第二章 溶液、胶体
§ 2-1 溶液
溶液,凡两种以上的物质混和形成的均匀稳
定的分散体系,叫做溶液。
气体溶液, 固体溶液, 液体溶液
溶解过程,① 溶质分子或离子的离散过程
② 溶剂化过程
溶液的形成伴随随能量, 体积, 颜色的变化 。
一、溶液浓度的表示方法
1、质量摩尔浓度 (mol/kg)
溶剂的质量
的物质的量溶质 Bm
B ?
混合物体积
的物质的量溶质 B
V
nC B
B ??
总n
nx B
B ?
溶液
溶质
m
m
B ??
总V
V B
B ??
2、物质的量浓度 (mol·dm-3 )
3、质量分数
4、摩 尔分数
5,体积分数
相似者相溶:溶质与溶剂在结构或极性上
相似则彼此互溶
?液 -液相溶
?固 -液相溶
?气 -液相溶
二、溶解度原理
压力对溶解度的影响 — 亨利 (Henry)定律
在中等压强时,气体的溶解度与溶液上面气相中该气体
的分压成正比
ci=Kpi
温度对溶解度的影响
三、分配定律
一定温度下一种溶质分配在互不相溶质两
种溶剂中的浓度比值为一常数
?
?
B
B
c
c
K ?
§ 2-1 非电解质稀溶液的依数性
稀溶液的依数性:
只与溶液的 浓度 有关, 而与溶质的 本性 无
关 。
这些性质包括,蒸气压下降、沸点升高、
凝固点下降及渗透压 等
一,蒸气压下降
说明溶液的蒸气压小于纯溶剂的蒸气压。
拉乌尔定律,(1887年, 法国物理学家 )
在一定温度下, 难挥发非电解质稀溶液的蒸气
压等于 纯溶剂的蒸气压乘以溶剂的摩尔分数
p,溶液的蒸气压; 纯溶剂的蒸气压;,溶
剂的摩尔分数
设溶质的摩尔分数为 XB
Δp,纯溶剂蒸气压与稀溶液蒸气压之差 。
BA
BAA
BA
BA
Xpp
Xppp
Xpp
XX
???
???
??
??
*
**
*
)1(
1
AA Xpp ?? *
对于稀溶液, 溶剂物质的量 nA 远远大于溶质物
质的量 nB, 即 nA ?? nB
设溶液的浓度以 1000g溶剂 (水 )中含的溶质物质
的量 nB为单位,则溶液的质量摩尔浓度 m为:
m = nB(mol ? kg-1)
∵ nA = 1000/18 = 55.5 mol
∴ XB = nB / nA = m/55.5
∴ 5.55/
* mpp A ???
mKp ???
ABABBB nnnnnX /)/ ??? (
结论,难挥发性的非电解质稀溶液, 蒸气压
下降数值只取决于溶剂的本性 (K)及溶液的质
量摩尔浓度 m
二, 沸点上升
沸点,液体的沸点是指其蒸气压等于外界大气
压力时的温度 。 溶液的蒸气压总是低于纯溶剂
的蒸气压; 溶液的沸点升高
Tb* 为纯溶剂的沸点; Tb 为溶液的沸点
Kb,溶剂沸点上升常数, 决定于溶剂的本性 。
与溶剂的摩尔质量, 沸点, 汽化热有关 。
Kb,溶液的浓度 m = 1 mol ·kg-1时的溶液沸点升
高值 。
m K Tb b? ? ?
三, 凝固点下降
凝固点,在标准状况下, 纯液体蒸气压和它的
固相蒸气压相等时的温度为该液体的凝固点 。
溶液蒸气压总是低于纯溶剂的蒸气压, 溶液凝
固点会下降 。
Kf,溶剂凝固点降低系数;
m,溶质的质量摩尔浓度 。
凝固点下降原理的应用 。
图 5-4 溶液凝固点下降
mKT ff ???
