第一章氣體和溶液介紹.ppt

1、無機及分析化學(xué) Analytical Chemistry,授課教師: 朱英杰 聯(lián)系方式教材： 無機及分析化學(xué) 葉芬霞編 普通高等教育十二五國家級規(guī)劃教材 高等教育出版社，出版日期：2014.08 無機及分析化學(xué)實驗 葉芬霞編 高等教育出版社,出版日期:2014.08,目 錄,第一章 氣體和溶液 第二章 化學(xué)熱力學(xué)基礎(chǔ) 第三章 化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡 第四章 物質(zhì)結(jié)構(gòu) 第五章 重要元素及其化合物 第六章 定量分析基礎(chǔ) 第七章 酸堿平衡與酸堿滴定法 第八章 重量分析法和沉淀滴定法 第九章 氧化還原反應(yīng)和氧化還原滴定法 第十章 配位平衡和配位滴定法 第十一章 吸光光度法,主

2、要參考文獻： 無機及分析化學(xué)(第4版) ，南京大學(xué)無機及分析化學(xué)編寫組，高等教育出版社，2006.4； 無機與分析化學(xué)教程(高等學(xué)校教材) ，俞斌 ，化學(xué)工業(yè)出版社，2007.8；,本學(xué)科的學(xué)習(xí)方法,課前預(yù)習(xí)，找出難點。 課間認真聽講，做好課堂筆記。 課后做適當(dāng)練習(xí)，鞏固所學(xué)知識。 重視實驗，認真對待每一個實驗。 做好階段性總結(jié)，對所學(xué)知識點進行歸 納。,無機化學(xué),定義,除去碳氫化合物和其他衍生物外，無 機化學(xué)是對所有元素和它們的化合物及反 應(yīng)進行實驗研究和理論解釋的科學(xué)。,測量和表征物質(zhì)的組成和結(jié)構(gòu)的分支學(xué)科。以化學(xué)反應(yīng)為基礎(chǔ)的分析方法稱為 化學(xué)分析法，利用特定儀器并以物質(zhì)的物理化學(xué)性質(zhì)為基

3、礎(chǔ)的分析方法稱為儀器分析法,定義,分析化學(xué),分析化學(xué)的主要任務(wù)：,(1)確定物質(zhì)的化學(xué)組成定性分析 (2)測量各組成的含量定量分析 (3)表征物質(zhì)的化學(xué)結(jié)構(gòu)、形態(tài)、能態(tài)結(jié)構(gòu)分析、形態(tài)分析、能態(tài)分析 (4)表征組成、含量、結(jié)構(gòu)、形態(tài)、能態(tài)的動力學(xué)特征動態(tài)分析,例如：大黃中有哪些微量元素？大黃中大黃酚的含量？大黃酚的化學(xué)結(jié)構(gòu)？微量元素的形態(tài)？化學(xué)分析的空間分布？在不同的生長階段，大黃中的藥物成分的變化？ 例如：藥物分子結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系？,應(yīng) 用,第一章 氣體和溶液,1.1 氣體 1.2 溶液 1.3 膠體,1.1 氣 體,1.1.1 理想氣體狀態(tài)方程式,氣體的最基本特征： 具有可壓縮性和擴散性。,

4、注：R- 通用氣體常數(shù) 在STP下，p =101.325kPa, T=273.15K n=1.0 mol時, Vm=22.414L=22.41410-3m3,pV = nRT,理想氣體： 微觀角度：理想氣體分子之間沒有相互吸引和排斥，分子本身的體積相對于氣體所占有體積完全可忽略。 實際氣體處于低壓（低于數(shù)百千帕）高溫（高于273K）的條件下，分子間距離甚大，可忽略分子體積且分子間相互作用力迅速減小，近似看作理想氣體。,pV = nRT 注：R- 通用氣體常數(shù) 在STP下，p =101.325kPa, T=273.15K n=1.0 mol時, Vm=22.414L=22.41410-3m3,R

