由(113)可知，难挥发非电解质稀溶液沸点升 高与溶液的质量摩尔浓度成正比。式中，△T6为 难挥发非电解质稀溶液的升高值，KB单位为 K-kg-mol。 3、溶液的震固点降低 液体的凝固点是指液体的燕气压与固体的燕气压相等时的温度。比如水在常压下冰点是 273K(0℃)，这时，液态水与固态冰的蒸气压相等，都是613.3Pa。 当溶剂水溶有难挥发性溶质时，溶液的蒸气压就会低于613.3P,这时冰的蒸气压高于溶液蒸气 压，于是冰就融化。因此只有将温度降低到比273K(℃)更低的温度，冰的蒸气压和溶液蒸气压才会 相等。显然，溶液的凝固点总是比纯溶剂的凝固点要低。 如图水蒸气压曲线和冰蒸气压曲线相交于A点，相应的凝固点为：溶液蒸气压曲线和冰的蒸 气压曲线相交于B点，相应的凝固点为T,△T:为凝固点下降。和溶液蒸气压下降一样，△T:和b加 也存在类似的定量关系： △Tf=Kb加 △T为凝固点降低，单位为K;K为凝固点下降常数，单位为K-kg.mo。 科学研究表明，植物的抗旱性和抗寒性与溶液蒸气压下降和凝固点下降有关。当植物所处的环境 温度发生较大改变时，植物细胞中的有机体就会产生大量 压 的可溶性碳水化合物来提高细胞液的浓度。细胞液浓度越 力 大，其凝固点下降越大，使细胞液能在较低的温度环境中 圆体溶剂燕气压 不结冰，表现出一定的抗寒能力。由于细胞液浓度增加， 洛剂燕气压 细胞液的蒸气压下降较大，使得细胞的水分蒸发减少，因 溶液燕气压 B T 温度 6
6 由（1-13）可知，难挥发非电解质稀溶液沸点升 高与溶液的质量摩尔浓度成正比。式中，ΔTb 为 难挥发非电解质稀溶液的升高值，KB 单位为 K∙kg∙mol-1。 3、溶液的凝固点降低 液体的凝固点是指液体的蒸气压与固体的蒸气压相等时的温度 。比如水在常压下冰点是 273K(0℃)，这时，液态水与固态冰的蒸气压相等，都是 613.3Pa。 当溶剂水溶有难挥发性溶质时，溶液的蒸气压就会低于 613.3Pa，这时冰的蒸气压高于溶液蒸气 压，于是冰就融化。因此只有将温度降低到比 273 K(℃)更低的温度，冰的蒸气压和溶液蒸气压才会 相等。显然，溶液的凝固点总是比纯溶剂的凝固点要低。 如图水蒸气压曲线和冰蒸气压曲线相交于 A 点，相应的凝固点为 Tf 0 ；溶液蒸气压曲线和冰的蒸 气压曲线相交于 B 点，相应的凝固点为 Tf，ΔTf 为凝固点下降。和溶液蒸气压下降一样，ΔTf 和 bB 也存在类似的定量关系： ΔTf= KfbB ΔTf 为凝固点降低，单位为 K; Kf 为凝固点下降常数，单位为 K∙kg∙mol-1。 科学研究表明，植物的抗旱性和抗寒性与溶液蒸气压下降和凝固点下降有关。当植物所处的环境 温度发生较大改变时，植物细胞中的有机体就会产生大量 的可溶性碳水化合物来提高细胞液的浓度。细胞液浓度越 大，其凝固点下降越大，使细胞液能在较低的温度环境中 不结冰，表现出一定的抗寒能力。由于细胞液浓度增加， 细胞液的蒸气压下降较大，使得细胞的水分蒸发减少，因
