溶液与胶体溶液
溶液和胶体
第二章溶液和胶体溶液和胶体是物质的不同存在形式，在自然界中普遍存在，与工农业生产以及人类生命活动过程有着密切的联系。
广大的江河湖海就是最大的水溶液，生物体和土壤中的液态部分大都为溶液或胶体。
溶液和胶体是物质在不同条件下所形成的两种不同状态。
例如NaCl溶于水就成为溶液，把它溶于酒精则成为胶体。
那么，溶液和胶体有什么不同呢？它们各自又有什么样的特点呢?要了解上述问题，需要了解有关分散系的概念。
2.1分散系及其分类2.1.1 分散系的概念一种或几种物质分散在另一种物质里所形成的系统称为分散系统，简称分散系。
例如粘土分散在水中成为泥浆，水滴分散在空气中成为云雾，奶油、蛋白质和乳糖分散在水中成为牛奶等都是分散系。
在分散系中，被分散的物质叫做分散质（或分散相），而容纳分散质的物质称为分散剂（或分散介质）。
在上述例子中，粘土、水滴、奶油、蛋白质、乳糖等是分散质，水、空气就是分散剂。
分散质和分散剂的聚集状态不同，分散质粒子大小不同，分散系的性质也不同。
我们可以按照物质的聚集状态或分散质颗粒的大小将分散系进行分类。
2.1.2分散系的分类物质一般有气态、液态、固态三种聚集状态，若按分散质和分散剂的聚集状态进行分类，可以把分散系分为九类，见表2－1。
表2－1 分散系分类（一）若按分散质粒子直径大小进行分类，则可以将分散系分为三类，见表2－2。
表2－2 分散系分类（二）分子与离子分散系统中，分散质粒子直径<1nm，它们是一般的分子或离子，与分散剂的亲和力极强，均匀、无界面，是高度分散、高度稳定的单相系统。
这种分散系统即通常所说的溶液，如蔗糖溶液、食盐溶液。
胶体分散系中，分散质粒子直径为1～100nm，它包括溶胶和高分子化合物溶液两种类型。
一类是溶胶，其分散质粒子是由许多一般的分子组成的聚集体，这类难溶于分散剂的固体分散质高度分散在液体分散剂中，所形成的胶体分散系称为溶胶。
例如氢氧化铁溶胶、硫化砷溶胶、碘化银溶胶、金溶胶等。
《溶液和胶体溶液》课件
根据溶质和溶剂的种类，可以将溶液分为不同的类型。例如，当水作为溶剂时，溶液可分为酸溶液、碱溶液、盐 溶液等；当有机物作为溶剂时，溶液可分为有机酸溶液、有机碱溶液、有机盐溶液等。此外，还可以根据溶液的 浓稀程度、是否饱和等进行分类。
02
胶体溶液的特性
胶体的定义
01
02
03
胶体的定义
胶体是一种分散质粒子直 径在1nm~100nm之间的 分散系。
05
溶液和胶体溶液的应用
在化学工业中的应用
溶液在化学工业中有着广泛的应用， 如溶剂、反应介质、萃取剂等。
化学工业中，溶液和胶体溶液的精确 控制对于产品的质量和性能至关重要 。
胶体溶液在化学工业中常用于制备涂 料、粘合剂、胶水等，其稳定性、粘 度和流变性等特性使得胶体溶液成为 这些产品的关键成分。
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超声波法
利用超声波的振动将固体物质分 散于液体中，制备胶体溶液。
蒸馏法
通过蒸馏技术将物质分离成纯品 ，再将其分散于液体中制备胶体
溶液。
分离与提纯方法
过滤法
通过过滤介质将不溶物与溶液分离，实现固液分 离。
萃取法
利用不同物质在两种不相溶溶剂中的溶解度差异 ，实现分离和提纯。
蒸馏法通Βιβλιοθήκη 加热使溶液中的溶剂蒸发，再将蒸汽冷凝回 收，达到分离和提纯的目的。