5、=8.314 kPaLK-1mol-1,理想氣體狀態(tài)方程式：,=8.314 Pam3K-1mol-1,1. 計算p，V，T，n四個物理量之一。,2.氣體摩爾質(zhì)量的計算,M = Mr gmol-1,1.1.2 理想氣體狀態(tài)方程式的應(yīng)用,用于溫度不太低，壓力不太高的真實氣體。,pV = nRT,3.氣體密度的計算, = m / V, =,例11： 一學(xué)生在實驗室，在73.3kPa和25下收集得250mL某氣體。在分析天平上稱量，得氣體凈質(zhì)量為0.118g。求這種氣體的相對分子質(zhì)量。,解： 由 或M16.0gmol-1 所以該氣體的相對分子質(zhì)量為16.0,例1-2、容積為1010-3m3的鋼瓶內(nèi)盛有

6、氫氣，假定在氣焊過程中，溫度保持27C不變，問當(dāng)瓶內(nèi)壓強由50atm降為10atm時，共用去多少千克氫氣？,解：,對于初始狀態(tài)，按照狀態(tài)方程有,得,對于終了狀態(tài)，按照狀態(tài)方程有,得,所以,組分氣體： 理想氣體混合物中每一種氣體叫做組分氣體。 氣體的分壓： 組分氣體B在相同溫度下占有與混合氣體相同體積時所產(chǎn)生的壓力，叫做組分氣體B的分壓。,1.1.3 道爾頓分壓定律（重點）,道爾頓分壓定律：,混合氣體的總壓等于混合氣體中各組分氣體 分壓之和。 即： p = p1 + p2 + pi 或 p = pi,令 n =n1+ n2+ni,因：,故：,分壓的求解：,x B B的摩爾分數(shù),例題：某容器中含有

7、NH3、O2 、N2等氣體的混合物。取樣分析后，其中n(NH3)=0.320mol，n(O2)=0.180mol，n(N2)=0.700mol。混合氣體的總壓p=133.0kPa。試計算各組分氣體的分壓。,解：n= n(NH3)+n(O2)+n(N2),=1.200mol,=0.320mol+0.180mol+0.700mol,p(N2)= p- p(NH3) - p(O2) =(133.0-35.5-20.0)kPa =77.5kPa,組分的分體積,所謂分體積是指組分氣體在保持混合氣體的溫度、壓力下，單獨存在時所占有的體積。,例如：25時，裝有0.3MPa O2的體積為1L的容器與裝有0.0

8、6MPa N2 的體積為2L的容器用旋塞連接。打開旋塞，待兩氣體混合后，計算：O2，N2的分體積。,1.1.4 道爾頓分壓定律的應(yīng)用,水的飽和蒸氣壓只與水的溫度有關(guān)（見表）,排水法收集的氣體總是含有飽和的水蒸氣 P(總壓）p(氣體）p(水蒸氣）,例題: 可以用亞硝酸銨受熱分解的方法制取純氮氣。反應(yīng)如下： NH4NO2(s) 2H2O(g) + N2(g) 如果在19、97.8kPa下，以排水集氣法在水面上收集到的氮氣體積為4.16L，計算消耗掉的亞硝酸銨的質(zhì)量。（ 19 水的飽和蒸氣壓為p2.20kPa）,解： T =(273+19)K = 292K p=97.8kPa V=4.16L 292

9、K 時，p(H2O)=2.20kPa Mr (NH4NO2)=64.04,n(N2)=pN2V/(RT),pN2= p- p(H2O) = 97.8-2.2 = 95.6KPa,NH4NO2(s) 2H2O(g) + N2(g) 64.04g 1mol m(NH4NO2)=? 0.164mol,n(N2) =,m(NH4NO2) =,=10.5g,=0.164mol,1.2 溶 液,分散體系：把一種或幾種物質(zhì)分散在另一種物質(zhì)中就構(gòu)成分散體系。被分散的物質(zhì)稱為分散相，把分散相分散開來的物質(zhì)叫做分散介質(zhì)。,按分散相粒子的大小分為：（1nm = 10-9 m） d 100nm 粗分散體系（懸濁液、乳

