氫水溶液和膠體

1、第五章第五章 氫氫水水溶液和膠體溶液和膠體 1-2 1-2 氫的同位數(shù)氫的同位數(shù) 氫的成鍵特征氫的成鍵特征: :1-1 1-1 氫在周期表中的位置氫在周期表中的位置氫在周期表中的位置有各種不同意見（看教材氫在周期表中的位置有各種不同意見（看教材119120頁）頁）1- 3 氫在自然界的分布和制備氫在自然界的分布和制備 1在自然界中氫主要以化合態(tài)的形式存在于在自然界中氫主要以化合態(tài)的形式存在于水，有機(jī)物和某些礦物。自由態(tài)的氫很少。在整個(gè)宇水，有機(jī)物和某些礦物。自由態(tài)的氫很少。在整個(gè)宇宙中氫是最多的一種元素。宙中氫是最多的一種元素。一一 氫的分布?xì)涞姆植级?氫的制備氫的制備4. 實(shí)驗(yàn)室制實(shí)驗(yàn)室制

2、H2的步驟方法的步驟方法 啟普發(fā)生器有球形漏斗、容器和導(dǎo)啟普發(fā)生器有球形漏斗、容器和導(dǎo)氣管三部分組成。使用啟普發(fā)生器制取氣管三部分組成。使用啟普發(fā)生器制取氫氣十分方便，可以隨時(shí)使反應(yīng)發(fā)生或氫氣十分方便，可以隨時(shí)使反應(yīng)發(fā)生或停止。停止。1- 4 1- 4 氫的性質(zhì)和用途氫的性質(zhì)和用途1 1. . 單質(zhì)氫單質(zhì)氫2 2. . 原子氫原子氫五、氫化物五、氫化物六、氫能源六、氫能源 水是地球上分布最廣的物質(zhì)，江、河、湖、海的水幾乎覆蓋水是地球上分布最廣的物質(zhì)，江、河、湖、海的水幾乎覆蓋了地球表面的四分之三。在大氣中、地層中以及動(dòng)物的體內(nèi)都含了地球表面的四分之三。在大氣中、地層中以及動(dòng)物的體內(nèi)都含有大量的

3、水。有大量的水。 水是寶貴的自然資源，而且也是生物代謝作用的一種介質(zhì)，水是寶貴的自然資源，而且也是生物代謝作用的一種介質(zhì)，所以說沒有水就沒有生命。所以說沒有水就沒有生命。2- 1 水的組成和結(jié)構(gòu)水的組成和結(jié)構(gòu) 水是由氫和氧兩種元素組成的，其質(zhì)量組成為氫水是由氫和氧兩種元素組成的，其質(zhì)量組成為氫11112020，氧氧88888080.。結(jié)構(gòu)理論的研究和精密測定表明，水分子呈。結(jié)構(gòu)理論的研究和精密測定表明，水分子呈”V”型結(jié)構(gòu)型結(jié)構(gòu)兩個(gè)兩個(gè)O鍵之間的夾角為鍵之間的夾角為104.5,如下圖：如下圖： 由上圖可知，水分子不是一個(gè)呈線型對稱結(jié)構(gòu)的分子，分子由上圖可知，水分子不是一個(gè)呈線型對稱結(jié)構(gòu)的分子，

4、分子中的正、負(fù)電荷重心不相重和，靠近氧的一端帶負(fù)電荷，靠近氫中的正、負(fù)電荷重心不相重和，靠近氧的一端帶負(fù)電荷，靠近氫的一端帶正電荷，因此水分子是一個(gè)的一端帶正電荷，因此水分子是一個(gè)極性極性分子。分子。水分子的結(jié)構(gòu)水分子的結(jié)構(gòu)水分子的構(gòu)成水分子的構(gòu)成水水2- 2 水的物理性質(zhì)水的物理性質(zhì)純水是一種無色、無味的液體，厚層的水呈藍(lán)綠色。純水是一種無色、無味的液體，厚層的水呈藍(lán)綠色。一、溶、沸點(diǎn)高一、溶、沸點(diǎn)高在標(biāo)準(zhǔn)狀況時(shí)，水的沸點(diǎn)是在標(biāo)準(zhǔn)狀況時(shí)，水的沸點(diǎn)是373K，凝固點(diǎn)，凝固點(diǎn)(熔點(diǎn)熔點(diǎn))是是273K二、比熱容大二、比熱容大 水的比熱容維水的比熱容維4.1868103J-1K-1，使所有液態(tài)和固態(tài)

