给水排水物理化学200修改.ppt

给水排水物理化学给水排水物理化学石国乐石国乐 张凤英张凤英 主编主编中国建筑工业出版社中国建筑工业出版社1、什么是物理化学？、什么是物理化学？ 物理化学是从物质的物理现象和化学物理化学是从物质的物理现象和化学现象的联系入手来探求化学变化及相关的现象的联系入手来探求化学变化及相关的物理变化基本规律的一门科学物理变化基本规律的一门科学 ------付献彩付献彩------ 物理化学是研究化学学科中的原理物理化学是研究化学学科中的原理和方法和方法,研究化学体系行为最一般规律和研究化学体系行为最一般规律和理论的学科理论的学科,是化学的理论基础是化学的理论基础 ------自然科学学科发展战略调研报告自然科学学科发展战略调研报告------ 以物理的原理和实验技术为基础，研以物理的原理和实验技术为基础，研究化学体系的性质和行为，发现并建立化究化学体系的性质和行为，发现并建立化学体系的特殊规律的学科。

学体系的特殊规律的学科 ------中国大百科全书（唐有棋）中国大百科全书（唐有棋）------ 以物理和数学为基础来研究化学反应以物理和数学为基础来研究化学反应、以及伴随化学反应所发生的物理现象以及伴随化学反应所发生的物理现象它是集物理、数学和化学于一体的一门学它是集物理、数学和化学于一体的一门学科，是用物理的模型，数学的方法来研究科，是用物理的模型，数学的方法来研究化学问题化学问题2 2、物理化学课程的内容、物理化学课程的内容1 1）） 化学热力学化学热力学 研究物质变化（研究物质变化（pVTpVT 变化、相变化、化学变变化、相变化、化学变化化) ) 的能量效应和变化的方向与限度的能量效应和变化的方向与限度 宏观层次（大量分子集合体）的规律宏观层次（大量分子集合体）的规律2 2）） 化学动力学化学动力学 研究各种因素对化学反应速率的影响规律及研究各种因素对化学反应速率的影响规律及反应机理反应机理 宏观或微观层次（大量分子集合体）的规律宏观或微观层次（大量分子集合体）的规律4 4）） 统计热力学统计热力学 利用统计方法研究大量微观粒子的平均行为，利用统计方法研究大量微观粒子的平均行为，求算系统的宏观性质。

求算系统的宏观性质 从微观层次到宏观层次，联系量子化学和热从微观层次到宏观层次，联系量子化学和热力学、动力学的桥梁力学、动力学的桥梁3 3）） 量子化学量子化学 研究微观系统的运动状态给出物质的性质研究微观系统的运动状态给出物质的性质与微观结构的关系将量子力学原理应用于化学与微观结构的关系将量子力学原理应用于化学则构成了量子化学则构成了量子化学 微观层次（单个分子）的规律微观层次（单个分子）的规律5 5）） 界面性质与分散性质界面性质与分散性质 当物质以一种以上聚集态共存在时，在不同当物质以一种以上聚集态共存在时，在不同聚集态（相）间形成聚集态（相）间形成界面层界面层由于界面层上不对由于界面层上不对称力场的存在，产生了许多与本体相不同的新性称力场的存在，产生了许多与本体相不同的新性质质————界面性质界面性质 将物质分散成细小微粒构成将物质分散成细小微粒构成高度分散高度分散的物质的物质系统；将一种物质分散在另一种物质之中可形成系统；将一种物质分散在另一种物质之中可形成非均相非均相分散系统分散系统 现代物理化学已现代物理化学已从体相向表面相从体相向表面相迅速发展。