10、狀液）,溶液：定義？,一種物質(zhì)以分子或離子均勻地分散于另一種物質(zhì)中組成的均勻而穩(wěn)定的系統(tǒng)稱為溶液。,溶 液,溶液的濃度： 是指一定量溶液或溶劑中所含溶質(zhì)的量。,1.2.1 溶液濃度的表示方法,1.摩爾分數(shù)（即物質(zhì)的量分數(shù)） 物質(zhì)B的物質(zhì)的量（nB)與系統(tǒng)總物質(zhì)的量（n=nA+nB）之比，稱為物質(zhì)B的摩爾分數(shù)（xB），即，量綱為1。,nB xB = nB + nA,nB：溶質(zhì)的物質(zhì)的量 nA：溶劑的物質(zhì)的量,xA+xB=1,【例】：將10克NaOH溶于90克水中，求此溶液的摩爾分數(shù)。,解： n（NaOH） =10/40 = 0.25 (mol) n（H2O） = 90/18 = 5(mol) x

11、(NaOH) = 0.25 /(0.25+5) = 0.048,2.質(zhì)量摩爾濃度 溶液中溶質(zhì)B的物質(zhì)的量（nB）與溶劑A的質(zhì)量（mA)之比，稱為溶質(zhì)B的質(zhì)量摩爾濃度（bB），單位為：mol/kg,【例】：250g溶液中含有40gNaCl，計算此溶液的質(zhì)量摩爾濃度。,解： 水的質(zhì)量250-40 = 210g b(NaCl) = 40/(58.5210) 1000 = 3.26 mol/kg,bB = nBmA=mB/(MB mA),wB=mB/m,質(zhì)量分數(shù)為量綱一的量,溶液中溶質(zhì)B的質(zhì)量（mB）與溶液質(zhì)量（m)之比，稱為溶質(zhì)B的質(zhì)量分數(shù)（wB），即,3.質(zhì)量分數(shù),4.物質(zhì)的量濃度 定義：單位體積

12、溶液中所含溶質(zhì)B的物質(zhì)的量(nB)稱為物質(zhì)的量濃度(cB)，簡稱B的濃度，單位是mol/L，即,cB = nBV,注：wB 表示溶質(zhì)B的質(zhì)量百分含量,溶質(zhì)質(zhì)量 溶質(zhì)質(zhì)量 wB = 100% 溶液質(zhì)量 溶質(zhì)質(zhì)量溶劑質(zhì)量,MB表示溶質(zhì)B的摩爾質(zhì)量（g/mol),解： n(H2SO4) = 1.8410000.956/98.08 = 17.9 mol,【例】：已知濃硫酸的密度為1.84g/ml，其質(zhì)量分數(shù)為95.6%，一升濃硫酸中含有的n(H2SO4)、c(H2SO4)各為多少？,c(H2SO4)= 17.9/1 = 17.9 mol/L,【例】：在100ml水中溶解17.1g蔗糖(C12H22O1

13、1),溶液的密度為1.0638g/ml，求蔗糖的物質(zhì)的量濃度，質(zhì)量摩爾濃度，物質(zhì)的量分數(shù)。,解：M蔗糖342(g/mol) n蔗糖=17.1/342=0.05(mol) V = (100+17.1)/1.0638 = 110.0 (ml)=0.11(L),（1） c(蔗糖) = 0.05/0.11 = 0.454 (mol/L),（2） b(蔗糖) = 0.05/0.1 = 0.5 (mol/kg),（3） n水 100/18.02 = 5.55 (mol) x(蔗糖) = 0.05/(0.05+5.55) = 0.0089,與溶質(zhì)本性無關(guān)，只與溶質(zhì)的數(shù)量有關(guān)。,依數(shù)性：只與溶質(zhì)粒子的數(shù)目有關(guān)