分散质的差异
分散质
溶液和胶体溶液中的物质被分散的程度。在溶液中，分散质被完全或近乎完全地分散在溶剂中，形成 均一稳定的体系。而在胶体溶液中，分散质以微小的颗粒形式存在，这些颗粒保留着原有的物理和化 学特性。
分散质的差异
溶液和胶体溶液在分散质方面存在明显的差异。溶液中的分散质被完全或近乎完全地分散在溶剂中， 形成均一稳定的体系。而胶体溶液中的分散质以微小的颗粒形式存在，这些颗粒保留着原有的物理和 化学特性，因此胶体溶液具有不稳定性。
第一章溶液和胶体
[学生练习]
1 .在100ml水中，溶解17.1g蔗糖（C12H22O11)，溶液 的密度为1.0638g/ml，求蔗糖的物质的量浓度，质量
摩尔浓度。
• 解：（1)
V mB mA 17.1 100 110.1(m l)
1.0638
nB
mB
/
MB
17.1 342
0.05(m ol)
Δp＝ K bB
二、溶液的沸点升高
难挥发非电解质稀溶液的沸点升 高与溶液的质量摩尔浓度成正比， 而与溶质的本性无关。
Tb＝Tb-Tb=KbmB
式中为mB质量摩尔浓度， Kb为溶 的沸点升高常数。应用上式可以测
定溶质的摩尔质量Ｍ。
几种溶剂的Tb和Kb
溶剂 名称
水 苯 四氯 丙酮 三氯 乙醚
化碳
解:(1)先计算溶液浓度 查知樟脑的Tf=452.8K, Kf=39.7 bB = (0.115 / M) /(1.36×10-3)
(2) 再计算结晶的摩尔质量 ∵△Tf = Kf·bB
（452.8-442.6）= 39.7×0.115/(M×1.36×10-3) 解之得：M = 329 g/mol
XB＝nB/Ʃn XB组分B的摩尔分数，无量纲。
2．质量浓度
质量分数
溶质的质量mB与溶液的 体积V之比，称为质量浓
度，用符号ρB表示，其 表达式为
ρB＝mB/V 单位可用g·L—1、mg·L—1、 g·mL—1、ug·L—1等。
溶液中某种组分B的质量占 溶液总质量的百分数，其表 达式为
ωB＝WB/ƩW x100% XB组分B的质量分数，无量 纲。
c(B)
nB V
大学化学1溶液和胶体
14
溶液的通性 — 溶液的沸点上升的原因
3．溶液的沸点上升（boiling point）
液体的沸点 ( boiling point ) 当P 液 = P 外，液体沸腾时的温度。
正常沸点：当P外=P标时的液体的沸点。
溶液的沸点升高
是溶液蒸气压下降的直接结果
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溶液的通性 — 溶液的沸点上升的数值
p溶液= p*-⊿p = 2.338kPa - 0.021kPa = 2.317kPa
溶液的通性 — 凝固点下降
2．液体的凝固点降低（freezing point）
凝固点：某物质的液相蒸汽压与固相蒸汽压相等时 的温度。用Tf表示 或在一定外压下，物质固、液两相平衡共存时的温 度。
如 ：H2O(l) 273K,101.3kPa H2O(s)
该温度下的饱和蒸汽压，简称蒸汽压。
加入一种难挥发的非电解质
束缚一部分高能水分子
P↓
占据了一部分水的表面
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溶液的通性 — Raoult定律
在一定温度下，难挥发性非电解质稀溶液的蒸气压
