第一章 溶液和胶体
? 第一节 分散体系
? 第二节 溶液的浓度
? 第三节 稀溶液的依数性
? 第四节 胶体溶液
? 第五节 乳状液和表面活性剂
第一节 分散体系
分散体系：一种或几种 物质 (分散质 )分散
在另一种物质 (分散剂 )中所形成 的体系,
按 分散质粒子的大小 分类，分散体系分为三类,
分散质粒
类型 子大小 主要性质 实例
分子 /离子 单相,很稳定,扩散速度快 食盐水
分散体系 <1nm 能透过半透膜，电子显微镜 蔗糖水
(溶液 ) 不可见
胶体分散系 1~100 多相 /单相,较稳定,扩散速度慢,Fe(OH)3
(溶胶和 nm 不能透过半透膜,能透过滤纸 溶胶
高分子溶液 ) 超显微镜可看见 淀粉溶液
粗分散系 >100nm 多相,很不稳定,粒子扩散慢 牛奶
(乳浊液 / 不能透过滤纸，普通显微镜可见 泥浆
悬浊液 )
溶液与胶体的区别实验
?蒸发实验,
将糖、无机盐等溶液蒸发至饱和，有晶体析出。
将蛋白质、明胶、硅胶等胶体蒸发，最后得到无
定形胶状物。
?过滤实验,
把各种溶液或胶体按右图实验，观察分散质是否
能透过羊皮纸。
结果：溶液的分散质（溶质）能透过羊皮纸，但
胶体的分散质不能。
三、分散度与比表面
? 界面 —— 两相之间的接面。常和, 表面, 混
用。
? 表面 —— 两相中有一相是气体时的接面。
? 分散度 —— 一相在另一相中分散的程度。
? 比表面 s0—— 表示单位体积固体所具有的表
面积。用来表示固体分散度的大小。比表面
越大，分散度越大。表示为,
0
SS
V
?
分散度
例 一个边长为 1cm的立
方体
表面积 S=6*12=6cm2
体积 V=1cm3
比表面 S0=6cm-1
将此立方体分割为边长为
100nm的小立方体，则,
小立方体的体积为 10-15cm3
小立方体的个数为 1015个
总表面积为 S=6*105cm2
比表面 S0=6 *105cm-1
1cm
第一章 溶液和胶体
? 第一节 分散体系
? 第二 节 溶液的浓度
? 第三节 稀溶液的依数性
? 第四节 胶体溶液
? 第五节 乳状液和表面活性剂
一、物质的量及其单位
? 物质的量 n—— 表示系统中所含基本单元的数量。 SI
制基本物理量,单位为 mol,称为, 摩尔, 。
? 基本单元 —— 可以是分子、离子、原子及其他粒子，
或这些粒子的特定组合。
? 摩尔 —— 是一系统的物质的量，该系统中所包含的
基本单元与 0.012kg 12C的原子数目相等。 1mol的任
何物质均含有 6.02*1023个基本单元数。
? 摩尔质量 —— 物质的质量除以该物质的物质的量。
常用单位为 g.mol-1。
B
B
mM
n
?
第二节 溶液的浓度
酸碱的基本单元
? 根据得失质子的数目相等的原则：以酸给出一个 H+
或碱得到一个 H+的 特定组合 为基本单元。
? 如 HCl,HAc,H2SO4,1/2H2SO
NaOH,Ca(OH)2,1/2 Ca(OH)2
? 1/2H2SO4表示与碱反应时只能给出 1个 H+离子。
反应式为
NaOH+ 1/2H2SO4 =1/2Na2SO4+H2O
氧化剂或还原剂的基本单元
? 根据得失电子数目相等的原则：氧化剂以得到
一个电子，还原剂以失去一个电子的 特定组合
为基本单元。
? 如 KMnO4?Mn2+,KMnO4得到 5个电子，则
基本单元为 1/5KMnO4。
Na2C2O4 ?2CO2,Na2C2O4得到 2个电子，
则基本单元为 1/2Na2C2O4。
二、物质的量浓度（简称浓度）
? 单位体积溶液中所含 溶质 B的物质的量数。
? 常用单位 mol?L－ 1
? 例 1-2
B
B
n
c
V
?
三、质量摩尔浓度
? 单位质量 溶剂 A中所含 溶质 B的物质的量数。
? A— 溶剂,B— 溶质
? 常用单位为 mol?kg－ 1
? 例 1-3
B
B
A
n
b
m
?
四、摩尔分数
? 物质 A或 B的物质的量与混合物中各物质的
物质的量总和之比。
? 例 1-4
A
A
AB
n
x
nn
?
?
B
B
AB
n
x
nn
?
?
xA+xB= 1
五、质量分数
? 物质 B的质量与混合物质量之比
? 在分析化学中常用质量分数表示混合物中
某物质的含量。
B
B
m
m
? ?
混
例
(1)将 40g 乙二醇溶于 600g水中，计算溶液的 bB。
(2)将 40g乙二醇溶于水中配成 600mL溶液，计算 cB。
解 乙二醇的相对分子质量 M=62.1
1
3
1
3
40
0.64 4( )
62.1
0.644
1.07 (, )
600 10
0.644
1.07 (, )
600 10
B
B
B
A
B
B
m
n m ol
M
n
b m ol k g
m
n
c m ol L
V
?
?
?
?
? ? ?
? ? ?
?
? ? ?
?
第一章 溶液和胶体
? 第一节 分散体系
? 第二 节 溶液的浓度
? 第三节 稀溶液的依数性
? 第四节 胶体溶液
? 第五节 乳状液和表面活性剂
第三节 稀溶液的依数性
? 溶液的性质大体上可分为两类,
? 由 溶质不同 而引起的各种性质，如密度、导电率、酸碱性、
颜色等；
? 由 溶质的粒子数目不同 而引起的各种性质，如蒸气压下降、
沸点上升、凝固点下降、渗透压等。这类性质称为依数性
（通性）。
? 依数性的特点,
? 依数性的变化只与溶质的粒子数目即溶液浓度有关，与溶质
的本性无关。
? 溶液越稀，依数性的表现越有规律。
? 电解质与非电解质溶液的依数性有所不同，难挥发与易挥发
溶质的溶液的依数性有所不同，这里着重讨论 难挥发非电解
质稀溶液 的依数性。
一、水的蒸气压
? 饱和蒸汽压 P*(蒸汽压 ),
蒸发 凝结，当 ?蒸发 = ?凝结 时，
饱和蒸汽产生的压力 ;
? P*的大小主要取决于物质的本性，
外因上只 随温度的升高而增大。
难挥发物质：蒸气压较低的物质，如葡萄糖、食盐等 ；
易挥发物质,蒸气压较高的物质，如苯、乙醇、碘等。
动态法测定液体饱和蒸气压 ---通用化学实验技术 p131
蒸
发
凝
结
水 葡萄糖 aq
一段时间后
葡萄糖 aq
溶剂转移实验, 现象?
1、溶液蒸气压下降
? 在溶剂中加入少量难挥发非电解质
（如葡萄糖、蔗糖、甘油等），同
一温度时, paq＜ p* 。
? 蒸汽压下降值,Δ p = p*- p
? 蒸汽压下降 原因,
? 溶质分子 → 溶剂化，束缚了一些
高能量的溶剂分子；
? 溶剂表面被溶质分子占据。 单位
时间内逸出液面的溶剂分子数目
便相应地减少了；
葡萄糖 (少量 )
二、稀溶液的依数性
? 一定 T下，难挥发非电解质稀溶液的蒸气压 p
等于纯溶剂的蒸气压 p*乘以溶剂在溶液中的
物质的量分数 xA,p= p* xA
? 因是稀溶液,nA>>nB,nA+nB≈nA
拉乌尔定律 (定量计算 ),
?p = p*?p = p* xB
A
B
BA
B
n
np
nn
npp ** ?
?
??
若溶剂质量 1kg,在数值上 nB=bB,
K—— 蒸汽压下降常数，只与溶剂有关
? Δp =K bB,在一定温度下，难挥发非电
解质 稀 溶液的蒸气压下降值与溶液的质
量摩尔浓度成正比，与溶质种类无关。
BB
A
A
B Kbb
Mp
M
b
pp ????
