第一章溶液和胶体
第一章溶液和胶体
溶液是物质的主要存在形态之一，广泛存在于自然界之中，在科研和工农业生产及人类生活中有着重要的意义。人们的日常生活用水就是含有一定矿物质的水溶液；大部分的化学反应都是在水溶液中进行的；生物体内的各种生理、生化反应也都是在溶液中进行的。胶体（溶胶）作为物质的另一种存在形态，由于它有较大的表面积，因而具有显著的吸附能力，胶体的许多性质都与此有关，使其在科研和工农业生产中也具有极为重要的作用。
第一节分散系及其分类
物质除了以气态、液态和固态的形式单独存在以外，大多数是以一种（或几种）物质分散在另一种物质中构成混合体系的形式存在的。例如：氯化钠分散在水中形成生理盐水，粘土微粒分散在水中形成泥浆，奶油、蛋白质和乳糖分散在水中形成牛奶，水滴分散在空气中就形成了雾。这些混合体系称为分散系。在分散系中，被分散了的物质称为分散质，它是不连续的；容纳分散质的物质称为分散剂，它是连续的。如生理盐水，氯化钠是分散质，水是分散剂。在分散系内，分散质和分散剂可以是气体、液体和固体三种聚集状态中的任何一种，这样就可以组成多种不同的分散系。按分散质和分散剂的聚集状态不同，分散系可分为以下几类，见表1–1。
表1–1 分散系按聚集状态的分类
分散质分散剂举例
气气气液液液固固固气
液
固
气
液
固
气
液
固
空气、煤气
汽水、泡沫
木炭、海棉、泡沫塑料
云、雾
石油、豆浆、牛奶、白酒、一些农药乳浊液
硅胶、冻肉、珍珠
烟、灰尘
泥浆、糖水、溶胶、油漆
有色玻璃、合金、矿石
按分散质粒子直径的大小，常把液态分散系分为三类：低分子或离子分散系、胶体分散系和粗分散系，见表1–2。
表1–2 分散系按分散质粒子直径大小的分类
分散系类型低分子、离子分散系
（溶液）
胶体分散系
（溶胶、高分子溶液）
粗分散系
（乳浊液、悬浊液）
分散质粒子
直径
＜1 nm 1～100 nm ＞100 nm 分散质小分子或离子大分子、分子的小聚集体分子的大聚集体
主要性质透明、均匀、最稳定；能透
过滤纸与半透膜，扩散速度
快；普通显微镜还是超显微
透明、不均匀，稳定；能透
过滤纸但不能透过半透膜，
扩散速度慢；普通显微镜看
不透明，不稳定；不能透
过滤纸，扩散很慢；普通
显微镜下可能看见。
镜都看不见。
不见，超显微镜下可分辨。 实例 生理盐水 氢氧化铁、碘化银溶胶 泥浆、牛奶、农药乳剂
人们用观察和实验等方法进行科学研究及生产实践时，首先要确定研究对象，这种被
划分出来做为研究的对象称为系统。在一个系统中，物理性质和化学性质完全相同并且组成
均匀的部分称为相。相和态是两个不同的概念，态是指物质的聚集状态，例如：乙醚和水构
成的系统，只有一个态——液态，却包含两个相。相和组分也不是一个概念，如：冰、水、
水蒸气的化学组成相同，却是三相。在明确相的概念基础上，我们讨论以上三种分散系。
1．低分子或离子分散系
在低分子或离子分散系中，分散质粒子的直径＜1 nm ，它们是一般的分子或离子，与
分散剂的亲和力极强，因而组成了均匀、无界面、高度分散、高度稳定的单相系统。
2．胶体分散系
在胶体分散系中，分散质的粒子直径为1～100 nm ，它包括溶胶和高分子化合物溶液两
种类型。
（1）溶胶 其分散质粒子是由一般的分子组成的小聚集体，这类难溶于分散剂的固体
分散质高度分散在液体分散剂中，所形成的分散系称为溶胶（或称为胶体）。例如：氯化银
溶胶、氢氧化铁溶胶、硫化砷溶胶等。在溶胶中，分散质和分散剂的亲和力不强，因而溶胶
是高度分散的、不均匀、不稳定的多相系统。
（2）高分子溶液 如：淀粉溶液、纤维素溶液、蛋白质溶液等，分散质粒子是单个的
大分子，与分散剂的亲和力强，故高分子溶液是高度分散、稳定的单相系统。
3．粗分散系
在粗分散系中，分散质粒子直径＞100 nm ，是一个极不稳定的多相系统。按分散质的
聚集状态不同，粗分散系可以分为乳浊液和悬浊液。液体分散质分散在液体分散剂中，称为
乳浊液，如牛奶。固体分散质分散在液体分散剂中，称为悬浊液，如泥浆。由于分散质的粒
子大，容易聚沉，分散质也容易从分散剂中分离出来。
虽然这三类分散系的性质有明显差异，但是划分它们的界线是相对的。因此，分散系
之间性质和状态的差异也是逐步过渡的。
本章将重点讨论溶液和胶体分散系的一些基本知识。
第二节 溶液浓度的表示方法
在一定量的溶液或溶剂中所含溶质的量叫溶液的浓度。我们用A 表示溶剂，用B 表示
溶质，在化学上常用的浓度表示法有物质的量浓度、质量摩尔浓度、摩尔分数、质量分数等。
现简介如下：
一、物质的量浓度
物质的量浓度是指单位体积溶液中含有溶质B 的物质的量。常用符号B c 表示。
B B n c V
（1—1） 式中，B n 为溶质的物质的量，单位mol ；V 为溶液体积，单位L 或dm 3。B c 为物质B
的浓度，单位mol ·L –1或mol ·dm –3；B 是溶质的基本单元。
在使用物质的量浓度时必须确定溶质的基本单元。同种溶质的基本单元不同，物质的量
浓度也不相同。物质的基本单元可以是分子、离子、原子、电子及其它粒子或这些粒子的特
定组合。如：H +、H 2SO 4、H 3PO 4等都可以做为基本单元。因此，在使用物质的量的浓度时，
应注明物质的基本单元，否则容易引起混乱。例如： c (H 2SO 4) = 0.1 mol ·L –1 , c (12
H 2SO 4) = 0.2 mol ·L –1 例 1—1 如何配制500 mL ，1 mol ·L –1的草酸溶液？（H 2C 2O 4·2H 2O 的摩尔质量为
126 g ·mol –1）。
解 根据物质的量浓度定义：
B B n c V = = B B m M V
则： B m = B B c VM B m = 1 mol ·L –1×0.5 L ×126 g ·mol –1= 63 g
准确称取63 g H 2C 2O 4·2H 2O ，溶于蒸馏水，然后定容至500 mL 。
例 1—2 用分析天平称取2.0100 g 224Na C O 基准物质，224Na C O 溶解后转移至100.0
mL 容量瓶中定容，试计算c (224Na C O )和c (
21224Na C O )。 解： 已知m (224Na C O ) = 2.0100 g M ( 224Na C O ) = 134.0 g ·mol –1
M (21224Na C O ) = 2
1×134.0 g ·mol –1 = 67.00 g ·mol –1 c (224Na C O ) =
()()224224Na C O Na C O V m M =13g mol 2.mL 010 g 134.0 --??1 0010·= 0.1500 mol ·L –1 c (21224Na C O ) =()22422412Na C O Na C O V m M ?? ???=13g mol 2.mL 010 g 67.00 --??1 0010·= 0.3000 mol ·L –1 ∴ c (2
1224Na C O ) = 2c (224Na C O ) 由于溶液的体积随温度而变，所以物质的量浓度也随温度变化而改变。为了避免温度对
数据的影响，常使用不受温度影响的浓度表示方法，如：质量摩尔浓度、摩尔分数、质量分
数等。
二、 质量摩尔浓度
质量摩尔浓度是指每千克溶剂中所含溶质的物质的量。用符号B b 表示。
B B A
b n m = （1—2） 式中， B n 为溶质的物质的量，单位为mol ；A m 为溶剂的质量，单位为kg 。所以，质
量摩尔浓度的单位为mol ·kg –1。由于物质的质量不受温度的影响，所以质量摩尔浓度是一
个与温度无关的物理量。常用于稀溶液依数性的研究。对于较稀的水溶液来说，质量摩尔浓
度近似地等于其物质的量浓度。
例 1—3 100.0 g 溶剂水中溶有2.00 g 甲醇，求该溶液的质量摩尔浓度。
解： 甲醇（CH 3OH ）的摩尔质量为32.0 g ·mol –1 。
333322(H O)(CH OH)(CH OH)(CH OH)(CH OH)(H O)n m m M m b ==
= 132.00 32.0 g mol 100.0 g 10g
--??· = 0.75 mol ·kg –1
该溶液的质量摩尔浓度为0.75 mol ·kg –1。
三、摩尔分数
所谓溶液某组分的摩尔分数是该组分的物质的量占溶液中所有物质总的物质的量的分
数，也叫物质的量分数。用x 来表示，其量纲为1。
对于多组分系统溶液来说，某组分A 的摩尔分数为：A A i
n n x =
∑，i n 为系统中物质i 的物质的量。
对于双组分系统的溶液来说，若溶质的物质的量为B n ，溶剂的物质的量为A n ，则其摩
尔分数分别为： A A A
B
n n x n =+ （1—3a ）
A B B B n n x n =+ （1—3b ） 则 A B 1x x +=，对于多组分系统来说有1i x =∑
四、质量分数
混合系统中，某组分B 的质量（ B m ）与混合物总质量（m ）之比，称为组分B 的质
量分数。用符号B ω来表示，其量纲为1。质量分数是不随温度变化而变化的。
B
B m m ω=
质量分数，以前常称质量百分浓度（用百分率表达则再乘以100%）。
例1—4 在常温下取NaCl 饱和溶液10.00 mL ，测得其质量为12.00 g ，将溶液蒸干，
得NaCl 固体3.173 g ，求：（1）NaCl 饱和溶液的物质的量浓度；（2）NaCl 饱和溶液的质量
摩尔浓度；（3）饱和溶液中NaCl 和H 2O 的摩尔分数；（4）NaCl 饱和溶液的质量分数。
解：
（1）NaCl 饱和溶液的物质的量浓度为：
1
31
g 3.173 g/58.44 mol 10.00 10mL (NaCl)(NaCl) 5.43 mol L n c V ---?===· ·
（2）NaCl 饱和溶液的质量摩尔浓度为：
1
21
3g m 3.173 g/58.44 (12.00 3.173)1ol 0(NaCl)(NaCl) 6.15 mol (H O)g kg k n b m ----?===· ·
（3）饱和溶液中NaCl 和H 2O 的摩尔分数为：
1(NaCl) 3.173 g/58.44 g mol 543 mo 0.0l
n -==·
12(H O)(12.00 3.173) g/18.g mol 00 4904 m l
0.o n -==-· 20.0543 m 0.0543 ol mol mol (NaCl)(NaCl)0.10(NaCl)(H O)n x n n +0.4904 =
==+
2(H O )1(N a C l )1x x =-=-0.10=0.90
（4）NaCl 饱和溶液的质量分数为： 2 3.173 g 12.00 g (NaCl)(NaCl)0.264426.44%(NaCl)(H O)m m m ω =
===+
但消毒用的医用酒精的浓度为75%，是指100 mL 这种酒精溶液中含纯酒精75mL ，实
为体积百分浓度。
在水质分析或环境保护方面，过去常用百万分浓度（ppm ）和十亿分浓度（ppb ）。ppm
是指每千克溶液中含溶质的质量（单位：毫克）。ppb 是指每千克溶液中含溶质的质量（单
位：微克）。
第三节 稀溶液的依数性
溶液的性质既不同于纯溶剂，也不同于纯溶质。溶液的性质可分两类：一类性质与溶
质的本性及溶质和溶剂的相互作用有关，如溶液的颜色、密度、气味、导电性等。第二类性
质与溶质的本性无关，只取决于溶液中溶质的粒子数目，如稀溶液的蒸气压下降、沸点升高、
凝固点降低和渗透压等。这些与溶质的性质无关，只与溶液的浓度（即溶液中溶质的粒子数）
有关的性质称为稀溶液的依数性。在非电解质的稀溶液中，溶质粒子之间及溶质粒子与溶剂
粒子之间的作用很微弱，因此这种依数性呈现明显的规律性变化，溶液越稀这种依数性越强。
在浓溶液中，由于粒子之间的作用较明显，溶液的性质受到溶质的影响，因此情况比较复杂。
本节我们主要讨论难挥发的非电解质形成的稀溶液的依数性。
一、溶液的蒸汽压下降
若将液体置于密闭的容器中，液体中的一部分分子会克服其他分子对它的吸引而逸出，
成为蒸气分子，这个过程叫做蒸发。同时，液面附近的蒸气分子又可能被液体分子吸引重新
回到液体中，这个过程叫凝聚。开始时，因为空间没有蒸气分子，蒸发速度较快，但随着蒸
发的进行，凝聚的速度逐渐加快。一定时间后，蒸发速度和凝聚速度会相等，此时液体和它
的蒸气处于动态平衡状态，此时的蒸气称为饱和蒸气，饱和蒸气所产生的压力称为饱和蒸气
压，简称蒸气压。蒸气压的单位为Pa 或kPa 。越是容易挥发的液体，它的蒸气压就越大。