此表现出植物的抗旱能力。利用溶液凝固点下降 单位：千帕或帕 的性质，还可以将冰盐混合物作为制冷剂：在冰 的表面撒上食盐，盐就溶解在冰表面上的少量水 等渗溶液 中，形成盐溶液，而造成溶液的蒸气压下降，凝 低渗溶液 固点降低，冰就要融化，而吸收大量的热，故冰 盐混合物的温度可降低低到-22.4℃。若用 高渗溶液 CaC122Hz0和冰的混合物，可降低到-55℃。故 溶液的依数性在难挥发、非电解质、稀溶液中符合这些规律，在其它溶液中 盐和冰混合而成的冷冻剂，广泛应用于水产品和 食品的保存和运输。冬天，汽车的水箱中加入甘 不符合这些定量关系。 油或乙醇，还可以防止水的冻结。 4、溶液的渔透压 种子埋在土壤里会膨胀，庄稼施肥过多会出现浓肥烧死苗”的现象：因失水而发蔫的花草，浇水 第二次课： 后又可重新复原：淡水鱼不能生活在海里等等，这些无不与渗透压有关。 用一半透膜把水和蔗糖溶液隔开，膜一侧为蔗糖溶液，膜另外一侧为水或蔗糖稀溶液。半透膜只 本课主要内容： 允许水分子自由通过，而蔗糖分子被“拒之门外”。萝卜皮、羊皮纸、火胶棉和动物的膜组织都具有半 透膜的性质。 稀溶液的依数性（二） (重点) 我们把溶剂分子通过半透膜进入溶液的自发扩散过程称之为渗透或渗透现象。由此可知，产生渗 溶胶的特点、性质 透现象必须具备两个条件：一是要有半透膜，二是半透膜两侧存在溶液浓度差，方向是稀溶液向浓溶 液渗透。随若渗透的进行，蔗糖溶液的液面必然升高。在一定温度下，为阻止渗透作用的进行，必须 1.3.4.溶液的渗透压 在溶液液面上加一压力。这种能够阻止渗透进行的施与溶液面上的额外压力，称为溶液的渔透压，用 符号Ⅱ表示。 渗透现象： 1886年，荷兰物理学家范特霍夫(a't Hoff)在前人实验的基础上，得出了稀溶液的渗透压定 律 渗透压 II CaRT 式中：Ⅱ为溶液的渗透压，单位是Pa或kPa: T=CBRT≈bBRT ca为B的浓度，R为摩尔气体常数，R= 半透膜 半透顺 适发生的
7 此表现出植物的抗旱能力。利用溶液凝固点下降 的性质，还可以将冰盐混合物作为制冷剂：在冰 的表面撒上食盐，盐就溶解在冰表面上的少量水 中，形成盐溶液，而造成溶液的蒸气压下降，凝 固点降低，冰就要融化，而吸收大量的热，故冰 盐混合 物的温 度可 降低低 到-22.4℃。若用 CaCl2·2H2O 和冰的混合物，可降低到-55℃。故 盐和冰混合而成的冷冻剂，广泛应用于水产品和 食品的保存和运输。冬天，汽车的水箱中加入甘 油或乙醇，还可以防止水的冻结。 第二次课: 本课主要内容: 稀溶液的依数性（二）（重点） 溶胶的特点、性质 1.3.⒋ 溶液的渗透压 渗透现象： 渗透压 π ＝ CBRT ≈ bBRT 单位：千帕或帕 等渗溶液 低渗溶液 高渗溶液 溶液的依数性在难挥发、非电解质、稀溶液中符合这些规律，在其它溶液中 不符合这些定量关系。 4、溶液的渗透压 种子埋在土壤里会膨胀，庄稼施肥过多会出现“浓肥烧死苗”的现象；因失水而发蔫的花草，浇水 后又可重新复原；淡水鱼不能生活在海里等等，这些无不与渗透压有关。 用一半透膜把水和蔗糖溶液隔开，膜一侧为蔗糖溶液，膜另外一侧为水或蔗糖稀溶液。半透膜只 允许水分子自由通过，而蔗糖分子被“拒之门外”。萝卜皮、羊皮纸、火胶棉和动物的膜组织都具有半 透膜的性质。 我们把溶剂分子通过半透膜进入溶液的自发扩散过程称之为渗透或渗透现象。由此可知，产生渗 透现象必须具备两个条件：一是要有半透膜，二是半透膜两侧存在溶液浓度差，方向是稀溶液向浓溶 液渗透。随着渗透的进行，蔗糖溶液的液面必然升高。在一定温度下，为阻止渗透作用的进行，必须 在溶液液面上加一压力。这种能够阻止渗透进行的施与溶液面上的额外压力，称为溶液的渗透压，用 符号 П 表示。 1886 年，荷兰物理学家范特霍夫（Van’t Hoff）在前人实验的基础上，得出了稀溶液的渗透压定 律 ： П = cBRT 式中：П 为溶液的渗透压，单位是 Pa 或 kPa； cB 为 B 的浓度， R 为摩尔气体常数，R＝
