【正文】 長江大學(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)律和變化過程中能量關(guān)系的一門科學(xué).化學(xué)研究的對象化學(xué)研究的簡單歷程：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、性質(zhì)、結(jié)構(gòu)、應(yīng)用、相互關(guān)系。二、化學(xué)的主要分支 無機化學(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)及無機物的來源、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.有機化學(xué)：研究有機化合物的來源、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:有機物性質(zhì)、結(jié)構(gòu)、合成方法、有機物間相互轉(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)動力學(xué)、結(jié)構(gòu)化學(xué)三、《無機及分析化學(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 頁長江大學(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,制備以及測定整合無機化學(xué)和分析化學(xué)的內(nèi)容，目的是節(jié)約時間，避免重復(fù)幾大類專業(yè)學(xué)習(xí)該門課程。四、化學(xué)在社會中的地位和作用 皮爾達(dá)爾（美）：“化學(xué)是滿足社會需要的中心學(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 從社會發(fā)展看工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防，國際上的熱點問題（例如環(huán)境保護(hù)、 能源開發(fā)、 功能材料、生命過程）都需要化學(xué)來解決。五、怎樣學(xué)習(xí)化學(xué)動力：好奇心、興趣、責(zé)任感、敬業(yè)精神實踐：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)真聽講、做好筆記、課后復(fù)習(xí)、獨立完成作業(yè) 考核方式：50%期末測試+50%平時成績（考勤30%+作業(yè)30%+平時測試30%+筆記10%）參考書籍：1.《無機及分析化學(xué)》呼世斌著，高等教育出版社。2.《無機及分析化學(xué)》（第三版）南京大學(xué)編，高等教育出版社出版3.《無機化學(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 頁長江大學(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：、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：對稀溶液依數(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，通常所說的溶液是指液體溶液。最常見的溶液是水溶液，簡稱為溶液。 第 頁長江大學(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 。 注意: 使用物質(zhì)的量單位mol時，要指明物質(zhì)的基本單元。例： c(KMnO4)=L1 c(1/5KMnO4)=L1的兩個溶液。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): 所以對任何一個多組分系統(tǒng)，則 （4）質(zhì)量分?jǐn)?shù) — B的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，量綱為一。 第 頁長江大學(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、沸點上升、凝固點下降和稀溶液的滲透壓與溶液中溶質(zhì)的獨立質(zhì)點數(shù)有關(guān)，而與溶質(zhì)的本身性質(zhì)無關(guān)。 飽和蒸氣壓,簡稱蒸氣壓(po) ：將一種純液體（純?nèi)軇┲糜谝粋€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，這時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 頁長江大學(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是指系統(tǒng)中液體的蒸氣壓等于外界壓強時度。在一定的外壓下， 任何純液體都有一定的沸點。外界壓強為 105Pa時，純水的沸點為 100℃。拉烏爾根據(jù)實驗結(jié)果推導(dǎo)出：△Tb = KbbB△Tb—溶液沸點的變化值，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)無關(guān)。需要指出的是: 溶液的沸點不是恒定的， 而純液體有固定沸點，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，因此沸點升高數(shù)值越來越大, 當(dāng)溶液達(dá)到飽和后，沸點不再變化。若繼續(xù)蒸發(fā)，溶液中的溶質(zhì)就要析出。我們所說的溶液的沸點是指某溶液剛開始沸騰時的溫度。溶液的凝固點又稱為冰點，是指液體蒸氣壓與固體純?nèi)軇┱魵鈮合嗟葧r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)時的溫度。例如冰和水在 0℃時蒸氣壓相等，故水的凝固點是 0℃，在此溫度下， 第 頁長江大學(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，因此溶液的凝固點實際為溶液中溶劑的蒸氣壓與固態(tài)溶劑的蒸氣壓相等時的溫度。根據(jù)拉烏爾的實驗結(jié)果：難揮發(fā)性非電解質(zhì)稀溶液的凝固點降低△Tf 與溶質(zhì)的質(zhì)量摩爾濃度成正比，而與溶質(zhì)的本性無關(guān)。其關(guān)系式為:△Tf=kfbBkf稱為溶劑的摩爾凝固點下降常數(shù)，kf只與溶劑的性質(zhì)有關(guān)，單位為:℃kgmol1或 Kkgmol1。 常見溶劑的kf列于表 1中。△Tf —溶液凝固點下降值，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，它的沸點是否恒定？在冷卻過程中它的凝固點是否恒定？用測凝固點的方法來估算溶質(zhì)的相對分子質(zhì)量。 第 頁長江大學(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)粒子通過半透膜單向擴散的現(xiàn)象。半透膜：在兩個不同濃度的溶液之間，存在一種能有選擇地通過或 阻止某些粒子的物質(zhì)。 滲透壓：為維持只允許溶劑通過的膜所隔開的溶液與純?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—氣體常數(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)的本性無關(guān)。根據(jù)溶液的滲透壓，可測定溶質(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)鍵問題是尋找理想的半透膜。測定溶液滲透壓，估算溶質(zhì)的相對分子質(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、沸點上升、凝固點下降和滲透壓)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)的本性無關(guān)。思考題：稀溶液的各項通性，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)常用比表面積來衡量。 第 頁長江大學(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，形成新表面時，這部分能量就轉(zhuǎn)變成表面層分子的勢能，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減小表面能的能力。通常以吸附的途徑來降低物質(zhì)的表面能。表面吸附：物質(zhì)表面質(zhì)點吸附其它質(zhì)點，其為一放熱過程，也是一個自發(fā)過程。2 、膠團(tuán)的結(jié)構(gòu)以稀AgNO3與過量的KI反應(yīng)制備的AgI溶膠為例，說明膠團(tuán)結(jié)構(gòu)。KI過量時形成的AgI膠團(tuán)結(jié)構(gòu)示意圖AgI膠團(tuán)結(jié)構(gòu)簡式：{（AgI)m nI（nx）K+}xxK+ 膠核 電位離子 反離子 反離子 吸附層 擴散層 膠粒