气体液体与溶液.ppt

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1、关于气体液体和溶液第一张，PPT共四十七页，创作于2022年6月1.The properties of Gases忽略忽略分子之间的分子之间的作用力作用力和分子本身的和分子本身的体积体积一、理想气体一、理想气体（Ideal Gases）压力不太高，温度不太低的实际气体可看作理想气体压力不太高，温度不太低的实际气体可看作理想气体气体的基本特征气体的基本特征:扩散性和可压缩性扩散性和可压缩性2.1、理想气体定律理想气体定律 (The Ideal Gas Law)(The Ideal Gas Law)波义耳定律波义耳定律:PV=:PV=常数常数 （n n，T T一定）一定）查理查理-盖盖吕萨克定律吕

2、萨克定律:V/T=V/T=常数常数 （n n，P P一定）一定）阿伏加阿伏加徳徳罗定律罗定律:V/n=:V/n=常数常数 （T T，P P一定）一定）二、理想气体性质二、理想气体性质 第二张，PPT共四十七页，创作于2022年6月1)1)理想或接近理想（温度，压力）理想或接近理想（温度，压力）2)2)只适用于完全封闭的气体只适用于完全封闭的气体 R=PV/nT=PVm/T =101.325103Pa22.414 10-3m3/273.15K =8.314 J mol1 K1 注意点：注意点：=0.082 L atm mol1 K-1 3)R 3)R 的取值的取值 随压力单位的变化而不同随压力单

3、位的变化而不同*理想气体定律应用理想气体定律应用 P PV VT T n(m,M,)第三张，PPT共四十七页，创作于2022年6月Sample：AsampleofCH4wasslowlyheatedataconstantpressureof0.9atm.Thevolumeofthegaswasmeasuredataseriesofdifferenttemperaturesandaplotofvolumevs.temperaturewasconstructed.Theslopeofthelinewas2.8810-4L/K.WhatisthemassofthesampleofCH4?第四张，PP

4、T共四十七页，创作于2022年6月应用应用 实例：测分子量实例：测分子量a.a.蒸蒸气气密密度度法法测测某某种种易易挥挥发发的的液液体体的相对分子质量的相对分子质量由于已知由于已知P P、R R、T T，所以必须求，所以必须求 V V和和mm忽略忽略第五张，PPT共四十七页，创作于2022年6月b.极限密度法极限密度法:蒸气密度法的改进蒸气密度法的改进外推外推 P0P0时，时，第六张，PPT共四十七页，创作于2022年6月2.22.2、分压定律分压定律(DoltonsDoltons law of practical pressure law of practical pressure)组分气体

5、：组分气体：气体混合物中每一种气体。气体混合物中每一种气体。分压：分压：组分气体组分气体A A在相同温度下占有与混合气体在相同温度下占有与混合气体相同体积相同体积时所时所产生的压力，叫做组分气体产生的压力，叫做组分气体A A的分压。的分压。分压定律：分压定律：混合气体的总压等于混合气体中各组分气体分混合气体的总压等于混合气体中各组分气体分压之和。压之和。P=P P=P1 1+P P2 2+或或 P P =P Pi i P总总V=n总总RT=(n1+n2+ni)RT=P1V+P2V+PiV=(P1+p2+Pi)VP总总=pi=P1+p2+Pi同时由于同时由于 P Pi iV=nV=ni iRTR

6、T；P P总总V=nV=n总总RT RT (摩尔分数摩尔分数)证明证明:第七张，PPT共四十七页，创作于2022年6月例题：例题：例题：例题：V=2 dm3,O2:0.20mol,H2:0.50mol,Ar:0.10mol T=300K,O2+2H22H2O(l)求反应前后各气体的分压以及总压。求反应前后各气体的分压以及总压。(T=300K时时 PH2O=0.035atm）解：反应前：反应前：反应后：反应后：2H2+O2 =2H2O Ar0.50 0.20 0 0.100.10 0 0.40(l)0.10注注意意:在在该该温温度度下下，2dm3 体体积积的的H2O(g)计计算算得得0.0028

7、46mol,若若O2为为0.001mol，生生成成H2O 0.002mol,则则水水将将完完全全气气化化,P就就不是不是P饱和饱和。第八张，PPT共四十七页，创作于2022年6月2.32.3、分体积定律、分体积定律（AmagatAmagats Law of Partial Volumess Law of Partial Volumes）V总总V1+V2+V3+Vi=V总总 Xi分体积分体积:混合气体中某一组分混合气体中某一组分B B的分体积的分体积V VB B是该组份单独存是该组份单独存在并具有与混合气体相同温度和压力时所占有的体积。在并具有与混合气体相同温度和压力时所占有的体积。分体积定律：

