非電解質(zhì)稀溶液的依數(shù)性

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1、第 九 章 溶 液 9.1 溶 液 9.2 非 電 解 質(zhì) 稀 溶 液 的 依 數(shù) 性 9.3 溶 膠 主 要 教 學 目 標 ： 掌 握 溶 液 濃 度 的 表 示 方 法 ； 掌 握 非 電解 質(zhì) 稀 溶 液 的 依 數(shù) 性 ； 了 解 溶 膠 的 形 成 和 性 質(zhì) 。教 學 方 法 和 手 段 ： 采 用 板 書 和 及 多 媒 體 課 件 相 結(jié) 合 ，課 堂 上 師 生 互 動 ， 采 用 啟 發(fā) 式 和 提 問 的 教 學 方 式 ， 并且 課 堂 上 學 習 的 表 現(xiàn) 記 入 學 生 的 平 時 成 績 。教 學 重 點 及 難 點 ： 稀 溶 液 的 依 數(shù) 性 9.1 溶

2、 液一 、 溶 液 的 濃 度四 種 表 達 方 式1.物 質(zhì) 的 量 濃 度 :每 升 溶 液 中 溶 質(zhì) 的 “ 物 質(zhì) 的 量 ” ， 單 位 mol/L， 符 號 c， 如 c（ H+） 。2.質(zhì) 量 摩 爾 濃 度 每 Kg 溶 劑 中 含 溶 質(zhì) 的 摩 爾 數(shù) , 則 稱為 質(zhì) 量 摩 爾 濃 度 , 經(jīng) 常 用 m 表 示 ， 單 位 mol/kg。 3. 質(zhì) 量 分 數(shù) ,即 溶 質(zhì) 的 質(zhì) 量 對 于 溶 液 的 質(zhì) 量 的 分 數(shù) ， 符 號 w。4. 摩 爾 分 數(shù) ,溶 質(zhì) B “物 質(zhì) 的 量 ” 與 溶 液 中 溶 質(zhì) 與 溶 劑 總 “ 物 質(zhì) 的 量 ” 之

3、比 。 即 n（ B） /n（ 總 ） ， 符 號 用 x（ B） 或 X B。 二 、 溶 解 度溶 解 度 ： 定 溫 度 下 溶 質(zhì) 在 一 定 量 溶 劑 中 形 成 飽 和 溶 液 時 ，被 溶 解 的 溶 質(zhì) 的 量 1. 溫 度 對 溶 解 度 的 影 響溫 度 對 固 體 溶 質(zhì) 的 溶 解 度 有 明 顯 的 影 響 。 有 時 ， 溶 液 中 固體 溶 質(zhì) 的 量 會 超 過 它 的 溶 解 度 ， 這 種 溶 液 稱 為 過 飽 和 溶 液 。 2. 壓 強 的 影 響氣 體 的 溶 解 度 一 般 用 單 位 體 積 的 溶 液 中 氣 體 溶 解 的 質(zhì) 量 或物 質(zhì)

4、 的 量 表 示 。 亨 利 定 律 ： 在 中 等 壓 強 時 ， 氣 體 的 溶 解 度與 溶 液 上 面 氣 相 中 該 氣 體 的 分 壓 呈 正 比 。 可 表 示 為 ：C i=KPi， 式 中 的 比 例 常 數(shù) K稱 為 亨 利 系 數(shù) 。 三 、 相 似 相 溶 原 理 溶 質(zhì) 分 子 與 溶 劑 分 子 的 結(jié) 構(gòu) 越 相 似 ， 相 互 溶 解 越 容 易 。 溶 質(zhì) 分 子 的 分 子 間 力 與 溶 劑 分 子 的 分 子 間 力 越 相 似 ， 越 易 互 溶 。 水 分 子 之 間 存 在 氫 鍵 ， 因 此 若 溶 質(zhì) 分 子 能 于 水 分 子 形 成 氫 鍵

5、 。 在 水 中 的 溶 解 度 就 相 對 較 大 ， 如 氨 、 乙 醇 、 HF等 。四 、 分 配 定 律 9.2 非 電 解 質(zhì) 溶 的 依 數(shù) 性一 、 稀 溶 液 的 依 數(shù) 性 與 溶 液 的 濃 度 有 關(guān) ,與 溶 質(zhì) 的 本 性 無 關(guān) ； 適 用 范 圍 : 難 揮發(fā) 非 電 解 質(zhì) 的 稀 溶 液 。1. 溶 液 的 蒸 氣 壓 下 降 1887年 ， 法 國 物 理 學 家 拉 烏 爾 （ Raoult） 根 據(jù) 實 驗 結(jié) 果得 出 如 下 結(jié) 論 ： 在 一 定 溫 度 下 ， 稀 溶 液 的 蒸 氣 壓 下 降 與 溶 質(zhì) 的物 質(zhì) 的 量 分 數(shù) XB成 正

