同濟的普通化學習題___珍藏版

1、專題一化學，就是研究物質(zhì)化學運動和變化規(guī)律的科學，亦即研究那些具有一定質(zhì)量、占有一定空間的實物 的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和變化規(guī)律，以及伴隨這些變化過程的能量關(guān)系的科學。物質(zhì)有4種不同的物理聚集狀態(tài)，即氣態(tài)、液態(tài)、固態(tài)和等離子態(tài)。氣體的根本特征是其具有無限的可膨脹性、無限的摻合性和外界條件溫度、壓力對其體積影響的 敏感性。理想氣體狀態(tài)方程對含有物質(zhì)的量為n的理想氣體，在密閉的容器中其體積V、壓力p和熱力學溫度T之間服從以下關(guān)系式：PV = nRT此式稱為理想氣體狀態(tài)方程。式中R叫做摩爾氣體常數(shù)，其值等于1 mol任何理想氣體的pV/T值，其數(shù)值可根據(jù)阿伏加德羅定律來求得。R= 8.314J?mo1

2、K-1。在使用理想氣體狀態(tài)方程時，要注意各物理量的量綱與R數(shù)值及其單位的一致，即R= 8.314J ?mol-1 -K-1Mp RT時，式中n、p、V、T等物理量只能用它們的根本單位mol、Pa、m?和K。pV RT 或 |理想氣體狀態(tài)方程可表示為另外一些形式，如：、混合氣體分壓定律道爾頓分壓定律、阿馬格分容定律在恒溫下，把混合氣體別離成各個單獨組分，并使其與混合氣體具有相同的壓力，此時該組分氣體所 占有的體積稱為該組分的分體積。xi四|VrVi?V n |11氣一液平衡在臨界溫度以下，氣體轉(zhuǎn)化為液體，但分子的熱運動并未停止，處于液體外表的少數(shù)分子能克服分子間力，重新飛逸出液面變成氣體，此過程

3、稱為液體的蒸發(fā)或氣化。如果把液體放置于密閉的容器中,蒸氣分子那么不致逃走，已形成的蒸氣分子又可能重新撞到液面上而凝聚為液態(tài)。蒸發(fā)與凝聚兩個過程同時 進行，但開始時前者居優(yōu)勢，所以氣相中分子逐漸增多，隨后分子返回液相的時機增大，到了一定程度，單位時間分子的出入數(shù)目相等，此時兩個過程到達平衡：液體蒸發(fā)氣體，此時，液體的蒸發(fā)和氣體的凝凝聚聚似乎已經(jīng)停止，但實際上這兩個過程仍在不斷進行，只是它們的速度相等而已，因此，這是一種動態(tài)平衡。處于動態(tài)平衡的氣體叫做飽和蒸氣，飽和蒸氣對密閉容器的器壁所施加的壓力稱為飽和蒸氣壓，簡稱 蒸氣壓。 蒸氣壓蒸氣壓是液體的重要特性之一，它是溫度的函數(shù)。液體蒸氣壓隨溫度有明

4、顯的變化，當溫度升高 時，分子的動能增加，外表層分子逸出液面的時機增加，隨之氣體分子返回液面的數(shù)目也逐漸增多，直到 建立起一個新平衡狀態(tài)，這個過程的總結(jié)果是蒸氣壓增大。假設(shè)將蒸氣壓對溫度作圖，那么可得到一條曲線， 叫做蒸氣壓曲線。液體的外表力液體部的分子與表層分子所受的作用力是不相同的。在液休部，分子受周圍其它分子的吸引力是對稱 的，而表層分子受周圍其它分子的吸引力是不對稱的。因為外表層分子是處在氣體與液體的界面上，氣相 分子對它吸引力較小，而液體局部子對它的吸引力較大，因此，表層分子有朝液體部遷移的趨勢，所以液 體外表常顯示出自動收縮的現(xiàn)象。假設(shè)在一金屬環(huán)中有一液膜，如欲保持液膜不收縮，就必

5、須加一與液膜相切的力F,邊長I越長，那么F就越大。F與I的關(guān)系為F=c 1x2由于膜有兩個外表，故乘以2,式中比例系數(shù)b相當于單位長度上與液 面相切的收縮外表的力，簡稱為外表力。液體的外表力是液體的根本物理性質(zhì)之一。它與溫度、壓力等因素有關(guān)。一般來說，液體外表力隨溫 度升高而降低。而不同種液體的外表力差異很大，說明外表力是液體分子間作用力的結(jié)果。氣、液外表存在外表力，同樣，液液、液固、固固的兩種不同物質(zhì)接觸時，也存在界面，在界 面上的分子同樣受到不對稱的吸引力，也存在使界面縮小的趨勢，即界面力。外表力或界面力的存在產(chǎn)生了許多界面現(xiàn)象：把液態(tài)農(nóng)藥噴在固態(tài)的植物葉面上時，農(nóng)藥常呈球狀而 滴落，失去

6、其作用；玻璃管中的水顯凹月形；防雨布上不沾雨水；再光滑的固體外表總是布滿塵埃；活性 炭可以吸附脫色等等。人們可以利用對外表現(xiàn)象的研究成果，為工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和日常生活效勞。如降低外表 力可以增強農(nóng)藥的藥效、增強洗滌效果，而增強外表力可以使防雨布真正地防水，增大活性炭脫色能力。 固體固體不僅具有一定的體積和形狀，而且不能流動。固體可由分子、離子或原子等粒子組成，這些粒子 靠得很近，彼此間有著相當強的作用力，致使固體表現(xiàn)出一定程度的剛性和很小的可壓縮性。固體部的粒 子不能自由移動，只能在一定位置上做熱振動。固體物質(zhì)可分為晶體和非晶體或無定形體兩大類。通 常所說的固體是指晶體而言，無定形體可看作是一種不流

7、動的“過冷液體 。晶體與非晶體有些相似之處，但有更多的不同特征：1晶體具有規(guī)那么的兒何形狀，非晶體那么沒有。2晶體具有固定的熔點， 這些物質(zhì)在熔點以上呈流體， 熔點以下是固態(tài)， 在熔點時液態(tài)和固態(tài)共存。 非晶體無固定的熔點，如玻璃受熱時只是慢慢軟化而成液體，沒有固定的熔點。3晶體顯各向異性，非晶體顯各向同性。 在容器中加熱晶體，溫度的升高使晶體中的粒子能量增大，振動加劇。在一定的溫度和壓力下，粒子 的動能增大到足以克服它們之間的相互作用、粒子能夠自由移動時，固體開始變成液體，到達液、固態(tài)動 態(tài)平衡。這時溫度不再升高，一直到全部固體變成液體，這一過程叫做固體的熔化，而相反的過程那么稱為 凝固。在

