外观不不稳定性稳定性不稳定不稳定能否透过滤纸能否透过滤纸不能不能能否透过半透能否透过半透膜膜不能不能不能不能鉴别鉴别无丁达尔无丁达尔效应效应丁达尔效应丁达尔效应静置分层静置分层分散系性质表分散系性质表1861年首先提出了年首先提出了“胶体胶体”概念概念“胶体化学之父胶体化学之父”格雷姆格雷姆(英国英国)R.A.席格蒙迪席格
29、蒙迪(德国德国),1925年诺贝尔化学奖。年诺贝尔化学奖。1903年与西登托夫一起研制成功超显微镜，可以年与西登托夫一起研制成功超显微镜，可以观察到微粒的形状和运动，证明胶体溶液的异相性观察到微粒的形状和运动，证明胶体溶液的异相性质质,确立了现代胶体化学的基础。确立了现代胶体化学的基础。Theodor Svedberg(瑞典瑞典)1926年诺贝尔化学奖年诺贝尔化学奖 19241924年，研制出超速离心机，用于蛋白质胶年，研制出超速离心机，用于蛋白质胶体研究体研究,第一次测定了蛋白质的分子量。到第一次测定了蛋白质的分子量。到19401940年年,超速离心机已可产生超速离心机已可产生3030万倍于
30、万倍于g g的加的加速度速度,可直接测定从几万到几百万大小的分子可直接测定从几万到几百万大小的分子量，并可测出分子量的分布。量，并可测出分子量的分布。超速离心机超速离心机 胶体化学中分散系统的研究胶体化学中分散系统的研究 分散相和介质聚集状态分类表分散相和介质聚集状态分类表分类分类液溶胶液溶胶固溶胶固溶胶气溶胶气溶胶分散介质分散介质液液 体体固固 体体气气 体体分分散散相相固固态态液液-固溶胶固溶胶如油漆、如油漆、AgIAgI溶胶溶胶固固-固溶胶固溶胶 如有色玻璃、如有色玻璃、不完全不完全互溶的合金互溶的合金气气-固溶胶固溶胶 如烟、含尘如烟、含尘的空气的空气液液态态液液-液溶胶液溶胶如牛奶、
31、如牛奶、原油等原油等固固-液溶胶液溶胶 如珍珠、如珍珠、某些宝石某些宝石 气气-液溶胶液溶胶 如雾、云如雾、云气气态态液液-气溶胶气溶胶 如泡沫如泡沫固固-气溶胶气溶胶 如泡沫塑料、如泡沫塑料、沸石分子筛沸石分子筛CuSO4溶液溶液Fe(OH)3溶胶溶胶分散相粒子的直径在分散相粒子的直径在100nm100nm。一、溶胶的性质一、溶胶的性质散射光强度与入射光波长的散射光强度与入射光波长的4次方成反比，次方成反比，入射光的波长越短，溶胶对光的散射作用入射光的波长越短，溶胶对光的散射作用越强。越强。3222BBBA0422BA24 C Vn-nI=In+2n 散射光强度随分散相分子浓度的增大而增大。
32、散射光强度随分散相分子浓度的增大而增大。分散相与分散介质的折光率相差越大，则散射作用越强。分散相与分散介质的折光率相差越大，则散射作用越强。散射光强度与分散相粒子体积的平方成正比，在胶体分散系范围内，散射光强度与分散相粒子体积的平方成正比，在胶体分散系范围内，随着分散相粒子的增大，对光的散射作用增强。随着分散相粒子的增大，对光的散射作用增强。结论结论Rayleigh 公式公式布朗运动示意图布朗运动示意图Brown运动运动 胶粒受到周围不断作热运动的分散介质分子的撞击，受到的合力不为零引起胶粒受到周围不断作热运动的分散介质分子的撞击，受到的合力不为零引起的。的。小公务员的伟大论文 1905190
