1、第一章 分散系第一節 分散系 一種或數種物質分散在另一種物質中所形成的系統稱為分散系（dispersed system）基 本 概 念礦石礦石- -礦物分散在巖石中泥漿泥漿- -泥沙分散在水中鹽溶液鹽溶液- -食鹽溶解在水中 被分散的物質稱為分散相/分散質 容納分散相的連續介質稱為分散介質/分散劑第一節第一節 分散系分散系分散相與分散介質例如：云，牛奶例如：云，牛奶分散質處于分割成粒子分散質處于分割成粒子的不連續狀態；的不連續狀態；分散劑則處于連續狀態；分散劑則處于連續狀態；分散質和分散劑的狀態分散質和分散劑的狀態包括固體、液體或氣體。包括固體、液體或氣體。分散系分散系-按聚集狀態分類按聚集狀

2、態分類(9種種) 分散質 分散劑 實 例 氣 氣 空氣、家用煤氣 液 氣 云、霧 固 氣 煙、灰塵 氣 液 汽水 液 液 牛奶、豆漿 固 液 泥漿、油漆 氣 固 木炭、薄膜塑料 液 固 硅膠、肉凍 固 固 紅寶石、合金、有色玻璃 第一節 分散系生物體內的各種生理、生化反應都是在液體中進行的。按分散粒子的大小，長把按分散粒子的大小，長把液態分散系分為液態分散系分為3類類真真 溶溶 液液 分散質粒子大小分散質粒子大小 1 nm 100 nm100 nm 分散質粒子的組成分散質粒子的組成 粗粒子粗粒子 一一 般般 性性 質質 非均相；熱力學不穩定系非均相；熱力學不穩定系統；分散相粒子不能透過統；分散

3、相粒子不能透過濾紙和半透膜濾紙和半透膜 乳汁、泥漿等乳汁、泥漿等實實 例例 第一節 分散系膠體分散系膠體分散系高分子溶液高分子溶液 溶膠溶膠 締合膠體締合膠體 膠體分散相粒子大小在膠體分散相粒子大小在 1-100 nm1-100 nm 膠體分散系膠體分散系第一節 分散系溶溶 膠膠 分散相粒子的組成分散相粒子的組成膠粒（分子、離子、原子的膠粒（分子、離子、原子的聚集體）聚集體） 一般性質一般性質 非均相；熱力學不穩定系統；非均相；熱力學不穩定系統；分散相粒子擴散慢，能透過濾分散相粒子擴散慢，能透過濾紙，不能透過半透膜紙，不能透過半透膜 實實 例例 氫氧化鐵、硫化砷、碘化銀及氫氧化鐵、硫化砷、碘化

4、銀及金、銀、硫等單質溶膠金、銀、硫等單質溶膠 溶溶 膠膠 分散相粒子的組成分散相粒子的組成第一節 分散系高分子溶液高分子溶液 分散相粒子的組成分散相粒子的組成高分子高分子 一般性質一般性質 均相；熱力學穩定系統；分散均相；熱力學穩定系統；分散相粒子擴散慢，能透過濾紙，相粒子擴散慢，能透過濾紙，不能透過半透膜，形成溶液不能透過半透膜，形成溶液 實實 例例 蛋白質、核酸等水溶液，橡膠的苯蛋白質、核酸等水溶液，橡膠的苯溶液溶液第一節 分散系締合膠體締合膠體 分散相粒子分散相粒子的組成的組成膠束膠束 一般性質一般性質 均相；熱力學穩定系統；分散相均相；熱力學穩定系統；分散相粒子擴散慢，能透過濾紙，不能

5、粒子擴散慢，能透過濾紙，不能透過半透膜，形成膠囊溶液。透過半透膜，形成膠囊溶液。 實實 例例 超過一定濃度的十二烷基硫酸鈉超過一定濃度的十二烷基硫酸鈉溶液溶液第一節 分散系締締 合合 膠膠 體體憎水基團親水基團第二節第二節 氣體氣體 氣體氣體物質三態物質三態固體固體液體液體理想氣體：假設有一種氣體，它的分子只有位置而不占有體積，是一個具有質量的幾何點；并且分子之間沒有相互吸引力，分子之間及分子與器壁之間發生的碰撞不造成動能損失。 人為的氣體模型，實際中并不存在！第二節第二節 氣體氣體 高溫、低壓條件下，許多實際氣體很接近于理想氣體:1、氣體分子的距離大，與氣體體積相比，可 忽略；2、分子間作用

6、力小第二節第二節 氣體氣體理想氣體的氣態方程：第二節第二節 氣體氣體pV=nRT式中： R為摩爾氣體常數(273.15K, 101.325kPa時， R=8.3145Pam3mol-1K-1)； T為熱力學溫度(t+273.15)。 例例1.1：某種碳氫化合物的蒸汽，在100C及101.325 kPa時，測得其密度=2.55g/L；由化學分析結果可知該化合物中碳原子數與氫原子數之比為1:1。試確定該化合物的分子式。解：設該化合物的摩爾質量為M，質量為m 77.89 /mpVnRTRTMmRTRTMg molpVp接上頁：已知該化合物中碳氫比例為1:1，設該化合物的分子式為(CH)x,則：M=x