8、一定條件下，固體與其氣體也可到達動態(tài)平衡。例如把冰放入密閉容器中，可測得一定溫度下的 冰與水蒸氣平衡時的蒸氣壓。溫度升高，冰的蒸氣壓增大。在一定條件下，固體越過熔化階段直接變成氣 體的現(xiàn)象叫做升華，如寒冬的冰雪可也接變成水蒸氣，而氣體不經(jīng)過液化階段直接變?yōu)楣腆w的過程叫做凝 華，如晚秋初冬時的降霜即為一例。固體的性質(zhì)與其晶 體結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。某此物質(zhì)因其具有很大的有序排列特征，以致其結(jié)晶受熱變成液體的過程分為兩個階段：第一階段只 失去晶體的周期性，但仍保持其各向異性，這個中間狀態(tài)叫做液態(tài)晶體簡稱液晶 ；第二階段失去各向 異性后變成各向同性的真正液體。液晶在外觀上看是半透明或混濁的流體，它的力學性質(zhì)

9、像液體，可以自 由流動， 但其光學性質(zhì)卻像晶體有各向異性。 液晶有一些奇特性質(zhì)， 如向列型液晶隨電壓變化透明性不同， 加電壓后變成透明，液晶數(shù)碼顯示器就是利用了它的這種性質(zhì)?，F(xiàn)在已發(fā)現(xiàn)幾千種有機化合物能呈液態(tài)晶 體，它們多為芳香族化合物。物質(zhì)聚集狀態(tài)的相互轉(zhuǎn)化物質(zhì)的聚集狀態(tài)有時稱它為相相與態(tài)似乎可以通用，但用相更為嚴密 。三種物相之間相互轉(zhuǎn)化也 存在共同的規(guī)律。在討論相變規(guī)律之前先介紹幾個專業(yè)術(shù)語。當研究物質(zhì)變化規(guī)律時，實際上只能研究物質(zhì)的有限局部，這種被人為劃分出來作為研究對象的一部 分物質(zhì)或空間，稱為體系或系統(tǒng) 。體系以外的其它局部稱為環(huán)境。例如，一只密閉燒瓶中一半盛水與 冰的混合物，空余

10、局部假定空氣已全被除去，僅余水蒸氣。我們要研究的冰、水、水蒸氣的共存體就是一 個體系，瓶和瓶外的局部就是體系的環(huán)境。體系中物理性質(zhì)和化學性質(zhì)完全均勻的局部稱為相。例如，上 述的體系中，冰、水、水蒸氣三者在化學上雖然同屬一種物質(zhì)HzO,但三者的物理性質(zhì)并不相同，所以體系中分為冰、水、水蒸氣三個相。這種有二個或二個以上相組成的體系叫做多相體系或不均勻體系。食鹽 的水溶液是混合物體系，但它各處的組成和性質(zhì)是一樣的，所以，食鹽溶液是一個單相體系或均勻體系。 如果是飽和食鹽溶液，下面還沉有未溶解的鹽粒，那么鹽粒和鹽水各成一相就成多相體系了。在同一體系中 不同的相之間通常有界面分開，但有界面分開的不一定是

11、不同的相。例如，上述沉在底下的鹽粒不管有多 少粒都是鹽的一個相，盡管各粒子之間有界面分開，但它們的組成和性質(zhì)是一樣的。氣、液、固三者之間的物態(tài)變化不是原物質(zhì)轉(zhuǎn)變成新物質(zhì)，而是相變化。物質(zhì)存在的狀態(tài)一方面由物 質(zhì)的本性決定，另一方面與溫度和壓力有關(guān)。人們通常用相圖來說明溫度、壓力與各種相變之間的關(guān)系， 這種表達方法比用數(shù)據(jù)列表解釋更加一目了然。各種物質(zhì)都有一定的相圖，這里以水為例對相圖作一些簡 單介紹。為了表示水的三種狀態(tài)之間的平衡關(guān)系，以壓力作縱坐標，溫度作橫坐標，可以畫出體系的狀態(tài)與溫 度、壓力之間關(guān)系的平面圖，這種圖稱為相圖或狀態(tài)圖 ?？梢钥闯?，水的相圖是由相交于一點 O 的 3 根線OA

12、 OB OC將全圖劃分成3個面或區(qū)AOB BOC AOC來組成的。3個單相區(qū)：每個面代表只有1個相存在的區(qū)域，稱為單相區(qū)。AOB為氣相區(qū)，當溫度和壓力落在此面時，只能以氣相水蒸氣存在；BOC為液相區(qū)，當溫度、壓力落在此面時，只能以液相水存在；AOC為固相區(qū)，當溫度、壓力落在此面時，只能以固相冰存在。面溫度、壓力均可自由變化。3條兩相平衡線：圖中每一條線表示在平衡時兩相可以共存的壓力和溫度，稱之為兩相平衡線。OB為液一氣平衡線，當溫度和壓力處在OB線上時，液體水和它的蒸氣處于平衡狀態(tài)。B點的溫度是374 C,稱為臨界溫度高于此溫度時，不管施加多大的壓力也不能使水蒸氣液化;B點的壓力是2.21 X

13、 104 kPa,稱臨界壓力臨界溫度時，使水蒸氣液化所需要的壓力；物質(zhì)處于臨界溫度和臨界壓力的這一點稱為臨界點。OC為固一液平衡線，當溫度和壓力落在此線上時，冰和水成平衡的兩相并存。這條線最好理解為凝 固點隨壓力而變動的曲線,由于凝固點受壓力的影響很小,曲線陡峭上升,這種曲線向左傾斜的情況不常 見，水是少數(shù)兒種隨壓力升高而凝固點降低的物質(zhì)之一。OA為固一氣平衡線，當溫度和壓力落在此線上時，那么有冰和水蒸氣成平衡的兩相并存。每一根線上溫度和壓力只能自由選定其中的一個,另一個那么隨已選定 的一個而定,不能再自由變動,否那么就不復(fù)有兩相并存。例如,在含有一個三相點：圖中3條兩相平衡線的交點 O代表有

14、3個相，即冰、水與水蒸氣成平衡共存，此點稱為 三相點。此時溫度和壓力二者都不能自由選定,否那么就不能有三相共存了。水的三相點的精確值由我國已 故化學家黃子卿教授在 1938年測定，其數(shù)值是 0.009 8 C約為0.01 C , 0.610 kPa。水的三相點不同 于水的正常凝固點即冰點0C,水的正常凝固點是指在 101.325 kPa空氣壓力下固、液兩相達平衡時的 溫度。這時與冰成平衡狀態(tài)的水不是純水，而是溶有空氣的水溶液。利用相圖可以判斷出在任一溫度和壓力下可能有哪個相存在，怎樣的變化條件可以使某相消失或出現(xiàn)。例如，圖中的f、g、h是分別位于三個單相區(qū)的點，以h點來說，它代表101.325