8、分体积定律：当温度、压力相同时，混合气体的总体积等于当温度、压力相同时，混合气体的总体积等于各组分分体积之和。各组分分体积之和。注意：注意：对混合气体体系，分体积和分压不能对混合气体体系，分体积和分压不能同时代入理想气体方程同时代入理想气体方程第九张，PPT共四十七页，创作于2022年6月2.42.4、格拉罕姆扩散定律、格拉罕姆扩散定律 （Grahams law of effusion）在恒压条件下，某一温度在恒压条件下，某一温度下气体的扩散速率与其密下气体的扩散速率与其密度（或摩尔质量）的平方度（或摩尔质量）的平方根成反比根成反比 (实验定律实验定律)表达式：表达式：应用应用:1)1)测定未

9、知气体的分子量（或原子量）测定未知气体的分子量（或原子量）例：例：What is the molecular formula of a compound of What is the molecular formula of a compound of empirical formula CH that diffuse 1.246 more slowly than empirical formula CH that diffuse 1.246 more slowly than Krypton(MW=83.8)at the same temperature and pressure.Krypto

10、n(MW=83.8)at the same temperature and pressure.第十张，PPT共四十七页，创作于2022年6月 2)2)可以分离同位素可以分离同位素 isotopeisotope从铀矿制备分离从铀矿制备分离235235U,U,利用利用UFUF6 6不同的扩散速率不同的扩散速率差别很小，需非常多级分离差别很小，需非常多级分离气气 体体 扩扩 散散 串串 联联 示示 意意 图图设计了设计了30003000级，耗资级，耗资8 8亿美元亿美元 第十一张，PPT共四十七页，创作于2022年6月基本假设基本假设:A.A.气体分子是气体分子是质点质点 三、三、气体分子运动论气体

11、分子运动论(Kinetic Molecular Theory)Kinetic Molecular Theory)C.C.气体分子做气体分子做弹性碰撞弹性碰撞J.C.MaxwellJ.C.Maxwell、L.BoltzmannL.Boltzmann、R.ClausiusR.ClausiusB.B.气体分子不断地作高速气体分子不断地作高速无规则运动无规则运动推导过程：推导过程：单位时间动量改变量：单位时间动量改变量：压强：压强：总压强：总压强：第十二张，PPT共四十七页，创作于2022年6月定义：定义：称为称为均方根速率均方根速率 热力学温度热力学温度:大量分子无规则运动的平均动能有关大量分子无规

12、则运动的平均动能有关;热热:大量分子的混乱运动或无序运动大量分子的混乱运动或无序运动格林汉姆扩散定律格林汉姆扩散定律 K:K:波尔兹曼常数波尔兹曼常数 P,TP,T 分子运动分子运动桥梁桥梁气体分子运动论意义气体分子运动论意义:*例题例题:求在求在0 0 C C时氢分子的速度时氢分子的速度第十三张，PPT共四十七页，创作于2022年6月四、气体分子速度分布与能量分布四、气体分子速度分布与能量分布（Distribution of gas molecular speeds and energy)a.a.速度分布速度分布b.b.能量分布能量分布波尔兹曼因子波尔兹曼因子 能量大于和等于能量大于和等于E

13、 E0 0的所有分子的的所有分子的分数：分数：第十四张，PPT共四十七页，创作于2022年6月五、实际气体定律五、实际气体定律 (The Real Gas Law)(The Real Gas Law)1.实际气体与理想气体的偏差实际气体与理想气体的偏差:1mol气体的PV/RTp曲线1molN2的PV/RTp曲线（不同温度）气体分子间作用力与距离气体分子间作用力与距离的关系的关系第十五张，PPT共四十七页，创作于2022年6月2.实际气体状态方程实际气体状态方程（van der waals equation）2.2.分子间的引力分子间的引力两点修正两点修正:a,ba,b 称为称为称为称为 va

14、n der Waals constantvan der Waals constant(V Vrealreal-nb-nb)=V=Videalideal等于气体分子运动的自由空间等于气体分子运动的自由空间1.1.分子自身的体积分子自身的体积分子间吸引力正比于分子间吸引力正比于(n/V)2 内压力内压力 P=a(n/V)2 Pideal=Preal+a(n/Vreal)2第十六张，PPT共四十七页，创作于2022年6月 表表 某些气体的某些气体的Van der Waals Van der Waals 常常数数第十七张，PPT共四十七页，创作于2022年6月例题：分别按理想气体状态方程和例题：分别按