7、M(C)+M(H)=(12.0+1.01) x=77.89 x=6該化合物的分子式為C6H6理想氣體混合物：多種相互不發生化學反應的氣體相混合，且分子本身的體積和相互作用力可忽略不計。 理想氣體混合物中各組分氣體如同單獨存在一樣，即壓力與獨占整個容器時的壓力一致！第二節第二節 氣體氣體第二節第二節 氣體氣體設某理想氣體混合物中某組分氣體分壓為pi，則： iinpRTV氣體分壓定律(1801年，Dolton)：12niippppp道爾頓理想氣體分壓定律道爾頓理想氣體分壓定律(1)(2)第二節第二節 氣體氣體iiiiiiVRTnnVRTVRTnpp結合結合(1)和和(2)式式(3)(n為混合氣體總

8、的物質的量)結合結合(2)和和(3)式式pxpnnpnnppiiiii(4)Xi為某組分氣體的摩爾分數例題例題1.2：有一：有一30dm3的容器，內盛的容器，內盛16g O2，28g N2，求，求300K時兩種氣體的分壓及混合氣體的總壓。時兩種氣體的分壓及混合氣體的總壓。解：解：PaVRTnpmolnOOO531016. 4100 . 3300315. 85 . 05 . 03216222同理pN2=8.32105 PaP總=pN2+pO2=12.48105 Pa例例1.3:在在25C，p=99.43kPa壓力下，利用排水集氣法收集氫氣0.400L。計算相同溫度、壓力下，用分子篩除去水分后所得

9、干燥氫氣的體積V(H2)和氫氣物質的量n(H2)。已知25C時水的飽和蒸汽壓p(H2O)=3.17kPa。解：P(H2)=p總-p(H2O)=99.43-3.17=96.26 kPa設經干燥后氫氣壓力為p(H2) P(H2) V(H2)= p(H2) V(H2)molRTHVHpHnLHpHVHpHv222222221055. 1)()()(387. 043.99400. 026.96)()()()(第三節第三節 液體液體E具有脫離液體表面的最低動能的分子數與液體分子總數的比值f：ERTfeR為摩爾氣體常數為摩爾氣體常數T為溫度為溫度蒸發蒸發第三節第三節 液體液體飽和蒸氣壓，簡稱蒸汽壓飽和蒸氣

10、壓，簡稱蒸汽壓符號符號: P 單位單位: pa或或 kPaH2O (l) H2O (g)蒸發蒸發凝結凝結第三節第三節 液體液體影響蒸汽壓的因素因素:1.與溫度溫度有關：T升高，蒸汽壓增大增大。 H2O 273K P=0.6106kPa 373K P=101.3kPa2.與物質的本性本性有關：越易揮發，蒸汽壓越大越易揮發，蒸汽壓越大。293Kp/kPa乙醚57.6 水 2.34汞1.6104 固體中能量較高的分子也有脫離固體表面而揮發的傾向 固體與蒸汽平衡時的壓力稱固體的飽和蒸汽壓 固態物質與液態物質達到平衡狀態時的溫度稱為液體的凝固點，亦稱為液體的冰點或固體的熔點 第三節第三節 液體液體第四節

11、 溶液的組成標度物質的量物質的量(nB):表示物質數量的基本物理量表示物質數量的基本物理量 單位摩爾單位摩爾(mol) 摩爾摩爾(mol) ：是一系統的物質的量，該系統中所是一系統的物質的量，該系統中所 包含的基本單元數與包含的基本單元數與0.012kg12C的原的原 子數目相等子數目相等 等等 0.012kg12C的原子數目是的原子數目是L=6.0221023mol-1數值數值第四節 溶液的組成標度 使用摩爾時必須指明使用摩爾時必須指明基本單元基本單元(可以是原子、分可以是原子、分子、離子、電子等子、離子、電子等)。 n (O) n (1/2H2O) n (Ca2+) n (e)第四節 溶液

12、的組成標度摩爾質量摩爾質量: B的質量的質量mB除以除以B的物質的量的物質的量 nB， 單單 位為位為kg/mol 某分子的摩爾質量數值等于其相對分子質量某分子的摩爾質量數值等于其相對分子質量Mr練習： 求下列物質的物質的量求下列物質的物質的量 a. 106克克(Na2CO3) b. 98克克(H2SO4) 第四節 溶液的組成標度第四節 溶液的組成標度物質的量濃度物質的量濃度(cB)：溶質B的物質的量nB除以溶液的體積V，即：cB=nB/V 單位 molL-1，濃度很小時可用mmolL-1 cB可簡稱為濃度注意： 使用使用 cB 時必須指明基本單元。對于時必須指明基本單元。對于具體物質，應將基

13、本單元表示在括號內。具體物質，應將基本單元表示在括號內。如：如： c (1/2Ca2+) c (Ca2+)第四節 溶液的組成標度例: 1.已c(H2SO4)=0.1mol/L 求c(H2SO4)=? 2.已c(NaOH)=0.1mol/L 求c(NaOH)=? 3.已知c(2HCl)=0.1mol/L 求c(HCl)=? 練習 對于同一種物質溶液,選用的基本單元不同,其物質的量濃度也不同0.05 mol/L；0.2 mol/L；0.2 mol/L第四節 溶液的組成標度質量摩爾濃度質量摩爾濃度(bB):溶質B的物質的量nB除以 溶劑的質量mA ABBnbm單位是mol/kg 摩爾分數摩爾分數(x

