无机及分析化学第一章
大学课件无机及分析化学-第一章气体溶液和胶体
1.溶液的蒸气压下降
第一章第二节
一定温度下，将纯溶剂放入密闭容器中，当溶剂蒸
发为气态溶剂的速度与气态溶剂凝聚成液态的速度相等
时，达到相平衡。此时
的气体称为饱和蒸气，
溶
其所具有的压力称为该
液 蒸
温度下液体的饱和蒸气
气 压
压(简称蒸气压)。 若在纯溶剂中加入
通常所说的溶液都是指液态溶液。
溶液由溶质和溶剂组成，被溶解的物质叫溶质，溶 解溶质的物质叫溶剂。
常把含量较少的组分称为溶质，含量较多的组分称 为溶剂。
一、溶液浓度的表示法
第一章第二节
1. 物质的量浓度 单位体积的溶液中所含溶质B的物质的量称为溶质B
的物质的量浓度。用符号cBcB表nV示B ，常用单位mol·L-1 。
ppb（十亿分浓度）：表示溶质的质量占溶液质量 的十亿分之几，即每kg溶液中所含溶质的g数。如：
1ppb：1g/1,000,000,000g溶液=1g溶质/1kg溶液。 8ppb：8g/1,000,000,000g溶液=8g溶质/1kg溶液。
例 题 1-1
第一章第二节
在100 mL水中，溶解17.1 g蔗糖(C12H22O11)，溶液 的密度为1.0638 g ·mL1，求蔗糖的物质的量浓度、质 量摩尔浓度、摩尔分数各是多少？
解： mA 20.40 0.40 20.00g
nB
0.40 M
（M 为相对分子质量）
bB
nB mA
0.40/M 20.00 103
20 M
Tf =Kf bB
即 0.207=1.86 20 M =180.0 M
3.溶液的凝固点下降
无机及分析化学超详细复习知识点(大一,老师整理)
无机及分析化学超详细复习知识点(大一,老师整理)第一章化学基本概念和理论1. 物质和化学变化物质：具有质量和体积的实体。
化学变化：物质发生变化，新的物质。
2. 物质的组成和结构元素：由同种原子组成的物质。
原子：物质的基本单位，由原子核和核外电子组成。
3. 化学键和分子间作用力化学键：原子之间通过共享或转移电子而形成的连接。
分子间作用力：分子之间的相互作用力，包括范德华力、氢键等。
4. 化学反应化学反应方程式：表示化学反应过程的方程式。
化学反应速率：单位时间内反应物的浓度变化。
化学平衡：反应物和物浓度不再发生变化的状态。
5. 氧化还原反应氧化：物质失去电子的过程。
还原：物质获得电子的过程。
氧化还原反应：同时发生氧化和还原的反应。
6. 酸碱反应酸：能够释放H+离子的物质。
碱：能够释放OH离子的物质。
中和反应：酸和碱反应盐和水。
7. 溶液溶质：溶解在溶剂中的物质。
溶剂：能够溶解溶质的物质。
溶液的浓度：单位体积或单位质量溶剂中溶解的溶质的量。
8. 化学平衡常数的计算平衡常数：表示化学反应平衡状态的常数。
计算方法：根据反应物和物的浓度计算平衡常数。
9. 氧化还原反应的平衡电极电位：表示氧化还原反应进行方向的电位。
计算方法：根据电极电位计算氧化还原反应的平衡常数。
10. 酸碱反应的平衡pH值：表示溶液酸碱性的指标。
计算方法：根据酸碱的浓度计算pH值。
11. 溶液的酸碱滴定滴定：通过滴加已知浓度的溶液来确定未知溶液的浓度。
计算方法：根据滴定反应的化学方程式和滴定数据计算未知溶液的浓度。
12. 气体定律波义耳定律：在一定温度下，气体的压力与体积成反比。
查理定律：在一定压力下，气体的体积与温度成正比。
阿伏伽德罗定律：在一定温度和压力下，等体积的气体含有相同数量的分子。
13. 气体混合物的计算分压定律：气体混合物中每种气体的分压与该气体在混合物中的摩尔分数成正比。
计算方法：根据分压定律计算气体混合物中每种气体的分压和摩尔分数。
无机及分析化学_第一章_物质及其变化
第一章物质及其变化学习要求：1．掌握理想气体状态方程式及其应用；2．掌握道尔顿分压定律；3．明确液体的蒸气压、液体沸点的含义及应用；4．学会盖斯定律及应用；5．会正确书写热化学方程式，明确其含义；第一节物质的聚集状态物质是由分子或原子构成的，它们都以一定的形态存在于自然界，但物质是由无数个分子、原子聚集而成，对于单个的分子或原子没有什么状态可言。
在常温、常压下，物质通常有气体（gas），液体（liquid）和固体（solid）三种存在状态，通称为物质的“三态”。