33、5年年关于热的分子运动论所要求的静止液体中悬浮小关于热的分子运动论所要求的静止液体中悬浮小粒子的运动粒子的运动 揭示布朗运动的本质，为揭示布朗运动的本质，为他贏得了博士他贏得了博士学位。学位。Brown运动的实质运动的实质布朗运动使胶体粒子从浓度大的区域向浓度小的区域移动的趋势，最布朗运动使胶体粒子从浓度大的区域向浓度小的区域移动的趋势，最终达到平衡的自发过程。终达到平衡的自发过程。体系内浓度差越大，扩散越快。体系内浓度差越大，扩散越快。胶粒受到重力吸引下降。胶粒受到重力吸引下降。fwfdfw由于扩散运动促使浓度趋于均一。由于扩散运动促使浓度趋于均一。当作用于粒子上的重力与扩散力相等时，粒子的
34、分布达到平衡。当作用于粒子上的重力与扩散力相等时，粒子的分布达到平衡。电泳：外加电场下电泳：外加电场下,分散相向一极移动的现象。分散相向一极移动的现象。离解离解 SiO2+H2O H2SiO3 HSiO3 +H+胶体带电的原因胶体带电的原因吸附吸附 高度分散的胶体粒子具有很高的高度分散的胶体粒子具有很高的比表面，容易吸附带电粒子。比表面，容易吸附带电粒子。+胶胶核核胶胶粒粒胶胶团团紧紧密密层层扩扩散散层层AgNO3(浓浓)+KI(稀稀)AgI+KNO3正溶胶正溶胶负溶胶负溶胶AgNO3(稀稀)+KI(浓浓)AgI+KNO3【例】【例】过量的过量的 KI 作稳定剂。作稳定剂。AgNO3+KIKN
35、O3 +AgI (AgI)m nI (n-x)K+x xK+【例】【例】过量的过量的 AgNO3 作稳定剂。作稳定剂。AgNO3+KIKNO3 +AgI(AgI)m nAg+(n-x)NO3x+xNO3 指出胶核、胶粒、胶团、吸附层、扩散层指出胶核、胶粒、胶团、吸附层、扩散层+胶胶核核胶胶粒粒胶胶团团紧紧密密层层扩扩散散层层胶核、吸附层、扩散层胶核、吸附层、扩散层胶粒胶粒胶团胶团(AgI)m胶核胶核K+K+K+K+胶胶团团I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-K+K+K+K+K+K+K+K+胶胶粒粒胶团构造示意图胶团构造示意图过量的过量的 KI 作作稳定剂稳定剂。(AgI)m n I
36、 (n-x)K+x xK+(AgI)m胶核胶核胶团构造示意图胶团构造示意图胶胶团团NO3-NO3-NO3-NO3-胶胶粒粒Ag+Ag+Ag+Ag+Ag+Ag+Ag+Ag+Ag+Ag+Ag+Ag+NO3-NO3-NO3-NO3-NO3-NO3-NO3-NO3-过量的过量的 AgNO3 作稳定剂作稳定剂。(AgI)m n Ag+(n-x)NO3x+x NO3 溶胶的稳定性溶胶的稳定性 胶体粒子带电胶体粒子带电溶胶表面溶剂化膜的保护作用溶胶表面溶剂化膜的保护作用布朗运动作用布朗运动作用 胶粒胶粒带电和溶剂化膜的存在是胶体稳定的主要因素。带电和溶剂化膜的存在是胶体稳定的主要因素。布朗运动对于胶体稳定的