14、而與溶質(zhì)本性無關(guān)的性質(zhì)稱為溶液的依數(shù)性，又叫溶液的通性。,依數(shù)性是指： 溶液的蒸氣壓下降 溶液的沸點上升 溶液的凝固點下降 溶液具有滲透壓,粒子：溶液中實際存在的分子、離子等。,溶液的性質(zhì),1.2.2稀溶液的依數(shù)性,與溶質(zhì)本性有關(guān)，如酸堿性、導(dǎo)電性、顏色等。,初始： V蒸發(fā) V凝聚 平衡： V蒸發(fā) = V凝聚,1.溶液的蒸氣壓下降,飽和蒸氣壓：在一定的溫度下，當(dāng)蒸發(fā)的速度等于凝聚的速度，液態(tài)水與它的蒸氣處于動態(tài)平衡，這時的蒸氣壓稱為水在此溫度下的飽和蒸氣壓，簡稱蒸氣壓。用符號 p 表示。,蒸汽壓下降的原因：,p液p純劑，c液越大，p液越小。 p純-p液的差值也越大。,難揮發(fā)物質(zhì),在純?nèi)軇┲屑尤?/p>

15、難揮發(fā)的物質(zhì)以后，達平衡時，p溶液總是小于同 T 下的p純?nèi)軇?，即溶液的蒸氣壓下降。 蒸氣壓下降值 p = p純p液,拉烏爾定律：在一定的溫度下，難揮發(fā)的非電 解質(zhì)稀溶液的蒸氣壓，等于純?nèi)軇┑恼魵鈮撼?該溶劑在溶液中的摩爾分數(shù)。,在一定溫度下，稀溶液的蒸氣壓下降和溶質(zhì)的摩爾分數(shù)成正比。 條件：只適用于稀溶液，越稀越符合該定律,p ：溶液的蒸氣壓 ：純?nèi)軇┑恼魵鈮?nA ：溶劑的物質(zhì)的量 nB ：溶質(zhì)的物質(zhì)的量,2.溶液的沸點上升,沸點:溶液的蒸氣壓（p溶液）與外壓（p外壓）相等時的溫度稱為該溶液的沸點。 純水：p外 = 101.3kPa，t純水 = 100.,根本原因：蒸汽壓下降 p溶液p純

16、溶劑,實驗證明：難揮發(fā)物質(zhì)溶液的沸點總是高于純?nèi)軇┑姆悬c。,根據(jù)拉烏爾定律，p與bB成正比，而Tb 與 p成正比， Tb亦應(yīng)與 bB成正比，p越大，Tb也越大。,Tb = Tb- Tb* = KbbB,因： 若以水為溶劑，溶解在1000g水中的溶質(zhì)的物質(zhì)的量n就是該溶液的質(zhì)量摩爾濃度bB,即n=bB,因此，對很稀的溶液有： p=pA bB/55.56=kbB,根據(jù)拉烏爾定律，p與bB成正比，而Tb 與 p成正比， Tb亦應(yīng)與 bB成正比，p越大，Tb也越大。,Tb = Tb- Tb* = KbbB,Tb ：沸點升高值 Tb ：溶液的沸點， Tb* ：純?nèi)軇┑姆悬c Kb ：溶劑的沸點上升常數(shù)，與

17、溶劑的本性有關(guān)，而 與溶質(zhì)的本性無關(guān)，K kg mol -1。常見溶劑的Kb 值表11。 bB ：溶質(zhì)的質(zhì)量摩爾濃度， molkg-1。,Tb = Tb- Tb* = KbbB,凝固點：在一定的外壓下，該物質(zhì)的液相和固相達到相對平衡時的溫度，稱為該物質(zhì)的凝固點。（液相蒸氣壓等于固相蒸氣壓）,3.溶液的凝固點下降,3.溶液的凝固點下降,溶液的凝固點Tf總是低于純?nèi)軇┑哪厅cTf* 。,同理，根據(jù)拉烏爾定律，可得,Kf ：溶劑的凝固點下降常數(shù)，與溶劑的本性有關(guān)，而與溶質(zhì)的本性無關(guān)，K kg mol -1。常見溶劑的Kf 值見教材7頁表1-2。 bB：溶質(zhì)的質(zhì)量摩爾濃度， molkg-1。,Tf =

