气体和溶液 长江大学化工学院无机及分析化学课件.ppt

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1、第1章物质的聚集状态Chapter1CollectiveStateofMatter掌握理想气体基本方程，了解实际气体的范德华方程式；掌握物质的量浓度、质量摩尔浓度、摩尔分数、质量分数的有关计算；掌握稀溶液的通性及其应用；熟悉胶体的基本概念、结构及其性质；本章教学要求了解高分子溶液、表面活性物质、乳浊液的基本概念和特征。1-1分散系1-2气体1-3溶液的浓度1-4非电解质稀溶液的依数性1-5胶体溶液1-6高分子溶液和乳浊液1-7电解质溶液1-1分散系二、分散系的分类：一、分散系的概念：1-1分散系一种或几种物质分散成微

2、小的粒子分布在另一种物质中所构成的系统称为分散系(dispersesystem)。被分散的物质称分散质(disperate)，亦称分散相(disperatedphase)；起分散作用的物质称为分散剂(dispersant)，亦称分散介质(dispersingmedium)。一、分散系的概念：1-1分散系气－气（空气）气－液（汽水）气－固（浮石）液－气（云、雾）液－液（牛奶）液－固（肉冻）固－气（烟、尘）固－液（溶液）固－固（合金）二、分散系的分类：1.按聚集状态分<1nm真溶液（1nm=10-9m）1-100nm胶体

3、分散系（溶胶、高分子溶液）>100nm粗分散系（悬浊液、乳浊液）2.按分散质粒子的大小分1-1分散系1-2气体一、理想气体状态方程二、道尔顿分压定律三、分体积定律四、实际气体1-2气体一、理想气体状态方程气体的最基本特征：可压缩性和扩散性。分子本身不占体积，分子间没有相互作用力的气体称为理想气体(idealgas)。理想气体实际上不存在。低压(低于数百千帕)、高温(高于273K)的条件下的气体可近似看作理想气体，理想气体是实际气体的一种极限情况。1-2气体R=8.314(Pam3mol-1K-1)=8.314(

4、kPaLmol-1K-1)=8.314(Jmol-1K–1)理想气体状态方程式pV＝nRTR----摩尔气体常数1-2气体二、道尔顿分压定律分压：组分气体i在相同温度下占有与混合气体相同体积时所产生的压力，叫做组分气体i的分压。组分气体：理想气体混合物中每一种气体。1-2气体混合气体的总压等于混合气体中各组分气体分压之和。分压定律：p=p1+p2+或p=pi分压的求解：xii的摩尔分数,表示某组分的物质的量占混合物中总物质的量的分数。分体积：1-2气体三、分体积定律混合气体中某一组分i的分体积Vi

5、是该组份单独存在并具有与混合气体相同温度和压力时所占有的体积。1-2气体在温度、压力一定的情况下，混合气体的体积等于组成该混合气体的各组分的分体积之和。气体分体积定律（lawofpartialvolume）V＝V1＋V2＋…＋Vi＋…Example：25℃时，装有0.3MPaO2的体积为1L的容器，与装有0.06MPaN2的体积为2L的容器用旋塞连接。打开旋塞，待两边气体混合后，计算：（1）O2、N2的物质的量；（2）O2、N2的分压；（3）混合气体的总压力；（4）O2、N2的分体积。解：（1）混合前后气体物质的量并

6、没有发生变化：（2）O2、N2的分压是它们各自单独占有3L时所产生的压力：当O2由1L增加到3L时，当N2由2L增加到3L时，（3）混合气体的总压力为：p=p(O2)+p(N2)=0.1+0.04=0.14MPa（4）O2、N2的分体积：范德华方程式（vanderWaalsequation）1-2气体四、实际气体（realgas）分子间有相互作用，分子本身也具有一定的体积，因而实际气体不符合理想气体模型。a和b称为范德华常数。常数a用于校正压力；b用于修正体积。均可由实验确定。常数a值随沸点（boilingpoint

7、）升高而增大，常数b大致等于气体在液态时的摩尔体积。1-2气体气体a/L2·kPa·mol-2b/L·mol-1沸点/℃液态的摩尔体积/L·mol-1HeH2O2N2CO2C2H2Cl23.45724.76137.8140.8363.9444.7657.70.023700.026610.031830.039130.042670.051360.05622-269-253-183-196-7(升华)-104-340.0270.0290.0280.0350.040—0.0541-3溶液的浓度一、物质的量浓度二、质量摩尔浓度

8、三、摩尔分数四、质量分数五、几种溶液浓度之间的关系1-3溶液的浓度广义地说，两种或两种以上的物质均匀混合而且彼此呈现分子（或离子）状态分布者均称为溶液。溶液气态溶液(空气)液态溶液：(酸、碱)固态溶液(合金)溶质溶剂溶液的浓度：是指一定量溶液或溶剂中所含溶质的量。定义：1-3溶液的浓度一、物质的量浓度(amount-of-substanceco