6、 比 ， 而 與 溶 質(zhì) 的 本 性 無 關(guān) 。 這 就 是 拉 烏 爾定 律 。 其 數(shù) 學 表 達 式 為 ： P=P 溶 劑 XB (1) 在 一 定 溫 度 下 ， 稀 溶 液 的 蒸 氣 壓 等 于 純 溶 劑 的 蒸 氣 壓 乘 以溶 劑 的 物 質(zhì) 的 量 分 數(shù) XA， 數(shù) 學 表 達 式 為 ： P溶 液 =P溶 劑 XA (2) 在 一 定 溫 度 下 ， 難 揮 發(fā) 非 電 解 稀 溶 液 的 蒸 氣 壓 下 降 與 溶 液的 質(zhì) 量 摩 爾 濃 度 （ m） 成 正 比 ， 數(shù) 學 表 達 式 為 ： P=Km (3) 2. 沸 點 升 高 和 凝 固 點 下 降溶 液

7、 的 沸 點 上 升 Tb Kb m K b是 溶 劑 的 摩 爾 沸 點 升 高 常 數(shù) ， m為 溶 質(zhì) 的 質(zhì) 量 摩 爾 濃 度 , Tb是 溶 液 沸 點 上 升 的 度 數(shù) 。 不 同 溶 劑 的 Kb值 不 同 ， Kb值決 定 于 溶 劑 的 性 質(zhì) ， 而 與 溶 質(zhì) 的 性 質(zhì) 無 關(guān) 。 溶 液 的 凝 固 點 下 降 Tf = Kf m Kf為 摩 爾 凝 固 點 降 低 常 數(shù) （ 即 1摩 爾 溶 質(zhì) 溶 解 在 1000g溶 劑中 所 引 起 凝 固 點 降 低 的 值 ） ， Kf值 決 定 于 溶 劑 的 性 質(zhì) 而 與溶 質(zhì) 的 性 質(zhì) 無 關(guān) 。 3. 滲

8、 透 壓滲 透 壓 ： 為 了 阻 止 滲 透 進 行 ， 必 須 對 液 面 施 加 一 壓 力 ， 這 壓力 應 等 于 上 升 液 柱 所 產(chǎn) 生 的 靜 壓 力 ， 我 們 把 阻 止 滲 透 作 用 而施 加 于 溶 液 的 最 小 壓 力 ， 稱 為 該 溶 液 的 滲 透 壓 。產(chǎn) 生 滲 透 現(xiàn) 象 必 須 具 備 二 個 條 件 ： 膜 內(nèi) 外 兩 種 溶 液 的 濃 度 同 ， 即 不 同 濃 度 的 兩 種 溶 液 被 半 透 膜 隔 開 就 能 產(chǎn) 生 滲 透 現(xiàn) 象 有 半 透 膜 存 在 4.依 數(shù) 性 的 應 用(1) 測 定 分 子 的 摩 爾 質(zhì) 量例 1溶

9、解 2.76克 甘 油 于 200克 水 中 ， 測 得 凝 固 點 為 0.279 ，己 知 水 的 Kf=1.86 Kkgmol-1-， 求 甘 油 的 分 子 量 。解 ： Tf =Kfm 設 甘 油 的 摩 爾 質(zhì) 量 為 M100020076.286.1279.0 M M= 92.0gmol-1 例 2將 0.2000g葡 萄 糖 溶 解 于 10.0g水 中 ， 在 常 壓 下 測 得 溶 液的 沸 點 為 373.057K， 試 計 算 葡 萄 糖 的 摩 爾 質(zhì) 量 。解 ： 由 表 2-5查 得 水 的 沸 點 為 373K， Kb為 0.512 Kkgmol-1， 代 入

10、T b=Kbm(373.057-373)= 1000 0.10200.0512.0 MM=179 gmol -1 例 3： 20 時 水 的 飽 和 蒸 汽 壓 為 2.33 kPa. 將 17.1g蔗 糖 (C12H22O11) 與 3.00g尿 素 CO(NH2)2分 別 溶 于 100g 水 ， 計 算 形 成 溶 液 的 蒸 汽 壓 。解 ： 兩 種 溶 質(zhì) 的 摩 爾 質(zhì) 量 是 M1=342 g/mol和 M2=60.0 g/mol 991.05.05.55 5.55 kgmol500.0OgH100 OgH1000molg0.60 g00.3 kgmol500.0OgH100 O