迅速发展3 3、如何学好物理化学、如何学好物理化学• 听课：听课： 注重概念、深入思考、联系实际注重概念、深入思考、联系实际• 看书：看书： 考前突击对本课程几乎不起作用考前突击对本课程几乎不起作用• 练习和总结：练习和总结： 在练习中掌握，再总结中提高在练习中掌握，再总结中提高• 注重概念、深入思考、及时总结、联系实际注重概念、深入思考、及时总结、联系实际4 4、有关课程的几点具体要求：、有关课程的几点具体要求：• 作业：作业：• 笔记：笔记：• 到课率：到课率：推荐参考书：推荐参考书：★★物理化学（环境类）物理化学（环境类） 李文斌李文斌 ★★物理化学物理化学 概念辨析概念辨析 解题方法解题方法 范崇正等范崇正等物理化学（上、物理化学（上、中中、下）、下） 胡英主编（华东理工大学）胡英主编（华东理工大学）物理化学（上、下册）物理化学（上、下册） 朱文涛编朱文涛编物理化学中的公式与概念物理化学中的公式与概念 朱文涛编朱文涛编 物理化学物理化学 韩德刚韩德刚 高执棣高执棣 高盘良（北大）高盘良（北大）Physical Chemistry MoorePhysical Chemistry (sixth edition) Atkins物理化学习题解答（上、下册）物理化学习题解答（上、下册） 王文清等编（北大）王文清等编（北大） 第二节第二节 基本概念基本概念一、系统一、系统(System)与环境与环境(surroundings)客观存在客观存在系统分类系统分类（（1 1）敞开体系）敞开体系（（2 2））封闭体系封闭体系（（3 3））孤立体系孤立体系例题例题：容器中进行如下化学反应：：容器中进行如下化学反应：这是什么体系？界面在什么位置？这是什么体系？界面在什么位置？ 如果上述反应是在恒容、绝热，不透光、不导如果上述反应是在恒容、绝热，不透光、不导电的容器中进行，它又是什么体系？电的容器中进行，它又是什么体系？二、状态和状态函数二、状态和状态函数状态状态：系统宏观性质的总和。

系统宏观性质的总和状态函数状态函数：描述系统热力学性质的具体宏观参数描述系统热力学性质的具体宏观参数如如n,T,p,Vn,T,p,V…………是系统的状态性质是系统的状态性质对单组分封闭体系，系统具有两个独立变量对单组分封闭体系，系统具有两个独立变量状态函数的性质状态函数的性质：：1、只取决于系统状态而与如何获得状态的过程无关，、只取决于系统状态而与如何获得状态的过程无关，即它为单值函数即它为单值函数重要应用：设计途径求解热力学问题重要应用：设计途径求解热力学问题——状态函数法状态函数法3、凡是状态函数必须满足、凡是状态函数必须满足全微分2、环积分为零，即当系统经一系列变化后回到原来、环积分为零，即当系统经一系列变化后回到原来状态时，系统的性质不变状态时，系统的性质不变三、过程与（过程的）途径三、过程与（过程的）途径 当系统和环境间发生物质或能量交换时，系统当系统和环境间发生物质或能量交换时，系统的性质随之发生变化，此时完成一个过程的性质随之发生变化，此时完成一个过程过程的分类过程的分类按照系统内部物质变化分类按照系统内部物质变化分类简单物理过程：化学组成、聚集状态不变，只改变温简单物理过程：化学组成、聚集状态不变，只改变温度、压力、体积等参数。

度、压力、体积等参数复杂物理过程：包括相变、混合等复杂物理过程：包括相变、混合等化学过程：包括化学反应化学过程：包括化学反应按照过程进行的条件分类按照过程进行的条件分类等温过程等温过程等压过程等压过程等容过程等容过程绝热过程绝热过程循环过程循环过程区分过程与变化区分过程与变化四、广度量和强度量四、广度量和强度量广度量：广度量：物质的量的一次齐次函数，也称广延性质或物质的量的一次齐次函数，也称广延性质或容量性质容量性质强度量：强度量：物质的量的零次齐次函数，物质的量的零次齐次函数，也称也称强度性质或强度性质或内定性质内定性质T、、p、、V 气体摩尔体积气体摩尔体积第三节第三节 热力学第一定律热力学第一定律功（功（W W））：：除热以外，系统和环境之间传递的一切除热以外，系统和环境之间传递的一切能量热、功都是过程量热、功都是过程量热（热（Q Q））：：由于系统和环境之间存在的温度差而传由于系统和环境之间存在的温度差而传递的能量递的能量热是过程量热是过程量一、热、功和内能的概念一、热、功和内能的概念内能（内能（△U）：）：系统内部储存的能量，它是系统内部储存的能量，它是状态函数状态函数。

