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非电解质稀溶液的依数性


第九章 溶液
§9.1 溶液 §9.2 非电解质稀溶液的依数性 §9.3 溶胶

主要教学目标:掌握溶液浓度的表示方法;掌握非电 解质稀溶液的依数性;了解溶胶的形成和性质。 教学方法和手段:采用板书和及多媒体课件相结合, 课堂上师生互动,采用启发式和提问 的教学方式,并 且课堂上学习的表现记入学生的平时成绩。 教学重点及难点:稀溶液的依数性

§9.1 溶液
一、溶液的浓度
四种表达方式 1.物质的量浓度:每升溶液中溶质的“物质的量”,单位 mol/L,符号c,如c(H+)。 2.质量摩尔浓度——每 Kg 溶剂中含溶质的摩尔数, 则称 为质量摩尔浓度, 经常用 m 表示,单位mol/kg。 3. 质量分数 ,即溶质的质量对于溶液的质量的分数,符号w。

4. 摩尔分数,溶质B “物质的量”与溶液中溶质与溶剂总“物 质的量”之比。即n(B)/n(总),符号用x(B)或XB。

二、溶解度
溶解度 :定温度下溶质在一定量溶剂中形成饱和溶液时, 被溶解的溶质的量 1. 温度对溶解度的影响 温度对固体溶质的溶解度有明显的影响。有时,溶液中固 体溶质的量会超过它的溶解度,这种溶液称为过饱和溶液。 2. 压强的影响 气体的溶解度一般用单位体积的溶液中气体溶解的质量或 物质的量表示 。亨利定律: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呈正比。可表示为: Ci=KPi,式中的比例常数K称为亨利系数。

三、相似相溶原理
① 溶质分子与溶剂分子的结构越相似,相互溶解越容易。

② 溶质分子的分子间力与溶剂分子的分子间力越相似,越易
互溶。 ③ 水分子之间存在氢键,因此若溶质分子能于水分子形成氢 键。在水中的溶解度就相对较大,如氨、乙醇、HF等。

四、分配定律

§9.2 非电解质溶的依数性
一、稀溶液的依数性 与溶液的浓度有关,与溶质的本性无关;适用范围: 难挥

发非电解质的稀溶液。
1. 溶液的蒸气压下降 1887年,法国物理学家拉乌尔(Raoult)根据实验结果 得出如下结论:在一定温度下,稀溶液的蒸气压下降与溶质的 物质的量分数XB成正比,而与溶质的本性无关。这就是拉乌尔 定律。其数学表达式为:△P=P溶剂· B (1) X 在一定温度下,稀溶液的蒸气压等于纯溶剂的蒸气压乘以 溶剂的物质的量分数XA,数学表达式为:P溶液=P溶剂· A (2) X 在一定温度下,难挥发非电解稀溶液的蒸气压下降与溶液 的质量摩尔浓度(m)成正比 ,数学表达式为:△P=Km (3)

2. 沸点升高和凝固点下降

溶液的沸点上升△Tb = Kb · m
Kb是溶剂的摩尔沸点升高常数,m为溶质的质量摩尔浓度, △Tb是溶液沸点上升的度数。不同溶剂的Kb值不同,Kb值 决定于溶剂的性质,而与溶质的性质无关。

溶液的凝固点下降△Tf = Kf · m
Kf为摩尔凝固点降低常数(即1摩尔溶质溶解在1000g溶剂 中所引起凝固点降低的值),Kf值决定于溶剂$L太Vx趎LE$L太Vx趎

3. 渗透压

渗透压:为了阻止渗透进行,必须对液面施加一压力,这压 力应等于上升液柱所产生的静压力,我们把阻止渗透作用而 施加于溶液的最小压力,称为该溶液的渗透压。

①有半透膜存在

产生渗透现象必须具备二个条件: ②膜内外两种溶液的浓度同, 即不同浓度的两种溶液被半 透膜隔开就能产生渗透现象

4.依数性的应用
(1) 测定分子的摩尔质量 例1溶解2.76克甘油于200克水中,测得凝固点为-0.279℃, 己知水的Kf=1.86 K· mol-1kg· ,求甘油的分子量。 解:ΔTf =Kfm 设甘油的摩尔质量为M
2.76 0.279 ? 1.86 M 200 1000

M= 92.0g· -1 mol

例2将0.2000g葡萄糖溶解于10.0g水中,在常压下测得溶液 的沸点为373.057K,试计算葡萄糖的摩尔质量。

解:由表2-5查得水的沸点为373K,Kb为0.512 K· mol-1, kg·
代入ΔT b=Kbm
0.2 0 0 (373.057-373)= 0.5 1 2 M 1 0.0 1000

M=179 g· -1 mol

例3: 20 ℃时水的饱和蒸汽压为2.33 kPa. 将17.1g蔗糖(C12H22O11) 与3.00g尿素 [CO(NH2)2]分别溶于 100g 水,计算形成溶液的蒸 汽压。 解:两种溶质的摩尔质量是M1=342 g/mol和M2=60.0 g/mol

故两种溶液的蒸汽压均为:p=2.33 kPa×0.991=2.31 kPa

例4 计算将4.27g蔗糖(C12H22O11)溶于50.0g水中形成溶液 的凝固点和沸点 解 m B=
4.27 342 50.0 1000

=0.250mol· -1 kg

ΔT b=Kbm =1.86×0.25=0.465K

ΔTf =Kfm=0.52×0.250=0.13K
凝固点为273.15-0.465=272.68K

沸点为 373.15+0.13=373.28K

例5

1dm3溶液中含5.0克马血红素,在298K时测得溶液的渗
1.82 ? 102 m C? ? ? 0.073mol· -3 RT 8.314? 298

透压为1.82×102Pa,求马的血红素的摩尔质量。 解 ?=CRT,
?