10001000
*
*
2、溶液的沸点上升
? 沸点 (b.p.),
paq= p外 时 液体沸腾,
这时的温度称 --；
沸点上升原因,
373K,101.325kpa时,
paq＜ p*,所以要提高温度
才能使 Paq＝ P*,即 沸腾。
P外 ＝ P*
Paq
Paq＜ P*
?拉乌尔定律,?Tb=Tb－ Tb* = Kb bB
Kb：沸点上升常数，与溶剂性质有关,
bB：溶液的质量摩尔浓度。
3、溶液凝固点下降
? 凝固点 (f.p.),p液 = p固, 固、液两相平衡时
的温度。
? Kf：摩尔凝固点下降常数,只与溶剂本性有关 ；
?Tf = Tf0－ Tf = Kf bB
由于 p冰 *下降较快，当温度下降到 tf 时,
p冰 * = p溶液,系统再次处于平衡状态
原
因
,
冰水共存,p水 *=p冰 *=p
加蔗糖后,p溶液 <p 冰融化 (吸热 )
系统温
度下降 冰
水
蔗糖 (少许 )
? 将 1.29g丙酮 (CH3)CO溶解在 200g水中，测得此
溶液的凝固点为 -0.210C,求丙酮的相对分子
质量。
?Tf = Tf0－ Tf = Kf bB=Kf (mB/mAMB)
MB= Kf mB1000 /?Tf mA
= 1.86× 1.29× 1000/0.21× 200
= 57(g.mol-1)
解
例题,
? 溶液的沸点上升和凝固点下降都可以测定溶
质的摩尔质量,较常用的是凝固点下降法 。
原因,1,达到溶液的凝固点时，溶液中有晶体析出,
易于观察。
2,只有稀溶液才符合拉乌尔定律，实验测得
的 ΔTf和 ΔTb值均比较小，同一溶剂的 Kf值
均比 Kb值要大，同一溶液的 ΔTf会比 ΔTb大,
实验误差要小；
说明,
? 溶液蒸气压下降规律，有助于植物耐寒与抗
旱性的说明。
? 溶液的凝固点下降,可用于防冻。
应用,
h
糖水 纯水
半透膜
p p
? 半透膜,只允许水分子
及小分子自由通过而限
制大分子通过。
? 渗透过程,自发进行
4、渗透压
?半透膜两边的液位差所表
示的静压即为渗透压。
只透过溶剂不透过
溶质的膜,如动物膀
胱,猪羊的肠衣、细
胞膜等
糖水 纯水
p+Π p
半透膜
? 渗透现象发生在用 半透
膜 隔开的 纯溶剂和溶液
之间，也发生在用半透
膜隔开的 两种不同浓度
的溶液 之间，这时较稀
溶液中的溶剂渗入较浓
溶液中。
? 等渗溶液, 半透膜隔开
的两种溶液浓度相同
4、溶液的渗透压
h
溶液 2 溶液 1
半透膜
p p
渗透压的定量计算
—— 范特荷甫 (van?t Hoff)实验规律,
? 稀溶液的渗透压与浓度及绝对温度成正比，
而与溶质本性无关 。 即 ? = cB RT ? bBRT
式中, ?为渗透压 (kPa)；
c是溶液的物质的量浓度 (mol?L-1)；
bB是溶质 B的质量摩尔浓度；
T为绝对温度 (K)；
R为气体常数 (8.314kPa?L? mol?K-1)。
? 适用于非电解质稀溶液。
? 渗透压的大小与溶液的浓度和温度有关
? 一般用来测定高分子化合物的摩尔质量。
高分子化合物相对分子质量的测定
? 对于高分子化合物，由于其相对分子质量
较大，一般只能配成浓度较小的溶液。
? 根据拉乌尔定律，溶液的浓度小，凝固点
下降值也小，不能用凝固点下降法测其分
子量。
? 虽然不易得到合适的半透膜，使渗透压的
测定不具有普遍性。但是由于溶液的渗透
压较大，实验误差较小，实际工作中也有
用渗透压法来测定高分子化合物的相对分
子质量。
例 血红素 1.00 g溶于适量水中，配成 100 ml溶液，此溶
液的渗透压为 0.366 kPa(20℃), 求血红素的相对分子
质量。
(1)溶液的物质的量浓度为,
cB =1.50× 10-4(mol.L-1)
(2)血红素的相对分子质量为,
M=6.7× 104 (g.mol-1)
(3)溶液的沸点上升为,
Δtb =7.68× 10-5
凝固点下降值为,
Δtf =2.79× 10-4
由计算可见,Δtb和 Δtf数值很小，测量起来很困难。
但稀溶液的渗透压相当大，容易测量。
生物体的细胞膜
? 非常完美的半透膜，可以分离新陈代谢
中的废物，维持体内电解质的平衡，通
过膜吸收营养成分为各器官提供能量，
维持生命过程的持续。
? 合成人工膜，用以进行各种分离，如气
体分离膜，离子交换膜，超滤膜，透析
膜。
反渗透
? 溶剂分子从溶液流向纯溶剂 (或稀溶液 )
的过程称为反渗透。
? 必须在溶液一边施加超过渗透压的静液
压。
? 海水淡化，成本约为城市自来水的 3倍。
5、强电解质溶液的依数性
? 电解质溶液也具有 溶液蒸气压下降, 沸点上升, 凝
固点下降和渗透压 等 依数性 。
i
p
p ????????
?
?
?
?
?
?
?
?
b
b
f
f
T
T
T
T
? i—— 数值约等于电解质一分子能离解出来的离子
的个数，溶液越稀,i值越接近于整数。
?NaCl类,1－ 1型电解质稀溶液,i→2,
?MgC12,1－ 2型或 Na2SO4等 2－ 1型电解质稀溶液,
i→3,其余类推。
i—— 范特荷甫
校正系数
稀溶液依数性的实际应用
1·抗寒性和抗旱性
蒸气压下降可预防动植物过快脱水，但使水果等
难干燥；
预防冻伤，但食品冷藏时需较低的温度，一般水
果在 -1~-4 ℃ 时才结冰。
2·干燥剂 CaCl2,P2O5
3·冷冻剂 100g冰＋ 30gNaCl,Tf － 22.4℃ 。
100g冰＋ 42.5gCaCl2,Tf － 55℃ 。
4·施肥过多，盐碱土
5·输液 5％的葡萄糖和 0.9％生理盐水为等渗溶液。
6·反渗透 海水淡化，生产成本约为自来水的 3倍。
7.南极鱼类的抗寒性
南极鱼类血液的冰点为 -2.0 ℃
温带鱼类血液的冰点为 -0.8 ℃
生物化学研究确定，当外界温度偏离室温时，无
论升高或降低，在有机体细胞中都会强烈产生可
溶碳水化合物。
8.植物细胞的渗透压可达 2000kPa,使水可由植
物的根部输送到高达数十米的树冠。
9.浓溶液也具有依数性。
10.稀溶液的依数性也称为稀溶液的通性。
? 不管是稀溶液还是浓溶液, 不管是非电解质
溶液还是电解质溶液, 都会产生 蒸气压下降
等依数性现象 。
? 只有非电解质的稀溶液, 能进行计算 。 电解
质稀溶液由于溶质分子发生电离, 在计算时
必须进行校正 。 对于浓溶液, 不能计算 。
? 稀 溶液一般指 C＜ 0.1mol·l-1的溶液, 其实浓
与稀之间并无明确的界线 。
在理解 依数性 这一概念时，应注意,
解,? = cB RT ? bBRT
?Tf = Tf0－ Tf = Kf bB
? ? (?Tf /Kf )RT
? ? (?Tf /Kf )RT=8.314× 310× (0.56/1.86)
? ? 776 kPa
例：测得人体血液的凝固点下降值为 0.56K,
求人在体温 37℃ 时血液的渗透压。
三、强电解质溶液简介
? 范特霍夫发现电解质稀溶液的依数性极大地偏离了拉
乌尔定律和渗透压定律。见表 1-5。
? 他发现，当引入校正系数 i 后电解质溶液的依数性就可
以用拉乌尔定律和渗透压定律计算。即
? 对同种电解质溶液,
' ' ' '
f b
fb
t t p
i
t t p
? ? ??
? ? ? ?
? ? ? ?
对同种电解质溶液
? 范特霍夫做了很多努力，但没能解释 i 值不同的原因，
真正解决 i值之谜的是瑞典化学家阿累尼乌斯。
1:1型电解质 (NaCl),1< i < 2
2:1型或 1:2型电解质 (Na2SO4或 CaCl2),2<i <3 i取值
阿累尼乌斯电离学说 (1887年 )
?电离学说
?强极性化合物 (强电解质 )溶液具有导电性；
?分子电离不完全、离子间的相互吸引等因素会影
响溶液的导电能力，使电离度有大有小。
?溶液越稀，电离度越大，在无限稀释的溶液中，
电离度可达到 100％。
?电解质稀溶液依数性偏大的原因是电解质在水中会
发生电离，电离的结果使得相同浓度的电解质溶液
和非电解质溶液所含的粒子数不同。
?阿累尼乌斯因电离学说而 获得 1903年诺贝尔化学奖。
离子互吸学说 —— 离子氛
强电解质在水溶液中全部离解，那么强电解质的离解
度理论上应为 100%。但在实验测定时，强电解质的
离解度（表观离解度）一般都小于 100%。
?1923年，荷兰物理学家德拜（ Debye） 和德国物理学家
休克尔（ Huckel） 提出 离子氛的概念 ；
1）强电解质在溶液中是全部离解的。
2）但如果溶液中离子浓度较大时，离子间平均距离较小，
离子间的吸引力和排斥力都相当显著。在这种情况下，
每一个离子周围会分布有多个带有相反电荷的离子，形
成, 离子氛, 。
表 KCl在不同浓度下的表观离解度
c/mol.L-1 0.2 0.1 0.02 0.01 0.001 0.0001
?/% 83.1 86.2 92.3 94.2 98.0 99.2
表 某些强电解质的表观离解度 (0.1 mol.L-1）
电解质 HCl HNO3 H2SO4 KOH NaOH KCl NH4Cl CuSO4
?/% 92 92 58 89 84 86 88 40
活度和活度系数
?活度 —— 即表观浓度，为离子的有效浓度，用 ɑ表示。
?活度 α 和理论浓度 c之间有如下关系,α =γ c/c0
式中,γ —— 活度系数，无量纲
c0—— 标准浓度,1mol.L-1
α —— 活度，无量纲
?当溶液极稀时，离子间牵制作用降低到极弱的程度,
γ →1, α =c。
?在本书的计算中，溶液的浓度大多比较低，离子氛较
小，直接用理论浓度代替活度计算。
α <c,故
γ <1
21 / 2 ( )
iicZ? ? ?