8.314kPa-Lmol-.K。 (1)溶胶的光学性质一一丁达尔现象 上式称为范特霍夫(Van'tHof)方程。说 明在一定温度下稀溶液的渗透压，仅取决于单位 散射现象 体积溶液中所含溶质的质点数目，而与溶质的性 超显微镜 质无关。如果水溶液很稀，则cb,范特霍夫 (2)溶胶的动力学性质一一布朗运动 (an'tHoff)方程可写为： (③)溶胶的电学性质一一电泳现象 之 =bERT (1-16) 溶胶带电的原因： 通过测定溶液的渗透压，可以计算溶质的摩尔质 ①吸附作用 量。该方法尤其适用于测定高分子化合物的摩尔 ②电离作用 质量。 第三次课： Mg maRT ΠV 本课主要内容： 1.4胶体溶液 四、溶胶 1.4.1.胶体溶液 溶胶的基本特征是分散度高和多相，因此，溶胶有特殊的光学、电学和动力学性质。 胶体分散系指分散质颗粒在1nm<d<100nm ①溶胶的光学性质将一束平行光照射在溶胶系统上，在与入射光垂直的方向上可观察到一道发 之间，胶体是多相体系。 亮的光柱，这个现象称为丁铎尔效应。丁铎尔效应是溶胶特有的现象，可以用于区别溶胶和溶液。 胶体分散度大，比表面积非常大。 ②溶胶的动力学性质在超显微镜下观察溶胶，可以看到胶体粒子的发光点在作永不停息的无规 1.4.2表面吸附 则运动，这种现象称为布朗运动。布朗运动的存在导致了胶粒的扩散作用，也使胶粒不致因重力的作 吸附现象： 用而产生沉降，有利于保持溶胶的稳定性。 吸附特点： ③ 溶胶的电学性质在外电场的作用下，溶胶中的分散质与分散剂会发生定向移动，这种现象 1.4.3胶体的性质 称为溶胶的电动现象。主要有电泳和电渗。 8
8 8.314kPaL∙mol-1 ∙K-1。 上式称为范特霍夫（Van’t Hoff） 方程。说 明在一定温度下稀溶液的渗透压，仅取决于单位 体积溶液中所含溶质的质点数目，而与溶质的性 质无关。如果水溶液很稀，则 cb , 范特霍夫 （Van’t Hoff）方程可写为： П =bBRT （1-16） 通过测定溶液的渗透压，可以计算溶质的摩尔质 量。该方法尤其适用于测定高分子化合物的摩尔 质量。 1.4 胶体溶液 1.4.1. 胶体溶液 胶体分散系指分散质颗粒在 1nm＜d＜100nm 之间，胶体是多相体系。 胶体分散度大，比表面积非常大。 1.4.2 表面吸附 吸附现象： 吸附特点： 1.4.3 胶体的性质 ⑴ 溶胶的光学性质——丁达尔现象 散射现象 超显微镜 ⑵ 溶胶的动力学性质——布朗运动 ⑶ 溶胶的电学性质——电泳现象 溶胶带电的原因： ① 吸附作用 ② 电离作用 第三次课: 本课主要内容: 四、溶胶 溶胶的基本特征是分散度高和多相，因此，溶胶有特殊的光学、电学和动力学性质。 ①溶胶的光学性质 将一束平行光照射在溶胶系统上，在与入射光垂直的方向上可观察到一道发 亮的光柱，这个现象称为丁铎尔效应。丁铎尔效应是溶胶特有的现象，可以用于区别溶胶和溶液。 ②溶胶的动力学性质 在超显微镜下观察溶胶，可以看到胶体粒子的发光点在作永不停息的无规 则运动，这种现象称为布朗运动。布朗运动的存在导致了胶粒的扩散作用，也使胶粒不致因重力的作 用而产生沉降，有利于保持溶胶的稳定性。 ③ 溶胶的电学性质 在外电场的作用下，溶胶中的分散质与分散剂会发生定向移动，这种现象 称为溶胶的电动现象。主要有电泳和电渗。 ¨ V m RT M B B =
