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1、無(wú)機(jī)及分析化學(xué)無(wú)機(jī)及分析化學(xué)南京大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院南京大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院（第五版）（第五版）1第一章第一章 氣體和溶液氣體和溶液 2掌握道爾頓分壓定律掌握道爾頓分壓定律理解稀溶液的依數(shù)性及其應(yīng)用理解稀溶液的依數(shù)性及其應(yīng)用熟悉溶膠的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、穩(wěn)定性及聚沉熟悉溶膠的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、穩(wěn)定性及聚沉作用作用掌握理想氣體狀態(tài)方程及其應(yīng)用掌握理想氣體狀態(tài)方程及其應(yīng)用了解大分子溶液和凝膠了解大分子溶液和凝膠1.1氣體氣體31.1.1理想氣體狀態(tài)方程理想氣體狀態(tài)方程pV=nRT理想氣體狀態(tài)方程的其它形式：理想氣體狀態(tài)方程的其它形式：1.1.2道爾頓分壓定律道爾頓分壓定律41801年道爾頓年道爾頓(Dalton J)通

2、過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn):混合氣體的總壓力混合氣體的總壓力等于各組分氣體分壓力之和。以上規(guī)律即等于各組分氣體分壓力之和。以上規(guī)律即道爾頓分壓定律道爾頓分壓定律(Daltons law of partial pressure)。在實(shí)驗(yàn)室中常用排水取氣法收集氣體在實(shí)驗(yàn)室中常用排水取氣法收集氣體(上圖上圖)。用此。用此法收集的氣體中含有飽和的水蒸氣法收集的氣體中含有飽和的水蒸氣,所以其總壓為所以其總壓為 p(總壓總壓)=p(氣體氣體)+p(水蒸氣水蒸氣)56例例1-3在在25下下,將將0.100 mol的的O2和和0.350 mol的的H2裝入裝入3.00 L的容器中的容器中,通電后氧氣和氫氣反應(yīng)生成

3、水通電后氧氣和氫氣反應(yīng)生成水,剩下過(guò)量的氫氣。求反應(yīng)前后氣體的總壓和各組分剩下過(guò)量的氫氣。求反應(yīng)前后氣體的總壓和各組分的分壓。的分壓。解反應(yīng)前解反應(yīng)前7通電時(shí)通電時(shí)0.100 mol O2只與只與0.200 mol H2反應(yīng)生成反應(yīng)生成0.200 mol H2O,而剩余而剩余0.150 mol H2。液態(tài)水所占的。液態(tài)水所占的體積與容器體積相比可忽略不計(jì)體積與容器體積相比可忽略不計(jì),但由此產(chǎn)生的飽和但由此產(chǎn)生的飽和水蒸氣卻必須考慮。因此反應(yīng)后水蒸氣卻必須考慮。因此反應(yīng)后 拓展知識(shí)拓展知識(shí)物質(zhì)在一定的壓力下物質(zhì)在一定的壓力下,隨溫度的升高隨溫度的升高,由固態(tài)變成液態(tài)由固態(tài)變成液態(tài),再變成氣態(tài)。溫

4、度繼續(xù)升高再變成氣態(tài)。溫度繼續(xù)升高,氣態(tài)分子便解離成單個(gè)氣態(tài)分子便解離成單個(gè)原子。若溫度再進(jìn)一步提升原子。若溫度再進(jìn)一步提升,則原子的外層電子擺脫則原子的外層電子擺脫原子核的束縛成為自由電子原子核的束縛成為自由電子,失去電子的原子就成為失去電子的原子就成為帶正電荷的離子帶正電荷的離子,這個(gè)過(guò)程稱(chēng)為電離。處于高度電離這個(gè)過(guò)程稱(chēng)為電離。處于高度電離狀態(tài)的氣體稱(chēng)為狀態(tài)的氣體稱(chēng)為等離子體等離子體(plasma)。8等離子體等離子體 91.2溶液溶液1.2.1分散系分散系系統(tǒng)中物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)完全相同的一部分稱(chēng)系統(tǒng)中物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)完全相同的一部分稱(chēng)為一個(gè)為一個(gè)相相(phase)。相與相之間有明確的