1
2
12l g 0, 5 0 9 ZZ????
ac???
活度的计算
学习要求
1.了解物质的量及其单位摩尔的概念，掌握物质的
量浓度、质量摩尔浓度、摩尔分数、质量分数的
计算。
2.了解离子活度的概念及强电解质溶液理论。
3.了解稀溶液依数性产生的原理，掌握利用稀溶液的
依数性测定溶质的摩尔质量的方法，能定性判断
各类电解质溶液对稀溶液依数性的影响。
作业
? P25 #1-9,#1-10
第四节 溶胶
一、表面能与吸附
二、溶胶的性质
三、胶团结构
四、溶胶的稳定性与聚沉
溶胶
? 溶胶的特点,
? 分散质与分散剂的亲和力不强，体系不均匀，有
界面，是高度分散的 不稳定 多相体系。
? 溶胶具有暂时稳定性，但实验证明，溶胶最终会
互相聚结而沉降。
? 如何制备具有一定稳定性的溶胶？
溶胶 =难溶固体分散质 +分散剂 +少量相关电解质
(稳定剂 )
难溶固体分散质 + 液体分散剂
溶胶
高度分散 非高度分散
悬浊液
一些溶胶
分散质 分散剂 稳定剂
氢氧化铁溶胶 [Fe(OH)3]m 水 FeO+
碘化银正溶胶 [AgI]m 水 Ag+
碘化银负溶胶 [AgI]m 水 I-
硫化亚砷溶胶 [As2S3]m 水 HS-
溶胶的制备
?分散法,
? 研磨法、超声波法、胶溶法、电弧法
?凝聚法,
? 物理凝聚法：将松香的酒精溶液滴入水中
? 化学凝聚法,FeCl3溶于水，煮沸
?胶溶法,
? 新生成的 Fe(OH)3沉淀，用水洗净，加少量
FeCl3,搅拌。
一、表面能与吸附
? 分散度与比表面
? 为什么液体会自动收缩成球形？
? 表面能 —— 表面粒子比内部粒
子多出的能量称为表面能。
?表面粒子比内部粒子具有较高的能量，为了降低表面能，
?液体：表面有自动收缩到最小趋势，以减小表面能；
?固体：表面刚性难收缩，吸附作用可以降低表面能。
?在任何两相的界面上都存在表面能。
表面能产生示意图
? 一定量的物质，表面积越大，表面上的
粒子就越多，表面能就越大。
? 溶胶粒子具有很大的表面能。体系能量
高不稳定，为了降低表面能，溶胶粒子
除了会 相互聚结 以减小分散度之外，还
会在分散剂中进行 吸附 。
吸附作用
? 吸附,一种物质 (吸附质 )聚集到另一种物质 (吸附剂 )
表面上的过程。
? 吸附包括：分子吸附和离子吸附
? 固体吸附,吸附气体中的分子、溶液中的分子、离
子，如活性炭 /硅胶 /分子筛,
? 吸附平衡,
吸附剂 +吸附质 吸附剂 ·吸附质 +热
? 分子吸附 —— 在非电解质或弱电解质溶液中的吸附。
? 相似相吸
? 溶解度小的分子容易被吸附 。
吸附
解吸
? 离子交换吸附,发生在离子交换树脂上；是可逆吸附。
例,
R-SO3H+Na+ == R-SO3Na+H+
R-N+(CH3)3OH- + Cl- == R-N+(CH3)3Cl- +OH-
? 离子选择吸附,溶胶中溶胶颗粒优先选择吸附组成相关
的离子。 例,
过量 AgNO3中加适量 KI,形成 AgI沉淀，选择吸附 Ag+。
过量 KI中加入适量 AgNO3,形成 AgI沉淀，选择吸附 I-。
? 离子选择吸附是造成溶胶颗粒带电的根本原因。
离子吸附 —— 在强电解质溶液中的吸附
二,溶胶的性质
1、光学性质 —— Tyndall（ 丁达尔）效应
? Tyndall效应,用一束会聚的强光从侧面射入溶胶，在
与光的通路相垂直的方向上，可以看到一个发亮的光锥。
? 可见光的波长 (400~700nm)和介质粒子的大小关系,
粒子直径＞ ?—— 光的反射 /折射 (粗分散质 )
粒子直径＜ ?—— ① 透射 (溶液,＜ 1nm)
②散射 (溶胶粒子,1~100nm)
? Tyndall效应就是光在溶胶中的散射现象。
? Tyndall现象是 判别溶胶与溶液的最简便的方法
Tyndall（ 丁达尔）效应
2、动力学性质 —— 布朗运动
? 在超显微镜下观察溶胶，
发现溶胶中有许多发光
点在作无休止、无规则
的运动。如右图所示。
? 布朗运动产生的原因,
? 胶粒本身的热运动；
? 分散剂分子对胶粒的不均
匀的撞击。
? 布朗运动导致溶胶具有
扩散作用，使胶粒不致
因重力的作用而迅速沉
降。
?布朗运动是介于宏观与微
观之间的粒子特有的运动。
即 只有溶胶粒子才具有明显
的布朗运动 。
布朗运动
? 1827年布朗 (R.Brown)发现：悬浮在液体中的微小
颗粒总是不停的作微小的无规则的运动。
? 布朗运动是由于悬浮颗粒受到周围的液体分子不
断的随机撞击引起的。
? 1905年，爱因斯坦 (A.Einstein)从分子运动论出发
对布朗运动提出了完整的理论。
? 1908年，佩林 (J.B.Perrin)用实验证实了爱因斯坦
的理论结果，并求出了阿伏伽得罗常数 N0为
(5.5~7.2)*1023摩尔 -1。
3,电学性质 —— 电动现象
? (1)电泳
溶胶分散质在在外加电场下的定向移动。
? (2)电渗
在电渗管中，分散剂在外加电场下的定向移动。
? 电泳或电渗实验证明，溶胶的分散质和分散剂
所带的电性是不同的。例如,
红色的 Fe(OH)3溶胶，胶粒带正电，分散剂带负电。
金黄色 As2S3溶胶，胶粒带负电，分散剂带正电。
电泳 电渗
－ ＋
＋ －
胶粒带电原因
（ 1）吸附带电
? 溶胶在分散剂中进行选择性吸附，吸附正离子胶粒带
正电，反之带负电。
? 离子选择性吸附,固体优先吸附与它组成有关的离子。
? 例如,
? KBr（ 过量 ） + AgNO3 == AgBr溶胶 (－ )
分散剂中,K+,Br-,Ag+(少 ),NO3-,AgBr溶胶优先吸附 Br-
?用 FeCl3 水解制成 Fe(OH)3溶胶,
分散剂中,Fe(OH)2+,Fe(OH)2+,Cl-,H+
Fe(OH)3胶粒 优先吸附,Fe(OH)2+ (FeO+)
（ 2）离解带电
? 溶胶粒子通过表面分子的离解而带电 。
? 如, 硅酸溶胶,H2SiO3 === H++ HSiO3-
H+ 进入溶液，溶胶粒子表面留下 HSiO-3,
所以胶粒 (－ );
三、胶团结构
? Fe(OH)3溶胶
电位离子,FeO+
反离子,Cl-
胶团结构式,?[Fe(OH)3]m.nFeO+.(n-x)Cl-?,xCl-
胶核
扩散层
吸附层 胶团，电中性
胶粒，带正电
扩散双电层结构
{[Fe(OH)3]m · nFeO+ ·(n-x)cl-}x+· xcl-
胶核 电位离子 反离子 反离子
吸附层 (+) 扩散层 (-)
胶粒 (+)
胶团 (电中性 )
注意：反离子是可替换离子
胶团结构式,
H2SiO3溶胶
[(H2SiO3)m · n HSiO3－ ·(n-x)H+]x－ · xH+
胶核
胶粒
胶团
例,AgNO3 + KI→ KNO3 + AgI↓
过量的 KI 作稳定剂
胶团的结构表达式,
[(AgI)m, nI-,(n-x)K+]x-,xK+
扩散双电层结构
例,AgNO3 + KI→ KNO3 + AgI↓
过量的 AgNO3 作稳定剂
胶团的结构表达式,
[(AgI)m, nAg+,(n-x)NO3-]x+,xNO3-
胶核
胶粒
胶团
扩散双电层结构
电动电势
? 热力学电势 ?,
与溶胶的电位离
子数有关。
对某一溶胶，电
位离子数是一定
的，因此,?值
是一定的。
? 电动电势 ?,
与吸附层中反离
子的数目有关。
当吸附层中反离
子数目改变时,
?电势会改变。
吸附层 扩散层
??电势越大，胶粒间的
静电排斥作用力越大，
能有效的阻止胶粒之间
的合并，使溶胶不至于
受重力的作用而下沉。
?在溶胶中加入一些无
关电解质后，由于有更
多的反离子进入固定层，
因而会使 ?电势减小，溶
胶发生聚沉。
?电势与溶胶的稳定性
?电势越大,溶胶越稳定。
四、溶胶的稳定性与聚沉
1、溶胶的稳定性
? 溶胶是一个多相不均匀体系，不稳定，胶粒
之间存在相互集结成大颗粒而沉淀的趋势。
? 制作良好的溶胶能稳定存放一段时间的原因,
? 溶胶的动力学稳定性 —— 布朗运动
? 溶胶的聚结稳定性 —— 胶粒带有符号相同的电荷
? 胶团中电位离子和反离子的溶剂化作用
? 电位离子 —— 溶胶的稳定剂。
2、溶胶的聚沉
(1)电解质对溶胶的聚沉作用
(2)溶胶的相互聚沉
(3)温度对溶胶稳定性的影响
(4)浓度对溶胶稳定性的影响
电解质对溶胶的聚沉作用