在一定的温度和压力条件下，同一种物质的“三态”可以相互转化。
此外，现已发现物质还有第四种存在形式―等离子体状态。
物质的存在状态主要由其组成微粒间的相互作用力所决定。
从微粒间相互作用的强弱来看，一般来说，气体微粒间的作用最弱，液体微粒间的作用较强，固体微粒间的作用最强。
物质的每一种聚集状态有各自的特征。
在一定的条件下，物质总是以一定的聚集状态参加化学反应，对于某一特定的反应，由于物质的聚集状态不同，其反应的速率和能量关系也不同。
在化学反应中，气体物质与其它反应物接触面积大，使得反应能充分进行，例如液体燃料燃烧时尽量使之气化，以便燃烧完全。
一、气体的一般性质和理想气体状态方程式物质处在气体状态时，气体分子间的距离远大于气体分子本身的大小，分子间的引力非常小，各个分子都在作无规则地高速运动（布朗运动），因此，可认为气体的存在状态几乎和它们的化学组成无关，致使气体具有许多共同性质，主要是扩散性和可压缩性，这对于研究气体的存在状态带来了方便。
气体没有固定的形状和体积，将气体引入任何形状和体积的容器中，由于它可向各个方向运动，都能自动扩散并均匀地充满整个容器（扩散性）；又由于气体分子间的距离很大，所以气体又很容易被压缩（可压缩性），这给气体的贮存和运输带来了很大的方便。
有关气体的研究，对于原子论和近代化学的发展起着重要的作用。
（一）理想气体的经验公式气体的存在状态主要由四个因素决定，即体积、压力、温度和物质的量。
【无机及分析化学】1 绪论
A.铁矿中, T=62.38%, x = 62.32%
E = x－T= – 0.06% B. Li2CO3试样中, T=0.042%, x =0.044%
E = x－T=0.002%
A.
Er
E T
100% =–
0.06/62.38=–0.1%
B.
Er
E T
100%
=0.002/0.042= 5%
2、精密度与偏差
物质的
物质的
形态与结构
变化规律
气液固体
原子结构 分子结构 晶体结构
第 化学热力学
五 化学动力学
章 和
酸碱平衡
第 沉淀平衡
六 络合平衡
章 氧化还原
第二章
第三章 第四章 第七章 第八章
物质的
制备与性质
第 非金属元素 九
章
第 金属元素 十
章
《分析化学》的主要内容
分析化学是 表征和量测 的科学
分析化学
第九、十章
(1) 重现性
(2) 可测性
(3) 单向性或周期性
4）减小或消除系统误差的方法：加校正值
(1)方法误差——方法校正 (2) 仪器误差——校准仪器 (3) 试剂误差——空白实验
空白试验：不加试 样，按试样相同的 程序分析
(4) 主观误差——对照实验（外检）
对照实验：已知含量的试 样与未知试样对照
2、随机误差
15.82
0.89%
n
s
xi x 2
i1
0.152 0.132 0.212 0.072 0.17
n 1
3
CV s 100% 0.17 100% 1.1%
x
15.82
无机及分析化学第一章第一节气体
例 1-3
• 在 25 ℃下，将 0.100m ol 的 O 2 和 0.350mol 的 H 2 装入 3.0 0L 的容器中，通电后氧气 和氢气反应生成水，剩下过量的氢气。求反应前后气体的总压和各部分的分压。 •
解：反应前 0.100mol 8.315kPa L mol-1 K -1 298K p（O 2） 82.6kPa 3.00L 0.350mol 8.315kPa L mol-1 K -1 298K p（H 2） 289kPa 3.00L p 82.6kPa 289kPa 372kPa( 四舍五入) 通电时0.100mol O 2只与0.200molH2 反应生成0.200molH2 O，而剩余0.150molH 2。 液态水所占的体积与容 器体积相比可忽略不计 ，但由此产生的饱和水 蒸气却必须考虑。 因此反应后 0.150mol 8.315kPa L mol-1 K -1 298K p（H 2） 124kPa 3.00L P（H 2 O） 3.17kPa p 124kPa 3.17kPa 127kPa(四舍五入)
无机及分析 化学
第一章 气体和溶液
1.1 气体 1.1.1 理想气体状态方程
概念：分子本身不占体积，分子间没有相互作用力的气体称为理想气体。 低压状态下可以看做理想气体，所遇到的实际情况都不是理想气体。 理想气体状态方程： pV=nRT p 代表了气体的压力 V 代表了气体的体积