18、 Tf- Tf* = KfbB,冰和鹽混合物常用作制冷劑： 冰的表面總附有少量水，當(dāng)撒上鹽后，鹽溶解在水中形成溶液，由于溶液蒸氣壓下降，使其低于冰的蒸氣壓，冰就要融化。隨著冰的融化，要吸收大量的熱，于是冰鹽混合物的溫度就降低。采用NaCl和冰，溫度最低可降到-22，用CaCl26H2O和冰最低可降到-55。,溶液凝固點下降的應(yīng)用,水溶液的冰點降低的實驗值表Kf=1.86Kkgmol-1,幾種溶劑的Kb和Kf/Kkgmol-1,4.溶液的滲透壓,半透膜的作用：只許溶劑分子通過，溶質(zhì)分子不能通過。 初始：溶劑分子擴散速度 純水 糖水,滲透：溶劑分子通過半透膜自動單向擴散的過程稱為滲透。當(dāng)v純水 =

19、 v糖水滲透停止。,滲透壓：在一定的溫度下，為了在半透膜兩邊維持滲透平衡而需要施加的壓力。用符號表示。,滲透作用產(chǎn)生的條件： 半透膜存在； 膜兩側(cè)溶液的濃度不相等。,1887年,荷蘭物理化學(xué)家范托夫(vant Hoff J H)得出,稀溶液的滲透壓與溫度、濃度的關(guān)系：,cB 物質(zhì)的量濃度， mol L-1。 bB 質(zhì)量摩爾濃度， molkg-1。 R：摩爾氣體常數(shù) 8.315 kPa L mol-1.K-1 T：熱力學(xué)溫度（絕對溫度）, = cBRT bBRT,（溶液很稀時， cB bB ）,滲透壓的應(yīng)用,滲透現(xiàn)象在動植物的生命過程中有著重要的作用，在工，農(nóng)，醫(yī)， 化，生等方面均有重要的應(yīng)用。

20、 醫(yī)學(xué)上輸液必需輸?shù)葷B溶液。 植物從土壤中吸收水份和營養(yǎng)（耐寒Tf降低；耐旱P降；吸水，滲透方向） 。,動植物細胞膜大多具有半透膜的性質(zhì)，因此水分、養(yǎng)料在 動植物體內(nèi)循環(huán)都是通過滲透而實現(xiàn)的。 植物細胞汁的滲透壓可達2103kPa，所以水由植物的根部可輸送到高達數(shù)十米的頂端。 人體血液平均的滲透壓約為780kPa。在作靜脈輸液時應(yīng)該使用滲透壓與其相同的溶液，在醫(yī)學(xué)上把這種溶液稱為等滲溶液。如果靜脈輸液時使用非等滲溶液，就可能產(chǎn)生嚴重后果。如果輸入溶液的滲透壓小于血漿的滲透壓(低滲溶液)，水就會通過細胞膜向血紅細胞內(nèi)滲透，致使細胞腫脹甚至破裂(溶血現(xiàn)象)；如果輸入溶液的滲透壓大于血漿的滲透壓(高