? 加入强电解质后，溶胶中反离子增多，从而进
入吸附层，中和了电位离子，使 ?电势降低，
胶粒的带电量降低，溶胶的聚结稳定性降低，
发生聚沉。
? 电解质的聚沉能力用聚沉值表示。
? 电解质的聚沉能力大小主要取决于与反离子,
? Schulze-Hardy（ 叔采 -哈迪）规则,
? 感胶离子序,
? 高分子溶液对溶胶的保护作用
? Schulze-Hardy（ 叔采 -哈迪）规则,
电解质的负离子对正溶胶起聚沉作用，正离子对负溶胶
起聚沉作用，聚沉能力随离子价数的升高而显著增大。
例如,NaCl,MgCl2,AlCl3三种电解质对 As2S3负溶胶的聚沉值分别
为 51,0.72,0.093，则它们的聚沉能力之比 为 1,71,548
? 感胶离子序, 同价离子的聚沉能力随水化离子半径增大
而减小。 例如：对 AgI负溶胶的聚沉能力大小顺序为
Cs+ > Rb+ > K+ > Na+ > Li+
Ba2+ > Sr2+ > Ca2+ > Mg2+
聚沉值大小的判断,
? 水化半径的变化规律,
? 同一主族,同价离子的水化离子半径次序次序
与离子半径正相反。上 → 下,水化离子半径 ↘ ；
? 电解质聚沉规律的解释,
? 反离子的电荷越大，水化半径越小，与电位离
子的静电作用越强，越容易进入吸附层，因而
聚沉能力越大。
溶胶聚沉实例
? 溶胶的相互聚沉
明矾 K2SO4·Al2 (SO4) 3·24H2O净水
泥沙三角洲
? 加热使溶胶聚沉
加热 Fe(OH)3溶胶，产生红棕色沉淀。
? 浓缩使溶胶聚沉
一般很难制得较高浓度（ 1%以上）的溶胶。
3.溶胶的保护
? 高分子溶液 —— 均匀、稳定的单相分散系。
? 高分子溶液对溶胶的敏化作用
第五节 乳状液
? 一、乳状液
? 二、表面活性物质
定义,液体分散在另一互不相溶的液体中形成的体系。
乳状液属粗分散体系，分散质粒子,100～ 500nm
? 由于液滴对可见光的反射作用，大部分乳状液外观为
不透明或半透明的乳白色
? 组成, 通常由水和油所组成。乳状液的两种类型,
一、乳状液
油包水型,
油 /水； O/W
牛奶,冷霜等
水包油型
水 /油； W/O
原油,奶油等
乳状液为不稳定体系
? 分散质液滴的直径较大，不能发生布朗运动而扩
散；
? 体系的相界面较大，具有较高的表面能，液滴很
快便会互相合并而分层；
? 要获得稳定的乳状液，必须加入稳定剂，如在水
和油的体系中加入洗洁精或液体肥皂，振荡可以
得乳白色的稳定的乳状液。
? 乳状液的稳定剂通常称为乳化剂，是表面活性物
质中的一类。
? 表面活性物质,溶于水后显著降低水的表面能的物质。
? 表面活性物质具有表面活性的原因
? 表面活性物质分子由性质不同的两部分组成组成,
二、表面活性物质
A,亲水的极性基团 (亲水基 ),如 — OH,— COOH,
— NH2,— SO3H等；
B,亲油的非极性基团 (亲油基 /憎水基 ),如 R— (烃
基 ),Ar— (芳基 )等,
? 化学式为,C17H35COONa（ K）,
烃基 — C17H35是亲油基,
— COONa（ K） 是亲水基
钠肥皂分子结构示意图
例如：钠肥皂：硬脂酸钠
简写符号
表面活性物质能降低水的表面能
? 表面活性物质的分子聚集在水的界面上。
空气
表面
水
? 当表面活性物质的浓度达到饱和时，表面活性物质
分子在界面上定向排列，占据了水的界面，从而降
低了水的表面能。
? 表面活性物质的碳链越长，憎水性就越强，就越容
易聚集在水的界面上。
? 根据用途不同，表面活性物质可分为乳化剂、洗涤
剂、润湿剂、发泡剂、增溶剂等等。
油
水
油
乳化剂与乳状液类型的关系
? 乳状液的类型取决于所选用的乳化剂。
? 钠肥皂 —— 亲水基截面较亲油基大，有利于
形成水包油型的乳状液。
? 钙肥皂 —— 亲油基截面较亲水基大，有利于
形成油包水型的乳状液。
水相把油滴紧紧包围起来
水
油相把水滴紧紧包围起来
水 油
钠肥皂的去污原理
? 肥皂不能在硬水中去污。因为硬水中含较多 Ca2+ 和
Mg2+,会发生下列反应,
C17H35COO-Na++Ca2+ =(C17H35COO-)2Ca2+
硬酯酸钠（溶于水） 硬酯酸钙或硬酯酸镁,不溶于水
? 解决的办法,
加三聚磷酸钠 Na5P3O10； 加沸石。
钠肥皂 钙肥皂
水
油
油
油
油
? 最简便的方法是稀释法,
? 取少量乳状液加水稀释，如果分散剂与水
互溶，不出现分层现象，即为油 /水型乳
状液；相反，如果分散剂与水不互溶而出
现分层现象，则是水 /油型乳状液。
例如牛奶加水稀释时，不但不分层，而
且瞬即达到, 水乳交融,,故牛奶是油 /
水型乳状液。
如何判断乳状液是油 /水型还是水 /油型呢？
应用
? 很多农药都是不溶于水的有机油状物，不能直接使
用，需将它们与亲水性乳化剂配合制成 O/W型乳剂
后在使用。这样就能以少量药剂较均匀地噴洒在作
物上，既能充分发挥药效，又能防止农药太集中而
伤害作物。
? 在正常生理活动中，脂肪因不溶于水而难于被机体
消化吸收，因此在消化系统内的运输和吸收需经胆
汁中胆酸的乳化作用和小肠的蠕动，使脂肪形成乳
浊液后，就易于进行生化反应而被消化吸收了。
? 健康人体血液中含有 MgCO3和 Ca3(PO4)2,并以胶体
状态存在，这些胶粒都被血清蛋白等高分子保护着。
患病时，保护物质含量减少，溶胶稳定性下降，发
生聚沉，形成各种结石。
一些表面活性物质
? 肥皂 —— 块状的为 Na肥皂，液体状的为 K肥皂
硬脂酸盐 C17H35— COONa（ K）
亲油基 亲水基。
? 洗衣粉 —— 十二烷基苯磺酸钠 ABS
C12H25— C6H4— SO3- Na+
R— N+— CH2COO-
|
CH3 甜菜碱
用于洗发香波和洗面奶
洗洁精
十二烷基苯磺酸钠 ABS
聚氧乙烯十二烷基硫酸酯钠 AES
C12H23-O-(CH2CH2O)n-SO3Na
CH3
? 羧酸盐 R-COONa
? 硫酸酯盐 R-OSO3Na
? 磺酸盐 R-SO3Na 阴离子型
? 磷酸酯盐 R-OPO3Na
? 伯胺型 R-NH.HCl
? 仲胺型 R-NHCH3.HCl 阳离子型
? 叔胺型 R-N(CH3)2.HCl
? 季胺型 R-N+(CH3)3.Cl-
? 氨基酸型 R-NHCH2-CH2COOH 两性
? 甜菜酸型 R-N+(CH3)2-CH2COO-
? 聚氧乙烯型 R-O-(CH2CH2O)nH
? 多元醇型 R-COOCH2(CH2OH)3 非离子型
表面活性剂类型
学习要求
1．了解分散系的概念及分类，了解溶胶的性质，
掌握胶团结构，了解溶胶的稳定性和聚沉及
其影响因素。
2,了解乳状液的特点、类型、稳定性。
作业
P25 #1-13,#1-14
? 第一节 分散体系
? 第二节 溶液的浓度
? 第三节 稀溶液的依数性
? 第四节 胶体溶液
? 第五节 乳状液和表面活性剂
第一节 分散体系
分散体系：一种或几种 物质 (分散质 )分散
在另一种物质 (分散剂 )中所形成 的体系,
按 分散质粒子的大小 分类，分散体系分为三类,
分散质粒
类型 子大小 主要性质 实例
分子 /离子 单相,很稳定,扩散速度快 食盐水
分散体系 <1nm 能透过半透膜，电子显微镜 蔗糖水
(溶液 ) 不可见
胶体分散系 1~100 多相 /单相,较稳定,扩散速度慢,Fe(OH)3
(溶胶和 nm 不能透过半透膜,能透过滤纸 溶胶
高分子溶液 ) 超显微镜可看见 淀粉溶液
粗分散系 >100nm 多相,很不稳定,粒子扩散慢 牛奶
(乳浊液 / 不能透过滤纸，普通显微镜可见 泥浆
悬浊液 )
溶液与胶体的区别实验
?蒸发实验,
将糖、无机盐等溶液蒸发至饱和，有晶体析出。
将蛋白质、明胶、硅胶等胶体蒸发，最后得到无
定形胶状物。
?过滤实验,
把各种溶液或胶体按右图实验，观察分散质是否
能透过羊皮纸。
结果：溶液的分散质（溶质）能透过羊皮纸，但
胶体的分散质不能。
三、分散度与比表面
? 界面 —— 两相之间的接面。常和, 表面, 混
用。
? 表面 —— 两相中有一相是气体时的接面。
? 分散度 —— 一相在另一相中分散的程度。
? 比表面 s0—— 表示单位体积固体所具有的表
面积。用来表示固体分散度的大小。比表面
越大，分散度越大。表示为,
0
SS
V
?