溶胶带电的原因： 等，故胶团是电中性的。胶体在电场中是以胶粒的形式移动。 (1)胶核的吸附作用：胶核的比表面很大，很 胶团结构（重点） 容易吸附溶液中的离子而使胶粒带电。 (2)胶粒表面分子的解离：胶粒与溶液中的分 溶胶的稳定性和聚沉（重点） 散剂接触时，表面分子发生解离，有一种离子进 表面活性剂和乳浊液 入溶液，而使胶粒带电。例如，硅酸溶胶的胶粒 1.4.4胶团结构 是由很多xSiO2yHO分子组成的，表面上的 HSO3分子在水分子作用下发生解离： 胶团 人 HSiO3±HSiO3+H 胶粒 HSiO3离子不能离开胶粒表面，而H离子进入 [胶核电位离子·反离子]·反离子 分散剂中，结果使胶粒带负电荷，生成负溶胶。 吸附层 扩散层 ④胶团结构 扩散双电层 书写胶团结构的关键在于确定电位离子和反 离子，吸附层和扩敢层带着符号相反的电荷，胶 胶粒·扩散层=胶团 粒中 胶体在电场中是以胶粒的形式移动。 反离子数比电位离子少，故胶粒所带电荷与 电位离子电荷符号相同。其余的反离子则分散在 胶团是电中性的。 溶液中，构成扩散层，胶粒和扩散层的整体称为 以AgNO,(过量)+KI→AgI沉淀为例： 胶团，胶团中反离子和电位离子的电荷总数相 9
9 溶胶带电的原因： （1） 胶核的吸附作用：胶核的比表面很大，很 容易吸附溶液中的离子而使胶粒带电。 （2） 胶粒表面分子的解离：胶粒与溶液中的分 散剂接触时，表面分子发生解离，有一种离子进 入溶液，而使胶粒带电。例如，硅酸溶胶的胶粒 是由很多 xSiO2∙yH2O 分子组成的，表面上的 H2SiO3 分子在水分子作用下发生解离： H2SiO3 HSiO3 - + H + HSiO3 -离子不能离开胶粒表面，而 H+离子进入 分散剂中，结果使胶粒带负电荷，生成负溶胶。 ④ 胶团结构 书写胶团结构的关键在于确定电位离子和反 离子，吸附层和扩散层带着符号相反的电荷，胶 粒中 反离子数比电位离子少，故胶粒所带电荷与 电位离子电荷符号相同。其余的反离子则分散在 溶液中，构成扩散层，胶粒和扩散层的整体称为 胶团，胶团中反离子和电位离子的电荷总数相 等，故胶团是电中性的。胶体在电场中是以胶粒的形式移动。 胶团结构（重点） 溶胶的稳定性和聚沉（重点） 表面活性剂和乳浊液 1.4.4 胶团结构 胶粒·扩散层 = 胶团 胶体在电场中是以胶粒的形式移动。 胶团是电中性的。 以 AgNO3（过量）＋ KI→ AgI 沉淀为例：
的聚结合并。另外，胶团中电位离子和反离子在溶液中所形成的具有一定强度和弹性的溶剂化膜，也 {(AgNO3)."nAg'(n-x)NO3)xNO 阻隔了胶粒的聚结合并，从而使溶胶具有聚结稳定性。 氢氧化铁溶胶是由三氯化铁水解制备的，在 ⑥溶胶的聚沉 水解过程中，除了形成F©(OH)3之外，水解产物 (1)加入少量电解质。这是加速胶体聚沉的主要方法。原因是加入电解质后，增加胶体中离子的总 离解出的氧铁正离子FeO被Fc(OH)3胶核吸 浓度，由于进入吸附层中反离子增多，这就减少甚至中和了胶粒所带的电荷，使它们失去保持稳定的 因素。当胶粒运动时互相碰撞，就可以聚集起来，迅速沉降，从而达到破坏胶体的目的。显然，电解 附，结果使胶粒带正电荷，生成正溶胶，其胶团 结构式如下： 质对溶胶的聚沉作用取决于与胶粒所带电荷符号相反的离子，而且与其所带电荷的多少有关，一般来 说，带相反电荷的离子电荷越高，对溶胶的聚沉能力就越强，这个规律称为哈迪一叔尔采 ([Fe(OH)3]mnFeO+.