在一定温度下，每种液体的蒸气压是固定的。例如，20℃时，水的蒸气压为2.33 kPa ，酒精
的蒸气压为5.85 kPa 。因为蒸发时要吸热，所以温度升高时，将使液体和它的蒸气之间的平
衡向生成蒸气的方向移动，使单位时间内变成蒸气的分子数增多，因而液体蒸气压随温度的
升高而增大，见表1–3。
表1–3 不同温度时水的蒸气压
温度/℃
0 20 40 60 80 100 120 蒸气压/kPa
0.61 2.33 7.37 19.92 47.34 101.33 202.65
实验证明，液体中溶解有难挥发的溶质时，液体的蒸气压便下降，因此，在同一温度下，
溶液的蒸气压总是低于纯溶剂的蒸气压。因为难挥发的溶质的蒸气压一般都很小，所以在这
里所指的溶液的蒸气压，实际上是指溶液中溶剂的蒸气压。纯溶剂蒸气压与溶液蒸气压之差，
称为溶液的蒸气压下降（p ?）。
蒸气压下降的原因是由于溶剂中溶入溶质后，溶液的一部分表面被溶质分子占据，而使
单位面积上的溶剂分子数减少，同时溶质分子和溶剂分子的相互作用，也能阻碍溶剂的蒸发。
因此，在单位时间内从溶液中蒸发出来的溶剂分子要比纯溶剂少。因此在蒸发和凝聚达到平
衡时，溶液的蒸气压必然比纯溶剂的蒸气压小。
1887年，法国物理学家拉乌尔（F. Raoult ）根据大量实验结果提出：“在一定温度下，
难挥发非电解质稀溶液的蒸气压等于纯溶剂的蒸气压乘以溶剂在溶液中的摩尔分数。”这种
定量关系称为拉乌尔定律，其数学表达式为：
A p p x *=
式中，p *为纯溶剂的饱和蒸气压，p 为溶液的蒸气压，A x 为溶剂的摩尔分数。因为
A B 1x x +=（B x 为溶质的摩尔分数）则
B B (1)p p x p p x ***=-=-
B p p p p x **?=-=
换句话说，在一定温度下，稀溶液的蒸气压下降和溶质的摩尔分数成正比。
在稀溶液中，A B n n ?，A n 为溶剂的物质的量，B n 为溶质的物质的量。因此：
由 A B B B n n x n =+ 知 B B A x n n ≈， 所以B A p p n
n *?≈ 在一定温度下，对于一种溶剂来说，p *
为定值。若溶剂为1000 g ，溶剂的摩尔质量为A M ，有：B B A A B 1000
M n p p Kb n n p **==?≈（令A K p M *=） K 是一个常数，其物理意义是B b = 1 mol ·kg –1时溶液的蒸气压下降值。所以拉乌尔定
律也可以表示为：在一定温度下，难挥发非电解质稀溶液的蒸气压下降和溶液的质量摩尔浓
度B b 成正比。
二、溶液的沸点上升
当液体的蒸气压等于外界大气压时，液体沸腾，此时的温度就是该液体的沸点。例如在
373.15 K （100 ℃）时，水的蒸气压与外大气压（101.3 kPa ）相等，所以水的沸点是373.15
K （100 ℃）。
如果在水中溶有难挥发的溶质，溶液的蒸气压会下降，要使溶液的蒸气压和外界大气压
相等，就必须升高溶液的温度，所以溶液的沸点总是高于纯溶剂沸点，其升高值为b t ?，见
图1–1。如在常压下海水的沸点高于373.15 K 就是这个道理。
图1–1水、冰和溶液的蒸气压曲线图
若用*b t ，b t 分别表示纯溶剂的沸点和溶液的沸点，则沸点升高值b t ?为b t ?=*b t －b t 和溶液的蒸气压下降一样，也可导出
b t ?=B b K b
式中，b K 为溶剂摩尔沸点升高常数，单位为K ·kg ·mol –1；b K 只取决于溶剂本身的
性质，而与溶质无关，不同溶剂的b K 值不同。表1–5列出了几种常用溶剂的摩尔沸点升
高常数。
在实际生活中也会遇到这种现象，例如高原地区由于空气稀薄，气压较低，所以水的沸
点低于100 ℃；对于含有植物油量大的汤喝时会感到格外烫，可以解释为汤是含有盐的水
溶液，其沸点要高于100 ℃，而表面的油层又起了保温作用，因此喝时感到格外的烫。另
外在生产和实践中，对那些在较高温度时易分解的有机溶剂，常采用减压（或抽真空）操作
进行蒸发，不仅可以降低沸点，也可以避免一些产品因高温分解而影响质量和产量。
三、溶液的凝固点降低
固体也或多或少地蒸发，因而也具有一定的蒸气压。在一般情况下，固体的蒸气压都很
小。和液体一样，在一定温度下，固体的饱和蒸气压也为一个定值。固体的蒸发也要吸热，
所以固体的蒸气压随温度的升高而增大。冰在不同温度下的蒸气压见表1–4。
表1–4 冰在不同温度下的蒸气压
温度/℃
－20 －15 －10 －5 0 蒸气压/kPa
0.11 0.16 0.25 0.40 0.61
0 ℃时，水和冰共存，这时水和冰的蒸气压都是0.61 kPa 。物质的液态和固态的蒸气压
相等时的温度（或物质的液相和固相共存时的温度）称为该物质的凝固点。
当在0 ℃的冰水两相平衡共存系统中，加入难挥发的非电解质后，会引起液相水的蒸
气压下降，而固相冰的蒸气压则不会改变，所以冰的蒸气压高于水的蒸气压，于是冰就要通
过融化成水来增加液相水的蒸气压，从而使系统重新达到平衡。在固相融化的过程中，要吸
收系统的热量，因此，新平衡点的温度就要比原平衡点的温度低，溶液的凝固点总是低于纯
溶剂的凝固点，其降低值为f t ?，见图1–1。
温度/℃ 压力/P a 溶液的
凝固点 溶液的沸点
Δt b
Δt f
Δp
与此溶液的沸点升高一样，溶液凝固点下降也与溶质的含量有关，即
f t ?=B f K b
式中f K 为摩尔凝固点下降常数，单位为K ·kg ·mol –1，可以把它们看作在1000 g 某溶
剂中加入1 mol 的难挥发的非电解质的溶质时，溶液凝固点下降的热力学温度值。表1–5
中列出了几种常见溶剂的f K 值。
表1–5 常用溶剂的沸点、凝固点的b K 和f K 值
溶剂
沸点/ K K b /(K ·kg ·mol –1) 凝固点/ K K f / (K ·kg ·mol –1) 水
苯
樟脑
二硫化碳
四氯化碳
醋酸
萘 373.15 353.30 481.40 319.28 349.65 391.65 491.15 0.512 2.53 5.95 2.34 5.03 3.07 5.65 273.15 278.65 451.55 289.75 353.35 1.86 5.12 37.7 3.90 6.9
例 1—5 将65.0 g 乙二醇（C 2H 6O 2）溶于200 g 水中作为一种常用的抗冻剂，试求该
溶液沸点升高和凝固点下降值。已知水的b K =0.512 K ·kg ·mol –1，f K =1.86 K ·kg ·mol –1。
解 乙二醇的相对分子质量为62.12。
26226226226222(H O)(C H O )(C H O )(C H O )(C (H O H ))
O b n m m M m ==1365.0 62.12 g mol 200.0 g 0g
1--=??· = 5.25 mol ·kg –1
b t ?=B b K b = 0.512 K ·kg ·mol –1×5.25 mol ·kg –1 = 2.7 K
f t ?=B f K b = 1.86 K ·k
g ·mol –1×5.25 mol ·kg –1 = 9.76 K
该抗冻剂的沸点升高2.7 K ，凝固点下降9.76 K 。
例 1—6 将0.115 g 奎宁溶于1.36 g 樟脑中，所得的溶液其凝固点为169.6 ℃，求奎宁
的摩尔质量。
解 查表1–5，樟脑的凝固点为451.55 K ，溶解奎宁后凝固点为169.6 K ＋273.15 K =
442.75 K ，f K = 37.7 K ·kg ·mol –1，溶液的凝固点下降值为f t ? = 451.55 K －442.75 K = 8.80
K 。
代入公式f t ?=B f K b 则 B 18.80 K 37.7 K kg mol
b -=··= 0.223 mol ·kg –1 设奎宁摩尔质量为B M ，则 B B B A B A n m b m M m =
=
B B 13B A 0.115 g 0.223 mol kg 1.3610 kg
m M b m --==??·= 363g ·mol –1 奎宁的摩尔质量为363 g ·mol –1。
由于f t ?容易测定，测量的准确度较高，故常用测定凝固点降低法，求难挥发的非电解
质的摩尔质量。
溶液凝固点降低的理论在实际中有很重要的应用。冬天为防止汽车水箱冻裂，常在水
箱中加入少量甘油或乙二醇，以降低水的凝固点。食盐和冰的混合物是常用的致冷剂。在冰
的表面撒上食盐，盐就溶解在冰表面上少量的水中，形成溶液，此时溶液的蒸气压下降，凝
固点降低，冰就要融化，吸收大量的热，故盐冰混合物的温度降低，温度可降至251 K （－
22℃）。若用CaCl 2·2H 2O 和冰的混合物，温度可降至218 K （－55 ℃）。因此，冰盐混合
而成的冷冻剂，广泛的应用在水产品和食品的保存和运输中。在冬季，建筑工人经常在泥浆
中加入食盐或氯化钙，也是利用这个道理。
溶液的凝固点降低也可解释植物的抗旱性和抗寒性。生物化学研究结果表明，当外界
温度降低时，植物细胞中会产生大量的可溶性碳水化合物，使细胞液浓度增大。细胞液浓度
越大，其凝固点下降越大，因而细胞液在0 ℃不结冰，表现出一定的抗寒性。
四、溶液的渗透压
如果把一杯浓蔗糖溶液和一杯水混合，片刻后
就得到均匀的稀蔗糖溶液，这种现象被称为扩散。
但如果在浓蔗糖溶液和水之间用半透膜（如动物的
膀胱膜、肠衣、植物的表皮层、人造羊皮纸、火胶
棉等）分开，这种半透膜仅允许水分子通过，而蔗
糖分子却不能通过。如果刚开始使两边液面高度相
等，经过一段时间后，我们将发现，蔗糖溶液的液
面会逐渐升高，而水的液面将逐渐下降，直到液面 图1–2 渗透压示意图
高度差为h 时为止，见图1–2。这是因为水分子既
可以从纯水中向溶液中扩散，也可以从溶液向纯水中扩散，扩散速度与浓度有关，在单位体
积内，纯水中水分子的数目比蔗糖溶液中的多一些，所以在单位时间内，进入蔗糖溶液中的
水分子数目要比由蔗糖溶液进入纯水中的多，结果使蔗糖溶液的液面升高。如果用半透膜把
两种浓度不同的溶液隔开，水会从稀溶液渗入到浓溶液中。这种溶剂分子由一个液相通过半
透膜向另一个液相扩散的过程叫渗透。随着渗透作用的进行，两边液面高度差逐渐增大，蔗
糖溶液的静水压不仅使水分子从溶液进入纯水的速度加快，也使纯水中的水进入溶液的速度
减慢。当蔗糖溶液的液面上升到一定程度时，水分子向两个方向的扩散速度相等，系统建立
起一个动态平衡，称为渗透平衡。这时蔗糖溶液液面比纯水液面高出h ，这段液面高度差所
产生的压力称为该溶液的渗透压。如果要维持两边液体液面的高度不发生变化，即要阻止渗
透作用的发生，就要在蔗糖溶液液面上施加相当于h 高水柱静压力大小的额外压力，这种为
阻止渗透作用的发生而施加于液面上的最小压力即为该溶液的渗透压。
1886年荷兰物理学家范特霍夫（Van’t Hoff ）指出非电解质稀溶液的渗透压与溶液的物
质的量浓度及温度成正比，而与溶质的本性无关。
B c RT ∏=
∏为溶液的渗透压；R 为气体常数，数值为8.314 kPa ·L ·mol –1·k –1；T 为热力学温度，
单位为K 。对于很稀的水溶液，B B c b ≈，因此B RT b ∏=。
例 1—7 实验测得人体血液的凝固点降低值f t ?是0.56 K ，求在体温37 ℃时的渗透
压。
解 已知f K = 1.86 K ·kg ·mol –1，体温：37 K ＋273.15 K = 310.15 K
f t ?=B f K b
1f 1f 0.56 K 0.30 mol kg 1.86 K kg mol B b t K --===
?···
当溶液很稀时,有B B c b ≈ 则：1110.30 mol
kg 8.314 kPa mol K 310.15 K = 773 kPa L B c RT ---∏==??····
体温37 ℃时血液的渗透压为773 kPa 。
测定渗透压的主要用途是求大分子（如血红素、蛋白质、高聚物等）的摩尔质量。 例1－8 25℃时，1L 溶液中含有5.00 g 蛋清蛋白溶液，测得其渗透压为304 Pa ，求蛋
清蛋白的摩尔质量。
解：设蛋清蛋白的摩尔质量为M ，则
B c RT ∏==
B B m n V RT T MV R = M B
m RT V =∏1135.00 g 8.314 kPa mol K 298 K
30410kP L a L 1 ---??=??···
= 40750 g ·mol –1