T 代表了气体的温度
• 解：
mRT 0.118g 8.315kPa L mol-1 K -1 298K -1 M 16 . 0 g mol pV 73.3kPa 250 10-3 L 所以该气体的相对分子 质量为 16.0g mol-1。
无机及分析化学 第一章课件
2、相：体系中物理性质和化学性质完全相同的一 部分称为相
(1)单相体系（均相体系）：只有一个相的体系
(2)多相体系：有两个或两个以上相的体系
粗分散系 多相体系 胶体分散系
分 散 系
分子、离子分散系——单相体系
1-2-2 稀溶液的通性—依数性(colligative properties )
稀溶液的蒸气压、沸点、凝固点和渗透压等
P PB B
*
P PB P PB 1 B PB A
* * *
P—溶液的蒸气压 ，PB*—纯溶剂的蒸气压, χB—溶剂的摩尔分数, χA—溶质的摩尔分数
拉乌尔定律：一定温度下，难挥发非电解质稀溶液的蒸气压下降 与溶质的摩尔分数成正比。（此定律只适用于稀溶 液，溶液越稀，越符合定律）
理想气体状态方程式
PV nRT m M
R的取值（与P、V、T的单位有关）
R 8 . 314 J mol
1
RT
K
1
( Pa m
1
3
mol
1
K
1
, KPa L mol
1
K
1
)
0 . 08206 atm L mol
62360 mmHg ml mol
渗透。可用于海水淡化、工业废水及污水处理、溶液的浓缩等 方面。
范特霍夫（Van`t Hoff）综合实验结果，指出： V nRT
cRT
对很பைடு நூலகம்的溶液，
bRT
1-3 胶体溶液 colloid
1-3-1 溶胶的制备
1、分散法 研磨法、超声波法、胶溶法、电弧法 2、凝聚法 物理凝聚法、化学凝聚法
《无机及分析化学》第一章--电解质溶液(比赛课件)
碱有下列电离平衡
NH3·H2O(aq)
NH4+(aq) + OH-(aq)
Kbθ
c c NH
4
OH
cNH 3 H2O
KbΘ是碱电离平衡常数。
注：a. KaΘ、 KbΘ只是温度的函数，一般为常温； b. KaΘ、 KbΘ是水溶液中酸碱强度的量度， 通常KΘ越大相应酸碱的强度越大； HAc ＞ HClO ＞ HCN KaΘ 1.75×10-5 3.9×10-8 6.2×10-10 c. 一般把KΘ≤10-4的电解质称为弱电解质； KΘ=10-2~10-3的电解质称为中强电解质； d. pKaΘ = - lgKaΘ pKaΘ 越大，酸越弱；
③电离平衡常数与电离度的关系
以HA表示一种弱酸，设：浓度为c 、电离度为α
HA
H+ + A-
开始时c： c
平衡时c： c – cα
0
0
cα cα
则有：
K
θ a
cH cA cHA
(cα)2 cα2 c cα 1 α
α 很小时，1 － α≈1，
∴ KaΘ≈c α2
α
K
θ a
K
θ a
aH aAc cHAc
γ c H H γ c Ac Ac cHAc
在弱电解质的溶液中，加入与弱电解质不具有相同 离子的强电解质，使弱电解质的电离度略有增大的 效应称作盐效应。
二、多元弱酸的电离
以H2S水溶液为例：
一级电离： H2S
K
θ a1
c H
cHS
lgγ 0.509 zi21 I I 0.30I
无机及分析化学课件(第四版)第一章
根据不同的分类标准，分析化学可以分为多种类型。按分析对象可以分为无机分析和有机分析，这是根据被测物质中是否含有碳元素来划分的。按分析方式可以分为化学分析和仪器分析，前者依赖于化学反应进行定量或定性分析，后者则利用各种精密仪器对物质进行测量。另外，根据待测组分的含量，分析化学可分为常量分析、微量分析和痕量分析。
分子结构
分子由原子通过化学键连接而成，分子的几何构型和成键方式决定了分子的性质。常见的分子结构有共价键、离子键和金属键。
晶体结构
晶体是由原子或分子在空间周期性排列形成的固体，晶体的性质与原子或分子的排列方式密切相关。晶体分为金属晶体、离子晶体、共价晶体和分子晶体等。
分子结构和晶体结构
酸和碱之间的反应称为酸碱反应，反应中质子转移是酸碱反应的本质。酸和碱的相对强弱可以通过电离常数来衡量。
实验数据处理和误差分析
