【正文】 長(zhǎng)江大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院教案/講稿第一講緒 論一、化學(xué)研究的對(duì)象什么是化學(xué)？研究物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及其變化規(guī)律和變化過(guò)程中能量關(guān)系的一門科學(xué).化學(xué)研究的對(duì)象化學(xué)研究的簡(jiǎn)單歷程：19世紀(jì)20世紀(jì)上半葉：發(fā)現(xiàn)新元素及其化合物，元素周期律的發(fā)現(xiàn)是化學(xué)發(fā)展史上的里程碑。20世紀(jì)下半葉：合成新分子化學(xué)具體研究的內(nèi)容：化學(xué)物質(zhì)的分類、合成、反應(yīng)、分離、表征、設(shè)計(jì)、性質(zhì)、結(jié)構(gòu)、應(yīng)用、相互關(guān)系。二、化學(xué)的主要分支 無(wú)機(jī)化學(xué)：元素及其化合物(除碳、氫化合物及其衍生物)，研究的主要內(nèi)容為元素、單質(zhì)及無(wú)機(jī)物的來(lái)源、制備、性質(zhì)、變化和應(yīng)用.分析化學(xué)：研究物質(zhì)化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)的分析方法及其有關(guān)理論按原理分為化學(xué)分析（含量在 1%以上的常量組分分析）和儀器分析（一般適合于微量甚至痕量分析.）按任務(wù)分: 定性分析。 定量分析。 結(jié)構(gòu)分析.有機(jī)化學(xué)：研究有機(jī)化合物的來(lái)源、制備、結(jié)構(gòu)、性 質(zhì)、應(yīng)用以及有關(guān)理論的科學(xué)，又稱碳化合物的化學(xué)。研究的主要內(nèi)容:有機(jī)物性質(zhì)、結(jié)構(gòu)、合成方法、有機(jī)物間相互轉(zhuǎn)變及其變化規(guī)律和理論. 物理化學(xué)：研究所有物質(zhì)系統(tǒng)的化學(xué)行為的原理、規(guī)律和方法的學(xué)科。研究主要內(nèi)容: 化學(xué)熱力學(xué)、化學(xué)動(dòng)力學(xué)、結(jié)構(gòu)化學(xué)三、《無(wú)機(jī)及分析化學(xué)》課程的主要內(nèi)容及課程的性質(zhì):平衡：從化學(xué)熱力學(xué)角度研究化學(xué)平衡基本原理以及平衡移動(dòng)的基本規(guī)律.，具體討論酸堿平衡、沉淀生成與溶解平衡、氧化還原平衡、配位平衡.結(jié)構(gòu)：研究原子結(jié)構(gòu)、分子結(jié)構(gòu)和晶體結(jié)構(gòu)的基本規(guī)律,了解物質(zhì)的 第 頁(yè)長(zhǎng)江大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院教案/講稿性質(zhì)、化學(xué)反應(yīng)與結(jié)構(gòu)的關(guān)系.性質(zhì)：在元素周期律的基礎(chǔ)上研究一些主要元素及其重要化合物的結(jié)構(gòu)、組成、性質(zhì)及其變化規(guī)律,了解一些主要元素及其重要化合物在有關(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用.應(yīng)用：應(yīng)用四大化學(xué)平衡的原理進(jìn)行物質(zhì)的分離,制備以及測(cè)定整合無(wú)機(jī)化學(xué)和分析化學(xué)的內(nèi)容，目的是節(jié)約時(shí)間，避免重復(fù)幾大類專業(yè)學(xué)習(xí)該門課程。四、化學(xué)在社會(huì)中的地位和作用 皮爾達(dá)爾（美）：“化學(xué)是滿足社會(huì)需要的中心學(xué)科” 福井千一（日）：“化學(xué)注定是中心學(xué)科的占有者” 衣食住行和日常生活 從社會(huì)發(fā)展看工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國(guó)防，國(guó)際上的熱點(diǎn)問(wèn)題（例如環(huán)境保護(hù)、 能源開(kāi)發(fā)、 功能材料、生命過(guò)程）都需要化學(xué)來(lái)解決。五、怎樣學(xué)習(xí)化學(xué)動(dòng)力：好奇心、興趣、責(zé)任感、敬業(yè)精神實(shí)踐：I hear , I forget 。 