蛋清蛋白的摩尔质量为40750 g ·mol –1。
凡是溶液都有渗透压，不同浓度的溶液具有不同的渗透压，当存在半透膜时，溶液浓度
越高，溶液的渗透压就越大。如果半透膜两边是浓度不同的两种溶液，其中浓度大的溶液称
为高渗溶液；浓度较低的溶液称为低渗溶液。如果半透膜两边溶液的浓度相同，则它们的渗
透压相等，这种溶液称为等渗溶液。
渗透现象在动植物的生理过程中起着重要作用。细胞膜是一种半透膜，水进入细胞中产
生相当大的压力，能将细胞稍微绷紧，这就是植物的茎、叶、花瓣等都具有一定弹性的原因。
如果割断植物，则由于水的蒸发，细胞液的体积缩小，细胞膜便萎缩，植物因此枯萎，但只
要将刚开始枯萎的植物放在水中，渗透作用立即开始，细胞膜重新绷紧，植物便基本恢复原
状。植物的生长发育和土壤溶液的渗透压有关，只有土壤溶液的渗透压低于细胞液的渗透压
时，植物才能不断从土壤中吸收水分和养分进行正常的生长发育，如果土壤溶液的渗透压高
于植物细胞液的渗透压，植物细胞内的水分就会向外渗透导致植物枯萎。盐碱地不利于作物
生长就是这个原因。给作物喷药或施肥时，溶液的浓度不能过大，否则会引起烧苗现象，这
也是由于水从植物体内向外渗透的结果。现在广泛使用的地膜覆盖保苗，也是为了保持土壤
胶体的渗透压。临床实践中，对患者输液常用0.9%生理盐水和0.5%葡萄糖溶液，这是由于
注射液与血液是等渗溶液，如为高渗溶液，则血液细胞中的水分就会通过细胞膜将向外渗透，
甚至能引起血红细胞收缩并从悬浮状态中沉降下来，导致血球发生胞浆分离；如为低渗溶液，
则水分将向血球中渗透，引起血球细胞的胀破，产生溶血现象。当吃咸的食物时就有口渴的
感觉，这是由于组织中渗透压升高，喝水后可以使渗透压降低。眼药水必须和眼球组织中的
液体具有相同的渗透压，否则会引起疼痛。淡水鱼和海水鱼不能交换环境生活，这也是由于
河水和海水的渗透压不同。
通过对上述有关稀溶液的一些性质的讨论，概括起来就是稀溶液依数性定律（或称拉乌
尔—范特霍夫定律），即难挥发的非电解质稀溶液的某些性质（蒸气压下降、沸点升高、凝
固点降低及渗透压）与一定量的溶剂中所含溶质的物质的量成正比。而与溶质的本性无关。
值得注意的是，稀溶液依数定律所表达的与溶液浓度的定量关系不适用于浓溶液或电解
质溶液。这是因为在浓溶液中，溶液中粒子之间作用较为复杂，简单的依数性的定量关系不
再适用；而相同浓度的电解质溶液在溶液中会电离产生正负离子，因此它的总的溶质的粒子
数目就要多。此时稀溶液的依数性取决于溶质分子、离子的总数目，但稀溶液通性所指的定
量关系不再存在。
电解质类型不同，同浓度溶液的沸点高低或渗透压大小的顺序为：
AB 2（BaCl 2）或A 2B （Na 2SO 4）型强电解质溶液＞ AB （NaCl ）型强电解质溶液＞弱
电解质溶液＞非电解质溶液
而蒸气压或凝固点的顺序则相反为：
非电解质溶液＞弱电解质溶液＞ AB （NaCl ）型强电解质溶液＞ AB 2（BaCl 2）或A 2B
（Na 2SO 4）型强电解质溶液
五、强电解质在水溶液中的解离情况
难挥发的非电解质稀溶液的四个依数性都能很好地符合拉乌尔定律，其实验值和计算值
基本相符。但电解质溶液的依数性却极大地偏离了拉乌尔定律。见表1–6。
表1–6 几种电解质的稀溶液的f t ?
电解质 B b /( mol ·kg –1) f t ?/(计算值) /℃
f t ?/(实验值)/℃ i =实验值计算值 KCl HCl K 2SO 4 CH 3COOH 0.10
0.01
0.10
0.10
0.01
0.10 0.186 0.0186 0.186 0.186 0.0186 0.186 0.346 0.0361 0.355 0.454 0.0521 0.188 1.86 1.94 1.91 2.44 2.80 1.01.
从上表可以看出，电解质溶液凝固点下降的实验值均比计算值大，而且校正系数i 随着
浓度的减小而增大。通过校正系数运用拉乌尔定律就可以计算p ?、b t ?，f t ?及∏值了。
如上表中的f t ?
f f f ()()B t b i t iK ?=?=实验值计算值
1884年瑞典化学家阿仑尼乌斯（Arrhenius ）依据实验事实，提出了电解质理论的电离学
说，用以说明在电解质溶液中应用拉乌尔定律时产生偏离的原因。阿仑尼乌斯认为，电解质
溶于水，因电离使其质点数增加，所以f t ?等的依数性值会增大。但研究发现，对于AB 型
强电解质，若强电解质在水溶液中是完全电离的，那么理论上0.10 mol ·kg –1AB 型强电解
质电离后溶液的浓度应为0.20 mol ·kg –1，那么
f f f B (()2)2b t K t =?=?实验值计算值=0.372 ℃。但上表中的KCl 、HCl 实测值分别为
0.346 ℃和0.355 ℃，都小于0.372 ℃。这个事实似乎说明，强电解在水溶液中并不是全部
电离。即强电解质在水溶液中的电离度不是100%。
针对这一问题，1923年，德拜（Debye ）和休克尔（H ückel ）提出了强电解质的离子互
吸学说。他们认为强电解质在水溶液中是完全电离的，溶液中离子的浓度很大。但由于异号
离子之间的静电吸引，在阳离子的周围聚集了较多的阴离子，同时在阴离子的周围聚集了较
多的阳离子，形成了所谓的“离子氛”。由于“离子氛”的存在，使离子在溶液中的移动不
能完全自由。若将电解质溶液置于电场中，溶液中的离子在外电场的作用下将向两极移动，
但由于受到“离子氛”中异号离子的牵制作用，使离子在电场中的运动速率下降，导电能力
降低，所测溶液的导电性比完全电离的理论模型的要低些，产生不完全电离的假象。由此测
得的强电解质的电离度自然小于100%。但这种电离度和弱电解质的电离度的意义完全不同，
它仅表示强电解质溶液中离子间的相互牵制作用，故称为“表观电离度”。
为了定量描述电解质溶液中离子之间的相互牵制作用，引入了活度的概念，活度是单位
体积溶液在表观上所含有的离子的浓度，即有效浓度。活度a 与实际浓度c 的关系为：
a c γ=
式中，γ为活度系数，它反映了离子间相互牵制作用的大小。浓度越大、离子的电荷越
高，离子间的牵制作用越强烈。对于无限稀的溶液，离子间的相互牵制作用极弱，γ→1，
这时活度和浓度基本一致。由此可见，对于稀溶液，浓度可以近似地代替活度。
第四节 胶体与界面化学
一、胶体与表面能
1． 胶体
胶体是颗粒直径为1～100 nm 的分散质分散到分散剂中，形成的多相系统（高分子溶液
除外）。
由于胶体是一个多相系统，因此相与相之间就会存在界面，有时也将相与相之间的界面
称为表面。分散系中分散质的分散程度常用比表面积来衡量，所谓比表面积就是单位体积内
分散质的总面积。其数学表达式为
0S S V
= 式中，0S 为比表面积，S 为总面积，V 为总体积。假设分散质粒子是一个边长为L 的
立方体，总共有n 个，每个立方体的表面积和体积分别是62L ，3L 。则比表面积为
02366n L S n L L ?==?
由此可见，分散质的颗粒越小，则比表面积越大，因而系统的分散度越高。
由于胶体分散质的颗粒直径很小，胶体的分散度很高，系统的比表面积相当大。因此胶
体的表面性质非常显著，这些表面性质使胶体具有与其它分散系不同的性质。
2．表面能
任何表面（严格来说应是界面，一般只是将固－液和液－气界面称为表面）粒子所受的
作用力与内部相同粒子所受的作用力大小和方向并不相同。对于处于同一相的粒子来说，其
内部粒子由于同时受到来自其周围各个方向且大小相近的力的作用，因此它所受到总的作用
力为零。而处在表面的粒子就不同了，由于在它周围并非都是相同粒子，所以它所受到的作
用力的合力就不等于零。该表面粒子总是受到一个与界面垂直方向的作用力。因此表面粒子
比内部粒子有更高的能量，这部分能量称为表面自由能，简称表面能。表面积越大，表面能
越高，系统越不稳定。因此液体表面有自动收缩到最小的趋势，以减小表面能。同时表面吸
附也是降低表面能的有效途径之一。
二、表面吸附
吸附是指物质的表面自动吸住周围介质分子、原子或离子的过程。具有吸附能力的物
质称为吸附剂，而被吸附的物质称为吸附质。吸附剂的吸附能力与比表面有关，比表面越大，
吸附能力越强。通过吸附改善了吸附剂表面粒子的受力情况，从而降低了表面自由能，使其
从高能态不稳定系统变为低能状态稳定系统，因而吸附过程是一个放热过程，也是一个自发
过程。
1．固体对气体的吸附
固体对气体的吸附往往是一个可逆过程。气体分子自动吸附在固体表面，这个过程是
吸附，吸附在固体表面的气体分子由于热运动而脱离固体表面，这个过程叫解吸。表示如下：
[吸附剂]＋[吸附质][吸附剂·吸附质]＋吸附热
当吸附和解吸的速率相等时，上述过程达到平衡，称为吸附平衡。固体对气体的吸附
实际上有很多应用，如：制备SO 3时，就是反应物被吸附在催化剂（V 2O 5）表面上而被活
化，从而加快反应速率的。
2．固体在溶液中的吸附
固体在溶液中的吸附比较复杂，它不但能吸附溶质，而且能吸附溶剂。根据固体对溶
液中的溶质的吸附情况不同，可将固体在溶液中的吸附分为两类，一类是分子吸附，另一类
是离子吸附。
（1）分子吸附 固体吸附剂在非电解质或弱电解质溶液中的吸附主要是分子吸附。分
子吸附的规律是：极性吸附剂易吸附溶液中极性的组分，非极性吸附剂易吸附非极性组分，
即 “相似相吸”。如活性碳可以使有色水溶液脱色，就是因为活性碳是非极性的，而有色物
质多数都是非极性分子。
（2） 离子吸附 固体吸附剂在强电解质溶液中的吸附主要是离子吸附，它又分为离
子选择吸附和离子交换吸附。
固体吸附剂选择吸附溶液中的某种离子称为离子选择吸附。其规律是：固体吸附剂优
先选择吸附与其自身组成相关或性质相似，且溶液中浓度较大的离子。如：在过量的AgNO 3
溶液中，加入适量的NaCl 即可制备AgCl 溶胶，根据离子选择吸附的规律，AgCl 固体的表
面优先吸附Ag +而带正电。如果是NaCl 过量，则AgCl 优先吸附C l －而使固体带负电。
固体吸附剂吸附一种离子的同时释放出另外一种同号其它离子的过程称为离子交换吸
附。能进行离子交换吸附的吸附剂称为离子交换剂。离子交换吸附是一个可逆过程。
土壤是一种良好的离子交换剂，在土壤中施入氮肥后，4NH +就与土壤中的K +，Ca 2+等
阳离子进行离子交换反应：
24
a C NH +2++土壤胶体╲╱244 NH a C NH ++++土壤胶体―― 4—K
+NH ++土壤胶体4K NH +++土壤胶体― 经过交换后的4NH +储存在土壤中，当植物根系在代谢过程中分泌出H +时，H +与土壤中的
4NH +进行离子交换，交换出的4
NH +进入土壤溶液中，作为养分供植物吸收。
不同的离子交换能力不同。离子的电荷越高，交换能力越强；对于同价离子而言，离
子的半径越大，其电场强度就越弱，离子水合程度就越小，离子水合半径越小，离子交换能
力越强。如： 32++Al Mg Na +＞＞
Cs Rb K Na Li +++++＞＞＞＞
工业上也常用离子交换来纯化产品，制备纯试剂等。如在实验室、生产和科研等实验
中用的去离子水，就是使用人工合成的离子交换树脂，交换去掉水中的2Ca +，2+Mg ，F
-
等离子而得到的。 三、溶胶的性质
1．光学性质
如果将一束强光射入胶体溶液时，我们从光束的侧面可以看到一条发亮的光柱，如图1
–3所示。这种现象是英国科学家丁达尔（J.Tyndall ）在1869年发现的，故称为丁达尔现象。
丁达尔现象的本质是光的散射。当光线射到分散质颗粒上时，可以发生两种情况，一种
是入射光的波长小于颗粒时，便会发生光的反射；另一种是入射光的波长大于颗粒时，便会
发生光的散射。可见光波长为400～700 nm ，胶
体颗粒为1～100 nm ，因此，可见光通过胶体就
会有明显的散射现象，每个微粒就成一个发光点，
从侧面可看到一条光柱。当光通过以小分子或离
子存在的溶液时，由于溶质的颗粒太小，不会发
生散射，主要是透射。因此，可以根据丁达尔现象来区分胶体和溶液。
普通显微镜只能看到直径为200 nm 以上的
粒子，是看不到胶体粒子的，而根据胶体对光的散射现象，设计和制造的超显微镜却可能观
察到直径为50～150 nm 的粒子，超显微镜的光是从侧面照射胶体，因而在黑暗的背景进行
观察，会看到由于散射作用胶体粒子成为一个个的发光点。应该注意的是，超显微镜下观察
到的不是胶体中的颗粒本身，而是散射光的光点。
2．动力学性质
在超显微镜下可以观察到胶体中分散质的颗
粒在不断地作无规则运动，这是英国植物学家布
朗（Brown ）在1827年观察花粉悬浮液时首先看