实验安全
01
实验安全是实验过程中的首要问题，需要遵守实验室安全规定，正确使用实验器材和防护用品。
环境保护
02
环境保护是每个实验者应尽的责任，需要合理处理实验废弃物，减少对环境的污染。
实验安全和环境保护的实验实例
03
通过具体的实验实例，如实验室安全规定、废液处理等，来掌握实验安全和环境保护的方法。
04
无机及分析化学实验基础
1
2
3
掌握实验基本操作技术是进行无机及分析化学实验的基础，包括称量、加热、冷却、萃取、蒸发、结晶等操作。
实验基本操作技术
在进行实验基本操作时，需要注意安全、准确、快速、环保等原则，避免误差和事故的发生。
实验基本操作技术的注意事项
通过具体的实验实例，如硫酸铜晶体的制备、碘的萃取等，来掌握实验基本操作技术。
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cB
nB V
cB — 物质B的物质的量浓度 ，单位为mol·L-1。
nB — 物质B的物质的量，单位为mol。 V — 混合物的体积，单位为L 。
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第一章物质的聚集状态
12
注意：使用物质的量单位mol时，要指明物 质的基本单元。
例： c(KMnO4) = 0.10 mol·L1 与 c(1/5KMnO4) = 0.10 mol·L1 的两种溶液。 两种溶液浓度数值相同，但是，它们所表示
第一章物质的聚集状态5Βιβλιοθήκη 分散相粒子大小引分言 类的各种分散系
• 溶液(或真溶液): 分散质粒子直径小于1 nm, 均相系统, 透 明, 不能发生光的散射, 扩散速率快, 为热力学稳定状态。
• 胶体分散系统: 分散相在某方向上的直径在1~100 nm之间, 可透明或不透明, 均可发生光散射, 胶体粒子扩散速率慢, 不能透过半透膜, 有较高的渗透压。
第一章物质的聚集状态
9
在同温同压的条件下，气态物质的量与它的体积成正比，因
此混合气体中组分气体B的体积分数等于物质B的摩尔分数，
即 VB nB Vn
所以,
pB
VB V
p
例1（-2A冬r）季。草在原压上力的为空9.气7×主10要4 P含a及氮温气度(N为2)、-2氧2℃气时（，O2收）集和的氩一气 份空气试样经测定其中氮气、氧气和氩气的体积分数依次 为0.780、0.21、0.010。计算收集试样时各气体的分压。
• 粗分散系统: 分散相粒子在某方向上的直径大于100 nm, 如悬浮液、 乳状液、 泡沫、 粉尘等。 与胶体有许多共 同特性。
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第一章物质的聚集状态
6
1.2* 气体
1.2.1 理想气体状态方程式
( ideal or perfect gas equation )
pV nRT
p为气体的压力，SI单位为Pa； V为气体的体积，SI单位为为m3； n为物质的量，SI单位为mol； T为气体的热力学温度，SI单位为K； R为摩尔气体常数，8.314J·mol-1·K-1
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第一章物质的聚集状态
7
理想气体：一种假想的气体。 真实气体，特别是非极性分子或极性小的分子，在压力
不太高，温度不太低的情况下，若能较好地服从理想气体 状态方程，则可视为理想气体。
例1-1 某氢气钢瓶容积为50.0 L, 25.0℃ 时，压力为500k Pa， 计算钢瓶中氢气的质量。
1 L溶液中所含KMnO4的物质的量n是不同的，前 者为0.10 mol， 后者为0.10/5 = 0.020 mol。
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第一章物质的聚集状态
13
1.3.2 质量摩尔浓度
bB
nB mA
bB —溶质B的质量摩尔浓度，单位为mol·kg-1； nB —溶质B的物质的量，单位为mol； mA —溶剂的质量，单位为kg。
分压:在相同温度时，某组分气体单独占有混合气体
总体积时的压力。
道尔顿（Dalton）分压定律：p
p 1
p 2
...