(P)等于纯溶剂的蒸气压（PA*）乘以溶液中溶剂的 摩尔分数（xA ）。
p
p* A
xA
xA
nA nA nB
1.蒸气压下降 2.凝固点降低 3.沸点升高 4.渗透压力
p
p* A
xB
ΔTf＝kf • bB
ΔTb =kb• bB
= CBRT
的数值与溶液中质点 的个数成正比
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第 4 章 酸碱解离平衡和沉淀溶解平衡
4.1 电解质溶液 4.2 酸碱理论 4.3 弱电解质的解离平衡 4.4 缓冲溶液 4.5 沉淀溶解平衡
溶液与胶体溶液
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学习目标
ª 1.掌握溶液组成量度的常见表示方法及溶液的配 制方法；掌握渗透现象产生的原因、条件及影响 渗透压大小的因素；掌握溶胶的性质；
ª 2.熟悉渗透浓度的概念、胶团结构及胶粒带电情 况。
ª 3.了解渗透压在医学上的意义、高分子溶液对溶 胶的保护作用等。
化学工业出版社
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ª 在一定温度下，稀溶液的渗透压与单位 体积溶液中所含溶质的粒子数（分子数或离 子数）成正比，而与溶质的本性无关。 ª 因此，对于任意溶质的非电解质溶液， 在一定温度下，只要cB相同，渗透压就相同。 ª如0.3 mol·L-1葡萄糖溶液与0.3 mol·L-1蔗糖 溶液的渗透压相同。
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ª二、渗透压与浓度、温度的关系
ª
1886年范特荷甫（van’t Hoff）
根据实验数据，总结出稀溶液的渗透压
与溶液的浓度和温度关系为：
ªπ = cBRT
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ª式中 Π －溶液的渗透压 kPa ª c－溶液浓度 mol/L ª T－绝对温度 K(273.15＋t0C) ª R－气体常数 8.31kPa·L·mol-1·K-1
第一节分散系统
ª 人们通常把具体的研究对象称为体系。 一种或几种物质分散在另一种（或几种）物 质中所形成的体系称为分散系，其中被分散 的物质称为分散相（或分散质），而容纳分 散相的连续介质则称为分散介质（或分散 剂）。 ª 例如，蔗糖水就是一种分散系，其中蔗糖 分子是分散相，水是分散介质。
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ª 例1-2 100 mL生理盐水中含有0.90 g NaCl， 计算生理盐水的质量浓度。
ª 解：已知，V = 100 mL = 0.10 L
实验溶液剂和胶体溶液剂的制备
实验溶液剂和胶体溶液剂的制备一、溶液型液体药剂（一）目的要求1.掌握常用液体药剂的制备方法及稳定措施。
2.熟悉影响液体药剂质量的因素及评定质量的方法。
（二）实验指导溶液型液体药剂是药物以分子或离子状态分散在分散媒中的供内服或外用的真溶液。
溶液的分散相小于1nm，均匀澄明，并能通过半透膜。
1.溶液剂的制备方法溶解法、稀释法和化学反应法。
2.溶液剂的制备过程称量─→溶解─→混合─→过滤─→自滤器上加溶媒至足量─→检查─→包装。