37、影响是双向的。布朗运动对于胶体稳定的影响是双向的。使一定量的溶胶在一定时间内完全聚沉所需电解质的使一定量的溶胶在一定时间内完全聚沉所需电解质的最小浓最小浓度度。其值越小该电解质的聚沉能力越大。其值越小该电解质的聚沉能力越大。电解质的聚沉能力主要决定于电解质的聚沉能力主要决定于与胶粒带相反电荷的离子与胶粒带相反电荷的离子所带的所带的电荷数电荷数。反离子的电荷数越高，聚沉能力就越强。可用反离子的电荷数越高，聚沉能力就越强。可用聚沉值聚沉值来衡量。来衡量。电解质对溶胶的聚沉作用电解质对溶胶的聚沉作用聚沉值聚沉值(AgI)m nAg+(n-x)NO3x+xNO3 负负离离子子不同电解质的聚沉值不同电解
38、质的聚沉值(mmolL-1)LiCl 58.4 NaCl 51 KCl 50 HCl 31 CaCl2 0.65 BaCl2 0.69 MgSO4 0.80 AlCl3 0.093负溶胶负溶胶(As2S3)正溶胶正溶胶(Al2O3)NaCl 43.5KCl 46KNO3 60K2SO4 0.30K2Cr2O7 0.63K2C2O4 0.69K3Fe(CN)6 0.08电解质对溶胶的聚沉规律电解质对溶胶的聚沉规律 带相同电荷的离子的聚沉能力。对负溶带相同电荷的离子的聚沉能力。对负溶胶来说，其聚沉能力的相对大小为：胶来说，其聚沉能力的相对大小为：Cs+Rb+K+Na+Li+Cl-Br-NO3-I-
39、对正溶胶来说，其聚沉能力的相对大小为：对正溶胶来说，其聚沉能力的相对大小为：(AgI)m nI (n-x)K+x xK+(AgI)m nAg+(n-x)NO3x+xNO3 问题：如何使下列溶胶聚沉？问题：如何使下列溶胶聚沉？溶胶的相互聚沉溶胶的相互聚沉 将两种将两种带相反电荷带相反电荷的溶胶混合会发生聚沉，这种聚沉现象称为溶胶的溶胶混合会发生聚沉，这种聚沉现象称为溶胶的的互沉现象互沉现象。example下列电解质对由下列电解质对由等体积等体积0.080molL-1的的KI溶液和溶液和0.10molL-1的的AgNO3溶液混合所得溶胶的聚沉能力的强弱顺序如何？（溶液混合所得溶胶的聚沉能力的强弱顺
40、序如何？（1）CaCl2 (2)MgSO4 (3)Na3PO4解：解：(3)(2)(1)溶胶的相互聚沉作用溶胶的相互聚沉作用 与加入电解质情况不同的是，当两种溶胶的用量恰能使其所带电荷的量相等与加入电解质情况不同的是，当两种溶胶的用量恰能使其所带电荷的量相等时，才会完全聚沉，否则会不完全聚沉，甚至不聚沉。时，才会完全聚沉，否则会不完全聚沉，甚至不聚沉。当两种带相反电荷的溶胶所带电量相等时，相互混合也会发生聚沉。当两种带相反电荷的溶胶所带电量相等时，相互混合也会发生聚沉。水中含有泥沙等污物的水中含有泥沙等污物的负溶胶负溶胶，加入，加入KAl(SO4)2在水中水解生成在水中水解生成Al(OH)3正
41、溶正溶胶胶。在适当量下，发生相互聚沉。在适当量下，发生相互聚沉。明矾净水原理明矾净水原理三三、溶胶的制备与净化溶胶的制备与净化溶溶胶胶的的制制备备 分散法分散法溶胶溶胶的净的净化化 渗析法渗析法研磨法研磨法胶溶法胶溶法超声波分散法超声波分散法电弧法电弧法凝聚法凝聚法 化学凝聚法化学凝聚法物理凝聚法物理凝聚法超过滤法超过滤法分散法分散法研磨法研磨法 研磨法是机械粉碎的方法研磨法是机械粉碎的方法,适用于脆适用于脆而易碎的物质。而易碎的物质。主要的机械是胶体磨。胶体磨有两个主要的机械是胶体磨。胶体磨有两个十分坚硬的磨盘，相互以十分坚硬的磨盘，相互以10,00010,00020,000r/min20,