I read , I remember 。 I do , I understand !方法：適合自己的學(xué)習(xí)方法六、本門課程學(xué)習(xí)要求和考核方式 學(xué)習(xí)要求：課前預(yù)習(xí)、 上課認(rèn)真聽(tīng)講、做好筆記、課后復(fù)習(xí)、獨(dú)立完成作業(yè) 考核方式：50%期末測(cè)試+50%平時(shí)成績(jī)（考勤30%+作業(yè)30%+平時(shí)測(cè)試30%+筆記10%）參考書籍：1.《無(wú)機(jī)及分析化學(xué)》呼世斌著，高等教育出版社。2.《無(wú)機(jī)及分析化學(xué)》（第三版）南京大學(xué)編，高等教育出版社出版3.《無(wú)機(jī)化學(xué)》北師大等校編，高等教育出版社。4.《分析化學(xué)》華中師范大學(xué)編，高等教育出版社。5. . 高等教育出版社，2004年第 頁(yè)長(zhǎng)江大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院教案/講稿第二講第一章 溶液和膠體教學(xué)目的：。、結(jié)構(gòu)及其性質(zhì)等。、表面活性物質(zhì)、乳濁液的基本概念和特征。教學(xué)重點(diǎn)：、摩爾質(zhì)量、物質(zhì)的量濃度等概念；、膠體結(jié)構(gòu)、膠體的穩(wěn)定性與聚沉方法。學(xué)習(xí)難點(diǎn)：對(duì)稀溶液依數(shù)性的理解,膠體結(jié)構(gòu)與膠體聚沉。一、分散系溶液：凡是由一種或多種物質(zhì)分散在另一種物質(zhì)中形成的混合體系。 分散系：一種（或幾種）物質(zhì)分散成為微小粒子分布在另外一種物質(zhì)中所構(gòu)成的系統(tǒng)包括分散質(zhì)(被分散的物質(zhì)) 和分散劑（容納分散質(zhì)的物質(zhì)） 分散質(zhì)和分散劑可以是固體、液體或氣體。：分散質(zhì)處于被分割成粒子的不連續(xù)狀態(tài)，分散劑處于連續(xù)狀態(tài)分散系的分類（1）按聚集狀態(tài)分為（表11） 分散質(zhì)和分散劑的聚集狀態(tài)（2）按分散質(zhì)粒子大小分類的各種分散系（表12）低分子或離子分散系、液體分散系和粗分散系膠體：由顆粒直徑在109~107m的分散質(zhì)而組成的體系二、溶液濃度的表示方法物質(zhì)以分子、離子或原子的形式分散于另一種物質(zhì)中所形成的均勻穩(wěn)定的系統(tǒng)(或稱體系)稱為溶液。溶液分為氣體溶液、液體溶液和固體溶液，通常所說(shuō)的溶液是指液體溶液。最常見(jiàn)的溶液是水溶液，簡(jiǎn)稱為溶液。 第 頁(yè)長(zhǎng)江大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院教案/講稿溶液組成量度的表示方法（1）物質(zhì)的量濃度 cB — B的物質(zhì)的量濃度 ，單位為molL1。 nB — 物質(zhì)B的物質(zhì)的量，單位為mol。 V — 混合物的體積，單位為L(zhǎng) 。 注意: 使用物質(zhì)的量單位mol時(shí)，要指明物質(zhì)的基本單元。例： c(KMnO4)=L1 c(1/5KMnO4)=L1的兩個(gè)溶液。兩種溶液濃度數(shù)值相同，但是，它們所表示1 L溶液中所含KMnO4的質(zhì)量是不同的， 克， 。（2）質(zhì)量摩爾濃度bB —溶質(zhì)B的質(zhì)量摩爾濃度，單位為molKg1。 nB —溶質(zhì)B的物質(zhì)的量，單位為mol。 mA —溶劑的質(zhì)量，單位為kg。（3）摩爾分?jǐn)?shù) nB—B的物質(zhì)的量，SI單位為mol； n —混合物總的物質(zhì)的量，SI單位為mol； 單位：物質(zhì)B的摩爾分?jǐn)?shù)，量綱為一。兩組分的溶液系統(tǒng) ：溶質(zhì)B的摩爾分?jǐn)?shù):溶劑A的摩爾分?jǐn)?shù): 所以對(duì)任何一個(gè)多組分系統(tǒng)，則 （4）質(zhì)量分?jǐn)?shù) — B的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，量綱為一。 第 頁(yè)長(zhǎng)江大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院教案/講稿(1) 物質(zhì)的量濃度與質(zhì)量分?jǐn)?shù)cB —溶質(zhì)B的量濃度。 