5、界面分。相與相之間有明確的界面分隔開(kāi)來(lái)。隔開(kāi)來(lái)。只有一個(gè)相的系統(tǒng)稱(chēng)為只有一個(gè)相的系統(tǒng)稱(chēng)為單相系統(tǒng)單相系統(tǒng)或或均相系統(tǒng)均相系統(tǒng)(homogeneous phase system)。有兩個(gè)或兩個(gè)以上相的系統(tǒng)稱(chēng)有兩個(gè)或兩個(gè)以上相的系統(tǒng)稱(chēng)多相系統(tǒng)多相系統(tǒng)(multiple phase system)。101.2.2稀溶液的通性稀溶液的通性溶液的蒸氣壓降低、沸點(diǎn)升高、凝固點(diǎn)降低和滲透壓等溶液的蒸氣壓降低、沸點(diǎn)升高、凝固點(diǎn)降低和滲透壓等,這類(lèi)這類(lèi)性質(zhì)稱(chēng)為稀溶液的性質(zhì)稱(chēng)為稀溶液的“依數(shù)性依數(shù)性”(colligative properties)。1.溶液的蒸氣壓降低溶液的蒸氣壓降低純水的蒸氣水的蒸氣壓 溶液的

6、蒸氣溶液的蒸氣壓拉烏爾拉烏爾(Raoult)定律定律在一定溫度下在一定溫度下,難揮發(fā)非電解質(zhì)難揮發(fā)非電解質(zhì)稀溶液的蒸氣壓降低值與溶質(zhì)的摩爾分?jǐn)?shù)成正比。稀溶液的蒸氣壓降低值與溶質(zhì)的摩爾分?jǐn)?shù)成正比。1112若溶若溶劑為水水,溶解在溶解在1 kg水水(相當(dāng)于相當(dāng)于 )中的溶中的溶質(zhì)的物的物質(zhì)的量的量nA在數(shù)在數(shù)值上就等于上就等于該溶液溶液質(zhì)量摩量摩爾濃度度b,則2.溶液的沸點(diǎn)升高和凝固點(diǎn)降低溶液的沸點(diǎn)升高和凝固點(diǎn)降低13圖圖1-3溶液的沸點(diǎn)升高溶液的沸點(diǎn)升高圖圖1-4溶液的凝固點(diǎn)降低溶液的凝固點(diǎn)降低表表1-2常用溶劑的常用溶劑的Kb和和Kf3.滲透壓滲透壓15圖圖1-5滲透示意圖滲透示意圖圖圖1-6

7、產(chǎn)生滲透壓示意圖產(chǎn)生滲透壓示意圖161887年年,荷蘭物理化學(xué)家范托夫荷蘭物理化學(xué)家范托夫(vant Hoff J H)綜綜合滲透實(shí)驗(yàn)結(jié)果合滲透實(shí)驗(yàn)結(jié)果,指出了稀溶液的滲透壓指出了稀溶液的滲透壓與溫度、與溫度、濃度有如下的關(guān)系濃度有如下的關(guān)系:或或171.3膠膠 體體 溶溶 液液1.3.1溶膠的制備溶膠的制備(1)分散法分散法 研磨法研磨法 超聲波法超聲波法 電弧法電弧法 膠溶法膠溶法(2)凝聚法凝聚法物理凝聚法和化學(xué)凝聚法兩種物理凝聚法和化學(xué)凝聚法兩種181.動(dòng)力性質(zhì)動(dòng)力性質(zhì)布朗運(yùn)動(dòng)布朗運(yùn)動(dòng)圖圖1-7丁鐸爾效應(yīng)丁鐸爾效應(yīng)2.2.光學(xué)性質(zhì)光學(xué)性質(zhì)丁鐸爾效應(yīng)丁鐸爾效應(yīng)3.3.電學(xué)性質(zhì)電學(xué)性質(zhì)電泳