分散度
例 一个边长为 1cm的立
方体
表面积 S=6*12=6cm2
体积 V=1cm3
比表面 S0=6cm-1
将此立方体分割为边长为
100nm的小立方体，则,
小立方体的体积为 10-15cm3
小立方体的个数为 1015个
总表面积为 S=6*105cm2
比表面 S0=6 *105cm-1
1cm
第一章 溶液和胶体
? 第一节 分散体系
? 第二 节 溶液的浓度
? 第三节 稀溶液的依数性
? 第四节 胶体溶液
? 第五节 乳状液和表面活性剂
一、物质的量及其单位
? 物质的量 n—— 表示系统中所含基本单元的数量。 SI
制基本物理量,单位为 mol,称为, 摩尔, 。
? 基本单元 —— 可以是分子、离子、原子及其他粒子，
或这些粒子的特定组合。
? 摩尔 —— 是一系统的物质的量，该系统中所包含的
基本单元与 0.012kg 12C的原子数目相等。 1mol的任
何物质均含有 6.02*1023个基本单元数。
? 摩尔质量 —— 物质的质量除以该物质的物质的量。
常用单位为 g.mol-1。
B
B
mM
n
?
第二节 溶液的浓度
酸碱的基本单元
? 根据得失质子的数目相等的原则：以酸给出一个 H+
或碱得到一个 H+的 特定组合 为基本单元。
? 如 HCl,HAc,H2SO4,1/2H2SO
NaOH,Ca(OH)2,1/2 Ca(OH)2
? 1/2H2SO4表示与碱反应时只能给出 1个 H+离子。
反应式为
NaOH+ 1/2H2SO4 =1/2Na2SO4+H2O
氧化剂或还原剂的基本单元
? 根据得失电子数目相等的原则：氧化剂以得到
一个电子，还原剂以失去一个电子的 特定组合
为基本单元。
? 如 KMnO4?Mn2+,KMnO4得到 5个电子，则
基本单元为 1/5KMnO4。
Na2C2O4 ?2CO2,Na2C2O4得到 2个电子，
则基本单元为 1/2Na2C2O4。
二、物质的量浓度（简称浓度）
? 单位体积溶液中所含 溶质 B的物质的量数。
? 常用单位 mol?L－ 1
? 例 1-2
B
B
n
c
V
?
三、质量摩尔浓度
? 单位质量 溶剂 A中所含 溶质 B的物质的量数。
? A— 溶剂,B— 溶质
? 常用单位为 mol?kg－ 1
? 例 1-3
B
B
A
n
b
m
?
四、摩尔分数
? 物质 A或 B的物质的量与混合物中各物质的
物质的量总和之比。
? 例 1-4
A
A
AB
n
x
nn
?
?
B
B
AB
n
x
nn
?
?
xA+xB= 1
五、质量分数
? 物质 B的质量与混合物质量之比
? 在分析化学中常用质量分数表示混合物中
某物质的含量。
B
B
m
m
? ?
混
例
(1)将 40g 乙二醇溶于 600g水中，计算溶液的 bB。
(2)将 40g乙二醇溶于水中配成 600mL溶液，计算 cB。
解 乙二醇的相对分子质量 M=62.1
1
3
1
3
40
0.64 4( )
62.1
0.644
1.07 (, )
600 10
0.644
1.07 (, )
600 10
B
B
B
A
B
B
m
n m ol
M
n
b m ol k g
m
n
c m ol L
V
?
?
?
?
? ? ?
? ? ?
?
? ? ?
?
第一章 溶液和胶体
? 第一节 分散体系
? 第二 节 溶液的浓度
? 第三节 稀溶液的依数性
? 第四节 胶体溶液
? 第五节 乳状液和表面活性剂
第三节 稀溶液的依数性
? 溶液的性质大体上可分为两类,
? 由 溶质不同 而引起的各种性质，如密度、导电率、酸碱性、
颜色等；
? 由 溶质的粒子数目不同 而引起的各种性质，如蒸气压下降、
沸点上升、凝固点下降、渗透压等。这类性质称为依数性
（通性）。
? 依数性的特点,
? 依数性的变化只与溶质的粒子数目即溶液浓度有关，与溶质
的本性无关。
? 溶液越稀，依数性的表现越有规律。
? 电解质与非电解质溶液的依数性有所不同，难挥发与易挥发
溶质的溶液的依数性有所不同，这里着重讨论 难挥发非电解
质稀溶液 的依数性。
一、水的蒸气压
? 饱和蒸汽压 P*(蒸汽压 ),
蒸发 凝结，当 ?蒸发 = ?凝结 时，
饱和蒸汽产生的压力 ;
? P*的大小主要取决于物质的本性，
外因上只 随温度的升高而增大。
难挥发物质：蒸气压较低的物质，如葡萄糖、食盐等 ；
易挥发物质,蒸气压较高的物质，如苯、乙醇、碘等。
动态法测定液体饱和蒸气压 ---通用化学实验技术 p131
蒸
发
凝
结
水 葡萄糖 aq
一段时间后
葡萄糖 aq
溶剂转移实验, 现象?
1、溶液蒸气压下降
? 在溶剂中加入少量难挥发非电解质
（如葡萄糖、蔗糖、甘油等），同
一温度时, paq＜ p* 。
? 蒸汽压下降值,Δ p = p*- p
? 蒸汽压下降 原因,
? 溶质分子 → 溶剂化，束缚了一些
高能量的溶剂分子；
? 溶剂表面被溶质分子占据。 单位
时间内逸出液面的溶剂分子数目
便相应地减少了；
葡萄糖 (少量 )
二、稀溶液的依数性
? 一定 T下，难挥发非电解质稀溶液的蒸气压 p
等于纯溶剂的蒸气压 p*乘以溶剂在溶液中的
物质的量分数 xA,p= p* xA
? 因是稀溶液,nA>>nB,nA+nB≈nA
拉乌尔定律 (定量计算 ),
?p = p*?p = p* xB
A
B
BA
B
n
np
nn
npp ** ?
?
??
若溶剂质量 1kg,在数值上 nB=bB,
K—— 蒸汽压下降常数，只与溶剂有关
? Δp =K bB,在一定温度下，难挥发非电
解质 稀 溶液的蒸气压下降值与溶液的质
量摩尔浓度成正比，与溶质种类无关。
BB
A
A
B Kbb
Mp
M
b
pp ????