15、 kPa壓力下溫度處于超過373.15K處。在這種條件下放置冰或水，它們是不能穩(wěn)定存在的，必然會全部變成水蒸氣。h點位于氣相區(qū)正說明這一點。如果把處于h點的水蒸氣在恒壓下逐漸冷卻，當溫度到達373.15K時到達E點，此時出現(xiàn)水和水蒸氣的兩相并存、互成平衡的情況；再冷卻下去,那么體系離開E 點繼續(xù)向左進入液相區(qū),說明此時僅有水一個相能存在,而水蒸氣相就會消失。不是說水在101.325kPa 壓力下和低于 373.15 K 時也能蒸發(fā)嗎？為什么這時水蒸氣相又不能存在呢？因為在這里考慮的是與空氣隔開的封閉體系,它受到外 壓的作用,但體系的物質(zhì)不會跑到環(huán)境中去?？稍O(shè)想此種體系處在一個有活塞將它與環(huán)境隔

16、開的圓筒中, 活塞可以白由上下,活塞連同上面的大氣壓加在一起共同構(gòu)成101.325 kPa 的壓力,此時如果體系溫度為373.15K，水的蒸氣壓恰為101.325 kPa,正好與活塞及其以上壓力相抗衡，所以，體系中允許有水、氣兩 相共存。如果溫度略低于 373.15 K,相當于線上E點稍向左移進入液相區(qū)，此時圓筒中水產(chǎn)生的蒸氣壓低 101.325 kPa ,頂不住活塞上的壓力,活塞將壓縮氣相使它全部凝結(jié)成水,結(jié)果消滅了氣相。相變和相平衡是自然界和生產(chǎn)中經(jīng)常出現(xiàn)的現(xiàn)象。物質(zhì)都有各自的相圖,認識相圖有助于觀察和了解 物質(zhì)狀態(tài)的變化規(guī)律。專題二分散系及其分類分散系一種或幾種物質(zhì)分散在另一種物質(zhì)里所形

17、成的系統(tǒng)稱為分散系統(tǒng),簡稱分散系。例如粘土分散在水中成為泥漿,水滴分散在空氣中成為云霧,奶油、蛋白質(zhì)和乳糖分散在水中成為牛奶等都是分散系。在分 散系中,被分散的物質(zhì)叫做分散質(zhì)或分散相 ,而容納分散質(zhì)的物質(zhì)稱為分散劑或分散介質(zhì) 。在上述 例子中,粘土、水滴、奶油、蛋白質(zhì)、乳糖等是分散質(zhì),水、空氣就是分散劑。分散質(zhì)和分散劑的聚集狀態(tài)不同，分散質(zhì)粒子大小不同，分散系的性質(zhì)也不同。我們可以按照物質(zhì)的聚集狀態(tài)或分散質(zhì)顆粒的大小 將分散系進行分類。分散系的分類物質(zhì)一般有氣態(tài)、液態(tài)、固態(tài)三種聚集狀態(tài)，假設(shè)按分散質(zhì)和分散劑的聚集狀態(tài)進行分類，可以把分散 系分為九類，見表 2 1。表2 1分散系分類一分散質(zhì)分散

18、劑實例固液糖水、溶膠、油漆、泥漿液液豆?jié){、牛奶、石油、白酒氣液汽水、肥皂泡沫固固礦石、合金、有色玻璃液固珍珠、硅膠、肌肉、毛發(fā)氣固泡沫塑料、海綿、木炭固氣煙、灰塵液氣云、霧氣氣煤氣、空氣、混合氣假設(shè)按分散質(zhì)粒子直徑大小進行分類，那么可以將分散系分為三類，見表2 2。表2 2分散系分類二類型粒 子直徑/nm分散系名稱主要特征分子、離子分 散系V1真溶液最穩(wěn)定，擴散快，能透過濾紙及 半透膜，對光散射極弱。單相系統(tǒng)膠體分散系1100高分子溶液很穩(wěn)定，擴散慢，能透過濾紙及 半透膜，對光冃攵射極弱，粘度大。溶膠穩(wěn)定，擴散慢，能透過濾紙，不 能透過半透膜，光散射強。多相系統(tǒng)粗分散系>100乳狀液 懸

19、濁液不穩(wěn)定，擴散慢，不能透過濾紙 及半透膜，無光散射分子與離子分散系統(tǒng)中，分散質(zhì)粒子直徑<1nm它們是一般的分子或離子，與分散劑的親和力極強，均勻、無界面，是高度分散、高度穩(wěn)定的單相系統(tǒng)。這種分散系統(tǒng)即通常所說的溶液，如蔗糖溶液、食鹽 溶液。膠體分散系中，分散質(zhì)粒子直徑為1100nm,它包括溶膠和高分子化合物溶液兩種類型。一類是溶膠,其分散質(zhì)粒子是由許多一般的分子組成的聚集體，這類難溶于分散劑的固體分散質(zhì)高度分散在液體分散劑 中，所形成的膠體分散系稱為溶膠。例如氫氧化鐵溶膠、硫化砷溶膠、碘化銀溶膠、金溶膠等。溶膠中， 分散質(zhì)和分散劑的親和力不強，不均勻，有界面。故溶膠是高度分散，不穩(wěn)定的

20、多相系統(tǒng)。由于親和力不 強，故又稱為疏液溶膠或憎液溶膠。另一類是高分子化合物溶液，如淀粉溶液、纖維素溶液、蛋白質(zhì)溶液等。高分子溶液中，分散質(zhì)粒子是單個的高分子，與分散劑的親和力強，故高分子溶液是高度分散、 穩(wěn)定的單相系統(tǒng)。高分子溶液在某些性質(zhì)上與溶膠相似。由于高分子粒子與溶劑的親和力強，故又稱為親 液溶膠。粗分散系中，分散質(zhì)粒子直徑 >10Onm用普通顯微鏡甚至肉眼也能分辯出，是一個多相系統(tǒng)。按分散 質(zhì)的聚集狀態(tài)不同，粗分散系又可分為兩類：一類是液體分散質(zhì)分散在液體分散劑中，稱為乳狀液，如牛 奶。另一類是固體分散質(zhì)分散在液體分散劑中，稱為懸濁液，如泥漿。由于粒子大，容易聚沉，分散質(zhì)也 容

21、易從分散劑中別離出來，故粗分散系統(tǒng)是極不穩(wěn)定的多相系統(tǒng)。以上三類分散系之間雖然有明顯的區(qū)別，但沒有明顯的界線，三者之間的過渡是漸變的，某些系統(tǒng)可 以同時表現(xiàn)出兩種或者三種分散系的性質(zhì)，因此以分散質(zhì)粒子直徑大小作為分散系分類的依據(jù)是相對的。溶液的濃度溶液的濃度是指一定量溶液或溶劑中所含溶質(zhì)的量。由于“溶質(zhì)的量可取物質(zhì)的量、質(zhì)量、體積， 溶液的量可取體積，溶劑的量?？扇≠|(zhì)量、體積等，所以在實際生活中我們所遇到的濃度的表示方法是多 種多樣的1。下面重點介紹幾種常用的濃度表示方法。物質(zhì)的量及物質(zhì)的量濃度物質(zhì)的量是國際單位制SI規(guī)定的一個根本物理量，用來表示系統(tǒng)中所含根本單元的量，用符號“n表示，其單位