15、理想气体状态方程和van der waalsvan der waals方程计算方程计算1.50mol SO1.50mol SO2 2在在3030摄氏度占有摄氏度占有20.0L20.0L体积时的压力，并比较两者的相对误差。如果体积减体积时的压力，并比较两者的相对误差。如果体积减少为少为2.00L2.00L，其相对误差又如何？已知，其相对误差又如何？已知a=0.6803Pa m6 mol-2，b=0.5636 10-4m3 mol-1解：已知：解：已知：T T=303K=303K，V V=20.0L=20.0L，n n=1.50mol=1.50mol思考题：范德华实际气体状态方程的适用范围？思考题

16、：范德华实际气体状态方程的适用范围？第十八张，PPT共四十七页，创作于2022年6月 五、气体的液化和临界状态五、气体的液化和临界状态(critical state)critical state)液化的方法：液化的方法：降温降温、加压、加压临界温度临界温度：加压下气体能够液化：加压下气体能够液化的最高温度；的最高温度；临界压强临界压强：临界温度时，使气：临界温度时，使气体液化的最低压强；体液化的最低压强；临界体积临界体积：临界温度和临界压强：临界温度和临界压强下，下，1mol1mol气态物质占有的体积。气态物质占有的体积。熔沸点低的物质，熔沸点低的物质，临界温度也低临界温度也低物物质质tc(C

17、)Pc(106Pa)c(g/ml)氨氨132.411.2760.235CO-140.243.49850.301CO231.047.3760.468HCl51.58.30820.45H2O373.0922.0470.32NO-93.06.48440.52SO2157.67.88370.525Na 2300.0 35.462 0.198 Ar-122.44.87340.533Cl2144.07.70030.573H2-240.171.29280.0314N2-147.03.39420.313O2-118.575.04260.436第十九张，PPT共四十七页，创作于2022年6月一、液体的结构（一、

18、液体的结构（structure of liquidsstructure of liquids）2.2.液体液体（LiquidLiquid）液体结构特点液体结构特点液体结构特点液体结构特点:处于处于处于处于完全混乱的气体状态完全混乱的气体状态完全混乱的气体状态完全混乱的气体状态和和和和完全有序的固体完全有序的固体完全有序的固体完全有序的固体状态状态状态状态之间之间之间之间液体特性：粘度，表面张力，凝固点，沸点，饱和蒸液体特性：粘度，表面张力，凝固点，沸点，饱和蒸液体特性：粘度，表面张力，凝固点，沸点，饱和蒸液体特性：粘度，表面张力，凝固点，沸点，饱和蒸气压（简称为蒸汽压）气压（简称为蒸汽压）气压

19、（简称为蒸汽压）气压（简称为蒸汽压）近程有序近程有序近程有序近程有序远程无序远程无序远程无序远程无序第二十张，PPT共四十七页，创作于2022年6月 二、液体的蒸气压二、液体的蒸气压(Vapor pressure of liquid)(Vapor pressure of liquid)1 1、蒸发过程、蒸发过程 1 1 1 1）蒸发）蒸发）蒸发）蒸发:液体气化的一种方式液体气化的一种方式液体气化的一种方式液体气化的一种方式2 2 2 2）蒸发热蒸发热蒸发热蒸发热(焓焓焓焓):在恒定的温度和压力条件下，在恒定的温度和压力条件下，在恒定的温度和压力条件下，在恒定的温度和压力条件下，1mol1mol

20、1mol1mol液体蒸发液体蒸发液体蒸发液体蒸发变为蒸气所吸收的热量变为蒸气所吸收的热量变为蒸气所吸收的热量变为蒸气所吸收的热量 2 2液体的饱和蒸气压（简称蒸气压）液体的饱和蒸气压（简称蒸气压）3 3）蒸气压只与液体本质和温度有关）蒸气压只与液体本质和温度有关.1 1）2 2）蒸气压：一定温度下与液体平衡）蒸气压：一定温度下与液体平衡的饱和蒸气所具有的压力。的饱和蒸气所具有的压力。蒸气压蒸气压vsvs温度温度第二十一张，PPT共四十七页，创作于2022年6月Clusius-Clapeyron equationClusius-Clapeyron equationApplication of C

