《气体和溶液定》PPT课件.ppt

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1、2023/5/29,1,第一章 气体和溶液,2023/5/29,长江大学化工学院,2,一、分散系,一种或多种物质分散到另一种物质中所构成的系统称为分散系（dispersion system）。,分散质 在分散系中，被分散了的物质称为分散质。,分散剂,容纳分散质的物质称为分散剂。,2023/5/29,长江大学化工学院,3,二、分散系实例,乙醇水溶液,牛奶,泥浆,乙醇分子,奶油,粘土微粒,水,水,水,2023/5/29,长江大学化工学院,4,三分散系的特点,1、分散质处于分割成粒子的不连续 状态.2、分散剂处于连续状态.,2023/5/29,长江大学化工学院,5,四分散系的分类,按照分散质粒子直径

2、大小不同，可将分散系分为三类,2023/5/29,长江大学化工学院,6,以上三种分散系之间虽然有明显的区 别，但没有明显的界线，某些系统可以同时表现出两种或者三种分散系的性质，因此以分散质粒子直径的大小作为分散系分类的依据是相对的，分散系之间性质和状态的差异也是逐步过渡的。,四分散系的分类,2023/5/29,长江大学化工学院,7,按聚集状态分类的各种分散系,四分散系的分类,2023/5/29,长江大学化工学院,8,五.物质的量浓度,nB:基本单元物质的物质的量，其单位为摩尔例如：现有15.8克KMnO4，计算nKMnO4,n KMnO4 nKMnO4=m KMnO4/M KMnO4=15.8

3、/158=0.1moln KMnO4=mKMnO4/M KMnO4=15.8/(158）=0.5mol 结论：物质的质量与物质的基本单元无关，而物 质的摩尔质量与物质的基本单元有关。,2023/5/29,长江大学化工学院,9,五.物质的量浓度,V：溶液的体积，单位为升（L）1 m3=1000dm3=1000L 1L=1000ml 讨论：V既不是溶质的体积，也不是溶 剂的体积，而是溶液的体积。CB：物质的量浓度，单位为molL-1,2023/5/29,长江大学化工学院,10,六.质量摩尔浓度,nB:溶质B的物质的量，单位为mol mA:溶剂A的质量，单位为kgbB:质量摩尔浓度，单位为molkg

4、-1，是一个 与温度无关的物理量,2023/5/29,长江大学化工学院,11,七.摩尔分数,混合物中i物质的量与混合物的物质的量之比,2023/5/29,长江大学化工学院,12,八.质量分数,混合物中i 物质的质量与混合物的质量之比,2023/5/29,长江大学化工学院,13,九.浓度间的换算关系,1、CB与WB的关系 2、CB与bB的关系,2023/5/29,长江大学化工学院,14,九.浓度间的换算关系,a、当 mAmB时，m=mA+mBmAb、当 mAmB且溶液为水溶液时，1kgL-1 CB bB,2023/5/29,长江大学化工学院,15,十.稀溶液的依数性,对于难挥发的非电解质的稀溶液

5、来说，其溶液的蒸气压下降、沸点上升、凝固点下降和稀溶液的渗透压，我们把这些性质称之为稀溶液的依数性。,2023/5/29,长江大学化工学院,16,十一.稀溶液的蒸气压下降,1、纯溶剂的饱和蒸气压p*当V蒸发=V凝聚时，液体上方所具有的压力称之为该溶剂在该温度下的饱和蒸气压。,2023/5/29,长江大学化工学院,17,十一.稀溶液的蒸气压下降,2、稀溶液的蒸气压p,a、pp*因为在纯溶剂中加入一定量的非挥发性溶质后，溶剂的表面就会少量地被溶质粒子所占据，溶剂的表面积相对减小，所以单位时间内逸出液面的溶剂分子数目比纯溶剂少。,2023/5/29,长江大学化工学院,18,十一.稀溶液的蒸气压下降,