42、000r/min的转速方向运动，分散相的转速方向运动，分散相在磨盘的间隙中受到强大的剪切力而在磨盘的间隙中受到强大的剪切力而粉碎，并达到胶体颗粒的粒径范围。粉碎，并达到胶体颗粒的粒径范围。若分散相为柔韧性的物质，在粉碎前若分散相为柔韧性的物质，在粉碎前应进行硬化处理，如用液态空气浸泡，应进行硬化处理，如用液态空气浸泡，硬化之后再粉碎。硬化之后再粉碎。PMPM系列行星式球磨系列行星式球磨机机 凝凝 聚聚 法法化学凝聚法化学凝聚法 B.复分解反应制硫化砷溶胶复分解反应制硫化砷溶胶 2H3AsO3(稀稀)+3H2S As2S3(溶胶溶胶)+6H2OA.水解反应制氢氧化铁溶胶水解反应制氢氧化铁溶胶 F
43、eCl3(稀稀)+3H2O(热热)Fe(OH)3(溶胶溶胶)+3HCl物理凝聚法物理凝聚法利用适当的物理过程，使待分散的物质凝聚成胶体粒子大小的颗粒。利用适当的物理过程，使待分散的物质凝聚成胶体粒子大小的颗粒。常采用的物理方法：蒸气骤冷、更换溶剂等。常采用的物理方法：蒸气骤冷、更换溶剂等。溶胶的净化溶胶的净化 将需要净化的溶胶放在羊皮纸或动物膀胱等半透膜制成的容器内，膜外放将需要净化的溶胶放在羊皮纸或动物膀胱等半透膜制成的容器内，膜外放纯溶剂。利用纯溶剂。利用浓差因素浓差因素，多余的电解质离子不断向膜外渗透，经常更换溶剂，多余的电解质离子不断向膜外渗透，经常更换溶剂，就可以净化半透膜容器内的溶
44、胶。就可以净化半透膜容器内的溶胶。简单渗析简单渗析 为了加快渗析的为了加快渗析的速率，在渗析膜外可速率，在渗析膜外可以加上电场，以提高以加上电场，以提高离子的迁移速度。离子的迁移速度。电渗析电渗析第五节第五节 高分子溶液高分子溶液高分子溶液的盐析高分子溶液的盐析高分子对溶胶的絮凝作用和保护作用高分子对溶胶的絮凝作用和保护作用高分子溶液的渗透压力高分子溶液的渗透压力DonnanDonnan平衡平衡三种溶液性质的比较三种溶液性质的比较溶胶、高分子溶液性质比较溶胶、高分子溶液性质比较性性 质质高分子高分子化合物溶液化合物溶液溶溶 胶胶分散相粒子分散相粒子高分子高分子胶粒胶粒均一性均一性均相均相多相多
45、相通透性通透性不能透过半透膜不能透过半透膜 不能透过半透膜不能透过半透膜扩散速度扩散速度慢慢慢慢黏黏 度度大大小小稳定性稳定性稳定体系稳定体系亚稳定体系亚稳定体系外加电解质外加电解质的影响的影响不太敏感不太敏感 敏感敏感去溶剂化作用去溶剂化作用加入少量电解质就可以使溶胶产生聚沉。加入少量电解质就可以使溶胶产生聚沉。加入大量的电解质使高分子化合物从溶液中沉淀析出。加入大量的电解质使高分子化合物从溶液中沉淀析出。盐析的主要原因盐析的主要原因 高分子的稳定性主要来自高度的水化作用，当加入大量电解质时，高分子的稳定性主要来自高度的水化作用，当加入大量电解质时，除中和高分子所带电荷外，更重要的是电解质离