二、热力学第一定律二、热力学第一定律例题例题：： 现将下图所示的连通器开关打开，使两种现将下图所示的连通器开关打开，使两种气体混合若以整个连通器中的气体为体系？则气体混合若以整个连通器中的气体为体系？则此过程中做功为多少？传热为多少？热力学能的此过程中做功为多少？传热为多少？热力学能的改变量为多少改变量为多少?热力学第热力学第—定律定律 ，只适用于，只适用于(A)单纯状状态化单纯状状态化 (B)相变化相变化(C)化学变化化学变化 (D)封闭物系的任何变化封闭物系的任何变化关于热和功，下面的说法中，不正确的是关于热和功，下面的说法中，不正确的是 (A) 功和热只出现于系统状态变化则过程中，只存在功和热只出现于系统状态变化则过程中，只存在于系统和环境间的界面上于系统和环境间的界面上 (B) 只有在封闭系统发生的过程中，功和热才有明确只有在封闭系统发生的过程中，功和热才有明确的意义的意义 (C) 功和热不是能量，而是能量传递的两种形式，可功和热不是能量，而是能量传递的两种形式，可称之为被交换的能量称之为被交换的能量 (D) 在封闭系统中发生的过程中，如果内能不变，则在封闭系统中发生的过程中，如果内能不变，则功和热对系统的影响必互相抵消功和热对系统的影响必互相抵消三、可逆过程和最大功三、可逆过程和最大功可逆过程：当系统沿原路返回时系统和环境同时恢复可逆过程：当系统沿原路返回时系统和环境同时恢复到原来的性质的过程。

到原来的性质的过程可逆过程的数学描述：可逆过程的数学描述：关于热力学可逆过程，下面的说法中不正确的是关于热力学可逆过程，下面的说法中不正确的是 (A)可逆过程不一定是循环过程可逆过程不一定是循环过程 (B)在等温可逆过程中，系统做功时，系统损失的在等温可逆过程中，系统做功时，系统损失的能量最小能量最小 (C)在等温可逆过程中，环境做功时，系统得到的在等温可逆过程中，环境做功时，系统得到的功最小功最小 (D)可逆过程中的任何一个中间态都可从正反两个可逆过程中的任何一个中间态都可从正反两个方向到达方向到达例题例题将将n=2mol的的H2气气(设为理想气体设为理想气体)，分别经下列三，分别经下列三个过程由状态个过程由状态298 K、、2p 变到状态变到状态298 K、、p ，请求，请求这三个过程中气体对外界作的功这三个过程中气体对外界作的功 (a)向具有与气体相同体积的真空中自由膨胀；向具有与气体相同体积的真空中自由膨胀； (b)气体始终对抗恒定外压气体始终对抗恒定外压(p外外=p )等温膨胀；等温膨胀； (c)气体无摩擦准静态恒温膨胀。

气体无摩擦准静态恒温膨胀(a) 气体向真空膨胀，气体向真空膨胀，p外外=0，故，故W=0，气体对外界，气体对外界不做功不做功平衡态满足的条件：平衡态满足的条件：系统内部处于热平衡系统内部处于热平衡系统内部处于力平衡系统内部处于力平衡系统内部处于相平衡系统内部处于相平衡系统内部处于化学平衡系统内部处于化学平衡可逆过程由一系列连续的平衡态形成可逆过程由一系列连续的平衡态形成 仅当系统与环境之间存在界面或可以人为划定界面仅当系统与环境之间存在界面或可以人为划定界面时，才能计算体积功时，才能计算体积功四、恒容热，恒压热，焓四、恒容热，恒压热，焓 [化学反应热化学反应热]1 1、定义、定义2 2、与热力学函数的联系和区别、与热力学函数的联系和区别数值虽然相等，但各自属性不变数值虽然相等，但各自属性不变凡是在孤立系统中进行的变化，其凡是在孤立系统中进行的变化，其 和和 的的值一定是值一定是 (A) (B) (C) (D) 大于、小于或等于零不能确定大于、小于或等于零不能确定解解：题目所示的过程为：题目所示的过程为例例2 p11 试设计由试设计由383K（即（即110℃）和）和101.325kPa，，1kg水转变成水气时吸收的热量的计算步骤。