14、)：B物質的物質的量與混合物的總物質 的量之比設：溶質的物質的量為n1，溶劑的物質的量為n2 溶質的摩爾分數為x1，溶劑的摩爾分數為x2 則： 第四節 溶液的組成標度1112nxnn2212nxnn121xx質量分數質量分數(B):溶質B的質量mB與溶液的總質 量m之比。 第四節 溶液的組成標度mmBB第四節 溶液的組成標度BBmV質量濃度質量濃度(B):是溶質B的質量mB除以溶液的 總體積V 單位是 kgm -3 ； 醫療上常用單位為單位是 gL-1 ，mgL-1 等 mV密度（）：某種物質的質量和其體積的比值 。 區分：區分：第四節 溶液的組成標度體積分數體積分數( B B)：指在相同溫度

15、和壓力下，溶質B 的體積VB與混合物(或溶液)體積 V之比 BBVV練習例1.4 在500克水中有17.1克蔗糖溶解。求溶質的b蔗糖，x蔗糖=?(M蔗糖=342g/mol) 解: b蔗糖=(17.1/342)/50010 =0.1(mol/kg) x蔗糖=(17.1/342)/(17.1/342+500/18) =0.0018練習例1.5 在400克水中，加入90%(g/g)H2SO4100克。 求溶質的xH2SO4，bH2SO4解: xH2SO4 =(10090%)/98/90/98+(400+10)/18 =0.0387. bH2SO4=(90/98)/(410/1000)=2.24(mo

16、l/kg) 第五節第五節 稀溶液的依數性稀溶液的依數性溶液的性質溶液的性質溶質本性溶質本性顏色、體積變化和導電性等顏色、體積變化和導電性等與溶質本性無關與溶質本性無關 所含溶質粒子的濃度所含溶質粒子的濃度蒸汽壓下降、沸點升高凝固蒸汽壓下降、沸點升高凝固點下降和滲透壓等點下降和滲透壓等第五節第五節 稀溶液的依數性稀溶液的依數性 與溶質的本性無關，只與其與溶質的本性無關，只與其粒子濃度粒子濃度相相關的性質稱為關的性質稱為稀薄溶液的依數性質稀薄溶液的依數性質(colligative properties of dilute solution),簡稱簡稱依數性依數性。粒子濃度粒子濃度稀薄溶液稀薄溶液(

17、一一)溶液的蒸汽壓下降溶液的蒸汽壓下降溶液蒸汽壓下降溶液蒸汽壓下降(vapor pressure lowering)(一一)溶液的蒸汽壓下降溶液的蒸汽壓下降Raoult（拉烏爾）定律定律在一定溫度下, 難揮發非電解質稀溶液的蒸汽壓等于純溶劑的蒸汽壓與溶劑摩爾分數的乘積 p = po xA po :純溶劑的蒸汽壓 p :溶液的蒸汽壓(一一)溶液的蒸汽壓下降溶液的蒸汽壓下降溶液的蒸汽壓下降溶液的蒸汽壓下降pxA為溶液中溶劑的摩爾分數為溶液中溶劑的摩爾分數xB為溶液中溶質的摩爾分數為溶液中溶質的摩爾分數 xA+ xB =1 p= po xA = po(1- xB)= po - po xB po- p

18、 = p = po xB p = po xB 一定一定T下，下，p與溶質的摩爾分數成正比與溶質的摩爾分數成正比 溶液的蒸汽壓下降公式：溶液的蒸汽壓下降公式： p = po xB 由于由于 nA nB， p= KbB 適用：難揮發非電解質的稀薄溶液適用：難揮發非電解質的稀薄溶液ABBABBnnnnnxABAAABBMbMnMnxBBABkbbMpxpp結論： 在一定溫度下，難揮發性非電解質稀溶 液的蒸氣壓與溶劑的摩爾分數成正比； 在一定溫度下，難揮發性非電解質稀溶 液的蒸氣壓下降(p)與溶液的質量摩爾 濃度成正比，而與溶質的種類和本性無 關溶液的濃度較大時，溶質分子與溶劑分子間作用溶液的濃度較大

19、時，溶質分子與溶劑分子間作用力不可忽略，故力不可忽略，故Roult定律不再適用定律不再適用若為電解質溶液，解離可產生若為電解質溶液，解離可產生2個或多個離子，個或多個離子，且溶液中含有大量的帶電粒子，導致溶質與溶且溶液中含有大量的帶電粒子，導致溶質與溶劑之間，溶質之間均有相互作用，劑之間，溶質之間均有相互作用，Roult定律不定律不再適用再適用揮發性溶質的存在可能會導致溶液的蒸汽壓增揮發性溶質的存在可能會導致溶液的蒸汽壓增加，但平衡蒸汽中氣態溶劑的分壓依然服從加，但平衡蒸汽中氣態溶劑的分壓依然服從Roult定律定律10 .11 0 1 .3k P a1 0 0 00 .11 8AABBppxp

20、xppxppppx 例1.6: 濃度為0.1mol/kg的難揮發非電解質溶液,在100C時溶液的蒸汽壓降低多少?此溶液的蒸汽壓是多少?(100C 水p=101.3kPa)解:101.30.2kPappp (二)溶液的沸點升高和凝固點降低1、液體的沸點升高、液體的沸點升高(1)液體的沸點沸點(boiling point) 是液體的蒸汽壓等于外界 壓強時的溫度 液體的正常沸點是指外壓為101.3kPa時的沸點液體的沸點隨著外界壓力的改變而改變 外壓=101.3kPa 水的正常沸點100C 外壓101.3kPa 水的沸點100C 外壓101.3kPa 水的沸點KbTfTb，即，即 Tf的靈敏度更的靈