r — 溶液的密度。 wB—溶質(zhì)B的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。 MB —溶質(zhì)B的摩爾質(zhì)量。(2)物質(zhì)的量濃度與質(zhì)量摩爾濃度 cB —溶質(zhì)B的量濃度。r —溶液的密度。m —溶液的質(zhì)量。nB —溶質(zhì)B的物質(zhì)的量講解P9 例 12三、稀溶液的通性 稀溶液的通性，或者稱為依數(shù)性(colligative property) :指稀溶液蒸氣壓的下降、沸點(diǎn)上升、凝固點(diǎn)下降和稀溶液的滲透壓與溶液中溶質(zhì)的獨(dú)立質(zhì)點(diǎn)數(shù)有關(guān)，而與溶質(zhì)的本身性質(zhì)無(wú)關(guān)。 飽和蒸氣壓,簡(jiǎn)稱蒸氣壓(po) ：將一種純液體（純?nèi)軇┲糜谝粋€(gè)密封容器中，當(dāng)蒸發(fā)為氣態(tài)的溶劑粒子數(shù)目與氣態(tài)粒子凝聚成液態(tài)的溶劑粒子數(shù)目相等時(shí)，這時(shí)液體上的蒸氣所具有的壓力稱為溶劑在該溫度下的飽和蒸氣壓。拉烏爾定律法國(guó)物理學(xué)家拉烏爾(Roult F M) 在1887年總結(jié)出一條關(guān)于溶劑蒸氣壓的規(guī)律。p =poχA由于 χA十χB＝l，即 χA＝l一χB所以 p = po（1χB）=popoχB pop = poχB △p = pop = poχB△p —溶液蒸氣壓的下降值，單位為Pa； cB —溶質(zhì)的摩爾分?jǐn)?shù)。 第 頁(yè)長(zhǎng)江大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院教案/講稿結(jié)論 : 在一定溫度下，難揮發(fā)非電解質(zhì)稀溶液的蒸氣壓的下降值與溶質(zhì)的摩爾分?jǐn)?shù)成正比?！瓰鯛柖煞悬c(diǎn)是指系統(tǒng)中液體的蒸氣壓等于外界壓強(qiáng)時(shí)度。在一定的外壓下， 任何純液體都有一定的沸點(diǎn)。外界壓強(qiáng)為 105Pa時(shí)，純水的沸點(diǎn)為 100℃。拉烏爾根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果推導(dǎo)出：△Tb = KbbB△Tb—溶液沸點(diǎn)的變化值，單位為K或℃；bB—溶質(zhì)的質(zhì)量摩爾濃度，單位為molkg1。Kb—溶液沸點(diǎn)上升常數(shù)，單位為Kkgmol1或℃kgmol1, Kb只與溶劑的性質(zhì)有關(guān)，而與溶質(zhì)的本性無(wú)關(guān)。不同的溶劑有不同的Kb值 。書表13 幾種溶劑的Tb和Kb即：難揮發(fā)性非電解質(zhì)稀溶液的沸點(diǎn)升高值與溶質(zhì)的質(zhì)量摩爾濃度成正比，而與溶質(zhì)的性質(zhì)無(wú)關(guān)。需要指出的是: 溶液的沸點(diǎn)不是恒定的， 而純液體有固定沸點(diǎn)，原因是隨著溶液的沸騰，溶劑不斷蒸發(fā)，溶液的濃度逐漸增大，蒸氣壓不斷降低，因此沸點(diǎn)升高數(shù)值越來(lái)越大, 當(dāng)溶液達(dá)到飽和后，沸點(diǎn)不再變化。若繼續(xù)蒸發(fā)，溶液中的溶質(zhì)就要析出。我們所說(shuō)的溶液的沸點(diǎn)是指某溶液剛開(kāi)始沸騰時(shí)的溫度。溶液的凝固點(diǎn)又稱為冰點(diǎn)，是指液體蒸氣壓與固體純?nèi)軇┱魵鈮合嗟葧r(shí)系統(tǒng)的溫度，也是純物質(zhì)的固相與液相共存 (即達(dá)到平衡)時(shí)的溫度。例如冰和水在 0℃時(shí)蒸氣壓相等，故水的凝固點(diǎn)是 0℃，在此溫度下， 第 頁(yè)長(zhǎng)江大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院教案/講稿水和冰可以相互轉(zhuǎn)化，即液體的凝固和固體的熔化處于平衡狀態(tài)。溶液凝固首先是溶液中溶劑的凝固，因此溶液的凝固點(diǎn)實(shí)際為溶液中溶劑的蒸氣壓與固態(tài)溶劑的蒸氣壓相等時(shí)的溫度。根據(jù)拉烏爾的實(shí)驗(yàn)結(jié)果：難揮發(fā)性非電解質(zhì)稀溶液的凝固點(diǎn)降低△Tf 與溶質(zhì)的質(zhì)量摩爾濃度成正比，而與溶質(zhì)的本性無(wú)關(guān)。