水转变成水气时吸收的热量的计算步骤 相变是物质的聚集状态发生变化的过程，相变是物质的聚集状态发生变化的过程，温度所对应的饱和蒸气压温度所对应的饱和蒸气压压力所对应的沸点、凝固点等压力所对应的沸点、凝固点等 如气化、液化、熔化、凝固、升华、凝华、固体晶如气化、液化、熔化、凝固、升华、凝华、固体晶形转变等通常相变过程是在等温等压下进行的，且无形转变等通常相变过程是在等温等压下进行的，且无非体积功存在，故相变热为无非体积功的等压热非体积功存在，故相变热为无非体积功的等压热解解：：根据状态函数性质，根据状态函数性质，设计的过程如下：设计的过程如下： 例题例题 lmol理想气体在理想气体在100℃时由时由0.025m3恒温可逆膨胀恒温可逆膨胀至至0.1m3，试计算，试计算Q、、W、、ΔU及及ΔH解解：因为理想气体的内能和焓只是温度的函数，温度：因为理想气体的内能和焓只是温度的函数，温度不变内能和焓也不变不变内能和焓也不变第四节第四节 热化学热化学热化学方程式：热化学方程式：2、、恒压反应热与恒容反应热的关系恒压反应热与恒容反应热的关系 关于焓的性质，下列说法中正确的是关于焓的性质，下列说法中正确的是 (A)焓是系统内含的热能，所以常称它为热焓焓是系统内含的热能，所以常称它为热焓 (B)焓是能量，它遵守热力学第一定律焓是能量，它遵守热力学第一定律 (C)系统的焓值等于内能加体积功系统的焓值等于内能加体积功 (D)焓的增量只与系统的始末态有关焓的增量只与系统的始末态有关 此式适用于哪一个过程：此式适用于哪一个过程： (A)理想气体从理想气体从101325Pa反抗恒定的压力膨胀到反抗恒定的压力膨胀到10132.5Pa (B)在在0℃，，101325Pa下，冰融化成水下，冰融化成水 (C)电解电解CuSO4的水溶液的水溶液 (D)气体从气体从(298K, 101325Pa)可逆变化到可逆变化到(373K, 10132.5Pa)解解：反应后出现了气体，且：反应后出现了气体，且二、盖斯定律二、盖斯定律 在在恒恒压压或或恒恒容容下下，，化化学学反反应应无无论论是是一一步步完完成成还是分几步完成，其热效应总是相同。

还是分几步完成，其热效应总是相同盖斯定律使用注意点盖斯定律使用注意点标准反应热标准反应热 一定温度下，由各自处于标准态下的反应物生成一定温度下，由各自处于标准态下的反应物生成处于标准态的产物时的焓变，称为标准反应热或称标处于标准态的产物时的焓变，称为标准反应热或称标准反应焓变准反应焓变标准生成热标准生成热 在在100kPa和一定温度下，由稳定单质生成和一定温度下，由稳定单质生成1mol化合物化合物B的标准摩尔焓变，称为物质的标准摩尔焓变，称为物质B的标准摩尔生的标准摩尔生成焓，简称标准生成焓成焓，简称标准生成焓稳定单质的标准生成焓为零稳定单质的标准生成焓为零 2H2(g)+O2(g)  2H2O(g)与物质的生成热有关的表述中不正确的是与物质的生成热有关的表述中不正确的是 (A)标准状态下单质的生成热都规定为零标准状态下单质的生成热都规定为零 (B)化合物的生成热一定不为零化合物的生成热一定不为零 (C)很多物质的生成热都不能用实验直接测定很多物质的生成热都不能用实验直接测定 (D)通常所使用的物质的标准生成热数据实际上通常所使用的物质的标准生成热数据实际上都是相对值都是相对值标准摩尔反应焓变计算标准摩尔反应焓变计算反应：反应：2.离子生成热离子生成热 在在100kPa和一定温度下，由稳定单质生成和一定温度下，由稳定单质生成1mol溶液中的离子焓变，称为离子标准摩尔生成焓，简称溶液中的离子焓变，称为离子标准摩尔生成焓，简称离子生成焓。