21、滲溶液)，血紅細胞內(nèi)的水就會通過細胞膜滲透出來，引起血紅細胞的皺縮，并從懸浮狀態(tài)中沉降下來(胞漿分離現(xiàn)象)。,滲透壓平衡與生命過程的密切關(guān)系： 給患者輸液的濃度； 植物的生長； 人的營養(yǎng)循環(huán)。,故：M127.8 (gmol-1),【例】20時，取2.67g萘溶于100g苯中，測得該溶液的凝固點下降了1.07K，求萘的相對分子質(zhì)量。,解:苯的凝固點下降常數(shù)為5.12 Kkgmol-1 Tf = KfbB,【例】已知煙草中的有害成分尼古丁的實驗式是C5H7N，將535mg尼古丁溶于10.0g水中，所得溶液在105Pa下沸點100.17C，求尼古丁的分子式。,Kb=0.51Kkgmol-1,尼古丁的

22、相對分子質(zhì)量為M，則,【解】,分子式為 C10H14N2,Tb=(100.17+273)-(100+273)=0.17K,M=162g/mol,【例】人體血的滲透壓為709.275kPa, 人體溫度為37。試計算給人體輸液時所用葡萄糖溶液（等滲溶液）的質(zhì)量百分濃度葡是多少？(設(shè)葡萄糖溶液密度是1.01gml-1；葡萄糖的相對分子質(zhì)量M為180gmol-1)。,解： = c(葡) RT c = /RT c(葡) = 709.275/8.314(273.15+37) = 0.28 mol.L-1 c(葡)= 1000 葡/M 葡= c(葡) M/1000 =(0.28180/10001.01)10

23、0% = 5.0%,結(jié)論： 蒸氣壓下降，沸點上升，凝固點下降，滲透壓都是難揮發(fā)的非電解質(zhì)稀溶液的通性；它們只與溶劑的本性和溶液的濃度有關(guān)，而與溶質(zhì)的本性無關(guān)。,依數(shù)性小結(jié),注：強電解質(zhì)溶液也有依數(shù)性，但不遵守拉烏爾定律，故不可用稀溶液依數(shù)性的公式進行計算。,1.3 膠體溶液,1.3.1 溶膠的制備 1.3.2 溶膠的性質(zhì) 1.3.3 膠團結(jié)構(gòu) 1.3.4 溶膠穩(wěn)定的原因 1.3.5 溶膠的破壞聚沉 1.3.6 大分子（高分子）溶液,膠體的基本特征：,多相性 高分散性 熱力學(xué)不穩(wěn)定體系,膠體分散系按分散相和分散介質(zhì)聚集態(tài)不同可分8種類型： 固體分散在水中的溶膠最為重要。,1.3.1 溶膠的制備,

24、要制得穩(wěn)定的溶膠，需滿足兩個條件： 一是：分散粒子大小在合適的范圍內(nèi) 二是：膠粒在液體介質(zhì)中保持分散而不聚結(jié)，為此必須加入穩(wěn)定劑。,1.3.1 溶膠的制備,1. 分散法：,研磨法：用特殊的膠體磨，將粗顆粒研細。 超聲波法：用超聲波所產(chǎn)生的能量來進行分散。 電弧法：此法可制取金屬溶膠，即在放電時金屬原子 因高溫而蒸發(fā)，隨即被溶液冷卻而凝聚。 膠溶法：使暫時凝聚起來的分散相又重新分散開來。許多新鮮的沉淀經(jīng)洗滌除去過多的電解質(zhì)后，再加入少量的穩(wěn)定劑，則又可制成溶膠。（如Fe(OH)3溶膠）,2. 凝聚法,物理凝聚法：例如，將汞蒸氣通入冷水中就可得到汞溶膠。 化學(xué)凝聚法：使能生成難溶物質(zhì)的反應(yīng)在適當(dāng)?shù)?/p>