21、lusius-Clapeyron equationApplication of Clusius-Clapeyron equation1 1、求蒸发热、求蒸发热2 2、已知蒸发热和一个温度下的压强，求另一个温度、已知蒸发热和一个温度下的压强，求另一个温度下的压强下的压强第二十二张，PPT共四十七页，创作于2022年6月例题例题：25 时时，0.100mol液态苯在一个可通过提高活塞而液态苯在一个可通过提高活塞而改变的容器中蒸发（蒸气压为改变的容器中蒸发（蒸气压为12.3kPa),试求试求（1）体积增加至何值时液体恰巧消失？）体积增加至何值时液体恰巧消失？（2）体积为）体积为12.0dm3 和和3

22、0.0dm3 时，苯蒸气压分别是时，苯蒸气压分别是 多少？多少？（3）1atm,4dm3空气缓慢地鼓泡通过足量的苯中，苯空气缓慢地鼓泡通过足量的苯中，苯 将损失多少克？将损失多少克？解解：（1 1）V=nRT/P=20.1V=nRT/P=20.1dm3（2 2）12.0dm12.0dm3 3:气压为气压为12.3kPa.12.3kPa.30.0dm 30.0dm3 3:P P1 1V V1 1=P=P2 2V V2 2 P P2 2=P=P1 1V V1 1/V/V2 2=8.24 kPa =8.24 kPa （3 3）P P总总=P=P空气空气 P P苯苯 P P空气空气=89 kPa=89

23、 kPa 这时，这时，4 4dm3空气体积变为空气体积变为 V=(101.34)/89=4.55V=(101.34)/89=4.55dm3,也是苯蒸气的体积也是苯蒸气的体积由由PV=nRT=mRT/MPV=nRT=mRT/M得：得：m=PVM/RT=1.76gm=PVM/RT=1.76g第二十三张，PPT共四十七页，创作于2022年6月三、超临界流体（三、超临界流体（supercritical fluid)supercritical fluid)当T Tc，PPc时的流体称为超临界流体 超临界流体兼有液体和气体的双重特性，扩散系数大，粘度小，超临界流体兼有液体和气体的双重特性，扩散系数大，粘度

24、小，渗透性好，与液体溶剂相比，可以更快地完成传质，达到平衡，渗透性好，与液体溶剂相比，可以更快地完成传质，达到平衡，促进高效分离过程的实现促进高效分离过程的实现 第二十四张，PPT共四十七页，创作于2022年6月 3.溶液及其性质溶液及其性质（properties of solution）一、一、基本概念基本概念（Basic concepts)根据根据 分散相直径分类：分散相直径分类：d d 1nm 100nm 100nm 悬浊液、乳浊液。悬浊液、乳浊液。1 1、分散系、分散系（dispersion system)：一种或几种物质的质一种或几种物质的质点分散在另一种物质的质点中所形成的体系点分

25、散在另一种物质的质点中所形成的体系 分散相分散相 (dispersion phase)(dispersion phase)：被分散的物质：被分散的物质分散介质分散介质 (dispersion medium):(dispersion medium):容纳分散相的物质容纳分散相的物质分散相分散相 溶质溶质(solute)(solute)分散介质分散介质 溶剂溶剂(solvent)(solvent)。2 2、溶液、溶液(Solution):(Solution):一种物质以分子、原子或离子状态分散一种物质以分子、原子或离子状态分散于另一种物质中所构成的均匀而又稳定的体系于另一种物质中所构成的均匀而又稳

26、定的体系.第二十五张，PPT共四十七页，创作于2022年6月二、溶液的浓度表示法二、溶液的浓度表示法1、质量分数、质量分数(mass fraction,mass percentage)（w）：2、摩尔分数、摩尔分数(Mole fraction)（xi）:=n i/n=moles of solute/moles of all componentsppm(parts per million)，ppb(parts per billion)3、体积物质的量浓度、体积物质的量浓度(Molarity)（cB）：）：cB=moles of solute/liters of solution4 4、质量物质的

27、量浓度质量物质的量浓度 (Molality)(Molality)（mmB B）：mB=moles of solute/kilograms of solvent=moles of solute/kilograms of solvent当溶液很稀时，当溶液很稀时，=1=1，所以，所以1kg1kg溶剂近似看作溶剂近似看作1L1L溶液，则溶液，则c cB mmB 各种浓度之间的换算（各种浓度之间的换算（Units exchange Units exchange）第二十六张，PPT共四十七页，创作于2022年6月三、溶解度原理（三、溶解度原理（principle of solubility)1 1、溶解