四, 渗透压
半透膜,可以允许溶剂分子自由通过而不允
许溶质分子通过。
溶剂透过半透膜进入溶液的趋向取决于溶液浓
度的大小, 溶液浓度大, 渗透趋向大 。
溶液的渗透压, 由于半透膜两边的溶液单位体
积内水分子数目不同而引起稀溶液溶剂分子渗
透到浓溶液中的倾向 。 为了阻止发生渗透所需
施加的压力, 叫溶液的渗透压 。
渗透压平衡与生命过程的密切关系:
① 给患者输液的浓度;② 植物的生长;
③ 人的营养循环。
Van’t Hoff (范特霍夫 )
与理想气体方程无本质联系 。
?,渗透压; V,溶液体积; R,气体常数; n:
溶质物质的量; c:体积摩尔浓度;
T,温度; R = 8.388J ·mol-1 ·K-1
nR TV ??
m R Tc R T ???
结论,蒸气压下降,沸点上升,凝固点下降,
渗透压都是难挥发的非电解质稀溶液的通性;
它们只与溶剂的本性和溶液的浓度有关,而与
溶质的本性无关。
五、依数性的应用
1、测定分子的摩尔质量
例,把 0.322g萘溶于 80g苯中所得的溶液的凝固
点为 278.34K,求萘的摩尔质量。
解:苯的凝固点,278.50K,Kf=5.10K·mol-1· kg
kg
M
g
K
1 0 0 0
20
09.1
kg ·m o l5, 1 0 5, 1 0 K 152.0156.0 1- ??
2、制作防冻剂和致冷剂
例:为防止汽车水箱在寒冬季节冻裂,需使水
的冰点一目了然到 253K,即 Δ Tf=20.0K,则
在每 1000g水中应加入甘油多少克? [甘油的
分子式为 C3H8O3,M(C3H8O3)=92g·mol-1]
1-
1- kg m ol75.10kg m olK86.1
0.20 ??
??
?
?
? K
K
T
m
f
f
§ 2-2 胶体
一、分散体系 一种物质以极小的颗粒(分散质)分
散在另一种物质(分散介质)中所组成的体系
分子分体散系 1nm
胶态分体散系 1nm-1?m
粗分体散系 1 ?m -100?m
分散相 分散介 质 通称 举例
气 液 泡沫 肥皂及灭火泡沫
液 液 乳状液 牛奶及含水原油
固 液 溶胶及悬浮 液 银溶胶、油墨、泥 浆、钻井液
气 固 固体泡沫 沸石、泡沫玻璃,泡沫金属
液 固 珍珠
固 固 家颜料的塑料
液 气 气溶胶 雾
固 气 悬浮体 烟、尘、沙尘暴
二、溶胶 固体分散在液体中的一种胶态体系
1,溶胶的制备和净化
(1)制备
A,分散法
⑴ 研磨法;⑵ 超声波法;⑶ 电弧法;⑷ 胶溶法
B,凝聚法
(2)净化
⑴ 透析法;⑵超过透析法
2,溶胶的光学性质 ? 丁达尔效应
3、电学性质 ─ 电泳
( 1)电泳:在电场作用下,带电质点在介
质中的移动
( 2)粒子的结构
三、溶胶的聚沉和稳定性
1.电解质对聚沉的影响
少量电解质的存在对溶胶起稳定作用;过量电解
质的存在对溶胶起破坏作用 (聚沉 )。
使一定量溶胶在一定时间内完全聚沉所需最小电
解质的物质的量浓度,称为电解质对溶胶的聚沉值。
反离子对溶胶的聚沉起主要作用,聚沉值与反离
子价数有关:
聚沉值比例,即聚沉值与反离子价数的 6次方成
反比。这叫舒尔采 -哈迪规则。反离子起聚沉作用的机
理是:
2,电解质混合物的聚沉作用
3,相互聚沉现象
4、溶胶的稳定性
四、高分子溶液
大分子化合物,一般是指其摩尔质量 MB>1~ 104kg·mol-1 的
分子,有天然的 (如蛋白质、淀粉、核酸、纤维素等 )和合成
的 (如高聚物分子 )。