6、结论：在一定温度下，难挥发非电解质稀溶液 的蒸气压的下降值与溶质的摩尔分数成 正 比（拉乌尔定律）。,2023/5/29,长江大学化工学院,19,十二.稀溶液的沸点升高,2023/5/29,长江大学化工学院,20,十二.稀溶液的沸点升高,1、纯溶剂的饱和蒸气压曲线AA（l g）M(Tb,p),2023/5/29,长江大学化工学院,21,十二.稀溶液的沸点升高,3、溶液沸点升高当p（大气压）一定时，Tb Tb，沸点升高 Tb=Tb Tb=KbbB Tb：溶液沸点升高值“K”or“”bB：溶质的质量摩尔浓度molkg-1 Kb：溶剂的沸点升高常数“Kkgmol-1”or“kgmol-1”Kb只与溶

7、剂的性质有关，而与溶质的本性无关。,2023/5/29,长江大学化工学院,22,十三.稀溶液的凝固点降低,1、正常凝固点 a、101.3KPa下固液两相平衡时的温度s l b、固相的饱和蒸气压=液相的饱和蒸气压 c、实际上是固、气、液三相平衡,2023/5/29,长江大学化工学院,23,十三.稀溶液的凝固点降低,2、凝固点降低a、BB线在AA线下，溶液的饱和蒸气压比纯溶剂的饱和蒸气压低 b、正常凝固点时，加入难挥发的非电解质后，原固液平衡体系s l时的固相必然要融化成液相，以此来增加液相的蒸气压，以便达到新的平衡，由于sl需要吸收热量，所以凝固点降低。,2023/5/29,长江大学化工学院,2

8、4,十三.稀溶液的凝固点降低,Tf=Kf bBTf：溶液凝固点降低值“K”or“”bB：溶质的质量摩尔浓度molkg-1 Kf：溶剂的凝固点下降常数“Kkgmol-1”or“kgmol-1”Kf只与溶剂的性质有关，而与溶质的本性无关，Kf Kb。,2023/5/29,长江大学化工学院,25,十四.溶液的渗透压,2023/5/29,长江大学化工学院,26,十四.溶液的渗透压,4、渗透压 为维持只允许溶剂通过的半透膜所隔开的溶液与纯溶剂之间的渗透平衡所需要的额外压力叫渗透压。5、渗透压示意图,2023/5/29,长江大学化工学院,27,十四.溶液的渗透压,6、溶液的渗透压公式,：溶液的渗透压，单位

9、为Pa；R：气体摩尔常数，R8.314 kPaLmol-1K-1；T：系统的温度，单位为K。,2023/5/29,长江大学化工学院,28,十五.胶体,1、胶体 分散系是由颗粒直径在1100nm（10-910-7m）的分散质组成的体系（1m=109nm）2、胶体溶液 由一些小分子化合物聚集成一个单独的大颗粒多相集合体系，如Fe(OH)3和As2S3胶体。3、高分子化合物溶液 整个分子大小属于胶体分散系，不需要聚集，如淀粉溶液和蛋白质溶液等。,2023/5/29,长江大学化工学院,29,十六.胶体的特点,1、多相体系2、分散质的颗粒小，比表面积大3、表面能高，表面质点相对不稳定4、表面吸附是一个放

10、热过程，属于自发过程,2023/5/29,长江大学化工学院,30,十七.胶团结构,1、AgI溶胶a、制备反应 AgNO3+KI=AgI+KNO3(a)KI过量,2023/5/29,长江大学化工学院,31,十七.胶团结构,(b)AgNO3过量,2023/5/29,长江大学化工学院,32,十七.胶团结构,2、Fe(OH)3溶胶,2023/5/29,长江大学化工学院,33,十七.胶团结构,3、As2S3溶胶,2023/5/29,长江大学化工学院,34,十七.胶团结构,4、硅胶,2023/5/29,长江大学化工学院,35,十七.胶团结构,a、胶体具有双电层结构，即吸附层和扩散层；b、胶体带电，胶粒带什