21、敏度更高，實驗誤差小高，實驗誤差小 常見溶劑的常見溶劑的Tb0、 Kb和和Tf0、Kf值值溶劑溶劑 Tb0/oC Kb/(Kkg mol-1) Tf0/oC Kf/(Kkg mol-1)水水乙酸乙酸苯苯乙醇乙醇四氯化碳四氯化碳乙醚乙醚萘萘1001188078.476.734.72180.5122.932.531.225.032.025.800.017.05.5117.322.9116.280.01.863.905.101.9932.01.86.9練習練習某難揮發的非電解質稀水溶液的沸點為100.82，則其凝固點是 ( )A.-0.58 B. -0.68C.-0.78 D.-0.88 答案：D(

22、二)溶液的沸點升高和凝固點降低bB Tf(實驗值)/K Tf(理論)/Kmol/kg NaCl MgSO40.010.036030.03000.018580.050.17580.12940.092900.100.34700.24200.18580.501.6921.0180.9290一些電解質水溶液的凝固點降低值一些電解質水溶液的凝固點降低值3、電解質溶液的依數性行為、電解質溶液的依數性行為(二)溶液的沸點升高和凝固點降低 p = i K bB Tb = i Kbb B Tf = i Kfb B 式中式中i為校正因子，又稱為校正因子，又稱vant Hoff系數系數 如如AB型電解質，型電解質，

23、i趨近于趨近于2 AB2或或A2B型電解質型電解質, i趨近于趨近于3(三三)溶液的滲透壓溶液的滲透壓水水低擴散擴散(三三)溶液的滲透壓溶液的滲透壓半透膜半透膜(semi-permeable membrane)： 一種只允許某些物質透過，而不允許另一些物質透過的選擇一種只允許某些物質透過，而不允許另一些物質透過的選擇性透過薄膜。性透過薄膜。(三三)溶液的滲透壓溶液的滲透壓OHOOOHHOHOOHOOHOHOH蔗糖分子HOHH2O分子(三三)溶液的滲透壓溶液的滲透壓滲透滲透(osmosis)(三三)溶液的滲透壓溶液的滲透壓滲透：滲透：溶劑分子通過半透膜自發進入到溶溶劑分子通過半透膜自發進入到溶

24、液中的過程。液中的過程。產生滲透現象必須具備的條件產生滲透現象必須具備的條件:1.有半透膜存在；有半透膜存在；2.半透膜兩側單位體積內溶劑分子數不相等。半透膜兩側單位體積內溶劑分子數不相等。(三三)溶液的滲透壓溶液的滲透壓滲透原因：滲透原因：溶劑分子能通過半透膜，而溶質分子不能溶劑分子能通過半透膜，而溶質分子不能 方向：方向：溶劑分子從溶劑分子從純溶劑純溶劑溶液溶液 或是從或是從稀溶液稀溶液濃溶液濃溶液 (三三)溶液的滲透壓溶液的滲透壓血液透析圖血液透析圖(三三)溶液的滲透壓溶液的滲透壓海水進入人體后會造成細胞脫水,甚至造成死亡 (三三)溶液的滲透壓溶液的滲透壓 隨著溶液界面的升高，液柱的靜壓

25、力增大，使溶液中溶劑通過半透膜的速度加快，當壓力達到一定時，溶劑從兩個相反的方向通過半透膜的速度一致，此時滲透達到平衡。(三三)溶液的滲透壓溶液的滲透壓滲透壓滲透壓(osmotic pressure)：將純溶劑與溶液以半透將純溶劑與溶液以半透膜隔開時，為維持滲透平衡所需要加給溶液的額外壓力。膜隔開時，為維持滲透平衡所需要加給溶液的額外壓力。(三三)溶液的滲透壓溶液的滲透壓1886年，荷蘭化學家范特霍夫年，荷蘭化學家范特霍夫(Vant Hoff)通過實通過實驗得出稀溶液的滲透壓力與溶液濃度、絕對溫度驗得出稀溶液的滲透壓力與溶液濃度、絕對溫度的關系：的關系：BBV = n RT =c RT：滲透壓

26、：滲透壓(kPa) ; V ：溶液體積：溶液體積 nB ：溶質的物質的量：溶質的物質的量; cB：物質的量濃度：物質的量濃度 R ：氣體常數：氣體常數 (8.314 kPaLmol-1K-1) T ：絕對溫度：絕對溫度 (三三)溶液的滲透壓溶液的滲透壓 對于水溶液，當濃度很低時，其物質的量濃度近對于水溶液，當濃度很低時，其物質的量濃度近似地與質量摩爾濃度相等，即似地與質量摩爾濃度相等，即cBbB因此也可改寫為因此也可改寫為Bb RT 例例1.10: 將將3.00g葡萄糖溶于水，配成葡萄糖溶于水，配成100mL溶液，溶液，求溶液在求溶液在37時的滲透壓時的滲透壓?解：解： 葡萄糖的摩爾質量為葡萄