5、物質(zhì)中使所有液態(tài)和固態(tài)物質(zhì)中最大的。最大的。三三 水的密度在水的密度在276.98時(shí)最大時(shí)最大 絕大多數(shù)物質(zhì)的密度都是隨著溫度的降低而增大的，這是因?yàn)榻^大多數(shù)物質(zhì)的密度都是隨著溫度的降低而增大的，這是因?yàn)闊崦浝淇s的現(xiàn)象造成的。熱脹冷縮的現(xiàn)象造成的。2- 3 水的化學(xué)性質(zhì)水的化學(xué)性質(zhì)一一 水的熱分解反應(yīng)水的熱分解反應(yīng)2H2O = 2H2 + O21273K二二 水和金屬的作用水和金屬的作用2Na + 2H2O = 2NaOH + H22K + 2H2O = 2KOH + H2Ca + 2H2O = Ca(OH)2 + H2Mg + 2H2O =Mg(OH)2 + H2 活潑性差的金屬，只有在加熱

6、的情況下才能和水蒸氣發(fā)活潑性差的金屬，只有在加熱的情況下才能和水蒸氣發(fā)生反應(yīng)，例如：生反應(yīng)，例如：3Fe+4H2O(水蒸氣水蒸氣)=Fe3O4+4H2 三三 水和非金屬的反應(yīng)水和非金屬的反應(yīng)水和某些活潑的非金屬單質(zhì)反應(yīng)生成酸，例如：水和某些活潑的非金屬單質(zhì)反應(yīng)生成酸，例如： F2 + H2O = 2HF + 1/2O2Cl2 + H2O = HCl + HClOBr2 + H2O = 2HBr + HBrO不活潑的非金屬單質(zhì)如碳等，只有在高溫下和水蒸氣才能反應(yīng)：不活潑的非金屬單質(zhì)如碳等，只有在高溫下和水蒸氣才能反應(yīng)： C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2 四、水和氧化物的反應(yīng)四、水和氧化物

7、的反應(yīng)某些金屬氧化物和水反應(yīng)生成相應(yīng)的堿，例如：某些金屬氧化物和水反應(yīng)生成相應(yīng)的堿，例如：某些非金屬的氧化物與水反應(yīng)生成相應(yīng)的酸，例如：某些非金屬的氧化物與水反應(yīng)生成相應(yīng)的酸，例如：因此這些非金屬氧化物叫做因此這些非金屬氧化物叫做酸酐酸酐Na2O+H2O=2NaOHCaO+H2O=Ca(OH)2SO3+H2O=H2SO4P4O6+6H2O(冷冷)=4H3PO3五、水解反應(yīng)五、水解反應(yīng) 強(qiáng)酸弱堿鹽、強(qiáng)堿弱酸鹽及弱酸若堿鹽都能和水發(fā)生水解反應(yīng)強(qiáng)酸弱堿鹽、強(qiáng)堿弱酸鹽及弱酸若堿鹽都能和水發(fā)生水解反應(yīng)例如：例如：NH4Cl+H2O NH3H2O+HCINaAc+H2O NaOH+HAcNH4Ac+H2O

8、 NH3H2O+HAc 2- 4 水的狀態(tài)圖水的狀態(tài)圖53 溶溶 液液3- 1 分散體系分散體系 一種物質(zhì)的質(zhì)點(diǎn)分散在另一種物質(zhì)中所形成的體一種物質(zhì)的質(zhì)點(diǎn)分散在另一種物質(zhì)中所形成的體系，叫做系，叫做分散體系分散體系，簡稱分散系。被分散的物質(zhì)叫，簡稱分散系。被分散的物質(zhì)叫分散分散質(zhì)，質(zhì)，另一種物質(zhì)叫另一種物質(zhì)叫分散劑分散劑（或分散介質(zhì)）。按照分散質(zhì)（或分散介質(zhì)）。按照分散質(zhì)和分散劑的聚集狀態(tài)，可將分散系分為九類。按照分散和分散劑的聚集狀態(tài)，可將分散系分為九類。按照分散質(zhì)顆粒直徑的大小，可把分散系分為粗分散系、分子分質(zhì)顆粒直徑的大小，可把分散系分為粗分散系、分子分散系和膠體分散系三種。（參閱教材上