10001000
*
*
2、溶液的沸点上升
? 沸点 (b.p.),
paq= p外 时 液体沸腾,
这时的温度称 --；
沸点上升原因,
373K,101.325kpa时,
paq＜ p*,所以要提高温度
才能使 Paq＝ P*,即 沸腾。
P外 ＝ P*
Paq
Paq＜ P*
?拉乌尔定律,?Tb=Tb－ Tb* = Kb bB
Kb：沸点上升常数，与溶剂性质有关,
bB：溶液的质量摩尔浓度。
3、溶液凝固点下降
? 凝固点 (f.p.),p液 = p固, 固、液两相平衡时
的温度。
? Kf：摩尔凝固点下降常数,只与溶剂本性有关 ；
?Tf = Tf0－ Tf = Kf bB
由于 p冰 *下降较快，当温度下降到 tf 时,
p冰 * = p溶液,系统再次处于平衡状态
原
因
,
冰水共存,p水 *=p冰 *=p
加蔗糖后,p溶液 <p 冰融化 (吸热 )
系统温
度下降 冰
水
蔗糖 (少许 )
? 将 1.29g丙酮 (CH3)CO溶解在 200g水中，测得此
溶液的凝固点为 -0.210C,求丙酮的相对分子
质量。
?Tf = Tf0－ Tf = Kf bB=Kf (mB/mAMB)
MB= Kf mB1000 /?Tf mA
= 1.86× 1.29× 1000/0.21× 200
= 57(g.mol-1)
解
例题,
? 溶液的沸点上升和凝固点下降都可以测定溶
质的摩尔质量,较常用的是凝固点下降法 。
原因,1,达到溶液的凝固点时，溶液中有晶体析出,
易于观察。
2,只有稀溶液才符合拉乌尔定律，实验测得
的 ΔTf和 ΔTb值均比较小，同一溶剂的 Kf值
均比 Kb值要大，同一溶液的 ΔTf会比 ΔTb大,
实验误差要小；
说明,
? 溶液蒸气压下降规律，有助于植物耐寒与抗
旱性的说明。
? 溶液的凝固点下降,可用于防冻。
应用,
h
糖水 纯水
半透膜
p p
? 半透膜,只允许水分子
及小分子自由通过而限
制大分子通过。
? 渗透过程,自发进行
4、渗透压
?半透膜两边的液位差所表
示的静压即为渗透压。
只透过溶剂不透过
溶质的膜,如动物膀
胱,猪羊的肠衣、细
胞膜等
糖水 纯水
p+Π p
半透膜
? 渗透现象发生在用 半透
膜 隔开的 纯溶剂和溶液
之间，也发生在用半透
膜隔开的 两种不同浓度
的溶液 之间，这时较稀
溶液中的溶剂渗入较浓
溶液中。
? 等渗溶液, 半透膜隔开
的两种溶液浓度相同
4、溶液的渗透压
h
溶液 2 溶液 1
半透膜
p p
渗透压的定量计算
—— 范特荷甫 (van?t Hoff)实验规律,
? 稀溶液的渗透压与浓度及绝对温度成正比，
而与溶质本性无关 。 即 ? = cB RT ? bBRT
式中, ?为渗透压 (kPa)；
c是溶液的物质的量浓度 (mol?L-1)；
bB是溶质 B的质量摩尔浓度；
T为绝对温度 (K)；
R为气体常数 (8.314kPa?L? mol?K-1)。
? 适用于非电解质稀溶液。
? 渗透压的大小与溶液的浓度和温度有关
? 一般用来测定高分子化合物的摩尔质量。
高分子化合物相对分子质量的测定
? 对于高分子化合物，由于其相对分子质量
较大，一般只能配成浓度较小的溶液。
? 根据拉乌尔定律，溶液的浓度小，凝固点
下降值也小，不能用凝固点下降法测其分
子量。
? 虽然不易得到合适的半透膜，使渗透压的
测定不具有普遍性。但是由于溶液的渗透
压较大，实验误差较小，实际工作中也有
用渗透压法来测定高分子化合物的相对分
子质量。
例 血红素 1.00 g溶于适量水中，配成 100 ml溶液，此溶
液的渗透压为 0.366 kPa(20℃), 求血红素的相对分子
质量。
(1)溶液的物质的量浓度为,
cB =1.50× 10-4(mol.L-1)
(2)血红素的相对分子质量为,
M=6.7× 104 (g.mol-1)
(3)溶液的沸点上升为,
Δtb =7.68× 10-5
凝固点下降值为,
Δtf =2.79× 10-4
由计算可见,Δtb和 Δtf数值很小，测量起来很困难。
但稀溶液的渗透压相当大，容易测量。
生物体的细胞膜
? 非常完美的半透膜，可以分离新陈代谢
中的废物，维持体内电解质的平衡，通
过膜吸收营养成分为各器官提供能量，
维持生命过程的持续。
? 合成人工膜，用以进行各种分离，如气
体分离膜，离子交换膜，超滤膜，透析
膜。
反渗透
? 溶剂分子从溶液流向纯溶剂 (或稀溶液 )
的过程称为反渗透。
? 必须在溶液一边施加超过渗透压的静液
压。
? 海水淡化，成本约为城市自来水的 3倍。
5、强电解质溶液的依数性
? 电解质溶液也具有 溶液蒸气压下降, 沸点上升, 凝
固点下降和渗透压 等 依数性 。
i
p
p ????????
?
?
?
?
?
?
?
?
b
b
f
f
T
T
T
T
? i—— 数值约等于电解质一分子能离解出来的离子
的个数，溶液越稀,i值越接近于整数。
?NaCl类,1－ 1型电解质稀溶液,i→2,
?MgC12,1－ 2型或 Na2SO4等 2－ 1型电解质稀溶液,
i→3,其余类推。
i—— 范特荷甫
校正系数
稀溶液依数性的实际应用
1·抗寒性和抗旱性
蒸气压下降可预防动植物过快脱水，但使水果等
难干燥；
预防冻伤，但食品冷藏时需较低的温度，一般水
果在 -1~-4 ℃ 时才结冰。
2·干燥剂 CaCl2,P2O5
3·冷冻剂 100g冰＋ 30gNaCl,Tf － 22.4℃ 。
100g冰＋ 42.5gCaCl2,Tf － 55℃ 。
4·施肥过多，盐碱土
5·输液 5％的葡萄糖和 0.9％生理盐水为等渗溶液。
6·反渗透 海水淡化，生产成本约为自来水的 3倍。
7.南极鱼类的抗寒性
南极鱼类血液的冰点为 -2.0 ℃
温带鱼类血液的冰点为 -0.8 ℃
生物化学研究确定，当外界温度偏离室温时，无
论升高或降低，在有机体细胞中都会强烈产生可
溶碳水化合物。
8.植物细胞的渗透压可达 2000kPa,使水可由植
物的根部输送到高达数十米的树冠。
9.浓溶液也具有依数性。
10.稀溶液的依数性也称为稀溶液的通性。
? 不管是稀溶液还是浓溶液, 不管是非电解质
溶液还是电解质溶液, 都会产生 蒸气压下降
等依数性现象 。
? 只有非电解质的稀溶液, 能进行计算 。 电解
质稀溶液由于溶质分子发生电离, 在计算时
必须进行校正 。 对于浓溶液, 不能计算 。
? 稀 溶液一般指 C＜ 0.1mol·l-1的溶液, 其实浓
与稀之间并无明确的界线 。
在理解 依数性 这一概念时，应注意,
解,? = cB RT ? bBRT
?Tf = Tf0－ Tf = Kf bB
? ? (?Tf /Kf )RT
? ? (?Tf /Kf )RT=8.314× 310× (0.56/1.86)
? ? 776 kPa
例：测得人体血液的凝固点下降值为 0.56K,
求人在体温 37℃ 时血液的渗透压。
三、强电解质溶液简介
? 范特霍夫发现电解质稀溶液的依数性极大地偏离了拉
乌尔定律和渗透压定律。见表 1-5。
? 他发现，当引入校正系数 i 后电解质溶液的依数性就可
以用拉乌尔定律和渗透压定律计算。即
? 对同种电解质溶液,
' ' ' '
f b
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t t p
i
t t p
? ? ??
? ? ? ?
? ? ? ?
对同种电解质溶液
? 范特霍夫做了很多努力，但没能解释 i 值不同的原因，
真正解决 i值之谜的是瑞典化学家阿累尼乌斯。
1:1型电解质 (NaCl),1< i < 2
2:1型或 1:2型电解质 (Na2SO4或 CaCl2),2<i <3 i取值
阿累尼乌斯电离学说 (1887年 )
?电离学说
?强极性化合物 (强电解质 )溶液具有导电性；
?分子电离不完全、离子间的相互吸引等因素会影
响溶液的导电能力，使电离度有大有小。
?溶液越稀，电离度越大，在无限稀释的溶液中，
电离度可达到 100％。
?电解质稀溶液依数性偏大的原因是电解质在水中会
发生电离，电离的结果使得相同浓度的电解质溶液
和非电解质溶液所含的粒子数不同。
?阿累尼乌斯因电离学说而 获得 1903年诺贝尔化学奖。
离子互吸学说 —— 离子氛
强电解质在水溶液中全部离解，那么强电解质的离解
度理论上应为 100%。但在实验测定时，强电解质的
离解度（表观离解度）一般都小于 100%。
?1923年，荷兰物理学家德拜（ Debye） 和德国物理学家
休克尔（ Huckel） 提出 离子氛的概念 ；
1）强电解质在溶液中是全部离解的。
2）但如果溶液中离子浓度较大时，离子间平均距离较小，
离子间的吸引力和排斥力都相当显著。在这种情况下，
每一个离子周围会分布有多个带有相反电荷的离子，形
成, 离子氛, 。
表 KCl在不同浓度下的表观离解度
c/mol.L-1 0.2 0.1 0.02 0.01 0.001 0.0001
?/% 83.1 86.2 92.3 94.2 98.0 99.2
表 某些强电解质的表观离解度 (0.1 mol.L-1）
电解质 HCl HNO3 H2SO4 KOH NaOH KCl NH4Cl CuSO4
?/% 92 92 58 89 84 86 88 40
活度和活度系数
?活度 —— 即表观浓度，为离子的有效浓度，用 ɑ表示。
?活度 α 和理论浓度 c之间有如下关系,α =γ c/c0
式中,γ —— 活度系数，无量纲
c0—— 标准浓度,1mol.L-1
α —— 活度，无量纲
?当溶液极稀时，离子间牵制作用降低到极弱的程度,
γ →1, α =c。
?在本书的计算中，溶液的浓度大多比较低，离子氛较
小，直接用理论浓度代替活度计算。
α <c,故
γ <1
21 / 2 ( )
iicZ? ? ?
