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1、第一章 氣體、溶液和膠體生態(tài)工程系教學(xué)內(nèi)容1．理想氣體的狀態(tài)方程和道爾頓分壓定律2．溶液的濃度的各種表達(dá)方式；3．難揮發(fā)非電解質(zhì)稀溶液的依數(shù)性；4．膠體的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、穩(wěn)定性和聚沉。重點(diǎn)：1．溶液的組成量度及非電解質(zhì)稀溶液的依數(shù)性及應(yīng)用。2．膠團(tuán)的結(jié)構(gòu)及性質(zhì)。[引言]氣體、溶液與膠體在自然界普遍存在，如：我們熟悉的空氣，人類呼吸氧氣，江河湖海是自然界最大的水溶液體系；云、煙、霧、石油、細(xì)胞液等為膠體。它們與工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人類的生命活動(dòng)密切相關(guān)。概念系統(tǒng)：人為的把要研究的對(duì)象稱作系統(tǒng)。相：體系中具有相同化學(xué)性質(zhì)和物理性質(zhì)的均勻部分。(1)一個(gè)相里可以有一種物質(zhì)
2、，也可以有多種物質(zhì)，如食鹽溶液，液相里有兩種物質(zhì)。(2)一個(gè)系統(tǒng)里可以只有一個(gè)相（單相系統(tǒng)），也可以有幾個(gè)相（多相系統(tǒng)）：單相體系：如飽和食鹽水、糖水等。特點(diǎn)：溶質(zhì)與溶劑已成一體，組分間沒有界面多相體系：如不溶于水的泥漿溶液；水與油組成的體系等。特點(diǎn)：各組分的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)不同，并具有明顯的界面。一、分散系分散質(zhì)分散劑分散分散系（固、液、氣態(tài)）分散系一種或幾種物質(zhì)以細(xì)小的粒子分散在另一種物質(zhì)里所形成的體系。分散質(zhì)被分散的物質(zhì)。分散劑把分散質(zhì)分散開來的物質(zhì)。表1按分散質(zhì)顆粒大小分類的分散系小于1nm(10–9)分子離子粒子能通過濾紙與半NaCl分散系透
3、膜，擴(kuò)散速度快溶液1~100nm膠體粒子能通過濾紙但不Fe(OH)3能透過半透膜,擴(kuò)散慢溶膠蛋白質(zhì)溶液顆粒直徑大小類型主要特征實(shí)例大于100nm粗粒子不能通過濾紙不豆?jié){分散系能透過半透膜,不擴(kuò)散乳汁表2按物質(zhì)聚集狀態(tài)分類的分散系氣空氣氣液云、霧固煙、塵氣泡沫塑料固液珍珠固有機(jī)玻璃氣肥皂泡沫液液牛奶固Fe(OH)3溶膠、泥漿水分散劑分散質(zhì)實(shí)例第一節(jié)氣體理想氣體狀態(tài)方程式道爾頓分壓定律O2理想氣體：分子不占體積分子間無相互作用低壓高溫實(shí)際氣體：分子有體積分子間有相互作用（1）理想氣體狀態(tài)方程式Boyle定律：17世紀(jì)中葉，波義爾的實(shí)驗(yàn)結(jié)果：溫度恒定時(shí)，一定量
4、氣體的壓力和它體積的乘積為恒量。PV=nRT（理想氣體狀態(tài)方程式）。Pv=nRT是描述理想氣體在處于平衡態(tài)時(shí)，壓強(qiáng)、體積、物質(zhì)的量、溫度間關(guān)系的狀態(tài)方程。PV=constantPV=nRT其中p為壓強(qiáng)，V為體積，n為物質(zhì)的量，R為普適氣體常量，T為絕對(duì)溫度（T的單位為開爾文(字母為K)，數(shù)值為攝氏溫度加273.15,如0℃即為273.15K）。當(dāng)p，V，n，T的單位分別采用Pa(帕斯卡)，m3(立方米)，mol，K時(shí)，R的數(shù)值為8.31。該方程嚴(yán)格意義上來說只適用于理想氣體。（2）道爾頓分壓定律(1807)得出下列結(jié)論：某一氣體在氣體混合物中產(chǎn)生的分壓等
5、于在相同溫度下它單獨(dú)占有整個(gè)容器時(shí)所產(chǎn)生的壓力；而氣體混合物的總壓強(qiáng)等于其中各氣體分壓之和，這就是氣體分壓定律。(a)5.0Lat20℃(b)5.0Lat20℃(c)5.0Lat20℃道爾頓分壓定律主要是討論混合氣體中分壓力與總壓力的關(guān)系。其要點(diǎn)是：(1)混合氣體的總壓力等于各組成氣體的分壓力之和P總=P1+P2+P3+.........（推導(dǎo)）所謂分壓力，就是指各組成氣體在溫度不變、單獨(dú)占據(jù)混合氣體所占的全部體積時(shí)，對(duì)器壁施加的壓力?？倝毫褪歉鹘M分氣體分壓力總和。(2)各組分氣體的分壓力等于其摩爾分?jǐn)?shù)乘以總壓力：PA=XA·P（推導(dǎo)）[例1-1]:在
6、251K和97kPa下收集得某干燥空氣試樣，經(jīng)分析其中N2、O2、Ar的摩爾分?jǐn)?shù)分為0.78，0.21，0.01，求試樣在收集時(shí)各種氣體的分壓力？第二節(jié)溶液分散系溶液的濃度電解質(zhì)溶液溶液：一種物質(zhì)以分子、離子狀態(tài)分散于另一種物質(zhì)中所構(gòu)成的均勻而又穩(wěn)定的體系叫溶液。分為電解質(zhì)溶液和非電解質(zhì)溶液通常不指明溶劑的溶液都是水溶液，簡稱為溶液。一定量溶液或溶劑中所含的溶質(zhì)的量即“溶液濃度”。根據(jù)“溶質(zhì)的量”的不同表示方法及它在溶液或溶劑中的量，溶液的濃度可以用不同的方法來表示，常用的表示方法，質(zhì)量摩爾濃度、物質(zhì)的量濃度、質(zhì)量分?jǐn)?shù)和摩爾分?jǐn)?shù)。（1）物質(zhì)的量濃度溶液中
7、溶質(zhì)B的物質(zhì)的量濃度是指溶質(zhì)B的物質(zhì)的量除以混合溶液的體積。用符號(hào)cB表示，即：物質(zhì)的量是表示組成物質(zhì)的基本單元數(shù)目的多少的物理量。單位為1mol。物質(zhì)的量濃度的單位為mol·m－3；常用單位為mol·L－1。使用物質(zhì)的量單位“mol”時(shí)，要指明物質(zhì)的基本單元?；締卧亩x：系統(tǒng)中組成物質(zhì)的基本組分，可以是分子、離子、電子等及其這些粒子的特定組合。如O2、?(H2SO4)、（H2+?O2）。同一種物質(zhì)，用不同的基本單元表示其濃度時(shí)，其濃度值不同。（2）質(zhì)量摩爾濃度1000g（1kg）溶劑A中所含溶質(zhì)B的物質(zhì)的量，溶質(zhì)B的物質(zhì)的量除于溶劑A質(zhì)量，稱為溶質(zhì)
8、B的質(zhì)量摩爾濃度。其數(shù)學(xué)表達(dá)式為：（SI單位為mol·kg-1）（3）摩爾分?jǐn)?shù)溶