28、过程是溶解过程是物理化学物理化学过程。过程。2 2、溶解度（、溶解度（solubilitysolubility）:每每100g100g溶剂中所能溶解的溶溶剂中所能溶解的溶质的最大质量质的最大质量 3 3溶解平衡是溶解平衡是动态平衡动态平衡(dynamic equilibrium)(dynamic equilibrium)。4 4影响溶解度的内因：影响溶解度的内因：“相似相溶相似相溶”溶质和溶剂在结构或极性上相似溶质和溶剂在结构或极性上相似*液液液相溶：液相溶：*固固液溶解：液溶解：极性与极性，非极性与非极性易溶极性与极性，非极性与非极性易溶离子化合物复杂离子化合物复杂类似结构的化合物熔点低的易

29、溶类似结构的化合物熔点低的易溶*气气液溶解：液溶解：高沸点气体溶解度大；高沸点气体溶解度大；气体在近似分子间力溶剂溶解度大气体在近似分子间力溶剂溶解度大物质物质熔点()在苯中的溶解度(x)蒽2180.008菲菲1000.21萘萘800.26联二苯联二苯690.39第二十七张，PPT共四十七页，创作于2022年6月 5、影响溶解度的外因、影响溶解度的外因:温度和压力温度和压力温度:压力:压强增大时，对固体、液体溶解度变化不大，压强增大时，对固体、液体溶解度变化不大，固体：若溶解过程是吸热，则升温溶解度增大固体：若溶解过程是吸热，则升温溶解度增大 液体：温度升高，溶解度增大液体：温度升高，溶解度增

30、大气体：温度升高，溶解度降低气体：温度升高，溶解度降低 气体溶解定律气体溶解定律-Hernrys Law-Hernrys Law在一定温度和一定体积的液体中，所溶解的气体质量与在一定温度和一定体积的液体中，所溶解的气体质量与该气体的分压成正比该气体的分压成正比 数学表达式：数学表达式：k kH H=p p/x x k kH H：HenryHenrys constant s constant P P：被溶解气体的分压（以：被溶解气体的分压（以mmHgmmHg为单位）为单位）X X：溶解的气体在溶液中所占的物质的量分数。：溶解的气体在溶液中所占的物质的量分数。只适用于溶解度小、不与溶剂相互作用的气

31、体只适用于溶解度小、不与溶剂相互作用的气体第二十八张，PPT共四十七页，创作于2022年6月由亨利定律由亨利定律 Sample ExerciseSample Exercise：2020时，氧气溶解在水中的亨利定律常数时，氧气溶解在水中的亨利定律常数为为2.95102.95107 7mmHgmmHg，在通常大气中，氧分压为，在通常大气中，氧分压为0.21atm0.21atm，此，此时有多少摩尔氧气溶在时有多少摩尔氧气溶在1000g1000g水中？水中？解解:第二十九张，PPT共四十七页，创作于2022年6月6 6、溶解度原理的应用：、溶解度原理的应用：1）利用不同溶质在同一溶质溶剂中的溶解度的）

32、利用不同溶质在同一溶质溶剂中的溶解度的差别来差别来分离物质分离物质固液体系固液体系：分级结晶（重结晶分级结晶（重结晶 recrystallinerecrystalline）液液体系液液体系：萃取萃取气液体系气液体系：2）利用溶解度差异来制备）利用溶解度差异来制备材料、生长单晶等材料、生长单晶等高温区低温区第三十张，PPT共四十七页，创作于2022年6月 四四.非电解质稀溶液的依数性非电解质稀溶液的依数性(colligative properties)colligative properties)依数性依数性:与微粒个数有关的性质，与溶质种类无关与微粒个数有关的性质，与溶质种类无关1 1溶液的蒸

33、气压降低（溶液的蒸气压降低（Lowering the vapor pressureLowering the vapor pressure）稀稀溶液依数性的核心溶液依数性的核心 Raoult Raoult 定律：一定温度下，稀溶液的蒸气压等于纯溶剂的蒸定律：一定温度下，稀溶液的蒸气压等于纯溶剂的蒸气压与溶剂的摩尔分数相乘气压与溶剂的摩尔分数相乘;或者说蒸气压的下降等于纯溶剂或者说蒸气压的下降等于纯溶剂的蒸气压乘以溶质的摩尔分数。（溶质不挥发）的蒸气压乘以溶质的摩尔分数。（溶质不挥发）对于稀溶液对于稀溶液第三十一张，PPT共四十七页，创作于2022年6月Raoul Raoul 定律实验图定律实验图

