1、第 四 章,溶 液 与 胶 体,4.1 分散系 4.2 溶液 4.3 水溶液中的平衡 4.4 溶胶 4.5 表面活性剂,4.1 分散系,将一种物质以粒子状态分散在另一种物质中的系统称为分散系。,CuSO4 火山灰 牛奶,根据物质分散的状态和尺寸大不同，分散系又大致分为： 1、溶液 2、溶胶 3、浊液,1、溶 液,溶液指一种物质以分子、离子或（原子）的形式分散在另一种物质中而形成的均匀混合物。 溶液具有如下特征： 粒径 100nm 不透明 不稳定，容易团聚有关溶液、溶胶、浊液的特征、性能比较，详见P156的表4.1。,溶液是溶质以分子、离子等状态均匀分散于溶剂之中的分散系统。形成溶液的过程是一个
2、复杂的过程，不是简单的物理混合。溶解的机理尚不很清楚，只有相似相溶的经验规律。 和人们的生产与生活最为密切最为重要的是水溶液。以下对水溶液（简称溶液）作较为详细的讨论。4.2.1 水的特性4.2.2 稀溶液的通性4.2.3 水的解离和水溶液的 pH,4.2 溶液,4.2.1 水的特性,1.和氧同族元素的相应氢化物相比,水的许多物理常数显著地高。有很大的摩尔热容(75.4Jmol-1K-1)，很高的熔化热和气化热。(常用作储热、传热介质)有特殊的饱和蒸汽压。（如下表）,水的蒸气压与温度的对应关系,温度/ 01020 30 40 50蒸气压 0.16 1.23 2.34 4.24 7.3 12.3
3、5 （kPa） 温度/ 60 70 80 90 100蒸气压 19.92 31.15 47.33 70.08 101.31 （kPa）,水的饱和蒸汽压曲线,P/kPa 106 101 80 53 27 0,液态,气态,水的冰点、沸点和三相图,压力 p/kPa 101 0.611 0.606,2.水的密度随温度的变化是“反常”的。,在4时密度最大，为1000kgm-3。高于或低于此温度密度都较小,体积将膨胀。,冰的结构,H2O的自然形态,H2O的标准生成焓为 -285.8kJmol-1 而H2S的标准生成焓为 -20.6kJmol-1 所以水的稳定性很大，即使在2000K的高温下，也只有0.58
4、8%的水分子解离，使水在很宽的温度范围内广泛应用。,3水有很高的标准生成焓,水的这种“反常状态”主要来自它的强极性和强氢键作用。,4水有很强的溶解能力，是性能优良的溶剂。,几乎所有的物质都或多或少地溶解在水中。 Ti+3 Cr3+ Mn2+ Fe3+ Co2+ Ni2+ Cu2+,置于水中的电解质，在水分子的作用下全部或部分解离形成水合正、负离子,这就是溶解过程。 溶解包含了两个过程 电解质的解离， 吸热过程 水合离子的形成（即水合），放热过程 整个溶解过程的热效应取决于这两种过程能量变化的代数和。,水的强溶解性来自于其强的配位性，使电解质形成水合离子。,大多数固体物质在水中的溶解过程是吸热的
5、，即 电解质解离需要的能量 水合放出的能量 因而，除极少数物质外，大多数物质的溶解度随温度的升高而增加。,水合过程是正、负离子在水中，以静电引力或通过配位键与水分子结合的作用。,溶解过程示意图,5.水是中性物质，或者说是两性物质。,在纯水中 c(H+) = c(OH-) 因此，水是一切化学反应十分理想的介质。,4.2.2 稀溶液通性,不同的溶质和溶剂所组成的溶液往往有不同的性质，这些性质主要决定于溶液特别是溶质的本性。 但所有的稀溶液都具有一些共同的性质，这些性质与溶质的粒子数有关，而与溶质的本性无关，这些的共同性质称为稀溶液的依数性，或者叫通性。 难挥发非电解质稀溶液的通性 其它类型溶液的通
6、性（依数性）,难挥发非电解质稀溶液的通性,1、溶液的蒸气压下降2、溶液的沸点升高和凝固点下降3、具有一定的渗透压,1、溶液的蒸气压下降,在同一温度下，难挥发非电解质稀溶液的蒸气压总是低于纯溶剂的蒸气压，这两者之间的差值称为溶液的蒸气压下降。 溶液的蒸气压为什么会下降呢？ 我们回顾一下，什么是蒸汽压？,蒸 气 压,把液体置于密闭容器中，在一定温度下，当液体的蒸发速率与蒸气的凝结速率相等时，气、液两相达到平衡。 此时蒸气的压力叫做饱和蒸气压， 简称蒸气压。,蒸汽压示意图,对于纯液体：蒸汽压的大小取决于液体的属性（分子间力） 和温度,纯 溶 剂,溶 液,对于难挥发稀溶液，蒸汽压（溶剂的蒸汽压）,取决
7、于,温 度,溶剂的属性,溶质的浓度,对于溶液,拉乌尔定律,对于稀溶液的蒸汽压，拉乌尔给出了定量的数学表达式：,红框内的数学表达式，称为拉乌尔定律，它只有理想溶液，即难挥发非电解质的稀溶液才成立。,其中：P o为纯溶剂的饱和蒸汽压， x1为溶剂的摩尔分数,p = x1 po,p = (1 - x2 )po,或 po-p = x2 po, p = x2 po,由拉乌尔定律得出：,难挥发非电解质稀溶液的蒸气压下降值 P 与溶液中溶质的摩尔分(粒子）数成比，而与溶质的本性无关。,在溶质的摩尔分数一定时，溶液也有一条蒸汽压曲线，并总是处在纯溶剂的蒸汽压曲线之下。,p,T,问 题：,在我们讨论的溶液中，蒸汽压是否有高于水的可能性？,对电解质溶液 ，蒸汽压是否有高于水的可能性？ 我们为什么要限定为非电解质溶液？,酒精溶液的饱和蒸汽压以及酿酒工艺,在一个密闭的容器内放置两个分别盛纯溶剂和溶液的烧杯，若干时间后溶剂会全部自动转入溶液中么？,
