第2章 气体、溶液和胶体

最稳定
电子显微镜也 不可见 能透过半透膜 单相体系
很稳定
稳定
不稳定
一般显微镜 可见 不能透过 紧密滤纸
超显微镜可观察其存在
能透过滤纸， 不能透过半透膜
多相体系
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二、物质的量及其单位
1. 物质的量(n)
物质的量nB是以摩尔为计量单位来表示物质组成
的物理量。摩尔是一系统物质的量，该系统中所包含
nB bB mA
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例1 已知浓硫酸的密度为1.84 g· mL－1，硫酸的质量分数 为96.0%，试计算c(H2SO4)及c(½H2SO4)。 解：
w(H 2 SO 4 ) 0.961.84 1 c(H 2 SO 4 ) 18 . 0 （ mol L ） 3 M (H 2 SO 4 ) 98.0 10
按分散质粒子的大小，常把分散系分为三类 无机及分析化学
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分子离子分散系
胶体分散系
(d粒子=1～100nm)
粗分散系
(d粒子＜1nm)
(d粒子＞100nm)
高分子溶液 胶体溶液 浊液 低分子物质溶液 (分散质是 (分散质是分子 (分散质是分子 (分散质是小分子) 大分子) 的小集合体) 的大集合体)
c(NaOH) V(NaOH) 1 c ( H2SO 4 ) 2 V(H SO )
2 4
0.100 25 10 20 10 3
3
0.125（mol L1 )
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问 题
1、由3H2 + N2 ⇌ 2NH3化学反应方程式确定的氢 的基本单元是( )。 A. H2 B. 3H2 C. 3/2H2 D. 氢
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例4 2.60g尿素溶于50.0g水中，试计算此溶液的凝固 点和沸点。已知[CO(NH2)2]的摩尔质量为60.0 g· mol-1。
解:质量摩尔浓度
2.60 1000 -1 bB 0.866（mol kg ） 50.0 60.0
得 则沸点为 △Tb = Kb· bB = 0.52 × 0.866 = 0.45 (K) Tb = 373.15 + 0.45 = 373.60 (K)
* A A
* A B
* A
在一定温度下，难挥发非电解质稀溶液的蒸气压下降与 溶质的质量摩尔浓度成正比，而与溶质的本性无关。
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二、溶液的沸点升高和凝固点降低
沸点是指液体的饱和蒸气压等于外界大气压时的温度。
一定外压下，某物质固态的蒸气压和液态的蒸气压相 等，则液固两相平衡共存，这时的温度叫做该物质的凝 固点
1 M ( H 2 SO 4 ) = 0.049kg mol -1 2
当选择不同基本单元时，有 MaB = a MB
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3. 物质的量的计算 物质的量nB与物质的质量m(kg)、物质的摩尔质量MB 之间的定量关系如下：
m nB MB
当基本单元选择不同时，有
n aB
1 nB a
的基本单元数与0.012kg 12C的原子数目相同。
基本单元可以是分子、离子、原子、电子、光子及 其它粒子或这些粒子的特定组合，使用摩尔时必须在 其单位符号(mol)或量符号(n)后用元素符号或化学式 指明其基本单元，而不能用文字。
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例如： 1mol(H2)或n(H2) = 1mol表示基本单元是H2的物质 的量是1mol，即6.02×1023个H2； 1mol (H)或n(H) = 1mol表示基本单元是H的物质 的量是1mol，即6.02×1023个H。 1mol (2NaOH + H2SO4 = Na2SO4 + 2H2O)
1mol ( NaOH + 1/2H2SO4 = 1/2Na2SO4 + 2H2O)
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2. 物质的摩尔质量
1摩尔物质所具有的质量称为摩尔质量(M)，其单位为
kg· mol－1, 常用g· mol－1。若某物质B的质量为m, 物质的
量为nB, 则其摩尔质量MB为:
m MB nB
例如:M(H2SO4) = 0.098kg· mol－1；
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§2－2 溶液
一、分散系
一种(或多种)物质分散于另一种物质之中的形式存在， 这种存在形式称为分散系。在分散系中，被分散的物质称 为分散质，而容纳分散质的物质称为分散剂。 体系：被划分出来作为我们的研究对象； 环境：除体系以外的其他部分。 相：体系中物理性质和化学性质完全相同的均匀部 分。 相与相之间有明显的界面。同一物质可以出现几个相， 含有两相及其以上的体系称为多相体系。
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产生渗透压的条件： A.半透膜; B. 浓度差 Van’t Hoff渗透压公式: π = cBRT 对于稀溶液来说，物质的量浓度约等于质量摩尔 浓度，故上式又可表示为： π = cBRT ≈ bBRT