到的，故称这种运动为布朗运动，如图1 - 4所示。
布朗运动的产生是由于分散剂分子的热运动
不断地从各个方向撞击这些胶粒，而在每一瞬间
受到的撞击力在各个方向又是不同的，因而胶粒
时刻以不同的速度、沿着不同方向做无规则的运
动。另外，胶体粒子本身也有热运动。
由于胶体粒子的布朗运动，所以能自发地从
浓度高的区域向浓度低的区域流动，即有扩散作
用，但因粒子较大，所以扩散速度比溶液慢许多
倍。同理，胶体也有渗透压，但由于胶体的稳定性 图1–4 布朗运动
小，通常不易制得浓度很高的胶体，所以渗透压很小。
3．电学性质
在外加电场的作用下，胶体的微粒在分散剂里向阴极（或阳极）作定向移动的现象，称
图1–3 丁达尔现象
为电泳。
在一个U 形管中装入新鲜的红褐色Fe(OH) 3胶体，上面小心地加入少量无色NaCl 溶液，两液面间要有清楚的分界线，在U 形管的两个管口各插入一个电极，通电一段时间后便可以观察到，在阴极红褐色的胶体的界面上升，而在阳极端界面下降。这表明，Fe(OH)3胶体粒子是带电荷的，而且是带正电荷，在电场影响下向阴极移动，如图1–5所示。
同样的实验方法，发现As 2O 3胶体粒子向阳极移动，表明
As 2O 3胶体带负电。
如果让胶体通过多孔性物质（如素烧瓷片、玻璃纤维等），
胶粒被吸附而固定不动，在电场作用下，液相将通过多孔性固
体物质向一个电极方向移动。而且液相的移动方向总是和胶体
粒子的电泳方向相反。这种在外电场作用下胶体溶液中的液相
的定向移动现象称为电渗。
电泳和电渗现象统称为电动现象。电动现象说明胶体粒子
是带电荷的，而胶体粒子带电的原因主要有两种：
（1）吸附作用 胶体粒子具有较大的比表面积和较强的吸
附作用，在液相中存在电解质时，胶体粒子会选择性吸附某些
离子，从而使胶体粒子带上与被选择吸附的离子相同符号的电荷。例如用FeCl 3 水解来制备Fe(OH)3胶体溶液时，Fe 3+水解反应是分步进行的，除了生成Fe(OH)3以外，还有FeO +生成。
FeCl 3+3H 2O = Fe(OH)3+ 3HCl
FeCl 3+2H 2O = Fe(OH)2Cl+ 2HCl
Fe(OH)2Cl = FeO + +Cl －+H 2O 由大量的Fe(OH)3分子聚集而成的胶体颗粒，优先吸附了与它组成有关的FeO +而带正电荷。
又如通H 2S 气体到H 3AsO 3 溶液中以制备As 2S 3胶体时，
2H 3AsO 3 +3H 2S = As 2S 3+6H 2O
由于溶液中过量的H 2S 又会电离出H +和 HS －，As 2S 3优先吸附HS －而使胶体带负电。
（2）电离作用 有部分胶体粒子带电是由于自身表面电离所造成的。例如：硅酸胶体的粒子就是由许多硅酸分子缩合而成的，表面上的H 2SiO 3 可以电离，电离后H + 进入溶液，
而23SiO -与3HSiO -附着在粒子表面而使粒子带负电荷。
其反应式为：H 2SiO 3 = 3HSiO -+ H + =23SiO -+ 2H +
应该指出，胶体粒子带电原因十分复杂，以上两种情况只能说明胶体粒子带电的某些规律。至于胶体粒子究竟怎样带电，或者带什么电荷都还需要通过实验来证实。
四、胶团的结构
胶体的性质与其内部结构有关。胶体微粒的中心是由许多分子聚集而成的直径大小约为1～100 nm 的颗粒，该颗粒称为胶核。胶核是不带电的。由于胶核颗粒很小，分散度高，因此具有较高的表面能，如果此时系统中存在过剩的离子，胶核就要优先选择吸附溶液中与其组成有关的某种离子，因而使胶核表面带电。这种决定胶体带电的离子称为电位离子。带有电位离子的胶核，由于静电引力的作用，还能吸引溶液中带有相反电荷的离子，称为反离子。在这些反离子中，有些反离子离胶核较近，联系较紧密，当带电的胶核移动时，它们也随着一同移动，称为吸附层反离子，它和电位离子一起构成了吸附层。胶核连同吸附层的所有离子称为胶粒。在胶粒中，由于吸附层的反离子不能完全中和电位离子的电荷，
所以胶粒是带 图1–5 电泳
电的，其电荷符号决定于电位离子的符号。由于反离子本身有扩散作用，离胶核较远的反离子受异电引力较弱，而有较大的自由，这部分反离子称为扩散层反离子，它们构成扩散层。吸附层和扩散层的整体称为扩散双电层。胶核、吸附层和扩散层构成的整体称为胶团。在胶团中，电位离子的电荷总数与反离子的电荷总数相等，因此整个胶团是电中性的。胶团的结构可表示如下：
AgNO3+KI（过量）= AgI（胶体）+KNO3
双电层
内层（吸附层）外层（扩散层）
氢氧化铁、三硫化二砷和硅酸的胶团结构式可表示如下：
{[Fe(OH)3]m·n FeO＋·(n－x)Cl－}x+·x Cl－
{[As2S3]m·n HS－·(n－x)H＋}x－·x H＋
{[H2 SiO3]m·n HSiO3－·(n－x)H＋}x－·x H＋
五、溶胶的稳定性和聚沉
1．溶胶的稳定性
溶胶是相当稳定的，例如，碘化银胶体可以存放数年而不沉淀。是什么原因阻止了胶体微粒相互碰撞聚集变大呢？研究表明，溶胶的稳定性因素有两方面，一是动力稳定因素，另外一种是聚集稳定因素。
（1）动力稳定因素从动力学角度看，胶体粒子质量较小，其受重力的作用也较小，而且由于胶体粒子不断地在做无规则的布朗运动，克服了重力的作用从而阻止了胶粒的下沉。
（2）聚集稳定因素由于胶核选择性地吸附了溶液中的离子，导致同一胶体的胶粒带有相同电荷，当带同种电荷的胶体粒子由于不停地运动而相互接近时，彼此间就会产生斥力，这种斥力将使胶体微粒很难聚集成较大的粒子而沉降，有利于胶体的稳定。此外，电位离子与反离子在水中能吸引水分子形成水合离子，所以胶核外面就形成了一层水化层，当胶粒相互接近时，将使水化层受到挤压而变形，并有力图恢复原来形状的趋向，即水化层表现出弹性，成为胶粒接近的机械阻力。
2．溶胶的聚沉
如果我们设法减弱或消除胶体稳定的因素，就能使胶粒聚集成较大的颗粒而沉降。这种使胶粒聚集成较大颗粒而沉降的过程叫做溶胶的聚沉。
胶体聚沉的方法一般有三种：
（1）加电解质例如，在红褐色的Fe(OH)3胶体中，滴入KCl溶液，胶体就会变成浑浊状态，这说明胶体微粒发生了聚沉。由于电解质的加入，增加了系统内离子的总浓度，给带电的胶粒创造了吸引带相反电荷离子的有利条件，从而减少或中和原来胶粒所带的电荷。这
时，由于粒子间斥力大大减小，以至胶粒互碰后引起聚集、变大而迅速聚沉。
电解质对溶胶的聚沉能力不同。通常用聚沉值来比较各种电解质对溶胶的聚沉能力的大小。使一定量的溶胶在一定时间内完全聚沉所需的电解质的最低浓度（mmol·L–1）称为聚沉值。聚沉值越小，聚沉能力越大。反之，聚沉值越大，聚沉能力越小。电解质对溶胶的聚沉作用，主要是异电荷的作用。负离子对带正电荷的溶胶起主要聚沉作用，而正离子对带负电荷的溶胶起主要聚沉作用。聚沉能力随着离子电荷的增加而显著增大，此规律称为叔采—哈迪（Schuiz e—Hardy）规则。如：NaCl，MgCl3，AlCl3三种电解质对负溶胶As2S3的聚沉值分别为51，0.75，0.093，可见AlCl3的聚沉能力最强。
生活中有许多溶胶聚沉的实例，如江河入海处常形成有大量淤泥沉积的三角洲，其主要原因之一就是海水含有大量盐类，当河水与海水相混合时，河水中所携带的胶体物质（淤泥）的电荷部分或全部被中和而引起了凝结，淤泥、泥砂粒子就很快沉降下来。
（2）加入相反电荷的胶体将两种带相反电荷的胶体溶液以适当的数量混合，由于异性相吸，互相中和电性，也能发生凝结。例如：净化天然水时，常在水中加入适量的明矾[KAl(SO4)2·12H2O]因为天然水中悬浮的胶粒多带负电荷，而明矾水解产生的Al(OH)3胶体的胶粒却是带正电荷的，它们的粒子互相中和凝结而沉淀，因而使水净化。
（3）加热加热可以使胶体粒子的运动加剧，增加胶粒相互接近或碰撞的机会，同时降低了胶核对离子的吸附作用和水合程度，促使胶体凝结。例如，将Fe(OH)3胶体适当加热后，可使红褐色Fe(OH)3沉淀析出。
3．高分子溶液对溶胶的作用
由相对分子量在10 000以上的许多天然物质，如淀粉、纤维素、蛋白质及人合成的塑料、树脂等高分子化合物溶于水或其它溶剂中所得的溶液称为高分子溶液。高分子溶液对溶胶的作用有两方面，一方面是对溶胶的保护作用，另一方面是对溶胶的絮凝作用。
在溶胶中加入适量的高分子化合物，就会提高溶胶对电解质的稳定性，这就是高分子对溶胶的保护作用。原因是高分子化合物具有线形结构，能被卷曲地吸附在胶粒的表面，包住胶粒，形成了一个高分子保护膜，增强了溶胶抗电解质的能力，从而使胶粒稳定。例如：在健康人的血液中含的难溶盐（碳酸镁、磷酸镁等）是以溶胶状态存在的。并被血清蛋白保护着。当人生病时，血液中的血清蛋白含量减少了，这样就有可能使溶胶发生聚沉而堆积在身体的各个部位，使新陈代谢作用发生故障，形成肾脏、肝脏等结石。
如果在溶胶中加入的高分子化合物较少，就会出现一个高分子化合物同时吸附着几个胶粒的现象。此时非但不能保护溶胶，反而使胶粒互相粘连形成大颗粒，从而失去动力学稳定性而聚沉。这种由于加入高分子溶液，使溶胶稳定性减弱的作用称为絮凝。生产中常常利用高分子对溶胶的絮凝作用进行污水处理和净化，回收矿泥中的有效成分以及产品的沉淀分离。
思考题与习题
1–1．填空题
（1）溶液的沸点升高是由于其蒸气压（）的结果。
（2）丁铎尔效应能够证明溶胶具有（）性质，其动力学性质可以由（）实验证明，电泳和电渗实验证明溶胶具有（）性质。
（3）在常压下将固体NaCl撒在冰上，冰将（）。
（4） 1 mol H所表示的的基本单元是（）， 1 mol H2SO4， 1 mol 1/2 H2SO4所表示的基本单元分别是（）、（）。
（5）对：①1 mol·kg–1的H2SO4；② 1 mol·kg–1的NaCl；③1 mol·kg–1的葡萄糖(C6H6O6)；④
0.1 mol·kg–1的HAc；⑤0.1 mol·kg–1的NaCl；⑥0.1 mol·kg–1的CaCl2水溶液，其蒸气压的大小顺序为（）；沸点高低顺序为（）；凝固点高低顺序为（）；渗透压大小顺序为（）。
1–2．单项选择
（1）等压下加热下列溶液最先沸腾的是（）。
A．5% C6H12O6溶液B．5% C12H22O11溶液
C．5% (NH4)2CO3溶液D．5% C3H8O3溶液
（2）胶体溶液中，决定溶胶电性的物质是（）。
A．胶团B．电位离子C．反离子D．胶粒
（3）下列溶液凝固点最低的是（）
A．0.01 mol·L–1 KNO3B．0.01 mol·L–1 NH3·H20
C．0.01 mol·L–1 BaCl2D．0.01 mol·L–1 C6H12O6
（4）在温度为374 K时沸腾的水溶液的压力应为（）。
A．101.325 KPa B. 10 KPa C．略高于101.325 KPa D. 略低于101.325 KPa （5）当2 mol 难挥发的非电解质溶于3 mol 溶剂时，溶液的蒸气压与纯溶剂的蒸气压之比是（）。
A．2：3 B．3：2 C．3：5 D．5：3
1–3．简答题
（1）为什么水中加入乙二醇可以防冻？为什么氯化钙和五氧化二磷可作为干燥剂？而食盐和冰的混合物可以作为冷冻剂？
（2）人在河水中长时间游泳睁开眼睛会感到疼痛，在海水里则无不适之感，为什么？
（3）胶体稳定的原因是什么？有什么方法可以使胶体粒子凝结？为什么在江河入海口，流水所携带的大量泥沙会在海口形成三角洲？
（4）由AgNO3和KI制备AgI胶体的时候，如果AgNO3加过量，那么胶团结构式如何表示？
（5）为什么施肥过多会将作物“烧死”？盐碱地上栽种植物难以生长，试以渗透现象解释。
1–4．从一瓶氯化钠溶液中取出50 g溶液，蒸干后得到4.5 g热氯化钠固体，试确定这瓶溶液中溶质的质量分数及该溶液的质量摩尔浓度。
1–5．一种防冻溶液为40 g乙二醇（HOCH2CH2OH）与60 g水的混合物，计算该溶液的质量摩尔浓度及乙二醇的质量分数。
1–6．已知浓H2SO4的质量分数为96%，密度为1.84 g·m L–1，如何配制500 mL物质的量浓度为0.20 mol·L–1的H2SO4溶液？
1–7．计算5%的蔗糖（C12H22O11）水溶液与5%的葡萄糖（C6H12O6）水溶液的沸点。
1–8．有一质量分数为1.0%的水溶液，测得其凝固点为273.05 K，计算溶质的相对分子质量。
1–9．在严寒的季节里，为了防止仪器内的水结冰，欲使其凝固点下降到－3.0 ℃，试问在500 g水中应加甘油（C3H8O3）多少克？
1–10．将15.6 g苯溶于400 g环己烷（C6H12）中，该溶液的凝固点比纯溶剂的低10.1 ℃，试求环己烷的凝固点下降常数。