1
2
12l g 0, 5 0 9 ZZ????
ac???
活度的计算
学习要求
1.了解物质的量及其单位摩尔的概念，掌握物质的
量浓度、质量摩尔浓度、摩尔分数、质量分数的
计算。
2.了解离子活度的概念及强电解质溶液理论。
3.了解稀溶液依数性产生的原理，掌握利用稀溶液的
依数性测定溶质的摩尔质量的方法，能定性判断
各类电解质溶液对稀溶液依数性的影响。
作业
? P25 #1-9,#1-10
第四节 溶胶
一、表面能与吸附
二、溶胶的性质
三、胶团结构
四、溶胶的稳定性与聚沉
溶胶
? 溶胶的特点,
? 分散质与分散剂的亲和力不强，体系不均匀，有
界面，是高度分散的 不稳定 多相体系。
? 溶胶具有暂时稳定性，但实验证明，溶胶最终会
互相聚结而沉降。
? 如何制备具有一定稳定性的溶胶？
溶胶 =难溶固体分散质 +分散剂 +少量相关电解质
(稳定剂 )
难溶固体分散质 + 液体分散剂
溶胶
高度分散 非高度分散
悬浊液
一些溶胶
分散质 分散剂 稳定剂
氢氧化铁溶胶 [Fe(OH)3]m 水 FeO+
碘化银正溶胶 [AgI]m 水 Ag+
碘化银负溶胶 [AgI]m 水 I-
硫化亚砷溶胶 [As2S3]m 水 HS-
溶胶的制备
?分散法,
? 研磨法、超声波法、胶溶法、电弧法
?凝聚法,
? 物理凝聚法：将松香的酒精溶液滴入水中
? 化学凝聚法,FeCl3溶于水，煮沸
?胶溶法,
? 新生成的 Fe(OH)3沉淀，用水洗净，加少量
FeCl3,搅拌。
一、表面能与吸附
? 分散度与比表面
? 为什么液体会自动收缩成球形？
? 表面能 —— 表面粒子比内部粒
子多出的能量称为表面能。
?表面粒子比内部粒子具有较高的能量，为了降低表面能，
?液体：表面有自动收缩到最小趋势，以减小表面能；
?固体：表面刚性难收缩，吸附作用可以降低表面能。
?在任何两相的界面上都存在表面能。
表面能产生示意图
? 一定量的物质，表面积越大，表面上的
粒子就越多，表面能就越大。
? 溶胶粒子具有很大的表面能。体系能量
高不稳定，为了降低表面能，溶胶粒子
除了会 相互聚结 以减小分散度之外，还
会在分散剂中进行 吸附 。
吸附作用
? 吸附,一种物质 (吸附质 )聚集到另一种物质 (吸附剂 )
表面上的过程。
? 吸附包括：分子吸附和离子吸附
? 固体吸附,吸附气体中的分子、溶液中的分子、离
子，如活性炭 /硅胶 /分子筛,
? 吸附平衡,
吸附剂 +吸附质 吸附剂 ·吸附质 +热
? 分子吸附 —— 在非电解质或弱电解质溶液中的吸附。
? 相似相吸
? 溶解度小的分子容易被吸附 。
吸附
解吸
? 离子交换吸附,发生在离子交换树脂上；是可逆吸附。
例,
R-SO3H+Na+ == R-SO3Na+H+
R-N+(CH3)3OH- + Cl- == R-N+(CH3)3Cl- +OH-
? 离子选择吸附,溶胶中溶胶颗粒优先选择吸附组成相关
的离子。 例,
过量 AgNO3中加适量 KI,形成 AgI沉淀，选择吸附 Ag+。
过量 KI中加入适量 AgNO3,形成 AgI沉淀，选择吸附 I-。
? 离子选择吸附是造成溶胶颗粒带电的根本原因。
离子吸附 —— 在强电解质溶液中的吸附
二,溶胶的性质
1、光学性质 —— Tyndall（ 丁达尔）效应
? Tyndall效应,用一束会聚的强光从侧面射入溶胶，在
与光的通路相垂直的方向上，可以看到一个发亮的光锥。
? 可见光的波长 (400~700nm)和介质粒子的大小关系,
粒子直径＞ ?—— 光的反射 /折射 (粗分散质 )
粒子直径＜ ?—— ① 透射 (溶液,＜ 1nm)
②散射 (溶胶粒子,1~100nm)
? Tyndall效应就是光在溶胶中的散射现象。
? Tyndall现象是 判别溶胶与溶液的最简便的方法
Tyndall（ 丁达尔）效应
2、动力学性质 —— 布朗运动
? 在超显微镜下观察溶胶，
发现溶胶中有许多发光
点在作无休止、无规则
的运动。如右图所示。
? 布朗运动产生的原因,
? 胶粒本身的热运动；
? 分散剂分子对胶粒的不均
匀的撞击。
? 布朗运动导致溶胶具有
扩散作用，使胶粒不致
因重力的作用而迅速沉
降。
?布朗运动是介于宏观与微
观之间的粒子特有的运动。
即 只有溶胶粒子才具有明显
的布朗运动 。
布朗运动
? 1827年布朗 (R.Brown)发现：悬浮在液体中的微小
颗粒总是不停的作微小的无规则的运动。
? 布朗运动是由于悬浮颗粒受到周围的液体分子不
断的随机撞击引起的。
? 1905年，爱因斯坦 (A.Einstein)从分子运动论出发
对布朗运动提出了完整的理论。
? 1908年，佩林 (J.B.Perrin)用实验证实了爱因斯坦
的理论结果，并求出了阿伏伽得罗常数 N0为
(5.5~7.2)*1023摩尔 -1。
3,电学性质 —— 电动现象
? (1)电泳
溶胶分散质在在外加电场下的定向移动。
? (2)电渗
在电渗管中，分散剂在外加电场下的定向移动。
? 电泳或电渗实验证明，溶胶的分散质和分散剂
所带的电性是不同的。例如,
红色的 Fe(OH)3溶胶，胶粒带正电，分散剂带负电。
金黄色 As2S3溶胶，胶粒带负电，分散剂带正电。
电泳 电渗
－ ＋
＋ －
胶粒带电原因
（ 1）吸附带电
? 溶胶在分散剂中进行选择性吸附，吸附正离子胶粒带
正电，反之带负电。
? 离子选择性吸附,固体优先吸附与它组成有关的离子。
? 例如,
? KBr（ 过量 ） + AgNO3 == AgBr溶胶 (－ )
分散剂中,K+,Br-,Ag+(少 ),NO3-,AgBr溶胶优先吸附 Br-
?用 FeCl3 水解制成 Fe(OH)3溶胶,
分散剂中,Fe(OH)2+,Fe(OH)2+,Cl-,H+
Fe(OH)3胶粒 优先吸附,Fe(OH)2+ (FeO+)
（ 2）离解带电
? 溶胶粒子通过表面分子的离解而带电 。
? 如, 硅酸溶胶,H2SiO3 === H++ HSiO3-
H+ 进入溶液，溶胶粒子表面留下 HSiO-3,
所以胶粒 (－ );
三、胶团结构
? Fe(OH)3溶胶
电位离子,FeO+
反离子,Cl-
胶团结构式,?[Fe(OH)3]m.nFeO+.(n-x)Cl-?,xCl-
胶核
扩散层
吸附层 胶团，电中性
胶粒，带正电
扩散双电层结构
{[Fe(OH)3]m · nFeO+ ·(n-x)cl-}x+· xcl-
胶核 电位离子 反离子 反离子
吸附层 (+) 扩散层 (-)
胶粒 (+)
胶团 (电中性 )
注意：反离子是可替换离子
胶团结构式,
H2SiO3溶胶
[(H2SiO3)m · n HSiO3－ ·(n-x)H+]x－ · xH+
胶核
胶粒
胶团
例,AgNO3 + KI→ KNO3 + AgI↓
过量的 KI 作稳定剂
胶团的结构表达式,
[(AgI)m, nI-,(n-x)K+]x-,xK+
扩散双电层结构
例,AgNO3 + KI→ KNO3 + AgI↓
过量的 AgNO3 作稳定剂
胶团的结构表达式,
[(AgI)m, nAg+,(n-x)NO3-]x+,xNO3-
胶核
胶粒
胶团
扩散双电层结构
电动电势
? 热力学电势 ?,
与溶胶的电位离
子数有关。
对某一溶胶，电
位离子数是一定
的，因此,?值
是一定的。
? 电动电势 ?,
与吸附层中反离
子的数目有关。
当吸附层中反离
子数目改变时,
?电势会改变。
吸附层 扩散层
??电势越大，胶粒间的
静电排斥作用力越大，
能有效的阻止胶粒之间
的合并，使溶胶不至于