22、為摩爾(簡稱摩)，符號mol。摩爾是一系統(tǒng)物質(zhì)的物質(zhì)的量，該系統(tǒng)中所包含的根本單元數(shù) 與0.012kg 12C的原子數(shù)目相等時，其物質(zhì)的量為1mol。1mol 12C所含的原子數(shù)，叫阿佛加德羅常數(shù)，用“ 2表示，其數(shù)值為 6.02 x 1023。因此，1摩爾任何物質(zhì)，均含有2個根本單元。在使用物質(zhì)的量時，根本單元應(yīng)予指明，它可以是分子、原子、離子、電子及其他粒子，也可以是這些微粒的特定組合。根本 單元要求用加圓括號的化學式(或化學式的組合)表示，而不宜用中文名稱。例如“1摩爾氫 的質(zhì)量多大？這句話的含義較模糊。這里所指的氫到底是氫氣(Hz)還是氫原子(H)?前者的質(zhì)量比后者大一倍，因此，1mo

23、lH2相當于2molH。當根本單元為微粒特定組合時，通常用加號連接，例如4mol ( H2+ 0.502)就是4molH2和2molQ的特定組合。再如，求KMnO的物質(zhì)的量時，假設(shè)分別用 KMnO和|?KMnO 41作根本單元，那么相同質(zhì)量的KMnO其物質(zhì)的量之間有如下關(guān)系：n(K MnQ)=15n(1KMnO4)=5n (5KMnO)可見，根本單元的選擇是任意的，它既可以是實際存在的，也可以根據(jù)需要而人為設(shè)定。1mol物質(zhì)的質(zhì)量稱為該物質(zhì)的“摩爾質(zhì)量，符號為 M單位為kg mo1,常用單位為g mol例如1mol 12C的質(zhì)量是0.012kg，貝U 12C的摩爾質(zhì)量 MC) = 12 g m

24、o1。任何分子、原子或離子的摩爾質(zhì)量，當單位為g mo1時，數(shù)值上等于其相對原子質(zhì)量、相對分子質(zhì)量或離子式量。假設(shè)用 m表示B物質(zhì)的質(zhì)量，那么該物質(zhì)的物質(zhì)的量為：mnB (2 1)Mb物質(zhì)的量濃度，是指單位體積溶液中所含溶質(zhì)B的物質(zhì)的量，以符號 cb表示。cB = ( 2 2)V式中，|nB表示溶液中溶質(zhì) B的物質(zhì)的量，V表示溶液的體積，B是溶質(zhì)的根本單元。CB的SI單位為 一 3 1摩爾每立方米(mol m ),法定單位為摩爾每升( mol L )。例2 1將36g的HCI溶于64gH2O中，配成溶液，所得溶液的密度為1.19g mL 1求c(HCl)為多少?一 1解：m(HCl) = 36

25、gmH2O) = 64gd = 1.19g mLMHCI)= 36.46 g mol1,m(HCI) = 1.19g mL1 1000mL36g36g64g=428.4gmBnBmBnBCbCbMbVM B V由那么 c(HCl)=m(HCl)4284 §= 11.76mol L-1M (HCl) V 36.46g moL 1.0L例2 2用分析天平稱取1.2346g K262O基準物質(zhì)，溶解后轉(zhuǎn)移至100.0mL容量瓶中定容，試計算c(K2Cr2O7)和 c(1K2Cr2O7)解：m(K 2Cr2O7) = 1.2346gM (K2Cr2O7) = 294.18g mol 11 一

26、 一M (6 K2Cr2O7) = - 294.18g mol 1 = 49.03g mol 1 6=m(K 2Cr2O7)=1.2346gc(K2Cr2O7)= '2 2/ =；n一3 = 0.04197mol L 1M (K2C2O7) V_294.18g mol 100.0mL10 1m(K2Cr2O7)1.2346g1c( 6 K 2CaO7) = 1=3 = 0.2518mol LM(6K2Cr2O7)V 49.03g mol 1 100.0mL10 3= m(K2Cr2O7)c(1K2Cr2O7)= 6c(aCr2O7)n(6 K 2Cr2O7) 6n(K2Cr2O7)由于

27、溶液的體積隨溫度而變，導(dǎo)致“物質(zhì)的量濃度也隨溫度而變。為防止溫度對數(shù)據(jù)的影響，常量分數(shù)等。使用不受溫度影響的濃度表示方法，如質(zhì)量摩爾濃度，質(zhì) 質(zhì)量摩爾濃度1000g溶劑中所含溶質(zhì) B的物質(zhì)的量，稱為溶質(zhì) B的質(zhì)量摩爾濃度，用符號bB表示，單位為 mol kg1。表達式為：bB =丄2 3m a例1 3 50g水中溶解0.585gNaCI，求此溶液的質(zhì)量摩爾濃度。解：NaCI 的摩爾質(zhì)量 MNaCI = 58.44g mol 1b(NaCI)= n(NaCI) = m(NaCI)m(H2O) M(NaCI) m(H2O)=0.2mol kg0.585g1358.44g mol 50g 10質(zhì)量摩

28、爾濃度與體積無關(guān)，故不受溫度變化的影響，常用于稀溶液依數(shù)性的研究。對于較稀的水溶液 來說，質(zhì)量摩爾濃度近似地等于其物質(zhì)的量濃度。摩爾分數(shù)在一物系中，某物質(zhì)i的物質(zhì)的量口占整個物系的物質(zhì)的量 n的分數(shù)稱為該物質(zhì)i的摩爾分數(shù)，符號 為Xi，其量綱為1，表達式為：卜： 2對于雙組分系統(tǒng)的溶液來說，假設(shè)溶質(zhì)的物質(zhì)的量為4nb,溶劑的物質(zhì)的量為 nA,那么其摩爾分數(shù)分別為:25對于多組分系統(tǒng)來說，那么有刀Xi = 1質(zhì)量分數(shù)混合系統(tǒng)中，某組分 B的質(zhì)量m與混合物總質(zhì)量n之比，稱為組分B的質(zhì)量分數(shù)，用符號3 b表示, 其量綱為1，表達式為：2 6質(zhì)量分數(shù)，以前常稱質(zhì)量百分濃度用百分率表達那么再乘以100%