1–11．现有两种溶液，一种为3.6 g葡萄糖溶于200 g水中；另一种为未知物20 g溶于500 g水中，这两种溶液在同一温度下结冰，求算未知物的摩尔质量。
1–12．医学上用的葡萄糖（C6H12O6）注射液是血液的等渗溶液，测得其凝固点下降为0.543 ℃。
（1）计算葡萄糖溶液的质量分数；（2）如果血液的温度为37 ℃，血液的渗透压是多少？
1–13．在20 ℃时，将5 g血红素溶于适量水中，然后稀释到500 mL，测得渗透压为0.366 kPa，计算血红素的相对分子质量。
表面活性剂
溶于水后能显著降低水的表面能的物质称为表面活性剂或表面活性物质。
表面活性剂的分子结构是由非极性亲油（疏水）基团和极性亲水（疏油）基团两大部分构成的双亲分子。极性基团一般是—OH、—COOH、—NH2等基团构成的，非极性基团主要是由8～18个碳的链烃（碳链过长将降低整个分子的亲水性而失去表面活性）或芳香基团所构成的。由于表面活性剂的特殊的分子结构，所以它具有既能进入水相又能进入油相的能力。当表面活性剂进入水中时，分子只将亲水基伸入水中，疏水的长链翘出水面。分子的链烃越长，疏水性越强，就越易集中在溶液的表面。例如肥皂是硬脂酸钠，它的疏水链是—C17H35，亲水基是—COONa，当用它洗涤衣物或织物上的油污时，由于亲油基与油脂类分子之间有较强的相互作用而进入油中，另一端的亲水基与水分子之间存在较强的作用力而溶于水，这样水分子包围了油污，降低了油污与织物间的表面能，再经搓洗，振动便可除去织物上的油污。
表面活性剂也是乳化剂的一种，用它可以制备稳定的乳浊液。我们知道，分散质和分散剂为互不相溶的液体构成的粗分散系称为乳浊液。属于热力学不稳定系统。根据分散质和分散剂的性质不同，乳浊液可以分为两类：一类是水包油型，用“油/水”或“O/W”来表示，如牛奶、豆浆等；另一类是油包水型，有“水/油”或“W/O”来表示，如石油原油，人造黄油等。要制备出较稳定的乳浊液，常加入表面活性剂——乳化剂的一种。乳化剂能使乳浊液稳定的原因主要是它可以浓集于油、水的界面上，形成了有规律的定向排列，降低了系统的表面能，增加了油、水两相的亲和力；另外，乳化剂在两相的界面的定向排列，相当于在分散质液滴周围形成了保护膜，分隔了分散质液滴，阻止了液滴间的聚结，因而可以制备稳定的乳浊液。医药上常用的消毒剂来苏尔就是含47% ～53%的三种甲苯酚混合物的煤酚肥皂水溶液，肥皂就是乳化剂。
表面活性剂也用于液体与固体的交界面上。例如润滑油是个非极性液体，金属是带有极性的固体。在高速旋转的机器上，要想使润滑油牢牢地粘在金属表面上，必须加入表面活性剂。这种表面活性剂的极性部分与金属表面有亲和性，而烃链伸到油中，这样就能使润滑油黏附在金属表面而起到润滑作用。
表面活性剂不仅用作洗涤剂、乳化剂、润滑剂，还可用作分散剂、柔软剂、抗静电剂、防水剂等，广泛用于纺织、食品、医药、农药、化妆品、建筑、采矿、石油、化工等工业领域。
普通化学第1章气体习题
第1章气体、溶液和胶体 一、单项选择题 1.1 27℃、3039.75 kPa时一桶氧气480 g 若此桶加热至100℃，维持此温度开 启活门一直到气体压力降至101.325 kPa为止。共放出氧气质量是（）。 A．934.2 g B．98.42 g C．467.1 g D．4.671 g 1.2在40℃和97.33 kPa时SO2（M＝64.1）气体密度（g·dm-3）为（）。 A．2.86 B．2.40 C．2.74 D．0.024 1.3 由NH4NO3(s)分解制氮气，23℃、95549.5 Pa条件下用排水法收集到57.5mL 氮气，计算于燥后氮气的体积为（）。 （已知23℃饱和水蒸气压为2813.l Pa）。 A．55.8 mL B．27.9mL C．46.5mL D．18.6 mL 1.4 测得人体血液冰点降低值为0.56℃，则在体温37℃时渗透压为（）。 （已知K f=1.86℃?kg?mol-1） A．1775.97 kPa B．387.98 kPa C．775.97 kPa D．193.99 kPa 1.5 下列水溶液，蒸气压最高的是（）。 A．0.10 mol?L-1HAc B．0.10 mol?L-1CaCl2 C．0.10 mol?L-1C12H22O11D．0.10 mol?L-1NaCl 1.6 将0.0010 mol?L-1的KI溶液与0.010 mol?L-1的AgNO3溶液等体积混合制 成AgI溶胶，下列电解质中使此溶胶聚沉，聚沉能力最大的是（）。 A．MgSO4B．MgCl2C．K3[Fe(CN)6] D．NaCl 1.7 下列方法，哪个最适合于摩尔质量的测定（）。 A．沸点升高B．凝固点降低C．凝固点升高D．蒸气压下降1.8 下列方法，哪个最适合于摩尔质量的测定（）。 A．沸点升高B．凝固点降低C．凝固点升高D．蒸气压下降1.9 Sb2S3溶胶粒子电泳时向正极方向移动，使Sb2S3溶胶聚沉能力最强的电解质是（）。 A．K2SO4B．AlCl3C．CaCl2D．NaCl 1.10 3％的NaCl溶液产生的渗透压接近于（）。 A．3％的蔗糖溶液B．6％的葡萄糖溶液
第一章 气体、溶液和胶体分散系
第一章 气体、溶液和胶体分散系 5. 正常人血浆中Ca 2+和HCO 3-的浓度分别是2.5 mmol·L -1和27 mmol·L -1，化验测得某病人血浆中Ca 2+和HCO 3-的质量浓度分别是300 mg·L -1和1.0 mg·L -1。试通过计算判断该病人血浆中这两种离子的浓度是否正常。 解：该病人血浆中Ca 2+ 和HCO 3-的浓度分别为 1 1-1 222L mmol 5.7mmol mg 40L mg 003 )(Ca ) (Ca )(Ca --+++?=??==M c ρ 121-1-3-3- 3L mmol 106.1mmol mg 61L mg .01 ) (HCO )(HCO )(HCO ---??=??==M c ρ 该病人血浆中Ca 2+和HCO 3-的浓度均不正常。 7. 某患者需补充0.050 mol Na +，应补充多少克NaCl 晶体? 如果采用生理盐水(质量浓度为9 g·L -1) 进行补Na +，需要多少毫升生理盐水? 解：应补NaCl 晶体的质量为 m (NaCl) = n (NaCl) · M (NaCl) = n (Na +) · M (NaCl) = 0.050 mol ×58.5 g·mol -1 = 2.93 g 所需生理盐水的体积为 mL 325L 325.0L g 9mol g 58.5mol 0.050)NaCl (11 -==???==-盐水盐水ρm V 16.从某种植物中分离出一种结构未知的有抗白血球增多症的生物碱, 为了测定其摩尔质量，将19.0 g 该物质溶入100 g 水中，测得溶液的凝固点降低了0.220 K 。计算该生物碱的摩尔质量。 解：该生物碱的摩尔质量为 f A B f B T m m k M ???= 1331mol g 106.1K 0.220kg 10100g 0.19mol kg K 86.1---??=?????= 19. 蛙肌细胞内液的渗透浓度为240 mmol·L -1, 若把蛙肌细胞分别置于质量浓度分别为10 g·L -1，7 g·L -1和3 g·L -1 NaCl 溶液中，将各呈什么形态？ 解：10 g·L -1，7 g·L -1和 3 g·L -1 NaCl 溶液的渗透浓度分别为 1 111 os1L mmol 342L mol 0.342mol g 58.5L g 102(NaCl)----?=?=???=c 1 111 os2L mmol 402 L mol 0.240mol g 58.5L g 72(NaCl)----?=?=???=c
化学第一章
化学－第一章
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第一章气体、溶液和胶体分散系 第一节分散系 一、分散系的基本概念 分散系：一种或几种物质分散在另一种或领几种物质中所形成的系统称为分散系统 分散相：被分散的物质,又称分散质 分散介质：起分散作用的物质，又称分散剂 二、分散系的分类 分散相分散介质实例 气体液体泡沫(如灭火泡沫） 液体液体乳状液（如豆浆、牛奶、石油） 固体液体悬浊液、溶胶(如泥浆) 气体固体浮石、泡沫塑料 液体固体珍珠、某些宝石 固体固体某些合金、有色玻璃 气体气体空气 液体气体雾 固体气体烟、尘 ※当分散介质为液体时,按分散相粒子直径分类 分散相粒子直径分散系类型分散相粒子的性质实例 <1nm分子分散系均相,热力学稳定系 统，分散相粒子的速 率快,能通过滤纸也 能通过半透膜 生理盐水、葡萄糖溶 液 １—1０0nm 胶体分 散系 溶胶 多相，热力学不稳定 系统,分散相李艾的 扩散速率极慢,能通 过滤纸,但不能通过 半透膜,在超显微镜 下可以观察到 氢氧化铁溶胶、硫溶 胶、核酸溶液 高分子化 合物 均相，热力学稳定系 统,分散相粒子的扩 散速率极慢,能通过 滤纸,但不能通过半 透膜，在超显微镜下 可以观察到 你谁、豆浆、牛奶 >100ｎm粗分散 系多相,热力学不稳定系统,分散相 粒子不发生扩散,不能通过半透 膜,也不能通过滤纸,在普通显微 镜下可观察到，目测显浑浊 泥水、豆浆、牛奶 ※溶液可以是液相或者固相，如金属合金是固态溶液 ※粗分散系可以分为悬浊液（固体小颗粒)和乳浊液（液体小液滴）第二节、混合物和溶液的组成的表示方法 一、混合物常用的组成方法
大学无机第1章 气体、溶液和胶体
第1章 气体、溶液和胶体 一、 教学要求 1．了解理想气体状态方程，气体分压定律； 2．了解有关溶液的基本知识，并能进行溶液浓度的有关计算； 3．掌握稀溶液的四个依数性及其应用； 4．了解胶体溶液的基本性质，了解吸附的基本规律。掌握胶团的组成和结构，理解溶胶的双电层结构和溶胶稳定性之间的关系，掌握胶体的保护及破坏，熟练写出胶团结构式； 5．了解表面活性物质和乳状液的基本概念。 【重点】： 1．理想气体状态方程式及分压定律的应用和相关计算； 2．溶液浓度的表示法，各浓度之间的相互换算； 3．稀溶液依数性的含义，各公式的适用范围及进行有关的计算； 4．胶团结构和影响溶胶稳定性和聚沉的因素。 【难点】： 1.稀溶液依数性的原因； 2. 胶团结构和影响溶胶稳定性和聚沉的因素。 二、重点内容概要 在物质的各种存在状态中，人们对气体了解得最为清楚。关于气体宏观性质的规律，主要是理想气体方程，混合气体的分压定律。 1. 理想气体状态方程 所谓理想气体，是人为假设的气体模型，指假设气体分子当作质点，体积为零，分子间相互作用力忽略不计的气体。 理想气体状态方程为： PV = nRT ① RT M m pV = ② RT M p ρ= 此二式可用于计算气体的各个物理量p 、V 、T 、n ，还可以计算气体的摩尔质量M 和密度ρ。 原则上理想气体方程只适用于高温和低压下的气体。实际上在常温常压下大多数气体近似的遵守此方程。理想气体方程可以描写单一气体或混合气体的整体行为，它不能用于同固、液共存时的蒸气。 2.分压定律 混合理想气体的总压力等于各组分气体分压力之和。分压是指在与混合气体相同的温度下，该组分气体单独占有与混合气体相同体积时所具有的压力。 ∑i 321p p p p p = +++= 还可以表述为： i i px p =
第一章 溶液与胶体习题
第一章溶液与胶体习题 1.是非判断题 1-1状态相同的体系不一定是单相体系。 1-2根据相的概念可知，由液态物质组成的系统中仅存在一个相。 1-3所有非电解质的稀溶液，均具有稀溶液的依数性。 1-4难挥发非电解质稀溶液的依数性不仅与溶质种类有关，而且与溶液的浓度成正比。 1-5难挥发非电解质溶液的蒸汽压实际上是溶液中溶剂的蒸汽压。 1-6有一稀溶液浓度为C，沸点升高值为ΔT b，凝固点下降值为ΔT f，则ΔT f必大于ΔT b 。 1-7溶液在达到凝固点时，溶液中的溶质和溶剂均以固态析出，形成冰。 1-8纯净的晶体化合物都有一定的熔点，而含杂质物质的熔点一定比纯化合物的熔点低，且杂质越多，熔点越低。 1-9体系的水溶液随着温度不断降低，冰不断析出，因此溶液的浓度会不断上升。 1-10纯溶剂通过半透膜向溶液渗透的压力叫渗透压。 1-11溶剂通过半透膜进入溶液的单方向扩散的现象称作渗透现象。 1-12 将10% 葡萄糖溶液用半透膜隔开，为使渗透压达到平衡，必须在某侧溶液液面上加一压强，此压强就是该葡萄糖溶液的渗透压。 1-13将浓溶液和稀溶液用半透膜隔开,欲阻止稀溶液的溶剂分子进入浓溶液,需要加到浓溶液液面上的压力,称为浓溶液的渗透压。 1-14 0.3mol·kg-1的蔗糖溶液和0.3mol·kg-1的甘油溶液的渗透压相等。 1-15 在相同温度时，凝固点为-0.52℃的泪水与0.81% NaCl水溶液具有相同的渗透压，互为等渗溶液。 1-16人血浆在37℃的渗透压为780Kpa，因此血红细胞在1.2% NaCl溶液中皱缩而沉降。 1-17用渗透压法测定胰岛素的摩尔质量，将101mg胰岛素溶于10.0mL水中，测得25℃渗透压为4.34Kpa，则胰岛素的摩尔质量为5760g·mol-1。 1-18反渗透是外加在溶液上的压力超过了渗透压时，溶液中的溶剂向纯溶剂方向流动的过程。 1-19渗透压较高的溶液其物质的量浓度一定较大。 1-20由于乙醇比水易挥发,故在相同温度下，乙醇的蒸汽压大于水的蒸汽压。 1-21对于难挥发性溶质的稀溶液，依数性(ΔT b = K b×b) 中b指溶液中溶质质点的质量摩尔浓度的总和。 1-22两种或几种互不发生化学反应的等渗溶液以任意比例混合后的溶液仍是等渗溶液。 1-23溶胶是指分散质颗粒直径在1-100nm分散体系。 1-24核胶带电表面与均匀液相之间的电势差称ζ电势。