11、gH1000molg342 g1.17 0H 12212 122112 xmm 數(shù) 相 同 ：兩 種 溶 液 中 水 的 摩 爾 分故 兩 種 溶 液 的 蒸 汽 壓 均 為 ： p=2.33 kPa 0.991=2.31 kPa 例 4 計 算 將 4.27g蔗 糖 （ C12H22O11） 溶 于 50.0g水 中 形 成 溶 液 的 凝 固 點 和 沸 點解 mB= =0.250molkg-110000.5034227.4T b=Kbm =1.86 0.25=0.465KTf =Kfm=0.52 0.250=0.13K凝 固 點 為 273.15-0.465=272.68K沸 點 為 3

12、73.15+0.13=373.28K 例 5 1dm3溶 液 中 含 5.0克 馬 血 紅 素 ， 在 298K時 測 得 溶 液 的 滲 透 壓 為 1.82 102Pa， 求 馬 的 血 紅 素 的 摩 爾 質(zhì) 量 。解 =CRT, molm-3 =7.3 10-5moldm-3 073.0298314.8 1082.1 2 RTC VMmVnC B B CVmM BM= =6.8 104 gmol-1 5103.7 0.5 例 6 在 水 中 某 蛋 白 質(zhì) 的 飽 和 溶 液 含 溶 質(zhì) 5.18 g/dm3， 20 時 其滲 透 壓 為 0.413kPa， 求 此 蛋 白 質(zhì) 的 摩

13、 爾 質(zhì) 量 。解 =CRT, 0.413= )20273(314.818.5 MM=30553.244 gmol-1例 7 相 同 重 量 的 葡 萄 糖 和 甘 油 分 別 溶 于 100g水 中 ， 所 得 溶 液 的凝 固 點 、 沸 點 、 滲 透 壓 是 否 相 同 ?解 : 不 同 Tf=Kfm Tb=Kbm, =CRT, 因 它 們 的 分 子 量 不 同 ， 即 m、 c不 同 ， 故 不 相 同 。 (2) 制 作 防 凍 劑 ， 致 冷 劑利 用 溶 液 凝 固 點 下 降 還 可 制 作 防 凍 劑 ， 致 冷 劑 。 9.3 溶 膠一 、 分 散 系分 散 系 :一

14、種 物 質(zhì) 在 另 一 物 質(zhì) 里 被 分 散 成 微 小 粒 子 所 形 成 的 體 系 。 一 般 根 據(jù) 分 散 質(zhì) 粒 子 的 大 小 ， 將 分 散 系 分 為 三 類 ：粗 分 散 系 膠 體 分 散 系 分 子 分 散 系 分 散 質(zhì) 粒 子 直 徑 1-100m 1-100 nm 1nm 普 通 顯 微 鏡 可 見 （ 肉 眼 可見 ） 不 可 見 不 可 見 超 顯 微 鏡 可 見 不 可 見可 透 性 濾 紙 不 透 透 全 透 半 透 膜 不 透 不 透 全 透 多 相 渾 濁 泥 水 ，牛 乳 ， 豆 漿 多 相Fe(OH)3、 CdS、AgI金 溶 膠 單 相NaCl

15、、 AgNO3、C2H5OH 二 、 溶 膠原 則 上 制 備 溶 膠 的 方 法 有 兩 種 ： 1.分 散 法 ： 研 磨 法 電 弧 法 超 聲 波 法 2.凝 聚 法 ： 改 換 溶 劑 法 化 學 反 應 法 三 、 溶 膠 的 性 質(zhì)1.光 學 性 質(zhì) ：丁 達 爾 效 應 :如 果 將 一 束 被 聚 光 鏡 （ 如 透 鏡 ） 會 聚 的 強 光 射入 膠 體 溶 液 時 ， 我 們 在 光 束 的 垂 直 方 向 就 可 以 看 到 一 條 發(fā)亮 的 光 柱 ， 這 種 現(xiàn) 象 是 英 國 的 丁 達 爾 首 先 發(fā) 現(xiàn) 的 ， 稱 為 丁達 爾 效 應 。 原 因 ： 光

16、的 散 射2. 動 力 學 性 質(zhì) ： 溶 膠 不 穩(wěn) 定 ， 放 置 一 定 時 間 ， 會 沉 淀 出 來 3. 電 學 性 質(zhì) ： 電 泳 四 、 溶 膠 帶 電 原 因膠 體 粒 子 為 什 么 會 帶 有 電 荷 呢 ？ 其 主 要 原 因 主 要 有 兩 種 。1 吸 附 作 用a. 固 體 表 面 的 粒 子 具 有 剩 余 力 場b. 固 體 表 面 積 越 大 ， 吸 附 能 力 越 強c. 膠 粒 的 選 擇 性 吸 附AgNO3+KI= AgI+KNO3KI過 量 吸 附 I-AgNO 3過 量 吸 附 Ag+2. 電 離 作 用有 些 膠 體 溶 液 是 通 過 表 面