29、。質(zhì)量濃度每升溶液中所含溶質(zhì) B的質(zhì)量g，用符號p表示,單位為g L1,計算公式為3例2 4 在常溫下取 NaCI飽和溶液10.00cm，2測得其質(zhì)量為712.003g，將溶液蒸干，得3.173g。求：1 物質(zhì)的量濃度，2質(zhì)量摩爾濃度，3飽和溶液中NaCI和HO的摩爾分數(shù),NaCI固體(4) NaCI飽和溶液的質(zhì)量分數(shù)，5質(zhì)量濃度。解:1 NaCI飽和溶液的物質(zhì)的量濃度為:c(NaCI) _ n(NaCI)V3.173g/5844g3向1 _ 5.42moI L-110.00 10 L2 NaCI飽和溶液的質(zhì)量摩爾濃度為:b(NaCI)=6.14moI kg -1n(NaCI) _ 3.173

30、g/58.44g moI m(H 2O) (12.003-3.173) 103kg3NaCI飽和溶液中n(NaCI)0.0542moln(NaCI) = 3.173g/58.44g mol_1 = 0.0542mol n(H2O) = (12.0033.173)g/18g mol 1 = 0.491molx(NaCl) = = 0.10n(NaCI) + n(H 2O)0.0542mol + 0.491molx(H 2O) = 1 x(NaCl) = 1 0.10 = 0.904NaCl飽和溶液的質(zhì)量分數(shù)為:(NaCl) = m(NaCl) = 3.173g = 0.264426.44%m(N

31、aCl) + m(H2。)12.003g(5) NaCI飽和溶液的質(zhì)量濃度為:理一=317.3g L lV 10.00 10 L稀溶液的溶質(zhì)的溶解過程是個物理化學過程。溶解的結(jié)果是溶質(zhì)和溶劑的某些性質(zhì)相應(yīng)地發(fā)生了變化，這些性 質(zhì)變化可分為兩類：一類是溶質(zhì)本性不同所引起的，如溶液的密度、體積、導(dǎo)電性、酸堿性和顏色等的變 化，溶質(zhì)不同那么性質(zhì)各異。另一類是溶液的濃度不同而引起溶液的性質(zhì)變化，如蒸氣壓下降、沸點上升、 凝固點下降、滲透壓等，是一般溶液的共性。這些性質(zhì)只與溶質(zhì)的粒子數(shù)目有關(guān)，而與溶質(zhì)的本性無關(guān)， 如不同種類的難揮發(fā)的非電解質(zhì)葡萄糖、甘油等配成相同濃度的水溶液，它們的沸點上升、凝固點下降

32、、 滲透壓等幾乎都相同，所以稱為溶液的依數(shù)性。溶液的依數(shù)性只有在溶液的濃度很稀時才有規(guī)律，而且溶 液越稀，其依數(shù)性的規(guī)律性越強。稀溶液的依數(shù)性與溶劑的相平衡有關(guān)，因此先介紹溶劑水的相平衡及其相圖。水的相圖被人為劃定作為研究對象的物質(zhì)叫系統(tǒng)。在一個系統(tǒng)中，物理性質(zhì)和化學性質(zhì)完全相同并且組成均勻 的局部稱為相。如果系統(tǒng)中只有一個相叫做單相系統(tǒng)，含有兩個或兩個以上相的系統(tǒng)那么稱為多相系統(tǒng)。系 統(tǒng)里的氣體，無論是純氣體還是混合氣體，總是單相的。系統(tǒng)中假設(shè)只有一種液體，無論是純液體如水 還是真溶液如 NaCI水溶液也總是單相的。假設(shè)系統(tǒng)里有兩種液體，那么情況較復(fù)雜：酒精和水這兩種液體能以任意比例混合，那

33、么是單相系統(tǒng)，而乙醚與水其中間有液一液界面隔開，為互不相溶的油和水在一起構(gòu) 成兩相系統(tǒng)。不同固體的混合物，是多相系統(tǒng)，如花崗巖是由石英、云母、長石等多種礦物組成的多相系 統(tǒng)。不同相之間具有明顯的光學界面，光由一相進入另一相會發(fā)生反射和折射，光在不同相里行進的速度 不同。相和態(tài)是兩個不同的概念，態(tài)是指物質(zhì)的聚集狀態(tài)，如上述由乙醚和水所構(gòu)成的系統(tǒng)，只有一個狀態(tài) 液態(tài)，卻包含有兩個相。相和組分也不是一個概念。例如同時存在水蒸氣、液態(tài)水和冰的系統(tǒng)是三相系統(tǒng)，但這個系統(tǒng)中只有 一個組分一一水。冰、水、水蒸氣的化學組成相同，三者之間的轉(zhuǎn)化沒有發(fā)生化學變化，卻發(fā)生了相的變 化。固、液、氣三相之間的轉(zhuǎn)化稱為相

34、變，相變到達平衡狀態(tài)時稱為相平衡。為了表示水的固、液、氣三 態(tài)之間在不同溫度和壓力下的平衡關(guān)系，以壓力為縱坐標，溫度為橫坐標，表達系統(tǒng)狀態(tài)及溫度和壓力間 關(guān)系的圖稱為相圖或狀態(tài)圖。水的相圖由三條線、三個區(qū)和一個點組成。OA 線是水的蒸氣壓曲線，它代表了水和蒸氣兩相平衡關(guān)系隨溫度和壓力的變化。OA線上的各點表示在某一溫度下所對應(yīng)的水的蒸氣壓，或到達水的某一蒸氣壓時， 所需的對應(yīng)溫度。所以O(shè)A線上的各點表示的是水和其蒸氣長久共存的溫度和壓力條件。A點為臨界點，該點的溫度是 374 C,稱臨界溫度高于此溫度時，不管多大的壓力也不能使水蒸氣液化；此點的壓力是2.21 x 104kPa,稱臨界壓力臨界溫

35、度時使水蒸氣液化所需要的壓力。OB線是冰的蒸氣壓曲線又稱為冰的升華曲線，線上各點表示冰與其蒸氣長期共存的溫度和壓力條件。OC線是水的凝固曲線，線上各點表示水與冰達成平衡時對應(yīng)的溫度和壓力條件。OC線幾乎與縱坐標平行，說明壓力變化對水的凝固點變化影響不大。三條曲線的交點 O點表示冰、水、水蒸氣三相共存時的溫度和壓力，所以O(shè)點稱為三相點。三相點是純水在它自己飽和蒸氣壓力下的凝固點。三相點的蒸氣壓為0.611kPa，溫度為0.00981 C，要維持三相平衡，須保持此溫度和壓力，改變?nèi)魏我粋€條件那么會使三相平衡遭到破壞，而冰點是在101.325kPa下被空氣飽和的水和冰的平衡溫度，冰點的溫度為0C。純