34、 两两种种易易挥挥发发的的物物质质互互溶溶时时，若若在在理理想想状状态态下下，符符合合拉拉乌乌尔尔定定律律:反之，凡符合此式的溶液称理想溶液反之，凡符合此式的溶液称理想溶液 *理想溶液：溶液中各物质分子的大小及各种分子理想溶液：溶液中各物质分子的大小及各种分子间力的大小与性质相同间力的大小与性质相同 第三十二张，PPT共四十七页，创作于2022年6月例题例题:某混合溶液由某混合溶液由1mol1mol苯和苯和2mol2mol甲苯组成，求甲苯组成，求2020o oC C时蒸气组成。已知时蒸气组成。已知.虽然苯在溶液中仅占33mol%，但在蒸气中占63mol%，所以易挥发的成份在蒸气中富积，成为蒸馏

35、技术（distillation）的重要基础。解解:第三十三张，PPT共四十七页，创作于2022年6月液体的沸点是指液体的饱和蒸气压与外界大气压相液体的沸点是指液体的饱和蒸气压与外界大气压相等时的温度；凝固点是指液体的蒸气压与其固体的等时的温度；凝固点是指液体的蒸气压与其固体的蒸气压相等时的温度蒸气压相等时的温度问题：（问题：（1 1）某一温度，一种物质固体的蒸气压大于液体，请）某一温度，一种物质固体的蒸气压大于液体，请问物质表现为溶解还是凝固？问物质表现为溶解还是凝固？（2 2）蒸发和沸腾的不同点）蒸发和沸腾的不同点 2.2.溶溶液液沸沸点点的的升升高高和和凝凝固固点点的的降降低低（Boili

36、ng Boiling point point elevation elevation and and Freezing Freezing point point depression depression of of solutionsolution）第三十四张，PPT共四十七页，创作于2022年6月Tb=Kb m 沸点升高沸点升高K Kb b为溶剂的沸点升高常数为溶剂的沸点升高常数Tf =Kf m 凝固点降低凝固点降低K Kf f ：摩尔凝固点下降常数摩尔凝固点下降常数 Application:Application:测测分子量分子量同一溶剂同一溶剂：Kf Kb，不同溶剂：有机物的不同溶剂：

37、有机物的K Kf f 和和 K Kb b较大较大第三十五张，PPT共四十七页，创作于2022年6月3.3.渗透压（渗透压（osmotic pressureosmotic pressure）（1 1）半透膜半透膜：允许小分子：允许小分子（如水）透过，但大的溶质（如水）透过，但大的溶质分子不能透过的膜状物质。分子不能透过的膜状物质。（2 2）渗透渗透：溶剂分子通过半透：溶剂分子通过半透膜从稀溶液向浓溶液方向移动的膜从稀溶液向浓溶液方向移动的现象。现象。（3 3）渗透压渗透压：为阻止渗透过程：为阻止渗透过程进行所需施加于溶液的压力称为进行所需施加于溶液的压力称为渗透压。渗透压。第三十六张，PPT共四

38、十七页，创作于2022年6月（4 4）溶质分散在一定体积的溶剂中的渗透压和溶质扩散）溶质分散在一定体积的溶剂中的渗透压和溶质扩散在等体积中的气体压力一样，即：在等体积中的气体压力一样，即：V=nRT or =cRT V=nRT or =cRT a a在极稀溶液中，在极稀溶液中，mRTmRT；b b只有在半透膜存在下，才能表现出渗透压；只有在半透膜存在下，才能表现出渗透压；c c虽然稀溶液的虽然稀溶液的=cRT=cRT与气体的与气体的pV=nRTpV=nRT完全符合，完全符合，但但与与p p产生的原因是不同产生的原因是不同。（5 5）Application:Application:用于极高分子量

39、的测定用于极高分子量的测定Sample exerciseSample exercise：在：在25250 0C C、1 1升苯中含升苯中含5.05.0克聚苯乙烯的溶液，其克聚苯乙烯的溶液，其=7.6mmHg=7.6mmHg，试求聚苯乙烯的分子量？，试求聚苯乙烯的分子量？SolutionSolution：=1.22104（g/mol）第三十七张，PPT共四十七页，创作于2022年6月例例：在在常常温温恒恒压压下下，让让一一定定量量干干燥燥的的空空气气先先缓缓慢慢通通过过含含有有5 5某某不不挥挥发发性性物物质质的的苯苯溶溶液液，然然后后再再缓缓慢慢地地通通过过纯纯苯苯液液体体。停停止止通通气气后