8、電泳膠膠 體體 溶溶 液液 的的 特特 征征191.3.3膠團(tuán)結(jié)構(gòu)和電動(dòng)電勢(shì)膠團(tuán)結(jié)構(gòu)和電動(dòng)電勢(shì)1.1.膠團(tuán)結(jié)構(gòu)膠團(tuán)結(jié)構(gòu)圖圖1-8AgI膠團(tuán)結(jié)構(gòu)示意圖膠團(tuán)結(jié)構(gòu)示意圖202.電動(dòng)電勢(shì)電動(dòng)電勢(shì) 膠粒與擴(kuò)散層之間形成了擴(kuò)散雙電層膠粒與擴(kuò)散層之間形成了擴(kuò)散雙電層圖1-10電解解質(zhì)對(duì)電勢(shì)的影響的影響圖1-9膠粒與介膠粒與介質(zhì)之之間的雙的雙電層及及電勢(shì)差差211.3.4溶膠的穩(wěn)定性和聚沉溶膠的穩(wěn)定性和聚沉 溶膠是熱力學(xué)不穩(wěn)定系統(tǒng)，溶膠之所以有相對(duì)溶膠是熱力學(xué)不穩(wěn)定系統(tǒng)，溶膠之所以有相對(duì)的穩(wěn)定性的穩(wěn)定性,主要原因有主要原因有:(1)(1)布朗運(yùn)動(dòng)布朗運(yùn)動(dòng)(2)(2)膠粒帶電膠粒帶電(3)(3)溶劑化作用溶劑化

9、作用圖1-11Na+和和Cl-的水合作用的水合作用22影響溶膠聚沉的主要因素影響溶膠聚沉的主要因素:2.溶膠的相互聚沉溶膠的相互聚沉聚沉能力聚沉能力 Cs+Rb+K+Na+Li+聚沉能力聚沉能力 Cl-Br-NO3-I-1.電解質(zhì)的聚沉作用電解質(zhì)的聚沉作用(1)離子價(jià)態(tài)越高離子價(jià)態(tài)越高,聚沉能力越強(qiáng)聚沉能力越強(qiáng),即聚沉值越小。即聚沉值越小。(2)價(jià)態(tài)相同的異號(hào)電荷離子價(jià)態(tài)相同的異號(hào)電荷離子,其聚沉能力也略有不同其聚沉能力也略有不同3.加熱加熱 拓展知識(shí)拓展知識(shí)23 納米微粒的尺寸一般界定為納米微粒的尺寸一般界定為1100 nm。納米材料是指材。納米材料是指材料的某一尺寸處于納米級(jí)并由此賦予其新

10、特性的材料。料的某一尺寸處于納米級(jí)并由此賦予其新特性的材料。納米微粒粒徑小、表面積大的特點(diǎn)納米微粒粒徑小、表面積大的特點(diǎn),導(dǎo)致它產(chǎn)生特殊的表面導(dǎo)致它產(chǎn)生特殊的表面和界面效應(yīng)、臨界尺寸效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)和量子隧道效和界面效應(yīng)、臨界尺寸效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)和量子隧道效應(yīng)等。隨著人們對(duì)納米材料的應(yīng)等。隨著人們對(duì)納米材料的光光、電電、磁磁、熱熱和和力學(xué)力學(xué)等性等性能方面研究的不斷深入能方面研究的不斷深入,它的應(yīng)用前景將十分誘人。因此納它的應(yīng)用前景將十分誘人。因此納米材料被譽(yù)為米材料被譽(yù)為21世紀(jì)的新材料。世紀(jì)的新材料。納米材料納米材料241.3.5大分子溶液及凝膠大分子溶液及凝膠 相對(duì)分子質(zhì)量大于相對(duì)分子質(zhì)量大于10000的的化合物稱(chēng)為化合物稱(chēng)為大分子化大分子化合物合物(macromolecular compound)。它包括天然。它包括天然和合成兩大類(lèi)。前者如蛋白質(zhì)、核酸、和合成兩大類(lèi)。前者如蛋白質(zhì)、核酸、DNA(脫氧核脫氧核糖核酸糖核酸)等等,是構(gòu)成生物體的基礎(chǔ)是構(gòu)成生物體的基礎(chǔ);后者如合成橡膠、后者如合成橡膠、合成塑料、合成纖維等。合成塑料、合成纖維等。