36、水三相點的溫度和壓力是由我國物理化學家黃子卿教授首先精確測定的。三條曲線將圖分為三個區(qū)，AOB是氣相區(qū)，AOC是液相區(qū)，BOC為固相區(qū)。每個區(qū)只存在水的一種狀態(tài)，稱單相區(qū)。如在 AOB區(qū)域，在每一點相應(yīng)的溫度和壓力下，水都呈氣態(tài)。在單相區(qū)中，溫度和壓力可以在一 定圍同時改變而不引起狀態(tài)變化即相變，因此，只有同時指明溫度和壓力，系統(tǒng)的狀態(tài)才能完全確定。溶液的蒸氣壓下降物質(zhì)分子在不斷地運動著。 如果將液體置于密閉的容器中，液體中一局部能量較高的分子會克服其它分子對它的吸引而逸出，成為蒸氣分子，這個過程叫蒸發(fā)，又稱為氣化。液面附近的蒸氣分子又可能被吸引或 受外界壓力的作用重新回到液體中，這個過程叫做

37、凝聚。開始時，因空間沒有蒸氣分子，蒸發(fā)速度較快，隨 著蒸發(fā)的進行，液面上方的蒸氣分子逐漸增多，凝聚速度隨之加快。一定時間后，當蒸發(fā)速度和凝聚速度相 等時，該液體和它的蒸氣處于動態(tài)平衡狀態(tài)，即在單位時間，由液面蒸發(fā)的分子數(shù)和由氣相返回液體的分子數(shù)相等。此時的蒸氣稱為飽和蒸氣，飽和蒸氣所產(chǎn)生的壓力稱為飽和蒸氣壓，簡稱蒸氣壓。蒸氣壓的單位為Pa或 kPa。相同溫度下，不同的液體有不同的蒸氣壓，如表1 3,它與液體的本性有關(guān)。通常把常溫下蒸氣壓較高的物質(zhì)稱為易揮發(fā)性物質(zhì)，如苯、碘、乙醚等，蒸氣壓較低的物質(zhì)稱為難揮發(fā)性物質(zhì)，如甘油、食鹽等。純液體在一定溫度下具有一定的蒸氣壓。由于蒸發(fā)是吸熱過程，所以同一

38、液體的蒸氣壓隨著溫度的升高而增大。例如：20C時水的蒸氣壓為 2.34 kPa,而100 C時那么有101.325 kPa。與液體相似，固體也可以蒸發(fā)，因而也有一定的蒸氣壓，但一般都很小。如往密閉容器的純?nèi)軇┧袇⒓由倭侩y揮發(fā)非電解質(zhì)，在同一溫度下，稀溶液的蒸氣壓總是低于純?nèi)軇┧恼魵鈮?，這種現(xiàn)象稱為溶液的蒸氣壓下降。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是由于在溶劑中參加難揮發(fā)非電解質(zhì)后， 每個溶質(zhì)分子與假設(shè)干個溶劑分子相結(jié)合，形成了溶劑化分子，溶劑化分子一方面束縛了一些能量較高的溶劑分子，另一方面又占據(jù)了溶液的一局部外表，結(jié)果使得在單位時間逸出液面的溶劑分子相應(yīng)地減少，到達平衡狀態(tài)時，溶液的蒸氣壓必定比純?nèi)軇?/p>

39、的蒸氣壓低，顯然溶液濃度越大，蒸氣壓下降得越多。如圖1 2。1887年法國物理學家拉烏爾Raoult 研究了溶質(zhì)對純?nèi)軇┑哪厅c和蒸氣壓的下降，得出如下結(jié)論： 在一定溫度下，難揮發(fā)非電解質(zhì)稀溶液的蒸氣壓p,等于純?nèi)軇┑恼魵鈮簆 *乘以溶劑在溶液中的摩爾分數(shù)Xa,這種定量關(guān)系稱為拉烏爾定律。其數(shù)學表達式為：p= p* Xa 2 8 式中p表示溶液的蒸氣壓，p*表示純?nèi)軇┑恼魵鈮海驗閄a+ Xb = 1那么p= p* 1 Xb= p* p*XB p= p* p= p* Xbp,與溶質(zhì)的摩拉烏爾定律的另一種表述是：在一定溫度下，難揮發(fā)非電解質(zhì)稀溶液的蒸氣壓下降 爾分數(shù)Xb成正比。因為Xb=當溶液很

40、稀時,nA >>nB 貝y xb nBnA如果溶劑是水，且質(zhì)量為100 0g，那么溶質(zhì)B的物質(zhì)的量nB就等于溶液的質(zhì)量摩爾濃度bB。因為 nA=1000g一 118.016g mol55.51mol所以 p= p* Xb p*nBnA=p*55.51定溫度下，純?nèi)軇┑恼魵鈮簆* 是一定值，所以p-為一常數(shù)，用 K表示，那么有55.512 9在一定的溫度下，難揮發(fā)非電解質(zhì)稀溶液的蒸氣壓下降，近似地與溶液 p= K- b由此，拉烏爾定律又可表述為： 的質(zhì)量摩爾濃度成正比，而與溶質(zhì)的種類無關(guān)。溶液的蒸氣壓下降，對植物的抗旱抗寒具有重要意義。經(jīng)研究說明，當外界氣溫升高或降低時，在有機 體的

41、細胞中，可溶物主要是可溶性糖類等小分子物質(zhì)強烈地溶解，增大了細胞液的濃度，從而降低了細 胞液的蒸氣壓，使植物的水分蒸發(fā)過程減慢。因此，植物在較高溫度下仍能保持必要的水分而表現(xiàn)出抗旱性。溶液的沸點上升和凝固點下降在一定壓力下，液體的外表和部同時進行汽化的過程稱為沸騰，此時的溫度稱為沸點。因此，沸點與壓 力有關(guān)。當液體的蒸氣壓等于外界大氣壓時的溫度，便是該液體的正常沸點。如水的正常沸點是373.15K100C,此時水的飽和蒸氣壓等于外界大氣壓101.325kPa。根據(jù)拉烏爾定律，難揮發(fā)非電解質(zhì)稀溶液沸點上升與溶液質(zhì)量摩爾濃度近似成正比，與溶質(zhì)本性無關(guān)， 其數(shù)學表達式為: t b = Kb b(21

42、0)式中Kb為溶劑的沸點上升常數(shù)，該常數(shù)取決于溶劑的性質(zhì)，與溶質(zhì)的性質(zhì)無關(guān)。Kb值通過實驗測得，也可以由理論推算，單位為。kg mol 1或K- kg mol1。常見的幾種溶劑的沸點上升常數(shù)見表1 5。物質(zhì)的凝固點是指在一定的外界壓力下該物質(zhì)的液相和固相蒸氣壓相等、固液兩相能夠平衡共存時的溫 度。外壓是標準大氣壓時的凝固點稱為正常凝固點。如水的正常凝固點(亦稱冰點)在標準大氣壓(101.325kPa )下是273.15K (0C)。此時，液相水和固相冰的蒸氣壓相等，冰和水能夠平衡共存。當溶液中兩相的蒸氣壓不 相等時，兩相不能共存。如在 273.15K以下時，水的蒸氣壓高于冰的蒸氣壓，水將轉(zhuǎn)化為