11、么电，胶体也就带什么电。例如：当KI过量时，AgI胶体带负电；当AgNO3过量时，AgI胶体带正电；Fe(OH)3胶体带正电；As2S3胶体和硅胶带负电。,结论:,2023/5/29,长江大学化工学院,36,十七.胶团结构,5、胶团结构示意图,图1-5 Fe(OH)3胶体粒子的胶团示意图,2023/5/29,长江大学化工学院,37,十八.胶体溶液的性质,1、光学性质丁铎尔效应 将一束光线照射到透明的溶胶上，在与光线垂直的方向上可以观察到一条发亮的光柱。原因：胶体颗粒直径范围在1100nm，比可见光的波长（400700nm）小，可发生光的散射作用，因而会出现丁铎尔效应。如果颗粒直径远远大于入射光

12、的波长，则只可能发生光的反射作用，因而不可能出现丁铎尔效应。,2023/5/29,长江大学化工学院,38,十八.胶体溶液的性质,2、动力学性质 胶体在做无休止、无规则的热运动。原因：分散质粒子不断地受到分散剂粒子从各个方向的碰撞。,2023/5/29,长江大学化工学院,39,十八.胶体溶液的性质,3、电学性质 在电场力的作用下，溶胶粒子在分散剂中能发生定向迁移，这种现象称为溶胶的电泳。利用电泳可以判断溶胶粒子的带电性。Fe(OH)3溶胶带正电向负极移动 As2S3溶胶带负电向正极移动,2023/5/29,长江大学化工学院,40,十九.溶胶的稳定性,1、布朗运动 溶胶粒子的质量较小，其所受的重力

13、作用也小，溶胶粒子主要受到布朗运动的控制，因此不发生沉淀。2、双电层结构 当两个带同种电荷的胶粒相互靠近时，胶粒之间就会产生静电排斥作用，从而阻止了胶粒之间的相互碰撞，使溶胶趋向稳定，不发生沉淀。3、溶剂化膜 阻止了胶粒间的相互碰撞，因此不发生沉淀。,2023/5/29,长江大学化工学院,41,二十.溶胶的聚沉方法,1、溶胶本身浓度过高 2、溶胶被长时间加热 3、加入强电解质4、加入带相反电荷的溶胶,1 2 3 4,破坏了溶胶的稳定性，胶粒互相碰撞聚集成大颗粒而沉淀,2023/5/29,长江大学化工学院,42,二十一.聚沉值,使一定量的溶胶，在一定时间内开始聚沉所需要电解质的最低浓度（molL

14、-1），称为聚沉值。结论：1、聚沉值越小，聚沉能力就越大 2、离子电荷越高，聚沉能力就越强 3、同价金属离子，聚沉能力随水化离子半径 的减小而减小例如：对于正溶胶 F-Rb+K+Na+Li+Al3+Mg2+Na+,2023/5/29,长江大学化工学院,43,二十二.表面活性剂,1、表面活性剂 表面活性剂是这样一类物质，当它被加入到某一物质中后，能够显著降低其表面张力，从而使一些极性相差较大的物质（例如油和水）也能相互均匀分散，稳定存在。2、表面活性剂分子结构的特点 a、含有极性基团（亲水基）OH-、COOH、NH2、=NH、NH3+、SO3H b、含有非极性基团（疏水基）脂肪烃基R，芳香烃基Ar c、既能进入水相，又能进入油相，使一些极性相差很大的物质也能相互均匀分散。,2023/5/29,长江大学化工学院,44,二十三.乳浊液,1、乳浊液 分散质和分散剂为互不相溶的液体而构成的粗分散系。实例：牛奶、豆浆、原油（石油）、血液 a、油/水型有机液体分散在水中，形成水包油型乳浊液，如：牛奶、豆浆等。b、水/油型水分散在有机液体中，形成油包水型乳浊液，如：石油。2、乳化剂 乳浊液的稳定剂称为乳化剂3、乳化剂的种类 表面活性剂，亲水性的高分子化合物，不溶性固体粉末。,