离子生成焓四、反应热与温度的关系（基尔霍夫公式）四、反应热与温度的关系（基尔霍夫公式）解解：根据：根据一、自发过程的不可逆性一、自发过程的不可逆性第五节第五节 热力学第二定律热力学第二定律2、、可逆过程的热温商与可逆过程的热温商与熵熵函数函数对于可逆热机对于可逆热机( (卡诺循环卡诺循环) ) 无限小的卡诺循环：无限小的卡诺循环： p对任意可逆循环：对任意可逆循环： 熵是表示系统中微观粒子混乱度的一个热力熵是表示系统中微观粒子混乱度的一个热力学函数，其符号为学函数，其符号为S系统的混乱度愈大，熵愈大系统的混乱度愈大，熵愈大 熵是广度性质的状态函数熵的变化只与始熵是广度性质的状态函数熵的变化只与始态、终态有关，而与途径无关态、终态有关，而与途径无关 公式可以理解为，虽然一般地讲，吸公式可以理解为，虽然一般地讲，吸热热δQ不是状态函数，但是可逆吸热与环境温度之不是状态函数，但是可逆吸热与环境温度之比却等于一个状态函数的增量或者说，虽然比却等于一个状态函数的增量或者说，虽然δQ与途径有关，但是可逆吸热与环境温度之比却与途与途径有关，但是可逆吸热与环境温度之比却与途径无关。

径无关根据根据Carnot定理定理推广到任意循环过程推广到任意循环过程3、不可逆过程的热温商、不可逆过程的热温商热力学第二定律热力学第二定律——ClausiusClausius不等式不等式 封闭系统可逆过程的热温熵等于系统熵变，不可封闭系统可逆过程的热温熵等于系统熵变，不可逆过程热温熵小于系统熵变逆过程热温熵小于系统熵变3 3、熵判据、熵判据————熵增加原理熵增加原理新系统为孤立系新系统为孤立系统或绝热系统统或绝热系统三、过程方向的判据三、过程方向的判据——熵增加原理熵增加原理1 1、绝热过程、绝热过程2 2、孤立系统、孤立系统关于熵的说法正确的是关于熵的说法正确的是 (A)每单位温度的改变所交换的热为熵每单位温度的改变所交换的热为熵 (D)可逆过程熵变为零可逆过程熵变为零 (C)不可逆过程熵将增加不可逆过程熵将增加 (D)熵与系统的微观状态数有关熵与系统的微观状态数有关在绝热条件下，迅速推动活塞压缩气筒内空气，此在绝热条件下，迅速推动活塞压缩气筒内空气，此过程的熵变过程的熵变 (A)大于零大于零 (B)小于零小于零 (C)等于零等于零 (D)无法确定无法确定一个很大的恒温箱中放着一段电阻丝。

短时通电之一个很大的恒温箱中放着一段电阻丝短时通电之后，电阻丝的熵变后，电阻丝的熵变 应为何值应为何值? (A)大于零大于零 (B)小于零小于零 (C)等于零等于零 (D)不一定不一定四、物理变化中熵变的计算四、物理变化中熵变的计算 1、、系统温度变化时熵变的计算系统温度变化时熵变的计算等压过程等压过程等容过程等容过程2、、理想气体等温过程的熵变理想气体等温过程的熵变解解：熵是状态函数，所以两过程的熵变相同熵是状态函数，所以两过程的熵变相同 3、、相变过程的熵变相变过程的熵变解解：设计可逆过程如下：设计可逆过程如下 单位是单位是J·mol-1 ·K-1同一物态的物质，其分子中的原子数目或电子数目同一物态的物质，其分子中的原子数目或电子数目越多，分子结构越复杂，它的熵值一般也越大越多，分子结构越复杂，它的熵值一般也越大同一种物质同一种物质对气体来说，压力加大时熵值减小；对液体和固体来对气体来说，压力加大时熵值减小；对液体和固体来说，压力改变时对它们的熵值影响不大说，压力改变时对它们的熵值影响不大温度升高时，熵值增加。