9、冊散系和膠體分散系三種。（參閱教材上冊P.136137）3- 2 物質(zhì)的溶解性和溶解度物質(zhì)的溶解性和溶解度 1物質(zhì)的溶解過程。物質(zhì)的溶解過程。2固體在水中的溶解和溶解度曲線、結(jié)晶、重結(jié)晶固體在水中的溶解和溶解度曲線、結(jié)晶、重結(jié)晶。 3氣體在水中的溶解度（以上內(nèi)容參閱教材上冊氣體在水中的溶解度（以上內(nèi)容參閱教材上冊P.140141）。）。4分配定律與萃取分配定律與萃取 分配定律是表示某溶質(zhì)在兩個(gè)互不相溶的溶劑中溶解量間的規(guī)分配定律是表示某溶質(zhì)在兩個(gè)互不相溶的溶劑中溶解量間的規(guī)律。一定溫度下，一種溶質(zhì)分配在互不相溶的兩種溶劑中的濃度律。一定溫度下，一種溶質(zhì)分配在互不相溶的兩種溶劑中的濃度比值為一常

10、數(shù)，叫做分配定律?？捎孟率絹肀磉_(dá)：比值為一常數(shù)，叫做分配定律?？捎孟率絹肀磉_(dá)： K = CA/ CB 式中式中K為分配系數(shù)，為分配系數(shù)，CA為溶質(zhì)在溶劑為溶質(zhì)在溶劑A中的濃度，中的濃度，CB為溶質(zhì)為溶質(zhì)在溶劑在溶劑B中的濃度。中的濃度。 假如有一溶于水的物質(zhì)與雜質(zhì)混在一起，我假如有一溶于水的物質(zhì)與雜質(zhì)混在一起，我們可以利用一種有機(jī)溶劑從水中抽出該物質(zhì)，使們可以利用一種有機(jī)溶劑從水中抽出該物質(zhì)，使之轉(zhuǎn)入有機(jī)溶劑，從而使該物質(zhì)與雜質(zhì)分離，也之轉(zhuǎn)入有機(jī)溶劑，從而使該物質(zhì)與雜質(zhì)分離，也可以反過來操作，即抽出雜質(zhì)，這種操作叫做有可以反過來操作，即抽出雜質(zhì)，這種操作叫做有機(jī)溶劑抽提或萃取，為了保證分離效果

11、，常常萃機(jī)溶劑抽提或萃取，為了保證分離效果，常常萃取多次。例如，水溶液中溶有少量碘和其它物質(zhì)，取多次。例如，水溶液中溶有少量碘和其它物質(zhì)，為使碘與其它物質(zhì)分為使碘與其它物質(zhì)分 離，可用適量的離，可用適量的CCl4進(jìn)行進(jìn)行萃取，碘進(jìn)入有機(jī)相，溶于萃取，碘進(jìn)入有機(jī)相，溶于CCl4，可萃取多次，可萃取多次，把碘從水溶液中分離出來。把碘從水溶液中分離出來。3- 3 溶液的溶液的 濃度濃度1“物質(zhì)的量物質(zhì)的量”濃度濃度 用單位體積溶液中所含溶質(zhì)的物質(zhì)的量表示的溶液濃用單位體積溶液中所含溶質(zhì)的物質(zhì)的量表示的溶液濃度，叫做物質(zhì)的量濃度，用符號度，叫做物質(zhì)的量濃度，用符號C表示。表示。 物質(zhì)的量濃度物質(zhì)的量濃

12、度（C）=溶質(zhì)的物質(zhì)的量溶質(zhì)的物質(zhì)的量 溶液的體積溶液的體積C的單位為的單位為molL1. 質(zhì)量質(zhì)量“物質(zhì)的量物質(zhì)的量”濃度，摩爾分?jǐn)?shù)濃度，摩爾分?jǐn)?shù) 用單位質(zhì)量的溶劑中所用單位質(zhì)量的溶劑中所含含溶質(zhì)的物質(zhì)的量表示的溶液濃度，叫做溶質(zhì)的物質(zhì)的量表示的溶液濃度，叫做質(zhì)量物質(zhì)的量濃度質(zhì)量物質(zhì)的量濃度（或質(zhì)（或質(zhì)量摩爾濃度）。用符號量摩爾濃度）。用符號m表示，單位為表示，單位為 molkg1.2質(zhì)量物質(zhì)的量濃度（質(zhì)量物質(zhì)的量濃度（m）=溶質(zhì)的物質(zhì)的量溶質(zhì)的物質(zhì)的量/溶劑的質(zhì)量溶劑的質(zhì)量 溶質(zhì)溶質(zhì)B的物質(zhì)的量與溶液（或混合物）的物質(zhì)的量之比，的物質(zhì)的量與溶液（或混合物）的物質(zhì)的量之比，叫做叫做溶質(zhì)溶質(zhì)B