3.制备要点：(1)大块或不易溶解的药物，应先粉碎再溶解，必要时将溶剂加热，以促进溶解。
附加的抗氧剂、助溶剂和增溶剂等应先加入，挥发性药物应最后加入。
(2)量取挥发性大的药物浓溶液时，应准确、迅速，并应倒入冷蒸馏水中搅匀；遇二氧化碳易变质的药物，可将蒸馏水煮沸放冷后再加入溶解。
(3)药物的称量次序通常按处方记载顺序进行，有时也需变更，特别是麻醉药最后称取，且需要有人核对，并登记用量。
(4)性质稳定且常用的溶液，可配成高浓度储备液，临用时稀释即可。
（三）实验内容1.碘酊的制备处方：碘 2.0g碘化钾 1.5g乙醇50mL蒸馏水加至100mL配量：20mL制法：取碘化钾置量杯内，加水约1.5mL，搅拌使溶解，加入碘搅拌使全部溶解后，加入乙醇搅拌，再加水适量使成100mL,即得。
注解：(1)称取碘时应盛于干燥玻璃器皿中进行，而不要直接置于天平托盘中或纸上，以免损坏天平托盘。
(2)碘具有腐蚀性、挥发性，制备和储存时应加以注意。
本品应储于密闭、避光玻璃塞瓶内，不得用木塞、橡皮塞及金属塞，以防加碘后被腐蚀。
2.橙皮糖浆的制备处方：橙皮酊50mL枸橼酸50g滑石粉15g蔗糖820g10%尼泊金乙酯醇溶液5mL蒸馏水适量────────────────共制1000mL配量：50mL制法：将枸橼酸溶于蒸馏水中，加橙皮酊及滑石粉充分搅拌，用纱布反复过滤，至滤液澄清为止。
另取蒸馏水加热煮沸，加蔗糖使全部溶化，停止加热，加10%尼泊金乙酯醇溶液搅拌均匀，趁热过滤，冷却到60 ℃以下，加入处理好的橙皮酊搅匀，蒸馏水加至足量搅拌均匀，即得。
溶液—胶体溶液(基础化学课件)
介质中。 ｛[Fe（OH）3]m nFeO+(n-x)Cl-｝x+ xCl-
胶图的结构
胶团的结构
（2）胶核表面分子的解离
例如硅酸溶胶：
H2SiO3
HSiO
3
HSiO
+
3
H+
SiO
2 3
+
H+
H+扩散到介质中去，而HSiO
和SiO
则滞 留在胶核2 表面，
3
3
其结果使胶粒带负电荷，故硅酸溶胶为负溶胶。
1
2
3
01
凝胶的形成
凝胶的形成
凝胶：高分子溶液和溶胶在温度降低或浓度增大时，失去流动性，
变成半固态时的体系。 凝胶 冻胶：液体的含量高于90%，如血块、肉冻。
干凝胶：液体含量少，如明胶。
凝胶的形成
凝胶形成的条件：
从固体（干胶）或溶液出发都可以得到凝胶。 干胶吸收亲和性液体后体积膨胀得到凝胶。
2.聚沉 使胶粒聚集成较大的颗粒而沉降的过程。
聚沉常用方法：
（1）加入少量电解质 （2）加入带相反电荷的胶体溶液 （3）加热
溶胶的稳定性和聚沉
例如：TiO2、SiO2凝胶 2、棒状或片状等不对称质点搭成网架。
例如： V2O5、白土凝胶 3、线性大分子构成网架，骨架中一部分分子链有序排列，构成微晶区。
例如：明胶、棉花纤维 4、线型大分子因化学交联（化学键桥）构成网架。
例如：含二乙烯苯的PS
1
2
3
01
溶胶的性质
溶胶
胶体分散系分散相粒子直径：1～100nm之间
从溶液或溶胶制备需满足两个基本条件：
①降低溶解度，使被分散的物质从溶液中以“胶体分散状态”析出。 ②析出的质点既不沉降也不能自由运动，而是构成骨架，在整个溶 液中形成连续的网状结构。
大学化学第4章溶液与胶体
水的离子积
通常将此平衡常数（ K ）称为水的离
子积（ KW ），即
KW
C
(H C
)
C
(OH C
)
平
1.01014
.