43、冰；在 273.15K以上 時，冰的蒸氣壓高于水的蒸氣壓，冰將融化為水。溶液的凝固點是指溶液中的溶劑和它的固相平衡共存時的溫度。當在0C的冰水平衡系統(tǒng)中參加難揮發(fā)的非電解質(zhì)后，勢必引起液相水的蒸氣壓下降，而對于溶劑的固態(tài)物質(zhì)冰的蒸氣壓那么不會改變。因此，兩相不 能平衡共存，由于溶液的蒸氣壓下降，致使冰的蒸氣壓高于水的蒸氣壓，冰會融化成水。由于冰的蒸氣壓下 降速度比水溶液的蒸氣壓下降速度要大，當溫度降低到tf時，冰和溶液的蒸氣壓重新相等(圖1 3中0'點對應(yīng)的溫度)，溶液開始結(jié)冰。0'點的溫度是溶液在低蒸氣壓下的凝固點tf，可見溶液的凝固點總是低于純?nèi)軇┑哪厅ct*f, tf與t

44、*f之差即為溶液的凝固點下降tf = tf t*f。根據(jù)拉烏爾定律有： tf = K b(2 11)式中K稱為溶劑的凝固點下降常數(shù)，單位為。kg mol 1或K- kg mol 1。它也隨溶劑不同而異，與溶質(zhì)的性質(zhì)無關(guān)。應(yīng)用溶液的蒸氣壓下降、沸點上升和凝固點下降可以測定溶質(zhì)的摩爾質(zhì)量，但在實際應(yīng)用中常用溶液 的凝固點下降來進行測定。因為同一溶劑的凝固點下降常數(shù)比沸點上升常數(shù)要大，而且晶體析出現(xiàn)象較易 觀察，測定結(jié)果的準確度高。所以凝固點下降法測定摩爾質(zhì)量比用沸點上升法應(yīng)用更為廣泛。例2 5取2.67g萘溶于100g苯中，測得該溶液的凝固點下降了1.07K，求萘的摩爾質(zhì)量。解 苯的凝固點下降常數(shù)

45、為5.12 K kg mol 1 t f = Kf b12.67g1.07K = 5.12 K kg mol X M 100 10 kg1 M= 127.8 g mol滲透壓圖1 4所示是一個連通器，中間裝有半透膜，半透膜是只允許溶劑分子透過而不允許溶質(zhì)透過的物質(zhì)(如動物的膀胱膜、腸膜、植物細胞原生質(zhì)膜或人造羊皮紙等)。在膜兩邊分別放入蔗糖水和純水，并使兩邊液面高度相等。經(jīng)過一段時間以后，可以觀察到純水液面下降，而糖水的液面上升，這似乎說明純 水中有一局部水分子通過半透膜進入了溶液，產(chǎn)生了滲透。其實水分子不但從純水透過半透膜向糖水擴散，同時也有水分子從糖水側(cè)向純水側(cè)擴散，只是由于糖水中水分子濃

46、度較純水低，溶液的蒸氣壓小于純?nèi)軇?的蒸氣壓，致使單位時間純水中水分子透過半透膜進入溶液的速率大于溶液中水分子透過半透膜進入純水 的速率，故使糖水體積增大，液面升高。當糖水液面上升了某一高度h時，水分子向兩個方向的滲透速度相等，此時水柱高度不再改變，滲透處于平衡狀態(tài)。換句話說，水柱所產(chǎn) 生的靜水壓阻止了純水向溶液的滲透。假設(shè)在糖水液面上加一活塞并施加恰好阻止水分子滲透的壓力，這個壓力就是該溶液的滲透壓。因此， 為了阻止?jié)B透作用的進行而施加于溶液的最小壓力稱為滲透壓，用符號n表示。1886年，荷蘭物理學家特霍夫(Van' t Hoff )總結(jié)大量實驗結(jié)果后指出，稀溶液的滲透壓與溶液濃 度

47、及溫度的關(guān)系與理想氣體方程相似：n V= nRT_(2 12)或n = RT = cRT( 2 13)Tv當溶液濃度很稀時，c - b n = bRT滲透不僅可以在純?nèi)軇┡c溶液之間進行，同時也可以在兩種不同濃度的溶液之間進行。因此，產(chǎn)生滲 透作用必須具備兩個條件：一是有半透膜存在；二是半透膜兩側(cè)單位體積溶劑的分子數(shù)目不同(如水和水 溶液之間或稀溶液和濃溶液之間)。如果半透膜兩側(cè)溶液的濃度相等，那么滲透壓相等，這種溶液稱為等滲溶液。如果半透膜兩側(cè)溶液的濃度不等，那么滲透壓就不相等，滲透壓高的溶液稱為高滲溶液，滲透壓低的 溶液稱為低滲溶液，滲透是從稀溶液向濃溶液方向擴散。如果外加在溶液上的壓力超過

48、了溶液的滲透壓，那么溶液中的溶劑分子可以通過半透膜向純?nèi)軇┓较驍U 散，純?nèi)軇┑囊好嫔仙?，這一過程稱為反滲透。反滲透原理廣泛應(yīng)用于海水淡化，工業(yè)廢水處理和溶液的濃縮等方面。與凝固點下降、沸點上升實驗一樣，溶液的滲透壓下降也是測定溶質(zhì)的摩爾質(zhì)量的經(jīng)典方法之一，而 且特別適用于摩爾質(zhì)量大的分子。例2 6 在1L溶液中含有5.0g血紅素，298K時測得該溶液的滲透壓為182Pa,求血紅素的平均摩爾解：由 n = CRT182Pac "-5-1C RT11= 7.3 10 mol L8.314kPa L molK298K平均摩爾質(zhì)量=5叮1 = 6.8 104g mol-17.3 105 mo

49、l L1強電解質(zhì)理論難揮發(fā)非電解質(zhì)稀溶液的蒸氣壓下降、凝固點下降、沸點上升和滲透壓，都與溶液中所含的溶質(zhì)的種 類無關(guān)，而與溶液的濃度有關(guān)，總稱為稀溶液的依數(shù)性，也叫做稀溶液的通性。對于濃溶液、電解質(zhì)溶液 而言也有蒸氣壓下降、凝固點下降、沸點升高以及滲透壓，但是各項依數(shù)性數(shù)值比根據(jù)拉烏爾定律計算的 數(shù)值要大得多，這種現(xiàn)象稱為電解質(zhì)溶液的反常現(xiàn)象。表1 7列出了幾種無機鹽水溶液的凝固點下降數(shù)值。由表可見，同濃度的電解質(zhì)稀溶液凝固點下降A(chǔ) t 'f皆比非電解質(zhì)稀溶液的凝固點下降tf數(shù)值要大,兩者之比用i表示：tf對于同種電解質(zhì)稀溶液，不僅凝固點下降A(chǔ) t ff，而且蒸氣壓下降A(chǔ) p'