如温度升高时，熵值增加如HCl的的298K,186.8; 500K,201.9; 1000K,222.8/J·mol-1 ·K-1反应：反应：3、化学反应的熵变、化学反应的熵变 第六节第六节 吉布斯函数和赫母赫兹函数吉布斯函数和赫母赫兹函数 一一、吉布斯函数、吉布斯函数1、定义及其推导：、定义及其推导： 氢气和氧气在绝热钢瓶中生成水氢气和氧气在绝热钢瓶中生成水(A) (B) (C) (D)氮气进行绝热可逆膨胀氮气进行绝热可逆膨胀(A) (B) (C) (D)二、吉布斯函数变的计算二、吉布斯函数变的计算反应：反应：*三三、亥母赫兹函数、亥母赫兹函数1、定义及其推导：、定义及其推导： 物理意义：在等温、等容、可逆情况下系统的亥母赫物理意义：在等温、等容、可逆情况下系统的亥母赫兹函数的减小等于系统所做的最大功兹函数的减小等于系统所做的最大功2、亥母赫兹函数判据：、亥母赫兹函数判据： 四四、热力学函数间的基本关系、热力学函数间的基本关系1、热力学函数之间的关系、热力学函数之间的关系 2 2、热力学函数间的基本关系、热力学函数间的基本关系 无非体积功时，无非体积功时，3、对应系数关系、对应系数关系 第七节第七节 偏摩尔量、化学势偏摩尔量、化学势 关于偏摩尔量，下面的说法中正确的是关于偏摩尔量，下面的说法中正确的是 (A) 偏摩尔量的绝对值都可求算偏摩尔量的绝对值都可求算 (B) 系统的容量性质才有偏摩尔量系统的容量性质才有偏摩尔量 (C) 同一系统的各个偏摩尔量之间彼此无关同一系统的各个偏摩尔量之间彼此无关 (D) 没有热力学过程就没有偏摩尔量没有热力学过程就没有偏摩尔量关于偏摩尔量，下面的叙述中不正确的是关于偏摩尔量，下面的叙述中不正确的是 (A) 偏摩尔量是状态函数，其值与物质的数量偏摩尔量是状态函数，其值与物质的数量无关无关 (B) 系统的强度性质无偏摩尔量系统的强度性质无偏摩尔量 (C) 纯物质的偏摩尔量等于它的摩尔量纯物质的偏摩尔量等于它的摩尔量 (D) 偏摩尔量的数值只能为整数或零偏摩尔量的数值只能为整数或零二、化学势及其应用二、化学势及其应用1、化学势的定义、化学势的定义定义偏摩尔吉布斯函数为化学势。

定义偏摩尔吉布斯函数为化学势均相多组分体系的均相多组分体系的Gibbs公式（公式（p47））吉布斯函数判据对此式适用吉布斯函数判据对此式适用2、化学势的某些应用、化学势的某些应用（（1））相变过程相变过程 （（2））化学变化过程化学变化过程3、理想气体的化学势、理想气体的化学势(1)(1)纯物质的化学势纯物质的化学势(2)(2)理想气体的化学势理想气体的化学势第二章第二章 化学平衡和相平衡化学平衡和相平衡第一节第一节 化学反应等温式和化学反应的方向性化学反应等温式和化学反应的方向性 一、化学反应等温式及其应用一、化学反应等温式及其应用对任意化学反应：对任意化学反应：讨论：讨论：1.反应达到平衡时，反应达到平衡时，反应商规则：反应商规则：讨论：讨论：2.反应处于任意状态时，反应处于任意状态时，等温方程等温方程思考：等温方程能否用于判断反应进行方向？思考：等温方程能否用于判断反应进行方向？其他计算方法：其他计算方法：在等温等压下，当反应的在等温等压下，当反应的 该反应该反应能否进行？能否进行？ (A)能正向自发进行能正向自发进行 (B)能逆向自发进行能逆向自发进行 (C)不能判断不能判断 (D)不能进行不能进行理想气体反应理想气体反应CO(g)+2H2(g)＝＝CH3OH(g)的的 与与温度的关系为：温度的关系为：若要使反应的平衡常数若要使反应的平衡常数 ，则应控制的反应温，则应控制的反应温度：度： (A)必须低于必须低于409.3℃ (B)必须高于必须高于409.3K (C)必须低于必须低于409.3K (D)必须等于必须等于409.3K第三节第三节 纯物质的两相平衡纯物质的两相平衡 ————克劳修斯克劳修斯——克拉贝龙方程克拉贝龙方程一、克拉贝龙方程的推导一、克拉贝龙方程的推导二、克劳修斯二、克劳修斯————克拉贝龙方程克拉贝龙方程 相律相律：研究平衡体系中相数、独立组分数与描述该平：研究平衡体系中相数、独立组分数与描述该平衡体系的变数之间的关系。