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例 5 有一蛋白质的饱和水溶液，每升含有蛋白质 5.18g，已知在 298.15K时，溶液的渗透压为 413Pa，
√
2、基本单元的下列叙述错误的是( B.它可以是上述粒子的组合与分割
)。
A.它可以是分子、原子、离子、电子及其他粒子 C.它可以是一个反应式，如3H2 + N2 ⇌ 2NH3
√D.它必须是客观存在的粒子
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§2－3 稀溶液的通性
对于难挥发的非电解质稀溶液，它们的蒸气压、 沸点、凝固点和渗透压表现出一定的共同性和规
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正确使用等物质的量规则的关键是基本单元的确定, 而基本单元是根据反应方程式确定的。 酸碱反应中,一般选择得失一个质子(H＋)对应的粒 子组合或化学式为基本单元，如碳酸钠常选
(½Na2CO3)、硫酸常选(½H2SO4)作基本单元； 氧化还原反应中常选得失一个电子的微粒组合或化 学式为基本单元，如1mol K2Cr2O7还原为Cr3+得到6
30.3/46 x(C2 H5OH) 0.670 30.3/46 + 50.0/154
30.3/46 b(C2 H5OH) 13.2(mol kg 1 ) 50.0/1000
0.377 1.28 1 c(C2 H5OH) 10.5(mol L ) 3 46 10
一、高分子溶液 二、乳浊液
§2-3 稀溶液的通性
一、溶液的蒸汽压下降 二、溶液的沸点升高和凝固点降低 三、溶液的渗透压
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学习要求：
1.熟悉道尔顿分压定律；
2.熟悉溶液的组成量度及等物质的量规则；
3.理解稀溶液的依数性及其应用； 4.了解胶体溶液的性质、胶团的结构、溶胶 的稳定性与聚沉。
1 w(H 2SO4 ) 0.96 1.84 1 c（ H 2SO4） 36.0 （ mol L ） 3 1 98.0 10 2 M（ H 2SO4） 2 2
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例2：把30.3g乙醇(C2H5OH)溶于50.0g CCl4所配成溶 液的密度为1.28g· cm－3。计算： (1) 乙醇的质量分数； (2) 乙醇的摩尔分数； (3) 乙醇的质量摩尔浓度； (4) 乙醇的物质的量浓度。 w(C2H5OH) 30.3/(30.3 + 50.0) 37.7% 解：
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四、等物质的量规则及其应用
在化学反应中，各反应物都是按等物质的量进行反 应的。因此，对于任意反应： aA + bB = cC + dD 若各物质的基本单元分别为aA、bB、cC、dD，则
n(aA) = n(bB) = n(cC) = n(dD)
这个关系式称为等物质的量规则
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律性，这一性质称为稀溶液的通性或依数性。
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一、溶液的蒸气压下降
液体和它的蒸汽处于平衡状态时蒸 汽所具有的压力（压强）叫该液体的 饱和蒸汽压，简称 蒸汽压 。 一定温度下，纯液体都有一定的饱 和蒸汽压。液体的蒸汽压随温度的升 高而增大。 拉乌尔（Raoult）定律:
p p x ；p p x ； p p p KbB
mol电子，故选(1/6K2Cr2O7)作基本单元,酸性介质中 高锰酸钾常选(1/5KMnO4)作基本单元。
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例3 有一种未知浓度的H2SO4溶液20mL,如用浓度为 c(NaOH)= 0.100mol· L-1的溶液25mL恰好中和完全,求 c(½H2SO4)为多少？ 解: H2SO4 + 2NaOH = Na2SO4 + 2H2O c (½ H2SO4) ·V (H2SO4) = c (NaOH) ·V (NaOH)
稀溶液的沸点升高、凝固点下降
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溶液的沸点上升和溶液凝固点下降是由于溶液蒸 气压下降的必然结果。
Tb Tb Tb K b bB
Tf Tf Tf K f bB
难挥发非电解质稀溶液的沸点上升、凝固点下降 仅与溶质的质量摩尔浓度bB成正比，与溶质本性无 关。
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§2－1 气体
一、理想气体状态方程
pV = nRT
二、 Dalton 气体分压定律 分压力：恒温下混合气体中每一种气体单独占有整个 混合气体的容积时所呈现的压力。 分压定律：混合气体的总压力等于各组分气体的分压 之和：
p总 p1 p2 p3 pi pi
bB Tb / Kb 0.28/ 0.52 0.54 （mol kg1） Tf Kf bB 1.86 0.54 1.00(K)