40、后，测测得得第第一一瓶瓶得得苯苯溶溶液液失失重重1.241.24g,g,第第二二瓶瓶的的纯纯苯苯失失重重0.040.04g,g,试试计计算算该该溶溶质质的的分分子子量量（假假设设气气体体，溶溶液液均均为为理理想想状态，气液保持相平衡）状态，气液保持相平衡）解：解：P P1 1V=mV=m1 1RT/MRT/MP P0 0 V=m V=m2 2RT/MRT/MX X剂剂=P P1 1/P P0 0=mm1 1/m/m2 2=1.24/(1.240.04)=0.09688X X质质=1=1 X X剂剂 =10.096880.0312按题意按题意9595g g苯应能溶解的溶质为苯应能溶解的溶质为5

41、5g g溶质溶质X X质质=n n质质/(n n质质+n n剂剂 )=(=(mm质质/M/M质质)/(mm质质/M/M质质+mm剂剂/MM剂剂)0.0312M=127.5(g/mol)M=127.5(g/mol)第三十八张，PPT共四十七页，创作于2022年6月5 5、电解质溶液的依数性、电解质溶液的依数性(colligative properties of(colligative properties of electrolytic solution)electrolytic solution)Tb=iKbm Tb=iKbm i：范特荷夫系数。：范特荷夫系数。例：例：3.24g Hg(NO3

42、.24g Hg(NO3 3)2 2和和10.14g HgCl10.14g HgCl2 2 分别溶解在分别溶解在1000g1000g水中，水中，溶液的凝固点分别为溶液的凝固点分别为 0.05580.0558和和 0.07440.0744，问哪种盐在水，问哪种盐在水中以离子状态存在中以离子状态存在?（K Kf f=1.86=1.86）解：解：Hg(NO3)2 离子状态离子状态HgCl2 分子形式分子形式而而而而第三十九张，PPT共四十七页，创作于2022年6月五、胶体溶液（五、胶体溶液（Colloidal SolutionColloidal Solution）1 1定义：定义：2 2胶态种类胶态种

43、类:体系有体系有8 8种（种（gas-gas gas-gas 除外）除外）分散相粒子的直径在分散相粒子的直径在1100nm1100nm范围内的均匀分散系范围内的均匀分散系根据溶剂的相分为：根据溶剂的相分为：固溶胶（也叫凝胶）、溶胶、气溶胶固溶胶（也叫凝胶）、溶胶、气溶胶我们研究固体分散在液体中的胶态体系溶胶（我们研究固体分散在液体中的胶态体系溶胶（solsol）。）。溶胶又分两类：亲液胶体和疏液（憎液）胶体。前者指大分溶胶又分两类：亲液胶体和疏液（憎液）胶体。前者指大分子溶液，是热力学稳定体系；后者则属于热力学不稳定的非子溶液，是热力学稳定体系；后者则属于热力学不稳定的非均相体系，主要靠动力学

44、稳定性和界面电荷维持体系的相对均相体系，主要靠动力学稳定性和界面电荷维持体系的相对稳定，胶体化学主要研究后一类体系。稳定，胶体化学主要研究后一类体系。第四十张，PPT共四十七页，创作于2022年6月3 3溶胶制备溶胶制备(preparation):(preparation):b b化学凝聚法化学凝聚法(ii)(ii)氧化法制硫溶胶：氧化法制硫溶胶：(1)(1)凝聚法凝聚法a a物理凝聚法物理凝聚法(i)(i)更换介质法：硫的洒精溶液倒入水中形成硫溶胶；更换介质法：硫的洒精溶液倒入水中形成硫溶胶；(ii)(ii)蒸气凝聚法：在特制的反应器中，蒸发钠金属与有机化合蒸气凝聚法：在特制的反应器中，蒸发

