物化与胶化溶液课件(编辑修改稿)

物化与胶化溶液课件(编辑修改稿)内容摘要：

lg $ $ 上一内容 下一内容 回主目录 返回 2020/10/5 理想稀溶液中溶剂和溶质的化学势 理想稀溶液中的溶质 遵守亨利定律 pB= kxxB ，代入 得 BB( ) = ( ) ( g, ) l n l nxBBkT R T R T xp    lg$$ 令,B( , ) ( ) l nxBxkT p T R Tp $$$ 则稀溶液中溶质的化学势是 B , x ( , ) l nBB T p R T x $ 上一内容 下一内容 回主目录 返回 2020/10/5 理想稀溶液中溶剂和溶质的化学势 上一内容 下一内容 回主目录 返回 2020/10/5 理想稀溶液中溶剂和溶质的化学势 • 无论用哪种浓度表示，化学势相同，但标准化学势不同 上一内容 下一内容 回主目录 返回 2020/10/5 小结 167。 理想稀溶液 上一内容 下一内容 回主目录 返回 2020/10/5 稀溶液的依数性 依数性质：（ colligative properties） 指定溶剂的类型和数量后，这些 性质只取决于所含溶质粒子的数目 ，而与溶质的本性无关。 溶质的粒子可以是分子、离子、大分子或胶粒。 依数性的种类： 上一内容 下一内容 回主目录 返回 2020/10/5 ( ) ( )TA l A g  蒸气压下降 蒸气压下降()T Ag  稀溶液ApA A Ap p x 对于二组分稀溶液，加入非挥发性溶质 B以后，溶剂 A的蒸气压会下降。 上一内容 下一内容 回主目录 返回 2020/10/5 对于二组分稀溶液，加入非挥发性溶质 B以后，溶剂 A的蒸气压会下降。 B*AA*A xpppp 这是造成凝固点下降、沸点升高和渗透压的根本原因。 蒸气压下降 蒸气压下降上一内容 下一内容 回主目录 返回 2020/10/5 如图所示，在半透膜左边放溶剂，右边放溶液。 只有溶剂能透过半透膜。 由于纯溶剂的化学势 大于溶液中溶剂的化学势 ，所以溶剂有自左向右渗透的倾向。 *AA为了阻止溶剂渗透，在右边施加额外压力，使半透膜双方溶剂的化学势相等而达到平衡。 这个额外施加的压力就定义为渗透压 。 21Π p p BΠ c RT 是溶质的浓度。 浓度不能太大，这公式就是适用于稀溶液的 van’t Hoff 公式。 Bc渗透压（ osmotic pressure） ）上一内容 下一内容 回主目录 返回 2020/10/5 渗透压（ osmotic pressure） 上一内容 下一内容 回主目录 返回 2020/10/5 上一内容 下一内容 回主目录 返回 2020/10/5 AAm,f u s2*ff)( MHTRk  称为凝固点降低系数（ freezing point lowering coefficients）， 单位 fk1K m ol kg 。 f f BT k m f*ff TTT  为 非电解质溶质的质量摩尔浓度，单位： Bm1mo l k g 。 这里的凝固点是指纯溶剂固体析出时的温度。 常用溶剂的 值有表可查。 用实验测定 值，查出 ，就可计算溶质的摩尔质量。 fkfkfT凝固点降低 凝固点降低上一内容 下一内容 回主目录 返回 2020/10/5 b b BT k m *bbb TTT AAm,v a p2*bb)( MHTRk  称为沸点升高系数（ boiling point elevation coefficints）， 单位。 常用溶剂的 值有表可查。 测定 值，查出 ，就可以计算溶质的摩尔质量。 bkkgm o lK1  bT bkbk沸点升高 沸点升高上一内容 下一内容 回主目录 返回 2020/10/5 分配定律 BBcKc “ 在定温、定压下，若一个物质溶解在两个同时存在的互不相溶的液体里，达到平衡后，该物质在两相中浓度之比等于常数 ” ，这称为分配定律。 用公式表示为： 式中 和 分别为溶质 B在两个互不相溶的溶剂 中的浓度， K 称为分配系数（ distribution coefficient）。 Bc Bc , 上一内容 下一内容 回主目录 返回 2020/10/5 分配定律 分配定律的应用： （ 1）可以计算萃取的效率问题。 例如，使某一定量溶液中溶质降到某一程度，需用一定体积的萃取剂萃取多少次才能达到。 （ 2）可以证明，当萃取剂数量有限时，分若干次萃取的效率要比一次萃取的高。 上一内容 下一内容 回主目录 返回 2020/10/5 上一内容 下一内容 回主目录 返回 2020/10/5 练习题 6 ）定温时， B 溶于 A 中形成溶液。 若*BBVV ，则增加压力 P , 将使 B 在 A 中的溶解度（ ） （ A ） 增加 （ B ） 减少 （ C ） 不变 （ D ） 无法确定 19)40 ℃ 时，纯液体 A 的饱和蒸汽压是纯液体 B 的两倍，组分 A 和 B 能构成理想液态混合物。 若平衡气相中组分 A 和 B 的摩尔分数相等，则平衡液相中 A 和 B 的摩尔分数之比:ABxx= （ ） （ A ） 1 ： 2 （ B ） 2 ： 1 （ C ） 3 ： 2 （ D ） 4 ： 3 上一内容 下一内容 回主目录 返回 2020/10/5 练习题 66. 两只烧杯各有1 kg水，向 A 杯中加入0 . 0 1 m o l蔗糖，向 B 杯中加入0 . 0 1 m o l N a C l，两只烧杯按同样的速度冷却，则（ ） ( A ） A 杯先结冰 （ B ） B 杯先结冰 ( C ） 两杯同时结冰 （ D ） 无法确定 70. 