17、 分 子 的 電 離 而 產(chǎn) 生 電 荷 的 。 H2SiO3 H+HSiO3- 2H+SiO32- 五 、 膠 體 的 結(jié) 構(gòu)AgNO3過 量 時 形 成 的 AgI的 膠 團 結(jié) 構(gòu) 為 ；(AgI)mnAg+(n-x)NO3-x+xNO3-式 中 m為 膠 核 中 AgI的 分 子 數(shù) ， n為 膠 核 吸 附 的 電 位 離 子 數(shù) ， n比 m的 數(shù) 值 小 得 多 。 (n x)是 吸 附 層 中 的 反 號 離 子 數(shù) ， Ag+為 電位 離 子 ， x為 擴 散 層 中 反 號 離 子 數(shù)氫 氧 化 鐵 溶 膠 ： Fe(OH)3m nFeO+ ，(n x)Cl x+ xCl.

18、 .吸 附 層 擴 散 層膠 粒 膠 團膠核 表面離子 束縛反離子 自由反離子硅 膠 溶 液 : 膠粒 膠團膠核 表面離子 束縛反離子 自由反離子 SiO2m nSiO32 ，2(n x)H 2x 2xH. . 六 、 膠 粒 的 穩(wěn) 定 性膠 體 之 所 以 具 有 較 大 的 穩(wěn) 定 性 ， 原 因 有 幾 個 方 面 ：1. 膠 體 帶 有 電 荷 2. 布 朗 運 動3. 水 化 膜 的 形 成 七 、 溶 膠 的 聚 沉1.加 入 少 量 電 解 質(zhì) ， 這 是 加 速 膠 體 聚 沉 的 主 要 辦 法 ,離 子 價 態(tài) 愈 高 、 電 解 質(zhì) 的 聚 沉 能 力 愈 大2.兩 種

19、 帶 相 反 電 荷 的 膠 體 溶 液 ， 以 適 當 的 比 例 互 相 混 合 3.加 熱 八 、 凝 膠溶 膠 、 高 分 子 溶 液 具 有 彈 性 的 半 固 體 狀 態(tài)的 粘 稠 物 質(zhì) （ 凝 膠 或 凍 膠 ） 形 成 凝 膠 的 原 因 ， 一 般 是 認 為 由 于 析 出 固 體 時 ，形 成 體 型 （ 三 維 網(wǎng) 狀 ） 結(jié) 構(gòu) ， 在 結(jié) 構(gòu) 的 網(wǎng) 眼 中 容 納 了全 部 溶 劑 ， 充 滿 在 網(wǎng) 眼 里 的 溶 劑 不 能 自 由 流 動 ， 相 互交 聯(lián) 形 成 網(wǎng) 架 的 膠 體 粒 子 仍 有 一 定 的 柔 韌 性 ， 使 凝 膠成 為 彈 性 固

20、 體 。 九 、 高 分 子 溶 液 蛋 白 質(zhì) 、 纖 維 素 、 淀 粉 、 橡 膠 及 許 多 人 工 合 成 的 物 質(zhì) ，尼 龍 ， 聚 氯 乙 烯 塑 料 等 都 是 高 分 子 物 質(zhì) ， 它 們 是 由 一 種 或 多種 小 的 結(jié) 構(gòu) 單 位 聯(lián) 結(jié) 而 成 的 ， 它 們 的 分 子 量 高 達 數(shù) 十 萬 或 數(shù)百 萬 ， 高 分 子 化 合 物 溶 于 適 當 的 溶 劑 中 就 成 為 高 分 子 溶 液 。高 分 子 溶 液 是 一 個 均 勻 體 系 ， 分 散 介 質(zhì) 和 分 散 相 之 間 無 界 面 ，但 分 子 直 徑 100nm-1nm之 間 ， 一 般 不 帶 電 荷 ， 比 溶 膠 穩(wěn) 定 。 高分 子 溶 液 的 溶 解 是 可 逆 的 ， 它 具 有 稀 溶 液 的 依 數(shù) 性 ， 也 具 有 丁達 爾 效 應 ， 但 無 電 泳 現(xiàn) 象 。 在 溶 膠 中 加 入 適 當 的 高 分 子 溶 膠 ， 但 量 太 少 會 發(fā) 生 敏 化 作用 ， 反 而 起 不 到 保 護 作 用 。