27、糖的摩爾質量為180g/mol13.001800.1670.100BBncmol LV0.167 8.314 (27337)430B =c RTkPa例例1.11: 將將1.00克血紅素溶于適量水中克血紅素溶于適量水中,配置成配置成100mL溶液，在溶液，在20時測得此溶液的滲透壓為時測得此溶液的滲透壓為0.366kPa. 求血紅素的摩爾質量求血紅素的摩爾質量?解：解：RTMmRTnVBBB141066. 61 . 0366. 015.293314. 800. 1molgVRTmMBB應用：應用：測定大分子物質的相對分子質量一般采測定大分子物質的相對分子質量一般采用滲透壓力法用滲透壓力法(四四

28、)反滲透及其應用反滲透及其應用反滲透：反滲透：在溶液一側施加大于滲透壓的額外壓力，則在溶液一側施加大于滲透壓的額外壓力，則溶液中將有更多的溶劑分子通過半透膜進入溶劑一側。溶液中將有更多的溶劑分子通過半透膜進入溶劑一側。這種使滲透作用逆向進行的過程稱為這種使滲透作用逆向進行的過程稱為反滲透。反滲透。海水的淡化海水的淡化Bic RT i在數值上為在數值上為1mol電解質在溶液中能夠解離出電解質在溶液中能夠解離出離子的物離子的物質的量質的量。如如AB型型電解質（如電解質（如KCl、KNO3、CaSO4等等)，其，其i 值值趨近于趨近于2。AB2或或A2B型電解質（如型電解質（如MgCl2、CaCl2

29、、Na2SO4等），等），其其i 值趨近于值趨近于3。 對于電解質稀溶液，計算滲透壓時應考慮電解質對于電解質稀溶液，計算滲透壓時應考慮電解質的解離。在滲透壓公式中必須引進一個校正系數的解離。在滲透壓公式中必須引進一個校正系數i(五五)滲透壓力在醫學上的意義滲透壓力在醫學上的意義 1、滲透濃度滲透濃度(osmolarity):即滲透活性物質的物即滲透活性物質的物質的量除以溶液的體積。質的量除以溶液的體積。符號：符號：cos 單位：單位：mol L-1或或mmol L-1把溶液中能夠產生滲透效應的溶質粒子把溶液中能夠產生滲透效應的溶質粒子(分子、分子、離子離子)統稱為統稱為滲透活性物質滲透活性物質

30、。醫學上，溶液的滲透壓大小常用滲透濃度來表示醫學上，溶液的滲透壓大小常用滲透濃度來表示例例1.12：計算：計算5.00g/L的的NaCl溶液的滲透濃度溶液的滲透濃度?115.0058.520.1711711oscmol Lmmol L解：解：NaCl的摩爾質量為的摩爾質量為58.5 g mol-1(五五)滲透壓力在醫學上的意義滲透壓力在醫學上的意義2、 等滲、低滲和高滲溶液等滲、低滲和高滲溶液 醫學上的等滲、低滲和高滲溶液是以醫學上的等滲、低滲和高滲溶液是以血漿的滲血漿的滲透壓力透壓力為標準確定的。為標準確定的。正常人血漿的滲透濃度：正常人血漿的滲透濃度： 303.7 mmolL-1臨床上規定

31、：臨床上規定： 等滲溶液：等滲溶液： cos 280 320 mmolL-1 高滲溶液：高滲溶液： cos 320 mmolL-1 低滲溶液低滲溶液 ：cos 280 mmolL-1a在生理鹽水中在生理鹽水中b在較濃的在較濃的NaCl溶液中溶液中c在較稀的在較稀的NaCl溶液中溶液中將紅細胞置于不同濃度的將紅細胞置于不同濃度的NaCl溶液中，在顯微鏡溶液中，在顯微鏡下觀察發現：下觀察發現：紅細胞的形態沒有什么改變，因為紅細胞的形態沒有什么改變，因為生理鹽水與紅細胞內液的滲透壓力生理鹽水與紅細胞內液的滲透壓力相等，細胞內外液處于滲透平衡狀相等，細胞內外液處于滲透平衡狀態。態。紅細胞逐漸皺縮，皺縮

32、的紅細胞紅細胞逐漸皺縮，皺縮的紅細胞互相聚結成團。這是因為紅細胞互相聚結成團。這是因為紅細胞內液的滲透壓力低于濃內液的滲透壓力低于濃NaCl溶溶液，紅細胞內的水向外滲透引起。液，紅細胞內的水向外滲透引起。紅細胞逐漸脹大，最后破裂，紅細胞逐漸脹大，最后破裂，釋放出紅細胞內的血紅蛋白使釋放出紅細胞內的血紅蛋白使溶液染成紅色，即溶血。這是溶液染成紅色，即溶血。這是因為紅細胞內液的滲透壓力高因為紅細胞內液的滲透壓力高于于NaCl溶液，細胞外的水向細溶液，細胞外的水向細胞內滲透引起。胞內滲透引起。(五五)滲透壓力在醫學上的意義滲透壓力在醫學上的意義 紅細胞在不同濃度紅細胞在不同濃度NaCl溶液中的形態示