13、的摩爾分?jǐn)?shù)的摩爾分?jǐn)?shù)，用符號，用符號XB表示表示 溶質(zhì)的摩爾分?jǐn)?shù)（溶質(zhì)的摩爾分?jǐn)?shù)（xB）=溶質(zhì)溶質(zhì)B的物質(zhì)的量的物質(zhì)的量/全部溶液的物質(zhì)量全部溶液的物質(zhì)量3百分比濃度和比例濃度百分比濃度和比例濃度 質(zhì)量百分比濃度是用溶質(zhì)的質(zhì)量占全部溶液的質(zhì)量的百分質(zhì)量百分比濃度是用溶質(zhì)的質(zhì)量占全部溶液的質(zhì)量的百分比表示的濃度，簡稱比表示的濃度，簡稱質(zhì)量百分濃度，質(zhì)量百分濃度，用用%表示。表示。質(zhì)量百分濃度質(zhì)量百分濃度=溶質(zhì)的質(zhì)量溶質(zhì)的質(zhì)量/溶液的質(zhì)量溶液的質(zhì)量100%此外，還有體積百分比濃度等。此外，還有體積百分比濃度等。 比例濃度：液體試劑相互混合或液體試劑用水稀釋常用比例濃度：液體試劑相互混合或液體試劑用

14、水稀釋常用體積比例濃度表示溶液的濃度。例如，體積比例濃度表示溶液的濃度。例如，12HCl溶液指的是溶液指的是1體積的體積的HCl和和2體積的水混合而成的體積的水混合而成的HCl溶液。溶液。4ppm、ppb、ppt濃度濃度(選學(xué)選學(xué)) 用溶質(zhì)的質(zhì)量占溶液的質(zhì)量的百萬分之幾表示的溶液濃用溶質(zhì)的質(zhì)量占溶液的質(zhì)量的百萬分之幾表示的溶液濃度叫做度叫做ppm。例如，。例如，1某溶液中含溶質(zhì)某溶液中含溶質(zhì)3，則該溶液的濃，則該溶液的濃度為度為3ppm. 用溶質(zhì)的質(zhì)量占溶液質(zhì)量的十億分之幾表示的濃度用溶質(zhì)的質(zhì)量占溶液質(zhì)量的十億分之幾表示的濃度叫做叫做ppb。例如。例如1某溶液中含溶質(zhì)某溶液中含溶質(zhì)10g，則該

15、溶液的濃，則該溶液的濃度為度為10ppb。 用溶質(zhì)的質(zhì)量占溶液的質(zhì)量的用溶質(zhì)的質(zhì)量占溶液的質(zhì)量的1012分之幾表示的濃度叫做分之幾表示的濃度叫做ppt. 5各種濃度間的相互換算（參閱教材上冊各種濃度間的相互換算（參閱教材上冊P.76）3- 4 稀溶液的依數(shù)性稀溶液的依數(shù)性1. 蒸汽壓下降：蒸汽壓下降：P=Km2. 沸點(diǎn)升高：沸點(diǎn)升高：Tub=Kbm3. 凝固點(diǎn)下降：凝固點(diǎn)下降：To=Kfm4 滲透壓：滲透壓：V=nRT,54 膠體膠體4- 1 膠體的制備膠體的制備1. 分散法分散法2. 凝聚法凝聚法4- 2 膠體的性質(zhì)膠體的性質(zhì)1動(dòng)力學(xué)性質(zhì)動(dòng)力學(xué)性質(zhì)布朗運(yùn)動(dòng)布朗運(yùn)動(dòng) 在膠體溶液中，膠體粒子在不斷地作無規(guī)則在膠體溶液中，膠體粒子在不斷地作無規(guī)則 的運(yùn)動(dòng)，這的運(yùn)動(dòng)，這種現(xiàn)象叫做種現(xiàn)象叫做布朗運(yùn)動(dòng)。布朗運(yùn)動(dòng)。2光學(xué)性質(zhì)光學(xué)性質(zhì)丁鐸爾效應(yīng)丁鐸爾效應(yīng) 光線通過膠體溶液時(shí)，在光束的垂直方向上可以看光線通過膠體溶液時(shí)，在光束的垂直方向上可以看到一個(gè)光柱，這種現(xiàn)象叫作到一個(gè)光柱，這種現(xiàn)象叫作丁鐸爾效應(yīng)丁鐸爾效應(yīng)。丁鐸爾效應(yīng)的產(chǎn)。丁鐸爾效應(yīng)的產(chǎn)生，是膠體粒子對光發(fā)生散