气体、溶液和胶体-答案
第一章气体、溶液和胶体 一、选择题 1．实际气体与理想气体更接近的条件是（） A. 高温高压 B. 低温高压 C. 高温低压 D. 低温低压2．22℃和100.0 kPa下，在水面上收集H2O.100g，在此温度下水的蒸气压为2.7 kPa，则H2的体积应为（） A. 1.26 mL B. 2.45 mL C. 12.6 mL D. 24.5 mL 3．下列溶液中凝固点最低的是（） A. 0.01mol kg-1 K2SO4 B. 0.02mol kg-1 NaCl C. 0.03mol kg-1 蔗糖 D. 0.01mol kg-1 HAc 4．常温下，下列物质中蒸气压最大的是（） A. 液氨 B. 水 C. 四氯化碳 D. 碘 5．在工业上常用减压蒸馏，以增大蒸馏速度并避免物质分解。减压蒸馏所依据的原理是（） A. 液相的沸点降低 B. 液相的蒸气压增大 C. 液相的温度升高 D. 气相的温度降低 6．将5.6 g非挥发性溶质溶解于100 g水中（K b＝0.51℃?kg?mol-1），该溶液在100 kPa下沸点为100.5℃，则此溶液中溶质的摩尔质量为（） A. 14 g mol－1 B. 28 g mol－1 C. 57.12 g mol－1 D. 112 g mol－1 7．欲使溶胶的稳定性提高，可采用的方法是（） A. 通电 B. 加明胶溶液 C. 加热 D. 加Na2SO4溶液8．土壤中养分的保持和释放是属于( )。 A. 分子吸附 B. 离子选择吸附 C. 离子交换吸附 D. 无法判断 二、填空题 1．某蛋白质的饱和水溶液5.18g·L-1，在293K时的渗透压为0.413kPa，此蛋白质的摩尔质量为30553g/mol。 2．在下列溶液中：①0.1mol·L-1 NaCl；②0.1mol·L-1 C6H12O6；③0.1mol·L-1 HAc；④0.1mol·L-1 CaCl2； 凝固点最低的是⑴，凝固点最高的是⑹，沸点最高的是⑴，沸点最低的是⑹。 3．写出用过量的KI和AgNO3制备AgI胶体的胶团结构式为： [( AgI)m?nI-—(n-x)K+]x-·xK+，胶粒所带电荷为：正。写出用过量的AgNO3和KI制备AgI胶体的胶团结构式为[( AgI)m·nAg+—·(n-x)NO3-]x+-·x NO3-，胶粒所带电荷为：负。 4．溶胶分子具有稳定性的主要原因是胶粒带电，高分子溶液具有稳定性的主要原因是溶剂化作用。 5．溶胶的光学性质——丁达尔效应是由于溶胶中的分散质粒子对光的散射的结果；电泳和电渗证明溶胶具有电学性质。 6、浓度为98%，密度等于1.83g/mL的浓硫酸的物质的量浓度为18mol·L-1。
【无机化学试题及答案】第一章 溶液和胶体分散系
第一章溶液和胶体分散系 一、填空题 1，难挥发非电解质稀溶液在不断沸腾时，它的沸点______；而在冷却时，它的凝固点______。 2，用半透膜将渗透浓度不同的两种溶液隔开，水分子的渗透方向是______。 3，将红细胞放入低渗溶液中，红细胞______；将红细胞放入高渗溶液中，红细胞______。 4，质量浓度相同的葡萄糖(C6H12O6)、蔗糖(C12H22O11)和NaCl溶液，在降温过程中，最先结冰的是______，最后结冰的是______。 5，产生渗透现象的两个必要条件是______和______。 6，液体的蒸发是一种______过程，所以液体的蒸气压随温度的升高而______。当温度升高到液体的蒸气压等于外界大气压力时，此温度称为该液体的______。 7，将两根胡萝卜分别放在甲、乙两个量筒中，在甲中倒入浓盐水，在乙中倒入纯水。由于渗透作用，量筒甲中的胡萝卜将______，而量筒乙中的胡萝卜将______。 二、是非题 1，液体的蒸气压与液体的体积有关，液体的体积越大，其蒸气压就越大。 2，通常所说的沸点是指液体的蒸气压等于101.325 kPa时的温度。 3，电解质的聚沉值越大，它对溶胶的聚沉能力越大。 4，难挥发非电解质的水溶液在沸腾时，溶液的沸点逐渐升高。 5，当渗透达到平衡时，半透膜两侧溶液的渗透浓度一定相等。 6，两种溶液相比较，渗透压力比较高的溶液，其物质的量浓度也一定比较大。 7，由于血浆中小分子物质的质量浓度低于大分子物质的质量浓度，所以血浆中晶体渗透压力也低于胶体渗透压力。 8，由于乙醇比水易挥发，因此在室温下，乙醇的蒸气压大于水的蒸气压。 9，0.1 mol·L－1葡萄糖溶液与0.1 mol·L－1甘油溶液的凝固点和沸点均相等。 10，将相同质量的葡萄糖和甘油分别溶解在100 g水中，所得两种溶液的蒸气压相等。 三、问答题 1，什么叫渗透现象？产生渗透现象的条件是什么？ 2，什么叫分散系、分散相和分散介质？ 3，按分散相粒子的大小，可把分散系分为哪几类？ 4，难挥发非电解质稀溶液在不断的沸腾过程中，它的沸点是否恒定？ 四、计算题 1，将3.42 g蔗糖(C12H22O11，M = 342 g·mol－1 )溶于100 g水中，已知水的凝固点降低系数k f = 1.86 K· kg·mol－1，试计算此蔗糖溶液的凝固点。 2，将4.60 g甘油(C3H8O3，M= 92.0 g·mol－1 )溶于100 g水中，已知水的沸点升高系数k b = 0.512 K· kg·mol－1，试计算此甘油溶液的沸点。 3，将3.20 g硫溶于40.0 g苯中，所得溶液的沸点比纯苯升高了0.800 K。已知苯的沸点升高系数k b = 2.56 K· kg·mol－1，M (S)= 32.0 g·mol－1，问在此苯溶液中硫分子是由几个硫原子组成的？ 4，在2000 g水中溶解多少克甘油(C3H8O3)才能与100 g水中溶解3.42 g蔗糖(C12H22O11)得到的溶液具有相同凝固点？已知M (C3H8O3) = 92.0 g·mol－1，M (C12H22O11) = 342 g·mol－1。 五、单选题 1，室温下，在一密闭器放有a、b两个烧杯，a杯盛有半杯纯水，b杯盛有半杯蔗糖水溶
甘肃农业大学普通化学习题册答案
第一章 气体、溶液和胶体 参考答案 一、选择题 1B 2B 3B 4D 5A 6D 7D 8B 9D 10B 二、填空题 1、在一定温度下，气液两相达平衡时气体的压力；液体的蒸气压等于外压时的温度。 2、24.4。 3、氢气；二氧化碳气体。 4、分子、离子分散系；胶体分散系；粗分散系。 5、II （C 6H 12O 6）< II(HAc) < II(KCl) < II(K 2SO 4)； t f (K 2SO 4)< t f (KCI) < t f (HAc) < t f （C 6H 12O 6）。 6、溶液的蒸气压下降、溶液的沸点升高、凝固点降低和渗透压；溶液的蒸气压下降。 7、33.5g 8、2.02×10-5 9、[(AgI)m ·nI - ·(n-x)k +]x-·xk + ； 正。 10、电荷； 弱 三、判断题 1.√因为温度升高，液体分子能量升高，表面分子进入气相的速度加快，所以，当达到气—液平衡时蒸气压就升高。 2.×液体的沸点是指其蒸气压和外压相等时的温度。 3.×NaCl 和KCl 的摩尔质量不同，虽然质量相同，但物质的量不同，所以溶于相同质量的水中时，摩尔分数也就不同。 4.×若溶剂不同，凝固点就不相同。 5.√这种现象是于由局部渗透压过高造成的。 6.√反离子带电荷越多，对胶粒双电层的破坏能力越强，所以对溶胶的聚沉能力就越大。 7.×因为水分子是由低浓度向高浓度一方渗透。 8.×因为溶剂不同，沸点就不同。 9.×当加入大量高分子时，有保护作用外，而加入少量分子时，有敏化作用。 10.×乳浊液中分散质是以液滴形式与分散剂相互分散，并不是以分子或离子形式分散，所以是多相系统，具有一定的稳定性，是乳化剂在起作用。 四、计算题 1.解：△T f =k f b B =1.86× 220.0100 1000 19=??M M=1.61×103g·mol -1 答：该生物碱的相对分子质量为1.61×103g·mol -1; 2. 解：由于两种溶液的沸点相同，故其沸点升高值相同，则它们的质量摩尔浓度相同。
第一章 气体 溶液 胶体
第一章气体、溶液和胶体 一、气体：理想气体状态方程：PV=nRT=m/M·RT p=101.03kpa （高温低压）R=8.314J/mol·k摩尔气体常量 Pa·m3/mol?k或kPa?L/mol?k 题目上有温度和压强，就常用此方程。 应用1.求容器中气体的质量。2.求容器的体积。 理想气体分压定律：Pi=ni/v·RT=PXi 求用排水法收集的气体，干燥后的体积？ 解：已知温度、总压强、水蒸气压强、收集到的气体体积。 由P总压=P气体+P水蒸气得P气体，在代入PV=nRT，n由题可以求出，最后得出v。 溶液：浓度的表示方法：①质量分数W B=m B/m总 ②质量浓度ρ=m/V 单位g/L ③物质的量浓度C B=n B/v=ρw B/M B=1000ρw B/M B ④质量摩尔浓度b B=n B/m A 单位mol/kg ⑤物质的量分数x B=n B/n总 溶液的依数性：①蒸气压下降：△P=K P·b B ②凝固点下降（最适合摩尔质量测定）：△T f=K f·b B 应用：测定除蛋白质等高分子物质外的溶质的摩尔质量。 ③沸点升高：△T b=K b·b B ④渗透压升高：π=c B RT≈b B RT（对于稀溶液）应用：测生物大分子的相对分子质量。 3%的Nacl溶液渗透压接近1.0mol/kg葡萄糖溶液。 求溶液蒸气压（下降）？ 解：△P=K P·b B=Kp·n B/m A，再加上原来蒸气压。 已知蒸气压、凝固点、沸点的变化值，求溶质的质量分数？ 解：由变化值就可求出b B，由b B=n B/m剂，得m B=n B·M B=b B·m剂·M B（m剂已知，或默认1kg），W=mB/（mB+m剂）·100% 知凝固点求沸点？ 解：对于难挥发非电解质的水溶液，由于纯水溶液的凝固点是0度，又已知溶液的凝固点，故可得凝固点下降值△T f，由△T f=K f b B可求b B，再代入沸点升高△Tb=K b b B可求△T b，因为水的沸点为100度，加上△T b即为溶液的沸点。（K f、K b分别为溶剂的摩尔凝固点降低常数、摩尔沸点升高常数。一般是已知的） 由凝固点降低值求渗透压？ 解：先由凝固点下降公式△T f=K f·b B求出b B，再代入溶液的渗透压公式π=c B RT ≈b B RT（对于稀溶液）即得渗透压的升高值，再加上原来的渗透压即可。
第一章气体、溶液和胶体
第一章 气体、溶液和胶体 1.1 气体 1.1.1 理想气体状态方程(State Equation of Ideal Gas) 1.理想气体 (Ideal Gas) 气体分子本身没有体积，分子之间也没有相互作用力的气体称为理想气体。 2.表达式 其中，p ：气体的压力，Pa V ：气体的体积，m3 n ：气体的物质的量，mol T ：热力学温度，K R ：摩尔气体常数 3.R 的数值 标准状况（S.T.P ）： p = 101.325kPa T = 273.15K V m=22.414×10-3 m3 = 8.314 Pa·m3·mol -1· K -1 = 8.314 N ·m·mol -1·K -1 nRT pV =nT pV R = 333 101.32510Pa 22.41410m 1mol 273.15K -???= ?