46、子发生强烈地水化作用，除中和高分子所带电荷外，更重要的是电解质离子发生强烈地水化作用，使原来高度水化的高分子去水化，使其失去稳定性而沉淀析出。使原来高度水化的高分子去水化，使其失去稳定性而沉淀析出。一、高分子溶液的盐析一、高分子溶液的盐析 在溶胶中加入少量的可溶性高分子，可在溶胶中加入少量的可溶性高分子，可导致溶胶迅速生成棉絮状沉淀。导致溶胶迅速生成棉絮状沉淀。二、高分子对溶胶的絮凝作用和保护作用二、高分子对溶胶的絮凝作用和保护作用 高分子溶液浓度较低时，一个高分子长链同时吸附两个或更多个胶粒，高分子溶液浓度较低时，一个高分子长链同时吸附两个或更多个胶粒，把胶粒聚集而产生沉淀。把胶粒聚集而产生
47、沉淀。原原因因絮凝作用絮凝作用高分子吸附在胶粒的表面上，包围住胶、粒，形成了一层高分子保护膜，阻高分子吸附在胶粒的表面上，包围住胶、粒，形成了一层高分子保护膜，阻止了胶粒之间及胶粒与电解质离子之间的直接接触，从而增加了溶胶的稳定性。止了胶粒之间及胶粒与电解质离子之间的直接接触，从而增加了溶胶的稳定性。在溶胶中加入一定量的高分子，能显著地提高溶胶的稳定性。在溶胶中加入一定量的高分子，能显著地提高溶胶的稳定性。高分子对溶胶的保护作用高分子对溶胶的保护作用原原因因三、高分子溶液的渗透压力三、高分子溶液的渗透压力22B3BBB1=RT(+A+A+)M 2BBB1=RT(+A )M/BBBmMc RTR
48、TV BBBBmRTRT=VMM：高分子溶液：高分子溶液 的渗透压力的渗透压力B：高分子溶：高分子溶 液的质量浓度液的质量浓度MB：高分子的：高分子的 摩尔质量摩尔质量A2：Virial系数系数不能电离不能电离能电离能电离四、四、Donnan平衡平衡 离子的膜平衡理论。膜两边要保持电中性，使得达到渗透平离子的膜平衡理论。膜两边要保持电中性，使得达到渗透平衡时小离子在两边的浓度不等的膜平衡。衡时小离子在两边的浓度不等的膜平衡。由于离子分布的不平衡会造成额外的渗透压，影响大分子摩尔质由于离子分布的不平衡会造成额外的渗透压，影响大分子摩尔质量的测定，所以又称之为量的测定，所以又称之为唐南效应唐南效应
49、，要设法消除。，要设法消除。大分子电解质大分子电解质唐南平衡唐南平衡膜平衡的三种情况膜平衡的三种情况不电离的大分子溶液不电离的大分子溶液 Bc RT 大分子大分子P不能透过半透膜，不能透过半透膜，H2O分子分子可以。可以。能电离的大分子溶液能电离的大分子溶液 zNa PNaPZz蛋白质的钠盐在水中发生离解：蛋白质的钠盐在水中发生离解：(1)Bzc RT 蛋白质分子蛋白质分子Pz+不能透过半透膜，不能透过半透膜，Na+可以，为了保持溶液的电中性，可以，为了保持溶液的电中性，Na+必须留在必须留在Pz-同一侧同一侧。膜平衡的三种情况膜平衡的三种情况一一二二三三Bc RT (1)Bzc RT 如何计
50、算如何计算第三种情况外加电解质时的大分子溶液外加电解质时的大分子溶液 达到膜平衡时，为了保持电中达到膜平衡时，为了保持电中性，有相同数量的性，有相同数量的Na+和和Cl-扩散到扩散到了左边。了左边。初始浓度初始浓度-()()()()eqneieqneieqeqcNacClcNacCl 外外外外即即解得解得213323()()zcc ccc 223122cczcc zc1c2c2c1平衡浓度平衡浓度c1c2-c3c2-c3zc1+c3c3渗透压是因为膜两边的粒子数不同而引起的。渗透压是因为膜两边的粒子数不同而引起的。13132323()()()zccccccccRT 1123221112(24)