pn
或
p pB
推论：
RT
pB
nB
，
V
p n RT V
两式相除,可得
pB
或n
B
pn
n p Bp
Bn
表明混合气体组分B的分压等于组分B的摩尔分数与混合 气体总压之乘积。
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第一章 物质的聚集状态
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第一章物质的聚集状态
1
1.1 分散系 1.2* 气体 1.3 溶液浓度的表示方法 1.4 稀溶液的通性 1.5 胶体溶液 1.6 高分子溶液和乳状液
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第一章物质的聚集状态
2
学习要求
1.了解分散系的分类及主要特征。 2.掌握理想气体状态方程式和气体
xA xB 1
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第一章物质的聚集状态
14
摩尔分数
n
xB＝
B
n
nB—B的物质的量，SI单位为mol； n —混合物总的物质的量，SI单位为mol ；
χB— 量纲为1。
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第一章物质的聚集状态
15
两组分的溶液系统 ：
溶质B的摩尔分数: 溶剂A的摩尔分数:
x nB B nA nB
xA
nA nA nB
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第一章物质的聚集状态
4
按聚集状态分类的各种分散系
分散相 气 液 固
分散介质
气 液 固
气 液 固
气 液 固
名称
气溶胶
泡沫 乳状液 液溶胶
固溶胶
实例
空气，家用煤气 泡沫,，汽水 泡沫塑料
云，雾 牛奶，含水原油
珍珠, 蛋白石
烟，粉末 金溶胶， 油墨，泥浆 有色玻璃， 某些合金
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解：根据理想气体方程式
n
pV RT
500000 Pa 50.010-3m3 8.314Pa m3 mol -1 K-1 298.15K
10.1 mol
钢瓶中氢气的质量为：10.1 mol×2.01 g·mol-1 =20.3 g。
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第一章物质的聚集状态
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1.2.2. 分压定律
分压定理。 3.掌握溶液浓度的表示方法。 4.掌握稀溶液的通性及其应用。 5.理解胶体的基本概念、结构及其性质。 6.了解高分子溶液、表面活性物质、乳
状液的基本概念和特征。
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第一章物质的聚集状态
3
1.1 分散系
分散系（disperse system）:颗粒大小不等,形状不同 的物体分散在均匀介质中所形成的体系。 分散相（dispersed phase）:被分散的物质，粒子间 有间隔，或称不连续相，相当于溶液中的溶质。 分散介质（dispersion medium）:容纳分散相的均匀 介质，或称连续相，相当于溶液中的溶剂。
解：
p(N2) = 0.78 p = 0.78×9.7×104 Pa = 7.6×104 Pa p(O2) = 0.21 p = 0.21×9.7×104 Pa =2.0×104 Pa p(Ar) = 0.01 p = 0.01×9.7×104 Pa =0.97×104 Pa
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第一章物质的聚集状态
10
1.3 溶液浓度的表示方法
名称 物质的量浓度
数学表达式 c(B) n(B)
V
单位 mol﹒L-1
质量分数 质量摩尔浓度
w(B) mB m
m(B) n(B) m
摩尔（物质的量）分数
x(B) n(B) n
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第一章物质的聚集状态
量纲为1
mol﹒kg-1 量纲为1
11
1.3.1 物质的量浓度