KW 不随组成而变，只是温度的函数。
t/℃
5 10 15 20 25 30 50 100
K
W
/10 14
0.186 0.293 0.452 0.681 1.008 1.471 5.476
如：SO3、CO2
3、路易斯（Lewis)酸碱电子理论
与布朗斯特质子酸碱同时，路易斯提出了电子酸 碱理论：
能接受电子对的物质为酸
如：AlCl3、ZnCl2、BF3等。
能给出电子对的物质为碱
如：NH3、 Br- 、S-等。
路易斯酸碱电子理论几乎适用于所有的无机 化合物，特别是配合物，故又称为广义酸碱理论。
蒸气压
把液体置于密闭容器中，在一定温度 下，当液体的蒸发速率与蒸气的凝结速 率相等时，气、液两相达到平衡，此时 蒸气的压力叫做饱和蒸气压，简称蒸气压。
蒸汽压示意图Biblioteka 在一定温度下，若溶质是非挥发性的，则 溶剂的蒸汽压与其占据液面的比例有关。
纯溶剂
溶液
理想溶液
若溶质分子为A，溶剂分子为B。
如果分子之间A与A、A与B、B与B的作用力都 相同，则该溶液为理想溶液。
凝固点
液体的蒸气压随着温度的降低而减小。当 其等于固态的蒸气压时，液体就凝固。
此时的温度叫做凝固点。用Tf表示。在凝 固点时，通常是气、液、固三相共存。
3、具有一定的渗透压
1） 渗透现象
2） 渗透压 3） 渗透现象及应用
1） 渗透现象
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c(HCl)=n(HCl)/V(HCl)=12/1 =12mol·L-1
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若稀释前后溶液浓度分别为c1、 c2 ,体积分别为V1、 V2 ,所含溶质的物质的量分别为n1、n2 ,可得:
c1 V1 = c2 V2 ∴12V1 =0.2×1000 由此解得: V1 17ml.
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4、质量分数- B
B
m溶质 m溶液
5、几种溶液浓度之间的关系
(1) 物质的量浓度与质量分数
cB
nB V
mB
M Bm /
B MB
mB M Bm
mB M BV
B的摩尔质量 溶液密度
(2) 物质的量浓度与质量摩尔浓度
cB
nB V
nB m
nB mB
bB
稀溶液
若为稀的水溶液则有 c B bB
难挥发的非电解质稀溶液的通性： 只与溶液的浓度(独立质点数)有关，而与溶质无关。 包括：稀溶液蒸气压的下降、沸点上升、凝固点
下降和稀溶液的渗透压。（与纯溶剂比较） 。
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2.2.1溶液的蒸气压下降
动能较高的水分子自水面逸出，扩散到水面上部的空间， 形成气相——蒸发(evaporation)
气相的水分子接触到水面并被吸引到液相中 ——凝结(condensation)
蒸发速率与凝结速率相等，气相和液相达到平衡：
H2O(l)
H2O(g)
将与液相处于平衡时的蒸气所具有的压力称为该温度下的 饱和蒸气压，简称蒸气压(vapor pressure)，用符号p表示， 单位是Pa(帕)或kPa(千帕)。
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蒸发
凝
蒸发
聚 H2O(l)
H2O(g)
凝聚
开始
平衡
蒸气压温度的关系？
9
2.理解稀溶液的通性及其应用。
10
2.1 溶液浓度的表示方法 溶液：凡两种以上的物质混和形成的均匀
稳定的分散体系，叫做溶液。 ------分散质粒子直径<10-9m 的分散系
将量大的称为溶剂，量小的称为溶质 溶液的形成伴随随能量、体积、颜色的变化。
11
溶液浓度的表示方法
1、物质的量浓度 cB
5
分散系的分类
1.按聚集状态分
分散剂 分散质
气
气
液
固
举例
气态分散系
空气，家用煤气
云、雾 烟，飞尘 液态分散系
气
汽水
液
液
固
牛奶 溶液，泥浆 固态分散系
气
木炭，泡沫塑料
固
液
固
肉冻，珍珠 合金
6
2 按分散质粒子的大小分 1nm = 10-9 m
分散质粒子直径/nm 分散系类型
举例
< 1 nm
分子离子分散系 溶液
13
[例题]已知浓盐酸的密度为1.19g·ml-1,其中HCl含量
约为37%.求每升浓盐酸中所含有的n(HCl)以及
c(HCl).若要配制c(HCl)=0.2mol·L-1的 HCl溶液1000
ml,应量取浓盐酸多少毫升?