衡体系的变数之间的关系相图相图：表示多相体系的状态如何随温度、浓度、压力：表示多相体系的状态如何随温度、浓度、压力等变量因素变化而改变的图形等变量因素变化而改变的图形第四节第四节 相律和相图相律和相图一、名词解释一、名词解释( (2) )自由度（独立变量）自由度（独立变量）f f：：描述体系状态所需的独描述体系状态所需的独立变量，这些独立变量在一定范围内变化而不导致立变量，这些独立变量在一定范围内变化而不导致体系中相数的变化，即无新相生成或旧相消失体系中相数的变化，即无新相生成或旧相消失 (1)相数相数Ф：体系中相的个数溶液、气体、固体：体系中相的个数溶液、气体、固体(3) 相律相律设体系中有设体系中有S个物种，个物种，Ф个相平衡共存则描述体系相个相平衡共存则描述体系相平衡性质的变量有平衡性质的变量有T，，p以及每一种物质在以及每一种物质在Ф个相中的个相中的浓度，即浓度，即  R的求法：的求法：R=S-M（（ S > M ）） S：物种数：物种数 M：：组成物质的化学元素种类数组成物质的化学元素种类数表示平衡体系中各相组成所需的最少独立物种数表示平衡体系中各相组成所需的最少独立物种数二、单组分系统相图二、单组分系统相图————水的相图水的相图1 1、相律分析与相图结构、相律分析与相图结构 3.3.曲线的斜率，冰点曲线的斜率，冰点冰点：由液态水转变为固态水的温度点。

图中有无冰点：由液态水转变为固态水的温度点图中有无数个 三、水三、水————盐二组分系统相图盐二组分系统相图1 1、相律分析与相图结构、相律分析与相图结构 对于相律，下列的陈述中正确的是对于相律，下列的陈述中正确的是 (A)相律不适用于有化学反应的多相系统相律不适用于有化学反应的多相系统 (B)影响相平衡的只有强度因素影响相平衡的只有强度因素 (A)自由度为零意味着系统的状态不变自由度为零意味着系统的状态不变 (D)平衡的各相中，系统包含的每种物质都不缺少平衡的各相中，系统包含的每种物质都不缺少时相律才正确时相律才正确CaCO3(s)，，CaO(s)，，BaCO3(s)，，BaO(s) 及及CO2(g)构成的平衡物系，其组分数为构成的平衡物系，其组分数为 (A)2 (B)3 (C)4 (D)5第六节第六节 拉乌尔定律和亨利定律拉乌尔定律和亨利定律 一、拉乌尔定律和理想溶液一、拉乌尔定律和理想溶液拉乌尔定律：在一定温度下，稀溶液中溶剂的蒸气压拉乌尔定律：在一定温度下，稀溶液中溶剂的蒸气压pA等于纯溶剂的蒸气压等于纯溶剂的蒸气压PA*乘乘以溶液中溶剂的物质的以溶液中溶剂的物质的量分数量分数xA。

理想溶液：若溶液中的任一组分在全浓度范围内严格理想溶液：若溶液中的任一组分在全浓度范围内严格服从拉乌尔定律的溶液服从拉乌尔定律的溶液 二、亨利定律二、亨利定律 在一定温度下，稀溶液中溶质的蒸汽分压与溶质在一定温度下，稀溶液中溶质的蒸汽分压与溶质的物质的量分数成正比的物质的量分数成正比 亨利定律使用注意事项：亨利定律使用注意事项：p75 低压下；稀溶液低压下；稀溶液两相同形；不解离两相同形；不解离气体分别适用气体分别适用常数的单位常数的单位STP：： 0℃，，101.325kPa；；1mol ，，V=22.4L0℃时，在标准压力下近似为时，在标准压力下近似为STP  已知已知373K时液体时液体A的饱和蒸气压为的饱和蒸气压为133.24kPa，，液体液体B的饱和蒸气压为的饱和蒸气压为66.62kPa设A和和B形成理想溶形成理想溶液，当溶液中液，当溶液中A的物质的量分数为的物质的量分数为0.5时，在气相中时，在气相中A的物质的量分数为的物质的量分数为 (A)1 (B)l／／2 (C)2／／3 (D)1／／3 在在300K时，液体时，液体A与与B部分互溶形成部分互溶形成α和和β两个平两个平衡相。