33、意圖溶液中的形態示意圖 血血栓栓例 1.13 將100ml 0.9%NaCl溶液與100ml 5%葡萄糖溶液混合.計算此溶液與血漿相比是高滲，低滲，還是等滲溶液?解: NaCl溶液的滲透濃度: 2(0.9/58.5)(100+100)/10 10 =154(mmol/L). 葡萄糖溶液的滲透濃度: (5/180)(200/10)10 =139(mmol/L). 154+139=293mmol/L. 混合液仍為等滲溶液. 例1.14在100ml 0.075mol/LNaCl溶液中加入100ml 2.5%葡萄糖溶液,再加入多少毫升0.2mol/LCaCl2溶液,對人體血漿是等滲溶液? (血漿滲透濃

34、度按300mmol/L計). 解:設加入VmlCaCl2溶液20.075100+(1002.5%/180)10+0.23V(100+100+V)/10=300 V=103.7(ml)第六節第六節 兩揮發組分的溶液蒸餾和分餾原理兩揮發組分的溶液蒸餾和分餾原理蒸餾蒸餾(distilation)分餾分餾(fractionation)揮發性物質分離、提純最常揮發性物質分離、提純最常用、有效的方法用、有效的方法第六節第六節 兩揮發組分的溶液蒸餾和分餾原理兩揮發組分的溶液蒸餾和分餾原理理想溶液：理想溶液：若混合溶液的組分分子間作用力大小相同或相近時，則可認為兩組分之間作用力十分微弱，可忽略不計，且組分在所

35、有濃度范圍內均服從Roult定律，符合上述性質的溶液稱為理想溶液。設某溶液包含A和B兩組分，根據Roult定律*( )( )( )( )( )( )( )( )ABtotalABp Ax pAp Bx p Bpp Ap Bx pAx p B第六節第六節 兩揮發組分的溶液蒸餾和分餾原理兩揮發組分的溶液蒸餾和分餾原理設一理想溶液由設一理想溶液由x(C6H6)=0.33和和x(C6H5CH3)=0.67的苯與的苯與甲苯組成：甲苯組成：則在則在20時，苯和甲苯的蒸汽壓分別為：時，苯和甲苯的蒸汽壓分別為：*66*653()10()2.9p C HkPap C H CHkPa第六節第六節 兩揮發組分的溶液

36、蒸餾和分餾原理兩揮發組分的溶液蒸餾和分餾原理所以，所以，20時此溶液的蒸汽壓中，苯蒸汽和甲苯蒸汽時此溶液的蒸汽壓中，苯蒸汽和甲苯蒸汽的分壓及溶液的蒸汽壓分別為：的分壓及溶液的蒸汽壓分別為：*666666*653653653()()()0.33 103.3()()()0.67 2.91.93.31.95.2totalp C Hx C Hp C HkPakPap C H CHx C H CHp C H CHkPakPapkPakPakPa第六節第六節 兩揮發組分的溶液蒸餾和分餾原理兩揮發組分的溶液蒸餾和分餾原理根據以上結果，可計算出蒸汽中苯和甲苯的摩爾分數根據以上結果，可計算出蒸汽中苯和甲苯的摩爾

37、分數x(C6H6) 和和x(C5H5CH3)6666653653()() /0.63()() /0.37xC Hp C HpxC H C Hp C H C Hp溶液：溶液：x(C6H6)=0.33和和x(C6H5CH3)=0.67第六節第六節 兩揮發組分的溶液蒸餾和分餾原理兩揮發組分的溶液蒸餾和分餾原理總結：(1)理想溶液的沸點高于其中較易揮發組分的沸點，低于較不易揮發組分的沸點；(2)理想溶液的沸點隨兩組分濃度的變化而變化；(3)理想溶液中組分的摩爾分數與蒸汽中組分的摩爾分數不同,其中易揮發組分在蒸汽中的摩爾分數較高。確保混合組分的分離！確保混合組分的分離！螺旋形冷凝柱螺旋形冷凝柱第六節第六

38、節 兩揮發組分的溶液蒸餾和分餾原理兩揮發組分的溶液蒸餾和分餾原理分流裝置簡圖分流裝置簡圖第六節第六節 兩揮發組分的溶液蒸餾和分餾原理兩揮發組分的溶液蒸餾和分餾原理恒沸：恒沸：非理想溶液在一定條件下，某些溶液的組成非理想溶液在一定條件下，某些溶液的組成與其蒸汽組成相同，此時溶液的沸點保持恒定，并且與其蒸汽組成相同，此時溶液的沸點保持恒定，并且蒸發濃度不因蒸發的進行而有所改變。蒸發濃度不因蒸發的進行而有所改變。采用分餾方法進行組分的分離采用分餾方法進行組分的分離第七節第七節 膠體膠體1861年，英國化學家年，英國化學家T. Graham提出膠體提出膠體(Colloid )的概念的概念70年代初，俄

39、國化學家年代初，俄國化學家BEMAPH促使人們認識促使人們認識到膠體并非特殊物質，只不過是物質以一定分散到膠體并非特殊物質，只不過是物質以一定分散度存在的狀態度存在的狀態(一一)發展史：發展史：20世紀世紀30年代以后，高分子研究的發展闡明一些年代以后，高分子研究的發展闡明一些高分子物質屬于膠體研究范圍高分子物質屬于膠體研究范圍(二二)分類分類膠膠體體分分散散系系1 100nm溶膠溶膠膠粒（分子，膠粒（分子，原子或離子原子或離子聚集體）聚集體）非均相，不能透過半透膜，非均相，不能透過半透膜，熱力學不穩定熱力學不穩定高分子高分子溶液溶液高分子高分子均相，不能透過半透膜，熱均相，不能透過半透膜，熱