解: 已知:
nB
mB MB
m(HCl) = (密度)×V× (含量)
=1.19g·ml-1×1000ml×37% =440g
配制方法：
取硫酸14mL，在不断搅拌下加入到约450ml蒸馏水中， 然后稀释至500 mL， 即得500mL
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2.2 稀溶液的通性（依数性）
溶液有两大类性质： 1）与溶液中溶质的本性有关：溶液的颜色、 密度、酸碱性和导电性等。 2）与溶液中溶质的独立质点数有关：而与溶 质的本身性质无关————溶液的依数性，如溶 液的蒸气压、凝固点、沸点和渗透压等。
初始：v蒸发 > v凝聚 平衡：v蒸发 = v凝聚
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[例]欲配制c(H2SO4)=0.50mol.L-1 的硫酸溶液500mL， 问应取密度为1.84kg.L-1，质量分数为96%的硫酸多
少毫升？如何配制？
解： c B
B MB
0.961.84gmL-1 98.0gmoL-1
18.0mol L-1
由cV=c´V ´得所需硫酸体积
V 0.50mol L-1 0.500L 14mL 18mol L-1
胶体溶液(又称溶胶)：分散质为分子、离子、
原子的聚集体；多相体系，较稳定。
包括
如 Fe(OH)3溶液。
高分子溶液：分散质为高分子；均相体系， 稳定。如蛋白质溶液。
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非均相系统
(3) 粗分散系
homogene ous
分散质为分子的大集合体，粒子半径大于100nm, 多相体系，不稳定。
扩散很慢，不能透过半透膜和滤纸 甚至肉眼看到分散相粒子的存在
1-100 nm
胶体分散系
溶胶、高分子溶液
> 100 nm
粗分散系
悬浊液、乳状液
均相系统
(1)分子离子分散系（也称真溶液） homogene
分散质粒子的直径小于1nm，分散质为小分子或o离us子；以
分子或离子状态均匀地分散在分散剂中，形成均相、稳定的
分子离子分散系，或称为溶液。
在溶液体系中，分散质称为溶质，而分散剂称为溶剂。
溶液与胶体溶液
1
教学要求 1.了解分散系的分类及主要特征。 2.理解稀溶液的通性及其应用。 3.熟悉胶体的基本概念、结构及其性质等。 4.了解高分子溶液、表面活性剂、乳浊液的 基本概念和特征。
2
1.了解分散系的分类及主要特征。
3
分散系(disperse system)
分散系：一种（或多种）物质分散于另一种物 质形成的系统称为分散系。
cB
nB V
溶质B的物质的量 混合物体积
单位：摩尔每升mol•L-1 毫摩尔每升mmol•L-1 微摩尔每升µmol•L-1
2、质量摩尔浓度 bB
bBm nB A溶 质 溶 B 剂 的 的 物 质 质 量 的 量 x 单与位温：度m无ol关/Kg
3、摩尔分数 xB
xB
nB n总
量纲为1
对双组分体系，xA xB 1
如：葡萄糖溶液，C6H12O6是溶质，H2O是溶剂。
溶质扩散速度快 能透过半透膜，溶质粒子只能在电子显微镜观察
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(2) 胶体分散系
分散质粒子半径在1nm～100nm之间,分散质粒 子不是单个分子,离子或原子,而是有多个分子,原子
或离子组成的。
非均相系统
homogene
分散质颗粒大,扩散速度慢o。u不s 能透过半透膜。
分散质：在分散系中被分散了的物质。 分散剂：容纳分散质的物质。
分散系 = 分散质 + 分散剂
例如：奶油分散在水中称为牛奶，乙醇分子 分散在水中称为乙醇水溶液
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相：系统中物理和化学性质完全相 同的一部分称为一个相
均相系统（单相系统）：只有一个相的系统
相
phase
非均相系统（多相系统）：有两个或两个 以上相的系统