其關(guān)系式為:△Tf=kfbBkf稱為溶劑的摩爾凝固點(diǎn)下降常數(shù)，kf只與溶劑的性質(zhì)有關(guān)，單位為:℃kgmol1或 Kkgmol1。 常見(jiàn)溶劑的kf列于表 1中?！鱐f —溶液凝固點(diǎn)下降值，單位為K或℃；bB—溶質(zhì)的質(zhì)量摩爾濃度，單位為mo1kg1；思考題：難揮發(fā)物質(zhì)的溶液在不斷沸騰時(shí)，它的沸點(diǎn)是否恒定？在冷卻過(guò)程中它的凝固點(diǎn)是否恒定？用測(cè)凝固點(diǎn)的方法來(lái)估算溶質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量。 第 頁(yè)長(zhǎng)江大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院教案/講稿第三講 溶液的滲透壓 滲透：由物質(zhì)粒子通過(guò)半透膜單向擴(kuò)散的現(xiàn)象。半透膜：在兩個(gè)不同濃度的溶液之間，存在一種能有選擇地通過(guò)或 阻止某些粒子的物質(zhì)。 滲透壓：為維持只允許溶劑通過(guò)的膜所隔開(kāi)的溶液與純?nèi)軇┲g的滲透平衡而需要的超額壓力。 1886 年荷蘭物理學(xué)家范特荷甫（Van’t Hoff）指出：稀溶液的滲透壓（Π）與溶液濃度和溫度的關(guān)系是：ПV = nBRT 即 П= cBRT П—溶液的滲透壓，單位為Pa； cB—溶液的濃度，單位為mo1L1； R—?dú)怏w常數(shù)，Lmol1K1； T—體系的溫度，單位為K上式表明：在一定的溫度下，溶液的滲透壓與溶液的濃度成正比， 而與溶質(zhì)的本性無(wú)關(guān)。根據(jù)溶液的滲透壓，可測(cè)定溶質(zhì)的摩爾質(zhì)量，特別是高分子化合物的摩爾質(zhì)量。反滲透是在溶液一方所加的額外壓力超過(guò)滲透壓，使溶液中的溶劑分子反向滲透的現(xiàn)象。反滲透方法在海水淡化、污水處理等方面前景較好，現(xiàn)在關(guān)鍵問(wèn)題是尋找理想的半透膜。測(cè)定溶液滲透壓，估算溶質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量。稀溶液的定理：難揮發(fā)、非電解質(zhì)稀溶液的某些性質(zhì)(蒸氣壓下降、沸點(diǎn)上升、凝固點(diǎn)下降和滲透壓)與一定量的溶劑中所含溶質(zhì)的物質(zhì)的量成正比，而與溶質(zhì)的本性無(wú)關(guān)。思考題：稀溶液的各項(xiàng)通性，為什么不適用于濃溶液和電解質(zhì)？四、膠體溶液 膠體分散系：溶膠 （如Fe(OH)3膠體和As2S3膠體等）高分子溶液（淀粉溶液和蛋白質(zhì)溶液等）分散度和表面吸附分散系的分散度(dispersion degree)常用比表面積來(lái)衡量。 第 頁(yè)長(zhǎng)江大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院教案/講稿s—分散質(zhì)的比表面積，單位是m1；S—分散質(zhì)的總表面積，單位是m2；V—分散質(zhì)的體積，單位是m3。表面能：把物質(zhì)內(nèi)部分子拉向表面，須吸收能量, 克服指向物質(zhì)內(nèi)部的力。當(dāng)這些內(nèi)部分子轉(zhuǎn)移出來(lái)，形成新表面時(shí)，這部分能量就轉(zhuǎn)變成表面層分子的勢(shì)能，因而表面層分子比內(nèi)部分子的能量高，高出部分的能量稱為表面能。物質(zhì)分散程物質(zhì)分散程度越大，比表面越大，表面能就越高。液體和固體都有自動(dòng)減小表面能的能力。通常以吸附的途徑來(lái)降低物質(zhì)的表面能。表面吸附：物質(zhì)表面質(zhì)點(diǎn)吸附其它質(zhì)點(diǎn)，其為一放熱過(guò)程，也是一個(gè)自發(fā)過(guò)程。2 、膠團(tuán)的結(jié)構(gòu)以稀AgNO3與過(guò)量的KI反應(yīng)制備的AgI溶膠為例，說(shuō)明膠團(tuán)結(jié)構(gòu)。KI過(guò)量時(shí)形成的AgI膠團(tuán)結(jié)構(gòu)示意圖AgI膠團(tuán)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：{（AgI)m nI（nx）K+}xxK+ 膠核 電位離子 反離子 反離子 吸附層 擴(kuò)散層 膠粒