(n-x)CI *xCl (Hardy-一Schulce)规则。对同价离子而言，它们的聚沉能力也有差异，其聚沉能力随若离子水合半径 硅胶的形成前面已述及，所以其胶团结构 的增大而减少，如对于负溶胶，H>Cs>Rb>NH:>K>L 为 1.5溶胶的稳定性与豪沉 [(SiO2)mnHSiO3"(n-x)H+]xH* 1.5.1溶胶的稳定性 三硫化二砷溶胶是砷酸与过量的饱和硫化 氢水溶液反应制得的，由于硫化氢的离解，溶液 1.5.2溶胶的聚沉 中浓度较高的作为电位离子被三硫化二砷胶核 吸附，从而形成负溶胶，则其胶团结构式如下： ①加入电解质 [(As2S3)m'nHS".(n-x)H*xH" ⑤溶胶的稳定性 哈迪一叔尔采规则 溶胶具有动力学稳定性和聚结稳定性。溶胶 粒子具有强烈的布朗运动，使其能够抵抗重力的 聚沉能力 作用而不沉淀，所以溶胶是动力学稳定系统。由 于溶胶系统中胶粒带有相同的电荷，当两个胶团 聚沉值 互相靠近到它们的扩散层部分重叠时，胶粒间就 产生静电排斥作用使它们分开，从而阻止了胶粒 ②加入相反溶胶 10
10 ｛（AgNO3）m·nAg（+ n-x）·NO3 -｝X+·xNO3 - 氢氧化铁溶胶是由三氯化铁水解制备的，在 水解过程中，除了形成 Fe(OH)3 之外，水解产物 离解出的氧铁正离子 FeO+ 被 Fe(OH)3 胶核吸 附，结果使胶粒带正电荷，生成正溶胶，其胶团 结构式如下： {[Fe(OH)3]m∙nFeO+ ∙ (n-x)Cl- } x+xCl- 硅胶的形成前面已述及，所以其胶团结构 为： [(SiO2)m∙nHSiO3 - ∙ (n-x)H+ ] x- xH+ 三硫化二砷溶胶是砷酸与过量的饱和硫化 氢水溶液反应制得的，由于硫化氢的离解，溶液 中浓度较高的 作为电位离子被三硫化二砷胶核 吸附，从而形成负溶胶，则其胶团结构式如下： [(As2S3)m∙nHS- ∙ (n-x)H+ ] x-xH+ ⑤ 溶胶的稳定性 溶胶具有动力学稳定性和聚结稳定性。溶胶 粒子具有强烈的布朗运动，使其能够抵抗重力的 作用而不沉淀，所以溶胶是动力学稳定系统。由 于溶胶系统中胶粒带有相同的电荷，当两个胶团 互相靠近到它们的扩散层部分重叠时，胶粒间就 产生静电排斥作用使它们分开，从而阻止了胶粒 的聚结合并。另外，胶团中电位离子和反离子在溶液中所形成的具有一定强度和弹性的溶剂化膜，也 阻隔了胶粒的聚结合并，从而使溶胶具有聚结稳定性。 ⑥ 溶胶的聚沉 （1）加入少量电解质。这是加速胶体聚沉的主要方法。原因是加入电解质后，增加胶体中离子的总 浓度，由于进入吸附层中反离子增多，这就减少甚至中和了胶粒所带的电荷，使它们失去保持稳定的 因素。当胶粒运动时互相碰撞，就可以聚集起来，迅速沉降，从而达到破坏胶体的目的。显然，电解 质对溶胶的聚沉作用取决于与胶粒所带电荷符号相反的离子，而且与其所带电荷的多少有关，一般来 说，带相反电荷的离子电荷越高，对溶胶的聚沉能力就越强，这个规律称为哈迪 —叔尔采 (Hardy—Schulce)规则。对同价离子而言，它们的聚沉能力也有差异，其聚沉能力随着离子水合半径 的增大而减少，如对于负溶胶，H +>Cs+ >Rb +>NH4 + >K+ >Li+ 1.5 溶胶的稳定性与聚沉 1.5.1 溶胶的稳定性 1.5.2 溶胶的聚沉 ① 加入电解质 —— 哈迪—叔尔采规则 聚沉能力 聚沉值 ② 加入相反溶胶