40、力學穩定，透明力學穩定，透明Fe(OH)3分子結構大分子結構大1、原因、原因 膠體是高度分散的多項分散系統(高分子溶液是單相)。高度分散使膠體分散相表面積急劇增加。(三三)表面吸附表面吸附例如：例如：1cm3分散度分散度(degree of dispersion)：分散質在分散劑中分散質在分散劑中分散的程度。分散的程度。比表面積比表面積(specific surface area):單位體積物質所具單位體積物質所具有的表面積。有的表面積。VSS 0式中式中S0是比表面積，是比表面積，S是總表面積，是總表面積，V是體積是體積1、原因、原因1、原因、原因當物質形成高分散系統時，因比表面積大大增當物

41、質形成高分散系統時，因比表面積大大增加，使其表面性質十分突出，尤其是表面能。加，使其表面性質十分突出，尤其是表面能。液相液相氣相氣相液體內部及表層分子液體內部及表層分子受力情況示意圖受力情況示意圖合力為合力為合力指向合力指向液體內液體內2、結果、結果表面能表面能(surface energy)：界面分子比內部分子多出一界面分子比內部分子多出一部分能量部分能量表面積大表面積大膠體：膠體：表面能高表面能高不穩定不穩定自動聚集自動聚集2、結果、結果凝聚凝聚吸附吸附降低表面能的途徑降低表面能的途徑膠體中的膠核有吸附其他物質而降低界面能膠體中的膠核有吸附其他物質而降低界面能的趨勢的趨勢木炭、多孔陶瓷木炭

42、、多孔陶瓷高分子的分散相粒子在膠體范圍內，但其以單個分子分散在介質中，所形成的體系是均相體系，分散質和分散劑之間無界面存在，為熱力學穩定系統。(四四) 膠體的制備與性質膠體的制備與性質1、膠體的制備：使分散相粒子的大小落在膠體分散體系的范圍之內;加入適當的穩定劑1、膠體的制備、膠體的制備(1)分散法分散法: :用機械、化學等方法把大塊物質分散成膠體粒子研磨法 用機械粉碎的方法將固體磨細超聲分散法膠溶法又稱解膠法1、膠體的制備、膠體的制備(2)凝聚法凝聚法: 使小分子、原子或離子聚集，使粒子大小符合膠體分散系的要求。物理凝聚法-硫溶膠，硫-乙醇溶液中加水化學凝聚法 -氫氧化鐵溶膠(1)溶膠的光學

43、性質(2)溶膠的動力學性質 (3)溶膠的電學性質2、溶膠的基本性質溶膠的基本性質(1)溶膠的光學性質溶膠的光學性質CuSO4溶液溶液Fe(OH)3溶膠溶膠令一束光束通過溶膠，則從側面可以看到一個發這的令一束光束通過溶膠，則從側面可以看到一個發這的光柱，這種現象稱為光柱，這種現象稱為丁達爾效應丁達爾效應(Tyndall)。(1)溶膠的光學性質溶膠的光學性質Tyndall現象產生的原因現象產生的原因:d反射反射dd略小于略小于或接近于或接近于結論(by Rayleigh,1871):(1)溶膠的光學性質溶膠的光學性質散射光強度隨單位體積內溶膠膠粒的增多而增大；散射光強度隨單位體積內溶膠膠粒的增多而

44、增大；直徑小于光波長的膠粒，體積越大，散射光越強；直徑小于光波長的膠粒，體積越大，散射光越強；波長越短的光被散射的越多，故可見光中藍紫色波長越短的光被散射的越多，故可見光中藍紫色光已被散射；光已被散射；分散相與分散質的折射率相差越大，散射光越強。分散相與分散質的折射率相差越大，散射光越強。應用-超顯微鏡(a)研究膠體內部分子的運動；(b) 測定球狀膠粒的平均半徑；(c)判斷粒子分散的均勻程度；(d)間接推測膠粒的形狀。(1)溶膠的光學性質溶膠的光學性質(a)布朗運動（Brownian movement） (2)溶膠的動力學性質溶膠的動力學性質 動力學穩定性動力學穩定性(b)擴散和沉降(diff

45、usion and sedimentation equilibrium)當溶膠中的膠粒存在濃度差時，膠粒將從濃度大的區域向濃度小的區域遷移，這種現象稱為擴散溫度越高，溶膠的粘度越小，越容易擴散。(2)溶膠的動力學性質溶膠的動力學性質 (2)溶膠的動力學性質溶膠的動力學性質 (b)擴散和沉降(diffusion and sedimentation equilibrium)在重力場中，膠粒受重力的作用而要下沉，這一現象稱為沉降膠粒大而重，則在重力作用下很快沉降；膠粒較小時，擴散和沉降兩種作用同時存在。當沉降速度等于擴散速度，系統處于平衡狀態，這時，膠粒的濃度從上到下逐漸增大，形成一個穩定的濃度梯度