= 8.314 J·mol -1·K -1 = 8.314 kPa·L·mol -1·K -1 4. 应用 a. 已知任意三个变量求另一个量 b. 确定气体的摩尔质量 c. 确定的气体密度 例：一学生在实验室中于73.3kPa 和25℃条件下收集250ml 气体，分析天平上称得净质量为0.118g ，求该气体的相对分子质量。 解： 1.1.2 道尔顿分压定律 1. 分压 当几种不同的气体在同一容器中混合时，如果它们之间不发生反应，按照理想气体模型，它们将互不干扰，每一种气体组分都能均匀 nRT pV =RT M m pV = pV mRT M = RT RT V m pM ρ== 3 m kg -?的单位为ρnRT pV =pV mRT M = 0.250L 73.3kPa 298K K mol L 8.314kPa 0.118g -1 -1 ??????= 1 0.16-?=mol g
气体溶液和胶体
第一章气体溶液和胶体 1.1 气体 1.1.1 理想气体状态方程 1基本特征：无限膨胀性和无限掺混性。 2理想气体：将气体的分子假设为一个几何点，只有位置而无体积，并且气体分子之间没有相互作用力。 注：低压、高温条件下的实际气体的性质非常接近于理想气体性质。 3理想气体状态方程：高温低压下气体的p、V、T之间的关系。 即：pV = nRT (1-1) 4物理意义：1mol理想气体的体积和压力的乘积与温度的比值。指定273.15 K和101.3 kPa 为气体的标准状态，简写成STP。 5适用范围：对于低压和远离沸点的高温时的多数气体可以用这个方程来描写，可以描写单纯一种气体或混合气体的整体行为。 6作用：在已知三个变量的条件下可以求算第四个物理量，还可以求得气体的相对分子质量和密度。 【例1.1】某气体在293 K和99.7 kPa时，占有体积0.19 dm3，质量为0.132 g，求该气体的相对分子量，并指出它可能是何种气体。 【解】由理想气体状态方程pV=nRT，可得气体的摩尔质量为 气体的相对分子质量为17，表明该气体可能是NH3。 【例1.2】NH3(g)在67℃，106.64kPa下密度为多少? 【解】：密度ρ= m（g）／V（dm3）= n×M／V 由(1．1)式得：n／V = p／RT ρ= pM／RT 已知NH3 M=17.0gmol-1则 ρ= pM／RT = = 0.641gdm-3 1.1.2 道尔顿（Dalton）分压定律 1分压：在一定温度下，各组分气体单独占据与混合气体相同体积时所呈现的压力叫做该组分气体的分压。 2分压定律：1801年英国化学家道尔顿(Dalton)通过实验发现，在一定温度下气体混合物的总压力等于其中各组分气体分压力之和。 用数学式表示为： 根据状态方程式有 pV＝nRT piV＝niRT 两式相除得， 推论1：某一组分气体的分压和该气体组分的摩尔分数成正比。 (1-2) 推论2：理想气体在同温同压下摩尔数与体积成正比，因而各组分的摩尔分数等于它的体积分数。 3应用：
第1章 气体和溶液练习题及答案
第1章气体、溶液和胶体 练习题 一、选择题 1．用来描述气体状态的四个物理量分别是（用符号表示）（） A. n,V,p,T B. n,R,p,V C. n,V,R,T D. n,R,T,p 2．现有两溶液：A为0.1 mol·kg-1氯化钠溶液；B为0.1 mol·kg-1氯化镁溶液（） A. A比B沸点高 B. B比A凝固点高 C. A比B沸点低 D. A和B沸点和凝固点相等 3．稀溶液在蒸发过程中（） A.沸点保持不变 B.沸点不断升高直至溶液达到饱和 C.凝固点保持不变 D.凝固点不断升高直至溶液达到饱和 4．与纯液体的饱和蒸汽压有关的是（） A. 容器大小 B. 温度高低 C. 液体多少 D. 不确定 5．质量摩尔浓度是指在（） A.1kg溶液中含有溶质的物质的量 B. 1kg溶剂中含有溶质的物质的量 C. 0.1kg溶剂中含有溶质的物质的量 D.1L溶液中含有溶质的物质的量 6．在质量摩尔浓度为1.00mol·kg-1的水溶液中，溶质的摩尔分数为（） A.1.00 B. 0.055 C. 0.0177 D. 0.180 7．下列有关稀溶液依数性的叙述中，不正确的是（） A. 是指溶液的蒸气压下降、沸点升高、凝固点降低和渗透压 B. 稀溶液定律只适用于难挥发非电解质的稀溶液 C. 稀溶液依数性与溶液中溶质的颗粒数目有关 D. 稀溶液依数性与溶质的本性有关 8．质量摩尔浓度均为0.050 mol·kg-1的NaCl溶液，H2SO4溶液，HAc溶液，C6H1206(葡萄糖)溶液，蒸气压最高的是（） A. NaCl溶液 B. H2SO4溶液 C. HAc溶液 D. C6 H1206溶液9．糖水的凝固点（） A.等于0℃ B. 低于0℃ C. 高于0℃ D.无法判断 10．在总压力100kPa的混合气体中，H2、He、N2、CO2的质量都是1.0g，其中分压最小的是（）
第一章 溶液与胶体.
第一章溶液与胶体 习题 【选择题】 1. 在26.6克氯仿中溶有0.402克萘（C10H8）的溶液，其沸点比纯氯仿高0.455K，则氯仿的沸点上升常数为。 A.2.96 B.3.86 C.4.42 D.5.02 2. 相同摩尔浓度的蔗糖溶液与氯化钠溶液，其蒸气压。 A.前者大于后者 B.两者相同 C.后者大于前者 D.无法判定相对大小 3. 用10cm30.1mol/dm3KI溶液与20cm30.01 mol/dm3AgNO3溶液制备的AgI胶体，其胶粒所带电荷为。 A.正电荷 B.负电荷 C.电中性 D.无法确定 4. 在稀溶液凝固点下降公式△t f＝K f m中，m表示的是溶液的浓度。 A.摩尔分数 B.质量摩尔 C.物质的量 D.重量百分 5. 在25℃时，0.01mol/kg糖水的渗透压为π1，0.01mol/kg食盐水的渗透压为π2，则 两着的渗透压。 A.无法比较 B.π1＞π2 C.π1＝π2 D.π1＜π2 6. 5.8%（重量百分浓度）的NaCl溶液产生的渗透压接近于的渗透压。 A.5.8%蔗糖溶液 B. 5.8%葡萄糖溶液 C.2.0 mol/dm3蔗糖溶液 D.1.0 mol/dm3葡萄糖溶液 7. 胶体溶液具有稳定性的原因是胶粒表面带有电荷。 A.异种 B.同种 C.正 D.负 8. 溶质溶于溶剂之后将会引起。 A.沸点降低 B.凝固点升高 C.蒸气压下降 D.蒸气压、沸点、凝固点都不变 9. 质量摩尔浓度的定义是中含有溶质的摩尔数。 A.1 dm3溶液 B.1kg溶液 C.1kg溶剂 D.1 dm3溶剂 10. 相同浓度的下列四种溶液，溶液的沸点最高。 A. Al2(SO4)3 B.CaCl2 C.MgSO4 D.HAc 11. 在稀溶液沸点上升公式△t b = K b m中，m表示溶质的浓度。 A.物质的量 B.物质的量分数 C.质量摩尔 D.质量百分 12. 相同质量摩尔浓度的下列物质的水溶液，凝固点最低的是. A．葡萄糖B．HAC C．NaCl D．CaCl2 13. 相同摩尔浓度的氯化钙溶液与氯化钠溶液，其蒸气压 A.前者大于后者 B.两者相同 C.后者大于前者 D.无法判定相对大小 14 用20cm3l0.1mol/dm3KBr溶液与10 cm30.01 mol/dm3AgNO3溶液制备的AgBr胶体，其胶
第一章 溶液与胶体习题
第一章溶液与胶体习题 1、就是非判断题 1-1状态相同的体系不一定就是单相体系。 1-2根据相的概念可知,由液态物质组成的系统中仅存在一个相。 1-3所有非电解质的稀溶液,均具有稀溶液的依数性。 1-4难挥发非电解质稀溶液的依数性不仅与溶质种类有关,而且与溶液的浓度成正比。 1-5难挥发非电解质溶液的蒸汽压实际上就是溶液中溶剂的蒸汽压。 1-6有一稀溶液浓度为C,沸点升高值为ΔT b,凝固点下降值为ΔT f,则ΔT f必大于ΔT b 。 1-7溶液在达到凝固点时,溶液中的溶质与溶剂均以固态析出,形成冰。 1-8纯净的晶体化合物都有一定的熔点,而含杂质物质的熔点一定比纯化合物的熔点低,且杂质越多,熔点越低。 1-9体系的水溶液随着温度不断降低,冰不断析出,因此溶液的浓度会不断上升。 1-10纯溶剂通过半透膜向溶液渗透的压力叫渗透压。 1-11溶剂通过半透膜进入溶液的单方向扩散的现象称作渗透现象。 1-12 将10% 葡萄糖溶液用半透膜隔开,为使渗透压达到平衡,必须在某侧溶液液面上加一压强,此压强就就是该葡萄糖溶液的渗透压。 1-13将浓溶液与稀溶液用半透膜隔开,欲阻止稀溶液的溶剂分子进入浓溶液,需要加到浓溶液液面上的压力,称为浓溶液的渗透压。 1-14 0、3mol·kg-1的蔗糖溶液与0、3mol·kg-1的甘油溶液的渗透压相等。 1-15 在相同温度时,凝固点为-0、52℃的泪水与0、81% NaCl水溶液具有相同的渗透压,互为等渗溶液。 1-16人血浆在37℃的渗透压为780Kpa,因此血红细胞在1、2% NaCl溶液中皱缩而沉降。 1-17用渗透压法测定胰岛素的摩尔质量,将101mg胰岛素溶于10、0mL水中,测得25℃渗透压为4、34Kpa,则胰岛素的摩尔质量为5760g·mol-1。 1-18反渗透就是外加在溶液上的压力超过了渗透压时,溶液中的溶剂向纯溶剂方向流动的过程。 1-19渗透压较高的溶液其物质的量浓度一定较大。 1-20由于乙醇比水易挥发,故在相同温度下,乙醇的蒸汽压大于水的蒸汽压。 1-21对于难挥发性溶质的稀溶液,依数性(ΔT b = K b×b) 中b指溶液中溶质质点的质量摩尔浓度的总与。 1-22两种或几种互不发生化学反应的等渗溶液以任意比例混合后的溶液仍就是等渗溶液。 1-23溶胶就是指分散质颗粒直径在1-100nm分散体系。 1-24核胶带电表面与均匀液相之间的电势差称ζ电势。 1-25电解质对溶胶的聚沉能力可用沉聚值来衡量,聚沉值越大,聚沉能力强。
习题第1章溶液和胶体习题