受重力的作用而下沉。
?在溶胶中加入一些无
关电解质后，由于有更
多的反离子进入固定层，
因而会使 ?电势减小，溶
胶发生聚沉。
?电势与溶胶的稳定性
?电势越大,溶胶越稳定。
四、溶胶的稳定性与聚沉
1、溶胶的稳定性
? 溶胶是一个多相不均匀体系，不稳定，胶粒
之间存在相互集结成大颗粒而沉淀的趋势。
? 制作良好的溶胶能稳定存放一段时间的原因,
? 溶胶的动力学稳定性 —— 布朗运动
? 溶胶的聚结稳定性 —— 胶粒带有符号相同的电荷
? 胶团中电位离子和反离子的溶剂化作用
? 电位离子 —— 溶胶的稳定剂。
2、溶胶的聚沉
(1)电解质对溶胶的聚沉作用
(2)溶胶的相互聚沉
(3)温度对溶胶稳定性的影响
(4)浓度对溶胶稳定性的影响
电解质对溶胶的聚沉作用
? 加入强电解质后，溶胶中反离子增多，从而进
入吸附层，中和了电位离子，使 ?电势降低，
胶粒的带电量降低，溶胶的聚结稳定性降低，
发生聚沉。
? 电解质的聚沉能力用聚沉值表示。
? 电解质的聚沉能力大小主要取决于与反离子,
? Schulze-Hardy（ 叔采 -哈迪）规则,
? 感胶离子序,
? 高分子溶液对溶胶的保护作用
? Schulze-Hardy（ 叔采 -哈迪）规则,
电解质的负离子对正溶胶起聚沉作用，正离子对负溶胶
起聚沉作用，聚沉能力随离子价数的升高而显著增大。
例如,NaCl,MgCl2,AlCl3三种电解质对 As2S3负溶胶的聚沉值分别
为 51,0.72,0.093，则它们的聚沉能力之比 为 1,71,548
? 感胶离子序, 同价离子的聚沉能力随水化离子半径增大
而减小。 例如：对 AgI负溶胶的聚沉能力大小顺序为
Cs+ > Rb+ > K+ > Na+ > Li+
Ba2+ > Sr2+ > Ca2+ > Mg2+
聚沉值大小的判断,
? 水化半径的变化规律,
? 同一主族,同价离子的水化离子半径次序次序
与离子半径正相反。上 → 下,水化离子半径 ↘ ；
? 电解质聚沉规律的解释,
? 反离子的电荷越大，水化半径越小，与电位离
子的静电作用越强，越容易进入吸附层，因而
聚沉能力越大。
溶胶聚沉实例
? 溶胶的相互聚沉
明矾 K2SO4·Al2 (SO4) 3·24H2O净水
泥沙三角洲
? 加热使溶胶聚沉
加热 Fe(OH)3溶胶，产生红棕色沉淀。
? 浓缩使溶胶聚沉
一般很难制得较高浓度（ 1%以上）的溶胶。
3.溶胶的保护
? 高分子溶液 —— 均匀、稳定的单相分散系。
? 高分子溶液对溶胶的敏化作用
第五节 乳状液
? 一、乳状液
? 二、表面活性物质
定义,液体分散在另一互不相溶的液体中形成的体系。
乳状液属粗分散体系，分散质粒子,100～ 500nm
? 由于液滴对可见光的反射作用，大部分乳状液外观为
不透明或半透明的乳白色
? 组成, 通常由水和油所组成。乳状液的两种类型,
一、乳状液
油包水型,
油 /水； O/W
牛奶,冷霜等
水包油型
水 /油； W/O
原油,奶油等
乳状液为不稳定体系
? 分散质液滴的直径较大，不能发生布朗运动而扩
散；
? 体系的相界面较大，具有较高的表面能，液滴很
快便会互相合并而分层；
? 要获得稳定的乳状液，必须加入稳定剂，如在水
和油的体系中加入洗洁精或液体肥皂，振荡可以
得乳白色的稳定的乳状液。
? 乳状液的稳定剂通常称为乳化剂，是表面活性物
质中的一类。
? 表面活性物质,溶于水后显著降低水的表面能的物质。
? 表面活性物质具有表面活性的原因
? 表面活性物质分子由性质不同的两部分组成组成,
二、表面活性物质
A,亲水的极性基团 (亲水基 ),如 — OH,— COOH,
— NH2,— SO3H等；
B,亲油的非极性基团 (亲油基 /憎水基 ),如 R— (烃
基 ),Ar— (芳基 )等,
? 化学式为,C17H35COONa（ K）,
烃基 — C17H35是亲油基,
— COONa（ K） 是亲水基
钠肥皂分子结构示意图
例如：钠肥皂：硬脂酸钠
简写符号
表面活性物质能降低水的表面能
? 表面活性物质的分子聚集在水的界面上。
空气
表面
水
? 当表面活性物质的浓度达到饱和时，表面活性物质
分子在界面上定向排列，占据了水的界面，从而降
低了水的表面能。
? 表面活性物质的碳链越长，憎水性就越强，就越容
易聚集在水的界面上。
? 根据用途不同，表面活性物质可分为乳化剂、洗涤
剂、润湿剂、发泡剂、增溶剂等等。
油
水
油
乳化剂与乳状液类型的关系
? 乳状液的类型取决于所选用的乳化剂。
? 钠肥皂 —— 亲水基截面较亲油基大，有利于
形成水包油型的乳状液。
? 钙肥皂 —— 亲油基截面较亲水基大，有利于
形成油包水型的乳状液。
水相把油滴紧紧包围起来
水
油相把水滴紧紧包围起来
水 油
钠肥皂的去污原理
? 肥皂不能在硬水中去污。因为硬水中含较多 Ca2+ 和
Mg2+,会发生下列反应,
C17H35COO-Na++Ca2+ =(C17H35COO-)2Ca2+
硬酯酸钠（溶于水） 硬酯酸钙或硬酯酸镁,不溶于水
? 解决的办法,
加三聚磷酸钠 Na5P3O10； 加沸石。
钠肥皂 钙肥皂
水
油
油
油
油
? 最简便的方法是稀释法,
? 取少量乳状液加水稀释，如果分散剂与水
互溶，不出现分层现象，即为油 /水型乳
状液；相反，如果分散剂与水不互溶而出
现分层现象，则是水 /油型乳状液。
例如牛奶加水稀释时，不但不分层，而
且瞬即达到, 水乳交融,,故牛奶是油 /
水型乳状液。
如何判断乳状液是油 /水型还是水 /油型呢？
应用
? 很多农药都是不溶于水的有机油状物，不能直接使
用，需将它们与亲水性乳化剂配合制成 O/W型乳剂
后在使用。这样就能以少量药剂较均匀地噴洒在作
物上，既能充分发挥药效，又能防止农药太集中而
伤害作物。
? 在正常生理活动中，脂肪因不溶于水而难于被机体
消化吸收，因此在消化系统内的运输和吸收需经胆
汁中胆酸的乳化作用和小肠的蠕动，使脂肪形成乳
浊液后，就易于进行生化反应而被消化吸收了。
? 健康人体血液中含有 MgCO3和 Ca3(PO4)2,并以胶体
状态存在，这些胶粒都被血清蛋白等高分子保护着。
患病时，保护物质含量减少，溶胶稳定性下降，发
生聚沉，形成各种结石。
一些表面活性物质
? 肥皂 —— 块状的为 Na肥皂，液体状的为 K肥皂
硬脂酸盐 C17H35— COONa（ K）
亲油基 亲水基。
? 洗衣粉 —— 十二烷基苯磺酸钠 ABS
C12H25— C6H4— SO3- Na+
R— N+— CH2COO-
|
CH3 甜菜碱
用于洗发香波和洗面奶
洗洁精
十二烷基苯磺酸钠 ABS
聚氧乙烯十二烷基硫酸酯钠 AES
C12H23-O-(CH2CH2O)n-SO3Na
CH3
? 羧酸盐 R-COONa
? 硫酸酯盐 R-OSO3Na
? 磺酸盐 R-SO3Na 阴离子型
? 磷酸酯盐 R-OPO3Na
? 伯胺型 R-NH.HCl
? 仲胺型 R-NHCH3.HCl 阳离子型
? 叔胺型 R-N(CH3)2.HCl
? 季胺型 R-N+(CH3)3.Cl-
? 氨基酸型 R-NHCH2-CH2COOH 两性
? 甜菜酸型 R-N+(CH3)2-CH2COO-
? 聚氧乙烯型 R-O-(CH2CH2O)nH
? 多元醇型 R-COOCH2(CH2OH)3 非离子型
表面活性剂类型
学习要求
1．了解分散系的概念及分类，了解溶胶的性质，
掌握胶团结构，了解溶胶的稳定性和聚沉及
其影响因素。
2,了解乳状液的特点、类型、稳定性。
作业
P25 #1-13,#1-14