46、。這種狀態稱為沉降平衡(2)溶膠的動力學性質溶膠的動力學性質 (3)溶膠的電學性質溶膠的電學性質電泳示意圖電泳示意圖 電解質電解質溶膠溶膠從電泳現象可以獲得膠粒或大分子的結構、從電泳現象可以獲得膠粒或大分子的結構、大小、形狀和大小、形狀和帶電性質帶電性質等有關信息等有關信息電泳電泳(electrophoresis)：在電場作用下,帶電膠粒在介質中的運動大多數金屬硫化物、硅酸、金、銀等溶膠向正極遷移，膠粒帶負電，稱為負溶膠負溶膠大多數金屬氫氧化物溶膠向負極遷移，膠粒帶正電，稱為正溶膠正溶膠(3)溶膠的電學性質溶膠的電學性質在外加電場作用下，帶電的介質通過多孔膜或半徑為110 nm的毛細管作定向移

47、動，這種現象稱為電滲(3)溶膠的電學性質溶膠的電學性質膠粒帶電的原因膠粒帶電的原因(a)吸附吸附 FeCl3+3H2OFe(OH)3+3HClFe(OH)3+HClFeOCl+2H2O FeOClFeO+Cl-Fe(OH)3膠核吸附溶膠中與其組成類似的FeO+離子而帶正電，而溶膠中電性相反的Cl-離子(稱反離子)則留在介質中(b)離解作用離解作用硅膠的表面的H2SiO3分子可以離解成HSiO3-、SiO3 2- 和H+H2SiO3 HSiO3- + H+ HSiO3- SiO32- + H+膠粒帶電的原因膠粒帶電的原因H+離子擴散到介質中去，而SiO32-離子則留在膠核表面，結果使膠粒帶負電荷

48、(五五)膠團結構膠團結構1、基本定義：、基本定義：(a)電位離子電位離子：被膠核吸附的離子：被膠核吸附的離子(b)反離子反離子：因帶相反電荷而被電位離子吸附的離子：因帶相反電荷而被電位離子吸附的離子(五五)膠團結構膠團結構Fe(OH)3溶膠的膠團結構示意圖溶膠的膠團結構示意圖FeO+FeO+FeO+FeO+FeO+FeO+FeO+FeO+Cl-Cl-Cl-Cl-Cl-Cl-Cl-mFe(OH)3 膠膠 核核電位離子電位離子Cl-Cl-Cl-Cl-Cl-Cl-反離子反離子緊密層緊密層 膠膠 粒粒膠核緊密層膠粒膠核緊密層膠粒擴擴 散散 層層膠膠 團團膠粒擴散層膠團膠粒擴散層膠團Fe(OH)3mnF

49、eO+(n-x)Cl-x+xCl- 膠粒膠粒 膠團膠團氫氧化鐵溶膠的膠團結構式氫氧化鐵溶膠的膠團結構式 膠核膠核 吸附層吸附層 擴散層擴散層 膠粒膠粒 膠團膠團(五五)膠團結構膠團結構(五五)膠團結構膠團結構注意注意:1.膠粒帶電，膠團不帶電。膠粒帶電，膠團不帶電。2.膠粒帶電的正負，取決于選擇性吸附膠粒帶電的正負，取決于選擇性吸附吸附層與擴散層構成電性相反的兩層結吸附層與擴散層構成電性相反的兩層結構構-擴散雙電層擴散雙電層。(六六)溶膠的穩定性和沉淀溶膠的穩定性和沉淀溶膠的聚結溶膠的聚結穩定性穩定性是指溶膠在放置過程中，不發生分是指溶膠在放置過程中，不發生分散質粒子的相互凝結。散質粒子的相互

50、凝結。溶膠的穩定因素布朗運動布朗運動靜電斥力靜電斥力加熱沉聚加熱沉聚膠粒帶電膠粒帶電膠粒表面水合膜保護膠粒表面水合膜保護1、溶膠的穩定性、溶膠的穩定性(六六)溶膠的穩定性和沉淀溶膠的穩定性和沉淀膠團結構式中的膠團結構式中的吸附層吸附層、擴散層擴散層均為均為水合膜水合膜層層水合雙電層水合雙電層，水合雙電層猶如一層彈性，水合雙電層猶如一層彈性膜，阻礙了膠粒間相互碰撞，使膠粒彼此隔膜，阻礙了膠粒間相互碰撞，使膠粒彼此隔開，不易聚集。開，不易聚集。 水合膜越厚，膠粒越穩定。水合膜越厚，膠粒越穩定。Fe(OH)3mnFeO+(n-x)Cl-x+xCl- 膠核膠核 吸附層吸附層 擴散層擴散層2、溶膠的聚沉和保護當溶膠的穩定因素受到破壞，膠粒碰撞時會合并變大，從介質中析出而下沉。此現象稱為聚沉(coagulation)(六六)溶膠的穩定性和沉淀溶膠的穩定性和沉淀(六六)溶膠的穩定性和沉淀溶膠的穩定性和沉淀溶膠的聚沉因素：溶膠的聚沉因素：(1)高濃度高濃度-增加碰撞幾率，引起沉聚增加碰撞幾率，引起沉聚(2)溫度溫度-增強溶膠粒子的熱運動；增強溶膠粒子的熱運動； 破壞水合膜層；破壞水合膜層； 電位離子和反離子數目減少電位離子和反離子數目減少(3)電解質電解質-改變膠粒的結構改變膠粒的結構(六六)溶膠的穩定性和沉淀溶膠的穩定性和沉淀適當的電解質可增加溶膠的穩定性適當的電解質可增加溶膠