25、條件下進行。反應(yīng)條件必須選擇恰當(dāng)，使凝聚過程達到一定的階段即行停止，所得到的產(chǎn)物恰好處于膠體狀態(tài)。,2H3AsO3(亞砷酸溶液)+3H2S(氣體，通入) =As2S3(溶膠)+6H2O,FeCl3 +3H2O=Fe(OH)3(溶膠)+3HCl (加熱至沸騰，水解反應(yīng)),1.3.2 溶膠的性質(zhì),1、光學(xué)性質(zhì)（丁達爾效應(yīng)）,光學(xué)原理：強光照到分散質(zhì)粒子上，若粒子直徑大于入射光波長，則發(fā) 生反射。若粒子直徑小于入射光波長，則發(fā)生散射。散射光稱為乳光。,溶膠中分散質(zhì)粒子直徑： 1 100 nm 可見光波長： 400 700 nm,在真溶液中，溶質(zhì)顆粒太?。?0-9 m）,光的散射極弱，看不到丁達爾效應(yīng)

26、。 用丁達爾現(xiàn)象來區(qū)別溶膠和真溶液。,想一想：為什么晴朗的天空呈現(xiàn)藍色，海水也呈藍色？,2、動力學(xué)性質(zhì)（布朗運動）,布朗運動產(chǎn)生的原因： 分散質(zhì)粒子本身處于不斷的熱運動中。 分散劑分子對分散質(zhì)粒子的不斷撞擊。,溶膠粒子有布朗運動、能擴散，故溶膠粒子能保持懸浮狀態(tài)，不易沉降到容器底部。,電泳：在外電場的作用下，分散相粒子在分散介質(zhì)中定向運動的現(xiàn)象稱為電泳。,3、電學(xué)性質(zhì),電泳管中:Fe(OH)3溶膠向負極移動，說明 Fe(OH)3溶膠中分散質(zhì)粒子帶正電荷。 As2S3向正極移動， As2S3溶膠中分散質(zhì)帶負電荷。,膠體微粒的移動說明膠粒是帶電的，且有正負之分。,膠粒帶正電荷稱為正溶膠,向直流電源

27、負極(陰)移動,一般金屬氫氧化物的溶膠即為正溶膠。 膠粒帶負電荷稱為負溶膠,向直流電源正極(陽)移動,如:土壤、金屬硫化物、硅酸、淀粉、金、銀、硫等膠粒帶負電，稱負溶膠。,由于膠體溶液是電中性的，所以，膠粒帶正電荷（或負電荷），則分散介質(zhì)必帶負電荷（或正電荷）。,電泳是介質(zhì)不動，膠粒運動。,以AgI溶膠為例：在制備AgI過程中，若AgNO3過量，則膠核優(yōu)先吸附Ag+而帶電正電；若KI過量，則膠核優(yōu)先吸附I-而帶負電。,AgI溶膠膠團結(jié)構(gòu)（Ag+過量）,1.3.3 膠團結(jié)構(gòu),Fe(OH)3溶膠： Fe (OH)3m n FeO+ (n - x) Cl-x+ xCl-,As2S3溶膠： （ As2

28、S3 ）m n HS- (n -x) H+x- x H+,硅酸溶膠： （SiO2)m n HSiO3- (n-x) H+x- x H+,膠粒帶電，膠團不帶電 （電中性）,當(dāng)KI過量時，膠粒帶負電荷 ，膠團結(jié)構(gòu)如下： (AgI )m n I- (n - x ) K+ x- x K+,膠體粒子帶電的原因：,吸附作用： 表面吸附，溶膠是多分散體系，有巨大的比表面，在電解質(zhì)溶液中會選擇吸附某種離子，而獲得表面電荷。如AgNO3和KI溶膠時，AgNO3過量時；KI過量時。 解離： 膠體粒子表面的分子發(fā)生解離，一種離子進入介質(zhì)水中，結(jié)果膠體粒子帶電荷。 如：硅溶膠發(fā)生水化作用 SiO2+H2O=H2SiO