在恒温抽空的玻璃罩内封入两杯液面相同的糖水和纯水，经历若干时间后，两杯液面的高度将是（ ） ( A ) 糖水液面高于纯水液面 ( B ) 糖水液面等于纯水液面 ( C ) 糖水液面低于纯水液面 （ D ） 视温度而定 上一内容 下一内容 回主目录 返回 2020/10/5 物理化学电子教案 — 第三章 上一内容 下一内容 回主目录 返回 2020/10/5 基本概念 相律 单组分体系 二组分体系 第五章 相平衡 第三章 相平衡上一内容 下一内容 回主目录 返回 2020/10/5 引言 相平衡是热力学在化学领域中的重要应用之一。 研究多相体系的平衡在化学、化工的科研和生产中有重要的意义，例如：溶解、蒸馏、重结晶、萃取、提纯及金相分析等方面都要用到相平衡的知识。 相图（ phase diagram） 表达多相体系的状态如何随温度、压力、组成等强度性质变化而变化的图形，称为相图。 上一内容 下一内容 回主目录 返回 2020/10/5 基本概念 相（ phase） 体系内部物理和化学性质完全均匀的部分称为相。 相与相之间在指定条件下有明显的界面，在界面上宏观性质的改变是飞跃式的。 体系中相的总数称为相数，用 P 表示。 气体 ，不论有多少种气体混合，只有一个气相。 液体 ，按其互溶程度可以组成一相、两相或三相共存。 固体 ，一般有一种固体便有一个相。 两种固体粉末无论混合得多么均匀，仍是两个相（固体溶液除外，它是单相）。 上一内容 下一内容 回主目录 返回 2020/10/5 基本概念 ( 2) 物种数和 ( 独立 ) 组分数 物种 数 S —— 系统中存在的化学物质数 系统中的物种数，并不一定都是独立可变的，可能某物种变化后，能引起其他物种的变化，这样我们把用以确定平衡体系中所有各相组成所需的最少数目的独立物质称为独立组分，简称组分。 用“ C ”表示，显然组分数只能等于或小于物种数。 上一内容 下一内容 回主目录 返回 2020/10/5 基本概念 ( 独立 ) 组分数与物种数的关系是怎样的呢。 1. 如果系统中各物质之间没有发生化学反应，那么组分数等于物种数，即“ C = S ”。 2. 对于有 化学反应的系统：组分数 = 物种数 独立的平衡数，即 C = S R。 3. 如果 体系中 除化学平衡外 ， 还存在浓度限制条件。 称 为“独立浓度限制数”，用 R ′ 表示。 上一内容 下一内容 回主目录 返回 2020/10/5 相律 独立组分数（ number of independent ponent） 39。 C S R R  定义： 在平衡体系所处的条件下，能够 确保各相组成所需的最少独立物种数 称为独立组分数。 它的数值等于体系中所有物种数 S 减去体系中独立的化学平衡数 R，再减去各物种间的浓度限制条件 R39。 上一内容 下一内容 回主目录 返回 2020/10/5 基本概念 R ′包括： ( i ) 当规定系统中部分物种只通过化学反应由另外物种生成时，由此可能带来的同一相 的组成关系； ( i i ) 当把电解质在溶液中的离子亦视为物种时，由电中性条件带来的同一相的组成关系。 39。 C S R R  定义： 上一内容 下一内容 回主目录 返回 2020/10/5 相律 相律（ phase rule） 2f C P  相律是相平衡体系中 揭示相数 P ，独立组分数 C和自由度 f 之间关系的规律 ，可用上式表示。 式中 2通常指 T， p两个变量。 自由度（ degrees of freedom） 确定平衡体系的状态所必须的独立强度变量的数目称为自由度，用字母 f 表示。 这些强度变量通常是压力、温度和浓度等。 上一内容 下一内容 回主目录 返回 2020/10/5 相律 如果已指定某个强度变量，除该变量以外的其它强度变量数称为 条件自由度 ，用 表示。 例如：指定了压力， 指定了压力和温度， *f1*  ff2**  ff`f f b b 个特殊规定 ( 如 T 或 p 不变或 x B = x B ) f ′ —— 条件 ( 或剩余 ) 自由度数。 上一内容 下一内容 回主目录 返回 2020/10/5 相律 • 1. 相律只适用于热力学平衡系统 • ，相率仍然正确可用。 •。 • ，但不能具体指出是哪几个自由度或哪几个相，对具体的系统要具体分析。 上一内容 下一内容 回主目录 返回 2020/10/5 练习题 例题：碳酸钠和水可以组成下列化合物：2 3 2Na CO H O、2 3 27N a C O H O、2 3 210N a C O H O。 问 1. 标准压力下，与碳酸钠水溶液及冰共存的含水盐最多有几种。 2. 3 0 ℃时，与水蒸气平衡共存的含水盐最多有几种。 上一内容 下一内容 回主目录 返回 2020/10/5 练习题 2. 4 ()NH H S s和任意量的3 ()N H g及2 ()H S g达平衡时有（ ） （ A ） 2 , 2 , 2C P f   （ B ） 1 , 2 , 1C P f   （ C ） 1 , 3 , 2C P f   （ D ） 1 , 2 , 3C P f   上一内容 下一内容 回主目录 返回 2020/10/5 练习题 9. 某系统存在五种物质2( ) , ( )C s H O g, ( )C O g 22, ( ), ( )C O g H g，相互建立了下述三个平衡： 22( ) ( ) ( ) ( )C s H O g C O g H g 2。