50、、沸點上升A t 'b、滲透壓 n f等均比同濃度的非電解質(zhì)稀溶液的相應(yīng)數(shù)值要大，且存在著以下關(guān)系：1tf tbptftbpi稱為特霍夫校正系數(shù)。在運用電解質(zhì)稀溶液的依數(shù)性時，必須乘以特霍夫系數(shù)i，才符合實驗結(jié)果。為了定量描述電解質(zhì)溶液中離子間的牽制作用，引入了活度的概念?；疃仁菃挝惑w積溶液在表觀上所含的離子濃度，即有效濃度?；疃萢與實際濃度c的關(guān)系為：a = 丫 c1 13式中丫為活度系數(shù)。它反映了電解質(zhì)溶液中離子間相互牽制作用的大小，溶液越濃，離子電荷越高,離子間的牽制作用越強烈。當溶液稀釋時，離子間相互作用極弱，丫宀1,這時，活度與濃度根本趨于一致了。電解質(zhì)溶液的濃度和活度之間一

51、般是有差異的，嚴格說來，都應(yīng)該用活度來計算，但對于稀溶液、弱 電解質(zhì)溶液、難溶強電解質(zhì)溶液作近似計算時，通常就用濃度進行計算。這是因為在這些情況下溶液中的 離子濃度很低，離子強度很小， Y值十分接近1的緣故。膠體溶液顆粒直徑在1100nm的分散質(zhì)分散到分散介質(zhì)中，構(gòu)成的多相系統(tǒng)稱為膠體。通常制備膠體的方法 有分散法和凝聚法兩種。溶膠的性質(zhì)溶膠所具有的特性是與膠體粒子的大小分不開的。光學性質(zhì)將一束聚光光束照射到膠體時，在與光束垂直的方向上可以觀察到一個發(fā)光的圓錐體，這種現(xiàn)象稱為 丁鐸爾Tyndall現(xiàn)象或丁鐸爾效應(yīng)見圖 1 5。當光束照射到大小不同的分散相粒子上時，除了光的吸收之外，還可能產(chǎn)生兩

52、種情況：一種是如果分 散質(zhì)粒子大于入射光波長，光在粒子外表按一定的角度反射，粗分散系屬于這種情況；另一種是如果粒子 小于入射光波長，就產(chǎn)生光的散射。這時粒子本身就好似是一個光源，光波繞過粒子向各個方向散射出去，散射出的光就稱為乳光。由于溶膠粒子的直徑在 1100nm之間，小于入射光的波長400760nm,因此發(fā)生了光的散射作用 而產(chǎn)生丁鐸爾現(xiàn)象。分子或離子分散系中，由于分散質(zhì)粒子太小<1nm,散射現(xiàn)象很弱，根本上發(fā)生的是光的透射作用，故丁鐸爾效應(yīng)是溶膠所特有的光學性質(zhì)。2 .動力學性質(zhì)在超顯微鏡下觀察溶膠，可以看到代表溶膠粒子的發(fā)光點在不斷地作無規(guī)那么的運動，這種現(xiàn)象稱為布 朗(Brow

53、n )運動布朗運動是分散介質(zhì)的分子由于熱運動不斷地由各個方向同時撞擊膠粒時，其合力未被相互抵消引起 的，因此在不同時間，指向不同的方向，形成了曲折的運動(圖1 7)。當然，溶膠粒子本身也有熱運動，我們所觀察到的布朗運動，實際上是溶膠粒子本身熱運動和分散介質(zhì)對它撞擊的總結(jié)果。溶膠粒子的布朗運動導(dǎo)致其擴散作用，它可以自發(fā)地從粒子濃度大的區(qū)域向粒子濃度小的區(qū)域擴散。 但由于溶膠粒子比一般的分子或離子大得多，故它們的擴散速度比一般的分子或離子要慢得多。在溶膠中，溶膠粒子由于本身的重力作用而會沉降，沉降過程導(dǎo)致粒子濃度不均勻，即下部較濃上部 較稀。布朗運動會使溶膠粒子由下部向上部擴散，因而在一定程度上抵

54、消了由于溶膠粒子的重力作用而引 起的沉降，使溶膠具有一定的穩(wěn)定性，這種穩(wěn)定性稱為動力學穩(wěn)定性。3 .電學性質(zhì)電泳 在U型電泳儀裝入紅棕色的 Fe(OH)3溶膠，溶膠上方加少量的無色 NaCI溶液，使溶液和溶膠 有明顯的界面(圖1 8)。插入電極，接通電源后，可看到紅棕色的Fe(OH)3溶膠的界面向負極上升，而正極界面下降。這說明Fe(OH)3溶膠粒子在電場作用下向負極移動，說明Fe(OH)3溶膠膠粒是帶正電的， 稱之為正溶膠。如果在電泳儀中裝入黃色的AS2&溶膠，通電后，發(fā)現(xiàn)黃色界面向正極上升，這說明AS2&膠粒帶負電荷，為負溶膠。溶膠粒子在外電場作用下定向移動的現(xiàn)象稱為電泳。

55、通過電泳實驗，可以判斷溶膠 粒子所帶的電性。電滲與電泳現(xiàn)象相反，使溶膠粒子固定不動而分散介質(zhì)在外電場作用下作定向移動的現(xiàn)象稱為電 滲。電滲在特制的電滲管中進行(圖 1 9),電滲管中的隔膜可由素瓷片、凝膠、玻璃纖維等多孔性物質(zhì)制成。溶膠放入隔膜中間，在A、B兩室中充滿水，并使左右兩側(cè)細管水位相等，然后接通電源，液體就會透過多孔性隔膜向某一極移動，移動的方向可由側(cè)管中水面的升降來觀察。如將Fe(OH)3溶膠裝入中間的隔膜，通電一段時間后，發(fā)現(xiàn)A室側(cè)管液面比 B室側(cè)管液面要高。這說明Fe(OH)3溶膠中分散介質(zhì)帶負電，向正極移動。電滲實驗通過測定分散介質(zhì)所帶電荷的電性判斷溶膠粒子所帶電荷的電性，因為溶膠粒子所帶電荷的電性與分散介質(zhì)所帶 電荷的電性是相反的。溶膠粒子帶電的原因溶膠的電泳和電滲現(xiàn)象統(tǒng)稱為電動現(xiàn)象。電動現(xiàn)象說明，溶膠粒子是帶電的。帶電的原因有吸附帶電 和電離