=7.3×10-5mol· -3 dm

mB nB C? ? M V V

mB M? V C

5 .0 M= =6.8×104 g· -1 mol ?5 7.3 ? 10

例6 在水中某蛋白质的饱和溶液含溶质5.18 g/dm3,20℃时其 渗透压为0.413kPa,求此蛋白质的摩尔质量。
5.18 ? 8.314 ? ( 273 ? 20 ) 解 ?=CRT, 0.413= M

M=30553.244 g· -1 mol

例7 相同重量的葡萄糖和甘油分别溶于100g水中,所得溶液的
凝固点、沸点、渗透压是否相同? 解: 不同 ΔTf=Kfm ΔTb=Kbm, ?=CRT, 因它们的分子量

不同,即 m、c不同,故不相同。
(2) 制作防冻剂,致冷剂 利用溶液凝固点下降还可制作防冻剂,致冷剂。

§9.3 溶 胶
一、分散系
分散系:一种物质在另一物质里被分散成微小粒子所形成的体系。 一般根据分散质粒子的大小,将分散系分为三类 :
粗分散系 分散质粒子直径 普通显微镜 超显微镜 可透性滤纸 半透膜 不透 不透 1-100μm 可见(肉眼可 见) 胶体分散系 1-100 nm 不可见 可见 透 不透 分子分散系 1nm 不可见 不可见 全透 全透

单相 多相浑浊泥水, 多相 牛乳,豆浆 Fe(OH)3 、 CdS 、 NaCl、AgNO3、 C2H5OH AgI 金溶胶

二、溶胶
原则上制备溶胶的方法有两种:
① 研磨法

1.分散法: ② 电弧法
③ 超声波法 ① 改换溶剂法 ② 化学反应法

2.凝聚法:

三、溶胶的性质
1.光学性质: 丁达尔效应:如果将一束被聚光镜(如透镜)会聚的强光射

入胶体溶液时,我们在光束的垂直方向就可以看到一条发
亮的光柱,这种现象是英国的丁达尔首先发现的,称为丁 达尔效应。原因:光的散射 2. 动力学性质:溶胶不稳定,放置一定时间,会沉淀出来

3. 电学性质:电泳

四、溶胶带电原因
胶体粒子为什么会带有电荷呢?其主要原因主要有两种。 1.吸附作用 a. 固体表面的粒子具有剩余力场 b. 固体表面积越大,吸附能力越强 c. 胶粒的选择性吸附 AgNO3+KI= AgI+KNO3 KI过量 吸附IAgNO3过量 吸附Ag+

2. 电离作用 有些胶体溶液是通过表面分子的电离而产生电荷的。
H2SiO3 H++HSiO32H++SiO32-

五、胶体的结构
AgNO3过量时形成的AgI的胶团结构为; [(AgI)m· +· nAg (n-x)NO3-]x+· xNO3-

式中m为胶核中AgI的分子数,n为胶核吸附的电位离子数,n 比m的数值小得多。(n-x)是吸附层中的反号离子数,Ag+为电 位离子,x为扩散层中反号离子数
吸附层

{ [Fe(OH)3]m . nFeO+ ,(n
胶核 胶粒 胶团

x)Cl

}x+

. xCl

扩散层 自由反离子

氢氧化铁溶胶:

表面离子 束缚反离子

{ [SiO2]m . nSiO32 ,2(n x)H+ }2x . 2xH+

硅胶溶液:

胶核

表面离子 胶粒 胶团

束缚反离子

自由反离子

六、胶粒的稳定性
胶体之所以具有较大的稳定性,原因有几个方面: 1. 胶体带有电荷

2. 布朗运动 3. 水化膜的形成

七、溶胶的聚沉
1.加入少量电解质,这是加速胶体聚沉的主要办法,离子 价态愈高、电解质的聚沉能力愈大 2.两种带相反电荷的胶体溶液,以适当的比例互相混合 3.加热

八、 凝胶
溶胶、高分子溶液 具有弹性的半固体状态 的粘稠物质(凝胶或冻胶) 形成凝胶的原因,一般是认为由于析出固体时, 形成体型(三维网状)结构,在结构的网眼中容纳了 全部溶剂,充满在网眼里的溶剂不能自由流动,相互 交联形成网架的胶体粒子仍有一定的柔韧性,使凝胶 成为弹性固体。

九、高分子溶液
蛋白质、纤维素、淀粉、橡胶及许多人工合成的物质, 尼龙,聚氯乙烯塑料等都是高分子物质,它们是由一种或多 种小的结构单位联结而成的,它们的分子量高达数十万或数 百万,高分子化合物溶于适当的溶剂中就成为高分子溶液。 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, 但分子直径100nm-1nm之间,一般不带电荷,比溶胶稳定。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 达尔效应,但无电泳现象。 在溶胶中加入适当的高分子溶胶,但量太少会发生敏化作 用,反而起不到保护作用。


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