45、钠金属与有机化合物（苯），在蒸气相中形成钠溶胶（物（苯），在蒸气相中形成钠溶胶（aerosolaerosol）。(i)(i)还原法制还原法制AuAu溶胶：溶胶：(iii)(iii)分解法制镍溶胶：分解法制镍溶胶：(iv)(iv)水解法制水解法制FeFe2OO3水溶胶：水溶胶：(2)(2)分散法分散法 ：机械、电、超声波等分散，胶体磨分散。：机械、电、超声波等分散，胶体磨分散。第四十一张，PPT共四十七页，创作于2022年6月4 4溶胶的特性：溶胶的特性：(1)(1)丁铎尔效应（丁铎尔效应（TyndallTyndalls effects effect）(2)(2)电泳现象（电泳现象（Electr

46、ophoresisElectrophoresis）(3)(3)溶胶不稳定，放置一定时间会沉淀出来，若再加溶胶不稳定，放置一定时间会沉淀出来，若再加入分散介质，不能再形成溶胶，这是不可逆的入分散介质，不能再形成溶胶，这是不可逆的(4)(4)高分子溶液是一个均匀体系，分散介质和分散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，高分子溶液的溶解是可逆的，它相之间无界面，高分子溶液的溶解是可逆的，它具有稀溶液的依数性，也具有丁铎尔效应，但无具有稀溶液的依数性，也具有丁铎尔效应，但无电泳现象。电泳现象。第四十二张，PPT共四十七页，创作于2022年6月5 5胶粒带同种电荷的原因胶粒带同种电荷的原

47、因 (1)Liepatoff(1)Liepatoffs rule(s rule(李伯托夫规则李伯托夫规则)：胶粒总是选择性的吸附与它本身结构相似的离子胶粒总是选择性的吸附与它本身结构相似的离子 (2)(2)实例实例 a aSiOSiO2 2溶胶：溶胶：SiOSiO3 32 2 +2H+2H，H H2 2SiOSiO3 3SiO2m胶粒吸附SiO3 2，使硅胶带负电荷 表面表面SiOSiO2 2+H+H2 2OOb bFe(OH)Fe(OH)3 3胶体：胶体：FeClFeCl3 3水解，生成水解，生成Fe(OH)Fe(OH)3 3，一部分，一部分Fe(OH)Fe(OH)3 3与盐酸反应生成与盐酸

48、反应生成FeOClFeOCl，FeOClFeOCl电离，生成电离，生成FeOFeO和和ClCl，胶粒，胶粒Fe(OH)Fe(OH)3 3 mm吸附吸附FeOFeO而带正电荷而带正电荷 第四十三张，PPT共四十七页，创作于2022年6月6 6溶胶的稳定性溶胶的稳定性（1 1）动力学稳定性）动力学稳定性:布朗运动布朗运动 （2 2）胶粒的稳定性）胶粒的稳定性(i)(i)静电稳定作用静电稳定作用(DLVO(DLVO理论理论)(ii)(ii)空间位阻稳定作用空间位阻稳定作用 H第四十四张，PPT共四十七页，创作于2022年6月7 7溶胶的聚沉和保护方法溶胶的聚沉和保护方法 (1)(1)溶胶的聚沉（溶胶

49、的聚沉（CoagulationCoagulation）聚沉的主要原因：聚沉的主要原因：中和了胶粒的电荷；中和了胶粒的电荷；破坏了胶粒的溶剂化膜破坏了胶粒的溶剂化膜 a a加入电解质加入电解质(i)(i)反离子电荷数越高，聚沉越快反离子电荷数越高，聚沉越快（Al Al 3+3+MgMg2+2+NaNa），），v v (离子电荷数离子电荷数)6 6(ii)(ii)反离子的水合半径越小，越易聚沉反离子的水合半径越小，越易聚沉例如例如:对一价阳离子对一价阳离子,按聚沉能力排列：按聚沉能力排列：H H+Cs Cs+Rb Rb+NH NH4 4+K K+Na Na+Li Li+对一价阴离子：对一价阴离子：F F-Cl Cl-Br Br-NO NO3 3-I I-(iii)(iii)反离子越易吸附，越易聚沉反离子越易吸附，越易聚沉b b加入相反电荷的溶胶加入相反电荷的溶胶明矾净水原理明矾净水原理:c c升高温度升高温度第四十五张，PPT共四十七页，创作于2022年6月本章小结本章小结(1)(1)PV=nRT(2)(2)分压分压(3)(3)稀溶液性质稀溶液性质 习题习题:P1 2,8,9,16,24,26,35,43,P1 2,8,9,16,24,26,35,43,第四十六张，PPT共四十七页，创作于2022年6月感感谢谢大大家家观观看看第四十七张，PPT共四十七页，创作于2022年6月