1.是非判断题 1-1状态相同的体系不一定是单相体系。 1-2根据相的概念可知，由液态物质组成的系统中仅存在一个相。 1-3所有非电解质的稀溶液，均具有稀溶液的依数性。 1-4难挥发非电解质稀溶液的依数性不仅与溶质种类有关，而且与溶液的浓度成正比。 1-5难挥发非电解质溶液的蒸汽压实际上是溶液中溶剂的蒸汽压。 1-6有一稀溶液浓度为C，沸点升高值为ΔT b，凝固点下降值为ΔT f，则ΔT f必大于ΔT b 。 1-7溶液在达到凝固点时，溶液中的溶质和溶剂均以固态析出，形成冰。 1-8纯净的晶体化合物都有一定的熔点，而含杂质物质的熔点一定比纯化合物的熔点低，且杂质越多，熔点越低。 1-9体系的水溶液随着温度不断降低，冰不断析出，因此溶液的浓度会不断上升。 1-10纯溶剂通过半透膜向溶液渗透的压力叫渗透压。 2. 选择题 2-1哪种真实气体与理想气体较相近 A.高温高压 B.低温低压 C.高温低压 D.低温高压 2-2 20?C时乙醇p?=5.877KPa，乙醚的P?=58.77KPa，将它们等物质的量混合而成的溶液，在该温度时混合溶液液面上的总压力为 A.64.65KPa B. 32.32KPa C. 52.89KPa D.不确定 2-3影响纯液氨的饱和蒸气压的因素有 A.容器的形状 B.液氨的量 C.温度 D.气相中其它组分 2-4下列说法中不正确的是 A.当液体与其蒸气处于平衡时，蒸气的压力称为该液体的饱和蒸气压 B.液体混合物的蒸气压等于各纯组分的蒸气压之和 C.稀溶液中某一液体组分的蒸气分压等于它在相同温度下的饱和蒸气压与其在溶液中的摩尔分数之积 D.蒸气压大小与容器直径大小有关 2-5一封闭钟罩中放一小杯纯水A和一小杯糖水B，静止足够长时间后发现 A. A杯中水减少，B杯中水满后不再变化 B. A杯变成空杯，B杯中水满后溢出 C. B杯中水减少，A杯中水满后不再变化 D. B杯中水减少至空杯，A杯水满后溢出 2-6浓度均为0.1mol?kg-1的蔗糖、HAc、NaCl和Na2SO4水溶液，其中蒸气压最大的是 A.蔗糖 B.HAc C. NaCl D. Na2SO4 2-7 100?Ｃ时纯A和纯B液体的蒸气压分别为50.7和151KPa，A和B的某混合溶液为理想溶液且在100?C和101KPa沸腾，则A在平衡蒸气中的摩尔分数为
化学 第一章
第一章气体、溶液和胶体分散系 第一节分散系 一、分散系的基本概念 分散系：一种或几种物质分散在另一种或领几种物质中所形成的系统称为分散系统 分散相：被分散的物质，又称分散质 分散介质：起分散作用的物质，又称分散剂 二、分散系的分类 分散相分散介质实例 气体液体泡沫（如灭火泡沫） 液体液体乳状液（如豆浆、牛奶、石油） 固体液体悬浊液、溶胶（如泥浆） 气体固体浮石、泡沫塑料 液体固体珍珠、某些宝石 固体固体某些合金、有色玻璃 气体气体空气 液体气体雾 固体气体烟、尘 ※当分散介质为液体时，按分散相粒子直径分类 分散相粒子直径分散系类型分散相粒子的性质实例 <1nm分子分散系均相，热力学稳定系 统，分散相粒子的速 率快，能通过滤纸也 能通过半透膜 生理盐水、葡萄糖溶 液 1—100nm 胶体分 散系 溶胶 多相，热力学不稳定 系统，分散相李艾的 扩散速率极慢，能通 过滤纸，但不能通过 半透膜，在超显微镜 下可以观察到 氢氧化铁溶胶、硫溶 胶、核酸溶液 高分子化 合物 均相，热力学稳定系 统，分散相粒子的扩 散速率极慢，能通过 滤纸，但不能通过半 透膜，在超显微镜下 可以观察到 你谁、豆浆、牛奶 >100nm粗分散 系多相，热力学不稳定系统，分散 相粒子不发生扩散，不能通过半 透膜，也不能通过滤纸，在普通 显微镜下可观察到，目测显浑浊 泥水、豆浆、牛奶 ※溶液可以是液相或者固相，如金属合金是固态溶液 ※粗分散系可以分为悬浊液（固体小颗粒）和乳浊液（液体小液滴）第二节、混合物和溶液的组成的表示方法 一、混合物常用的组成方法
（一）B的质量分数（二）B的体积分数 （三）B的质量浓度（四）B的分子浓度 （五）B的浓度（六）B的摩尔分数 二、溶液的组成的表示方法 （一）溶质B的质量摩尔浓度（代表溶剂A的质量） （二）溶质B的摩尔比（代表溶剂A的物质的量） 三、理想气体的状态方程式pV＝nRT 道尔顿的分压定律p 第四节稀溶液的依数性 溶液的性质可以分为两类：第一类性质与溶质的本性以及溶质与溶剂的相互作用有关，如溶液的颜色、导电性、密度、粘度与体积等。第二类性质之决定于溶质的数目，而于溶质的性质几乎无关，如难挥发电解质稀溶液中溶剂的蒸气压下降、难挥发电解质稀溶液的沸点升高、稀溶液的凝固点降低和稀溶液的渗透压力等。 一、液体的蒸气压 当水的蒸发速率与水蒸气的凝聚速率相等时，水蒸气与水达到平衡状态，水面上方水蒸气的物质的量和液态水的物质的量不再改变。此时，水面上方的水蒸气成为饱和水蒸气，饱和水蒸气所产生的压力称为该温度下水的饱和蒸气压。（受本性、温度的影响） 二、难挥发非电解质稀溶液蒸气压下降 法国化学家拉乌尔定律表达式（代表纯溶剂的蒸气压，代表难挥发非电解质稀溶液的蒸气压，代表稀溶液中溶剂的质量分数） （在一定温度下，难挥发非电解质稀溶液的蒸气压下降与溶质B的质量摩尔浓度 成正比） 三、难挥发非电解质稀溶液的沸点升高 纯溶剂的沸点是恒定的，但难挥发非电解质稀溶液的沸点是变化的。当溶液沸腾时，溶剂不断汽化，溶液的浓度逐渐增大，溶液的蒸气压逐渐下降，溶液的沸点就逐渐升高。 （k为常数）（溶剂的质量，溶质的质量） 四、非电解质稀溶液的凝固点降低 水溶液的凝固点是指水溶液与冰平衡共存时的温度
第一章 溶液和胶体溶液习题参考答案
第一章 溶液和胶体溶液习题参考答案 5. 质量分数为3％的某Na 2CO 3溶液，密度为1.05g ·ml -1 ，试求溶液的c (Na 2CO 3)、x (Na 2CO 3)和b (Na 2CO 3)。 解 M (Na 2CO 3) = 106g ·mol -1 c (Na 2CO 3) = 10603.0100005.1??= 0.297 (mol ·L -1) x (Na 2CO 3) =) 18/97()106/3(106/3+= 0.005 b (Na 2CO 3) = 1000/97106/3= 0.292 (mol ·kg –1) 8. 有两种溶液在同一温度时结冰，已知其中一种溶液为1.5g 尿素[CO(NH 2)2]溶于200g 水中，另一种溶液为42.8g 某未知物溶于1000g 水中，求该未知物的摩尔质量（尿素的摩尔质量为60 g ·mol -1）。 解 由于两溶液在同一温度下结冰，则△T f （尿素）= △T f （未知物） K f ×1000/20060/5.1= K f ×1000 /1000/8.42M M （未知物）= 342.4 (g ·mol -1) 即该未知物的摩尔质量为342.4 g ·mol -1。 11. 生理盐水、50g ·L -1的葡萄糖(C 6H 12O 6)溶液、12.5g ·L -1的碳酸氢钠(NaHCO 3)溶液和18.7g ·L -1的乳酸钠(NaC 3H 5O 3)溶液均为临床上常用的等渗溶液。现取其体积，按下列配方配成三种混合液： (1) 21(50g ·L -1C 6H 12O 6) +2 1(生理盐水) (2) 31(18.7g ·L -1NaC 3H 5O 3) +3 2(生理盐水) (3) 31(12.5g ·L -1NaHCO 3) +32(生理盐水) 试通过计算回答上述三种混合液是等渗、低渗还是高渗溶液？ 解：(1) 21(50g ·L -1C 6H 12O 6) +2 1(生理盐水)混合溶液的渗透浓度为： c os =21×18050+21×2×5 .580.9 = 0.293 (mol ·L -1 ) = 293 (mmol ·L -1) 所以该混合溶液为等渗溶液。 (2) 31(18.7g ·L -1NaC 3H 5O 3) +3 2(生理盐水)混合溶液的渗透浓度为： c os =31×2×1127.18+32×2×5 .580.9 = 0.316 (mol ·L -1) = 316 (mmol ·L -1)
第一章 溶液和胶体
第一章 溶液和胶体 (Solution and Colloid ) §1.1 分 散 系 1. 分散系、分散质(相)和分散剂(介质)的概念 一种或几种物质以细小的粒子分散在另一种物质里所形成的体系称分散系。被分散的物质称分散质(或称分散相)，把分散质分散开来的物质称分散剂(或称分散介质)。 2. 分散系的分类 按分散质粒子的大小，可将分散系分为分子分散系(粒子平均直径d ＜1 nm)，胶体分散系(d 约为1～100 nm)和粗分散系(d ＞100 nm)。 3. 体系和相(注意相和态的区别与联系) 常常把研究要对象称为体系或系统(以后还要讨论)。 体系中具有相同的组成，相同物理性质和相同化学性质的均匀部分称为相，相与相之间有明确的界面。超过此相界面，一定有某些宏观性质(如密度、折射率、组成等)要发生突变。 只有一个相的体系叫做单相体系(或均相体系)；有两个或两个以上相的体系叫做多相体系(或叫非均相体系)。分子分散系为单相体系，胶体分散系和粗分散系为多相体系。 相与物态(物质的聚集状态)不同，物态一般分为气态、液态、固态和等离子态。对相来说，通常任何气体均能无限混合，所以系统内不论有多少种气体都只有一个气相。液体则按其互溶程度可以是一相、两相或三相共存。例如，液态乙醇与水可以完全互溶，其混合液为单相系统；甲苯与水不互溶而分层，是相界面很清楚的两相系统。对于固体，如果系统中不同种固体达到了分子程度的均匀混合，就形成了“固溶体”，一种固溶体就是一个相；否则，不论这些固体研磨得多么细，其分散度亦远远达不到分子、离子级，系统中含有多少种固体物质，就有多少个固相。 §1.2 溶液浓度的表示方法 1. 物质的量浓度 物质的量浓度是指物质B 的物质的量除以混合物的体积。在不可能混淆时，可简称为浓度。用符号c B 表示，即 V n c B B ＝ 式中n B 为物质B 的物质的量，SI 单位为mol ；V 为混合物的体积，SI 单位为m 3。体积常用的非SI 单位为L ，故浓度的常用单位为mol·L －1。 根据SI 规定，使用物质的量单位mol 时，要指明物质的基本单元。而物质的量浓度单位是由基本单位mol 推导得到的，所以在使用物质的量浓度时也必须注明物质的基本单元。 例如c (KMnO 4)＝0.10 mol·L －1与c (1/5KMnO 4)＝0.10 mol·L －1的两种溶液，它们浓度数值虽然 相同，但是它们所表示1 L 溶液中所含KMnO 4的质量是不同的，分别为15.8g 与3.16g 。 2. 质量摩尔浓度 溶液中溶质B 的物质的量除以溶剂的质量，称为溶质B 的质量摩尔浓度。其数学表达式为