29、3 溶液顯酸性： H2SiO3 HSiO2+OH- 膠粒帶正電 溶液顯堿性： H2SiO3 HSiO3-+H+ 膠粒帶負電,1.3.4 溶膠穩(wěn)定的原因,(1)動力學(xué)穩(wěn)定性：布朗運動使膠?？朔亓Σ怀两?。 (2)溶劑化作用：使膠粒和反離子周圍形成水化膜。 (3)膠粒帶電荷：由于膠粒帶有相同電荷，相互排斥。膠粒帶電荷是多數(shù)溶膠能穩(wěn)定存在的主要原因。,膠體是熱力學(xué)不穩(wěn)定性系，為什么卻又能長期存在？,溶膠的聚沉：使膠粒聚集成較大的顆粒而沉降的過程叫做聚沉。,1、加入電解質(zhì) （研究最多應(yīng)用最廣） 2、加入帶相反電荷的膠體； 如明礬凈化水,促使膠體聚沉的方法：,1.3.5 溶膠的破壞聚沉,膠體的聚沉是不可

30、逆的。,加入Na2SO4,SO42-,溶膠的相互聚沉,溶膠的相互聚沉具有很大的實際意義。例如明礬凈水的原理就是膠體的相互聚沉。明礬在水中水解產(chǎn)生帶正電的Al(OH)3膠體，而水中的污物主要是帶負電的粘土及SiO2等膠體，二者發(fā)生相互聚沉，使膠體污物下沉；另外由于Al(OH)3絮狀物的吸附作用，就能將污物清除，達到凈化水的目的。,電解質(zhì)的聚沉能力-聚沉值 聚沉值：使一定的溶膠在一定的時間內(nèi)開始聚沉所需的電解質(zhì)的最低濃度稱為 聚沉值。聚沉能力是聚沉值的倒數(shù)。,規(guī)律（1）起聚沉作用的主要是與膠粒帶電符號相反的離子，即反離子，反離子的價數(shù)愈高，聚沉能力愈強，聚沉值愈小。 （2）價態(tài)相同的異號離子，聚沉

31、能力略有不同。某些一價陰離子，對正電溶膠的聚沉能力排列順序為： F Cl BrNO3 I OH 某些一價陽離子對負電溶膠的聚沉能力大致為： H+ Cs+ Rb+ NH4+ K+ Na+ Li+,高分子化合物溶液的特性,2、是單個分子分散的單相體系，是真溶液，溶解過程是自動的，也是可逆的，是熱力學(xué)的穩(wěn)定體系。,3、無丁達爾效應(yīng)。因為高分子化合物分子中含有大量的親水基團(-OH， -COOH、-NH2 )，溶劑化作用強，溶質(zhì)與溶劑間無界面。,1、相對分子質(zhì)量可達104，長度可達幾百納米，但截面積只 相當(dāng)于一個普通分子大小。,1.3.6、大分子（高分子）溶液,鹽析作用,大量的親水基團與水有強烈的溶劑

32、化作用，在水中形成很厚的水化膜。對高分子化合物要加入大量的電解質(zhì)，才能破壞其水化膜而使之凝結(jié)出來,叫鹽析。 鹽析的主要原因就是去溶劑化作用。 鹽析是可逆的，當(dāng)加入大量水以后，沉淀將溶解。,鹽析和溶膠的聚沉是兩種不同的過程。,高分子化合物對溶膠的保護作用 在容易聚沉的溶膠中，加入適量的大分子物質(zhì)溶液（如動物膠、蛋白質(zhì)等），可以大大地增加溶膠的穩(wěn)定性，這種作用叫保護作用。 例： Fe(OH)3溶膠，加入白明膠（高分子化合物溶 液）后再加電解質(zhì)不易聚沉。,【1】由10mL0.05molL-1的KCl溶液與100mL0.002molL-1的AgNO3溶液混合制得的AgCl溶膠，若分別用下列電解質(zhì)使其聚沉，則聚沉值的大小次序為（ ） aAlCl3ZnSO4KCl bKClZnSO4AlCl3 cZnSO4KClAlCl3 dKClAlCl3ZnSO4,自測題,選：a,【2】制備AgI溶膠時，三支燒杯盛有25mL，0.016molL-1的AgNO3 溶液，分別加入0.005moLL-1的NaI溶液60mL，80mL和100mL