在衡相在α相中相中A的物质的量为的物质的量为0.85，纯，纯A的饱和蒸气的饱和蒸气是是22kPa，在，在β相中相中B物质的量为物质的量为0.89将两层液相视为将两层液相视为稀溶液，则稀溶液，则A的亨利常数为的亨利常数为 (A) 25.88kPa (B) 200kPa (C) 170kPa (D) 72l.2kPa第三章第三章 电化学电化学电化学电化学：研究化学现象与电现象之间相互转化的：研究化学现象与电现象之间相互转化的一门学科一门学科研究对象研究对象：电化学装置、化学能与电能相互转化：电化学装置、化学能与电能相互转化的规律电解质溶液的导电性电解质溶液的导电性环境工程中的应用环境工程中的应用：电解法处理废水、水质分析：电解法处理废水、水质分析与测定一一. 电解质溶液导电机理电解质溶液导电机理a. 电极上发生反应电极上发生反应 阳极阳极 氧化反应氧化反应 阴极阴极 还原反应还原反应+) +) 电池反应电池反应b. 离子的定向移动离子的定向移动二二. 法拉第电解定律法拉第电解定律第一节第一节 电解质溶液的导电机理及法拉第定律电解质溶液的导电机理及法拉第定律离子的定向迁移速率及其影响因素离子的定向迁移速率及其影响因素p80p80 电场强度电场强度 电场强度越大速度越大。

为了比较迁电场强度越大速度越大为了比较迁移能力一般使用淌度移能力一般使用淌度 离子电荷数离子电荷数 电荷数越大速度越大电荷数越大速度越大 溶液粘度溶液粘度 粘度越大速度越小离子运动受阻粘度越大速度越小离子运动受阻 溶液浓度溶液浓度 浓度越大速度越小离子氛影响浓度越大速度越小离子氛影响 溶液温度溶液温度 温度越高速度越大离子运动加速；温度越高速度越大离子运动加速；粘度减小粘度减小 第二节第二节 电导、电导率、摩尔电导率、电电导、电导率、摩尔电导率、电导测定和应用导测定和应用3、电导的测定及其应用、电导的测定及其应用方法原理：平衡电桥法测定电导池的电阻方法原理：平衡电桥法测定电导池的电阻 电导应用电导应用水中含盐量水中含盐量电导滴定电导滴定第三节第三节 可逆电池反应的电势可逆电池反应的电势电功电功—最大非体积功最大非体积功Pt →→1 1、氢电极、氢电极2、复合玻璃电极、复合玻璃电极 (SiO2-Na2O-CaO)3、离子选择性电极、离子选择性电极4 4、甘汞电极、甘汞电极0.2415V甘汞电极电极电势甘汞电极电极电势饱和溶液饱和溶液饱和甘汞电极饱和甘汞电极标准甘汞电极标准甘汞电极0.2807V0.3337V四、电势的测定与应用四、电势的测定与应用单位长度的电压降：单位长度的电压降：待测电池的电动势为：待测电池的电动势为： 测定测定应用应用1、、pH值电位测定法值电位测定法 2、、电位滴定电位滴定 第四节第四节 不可逆电极过程不可逆电极过程记录记录电流数值电流数值电压数值电压数值一、一、分解电压等几个概念分解电压等几个概念对电解池：当外加电压到分解电压时，电解开始。

对电解池：当外加电压到分解电压时，电解开始对电极：当电极电势达到对应离子的对电极：当电极电势达到对应离子的“析出电势析出电势”时，时，电极反应开始电极反应开始IR欧姆降欧姆降浓差极化浓差极化电化学极化电化学极化延迟放电延迟放电 2H++2e=2H延迟复合延迟复合 2H=H2 产生超电压（势）的原因：极化产生超电压（势）的原因：极化二、二、电解产物的析出顺序电解产物的析出顺序阴极反应阴极反应（还原反应）（还原反应） Mn++ne=M 2H++2e=H2析出电势析出电势由高到低由高到低阳极反应阳极反应（氧化反应）（氧化反应） M=Mn++ne 2X-=X2+2e析出电势析出电势由低到高由低到高金属在阴极上的超电金属在阴极上的超电势势除锌除锌(0.02一一0.03V)及铁、钻、及铁、钻、镍之外，其他的超电镍之外，其他的超电势很小，可用理论电极电势代替势很小，可用理论电极电势代替阴极大致规律阴极大致规律：：H H+ +在在K K+ +、、CaCa2+2+、、NaNa+ +、、MgMg2+2+、、AlAl3+3+的的溶溶液中析出氢气，其余析出金属。

液中析出氢气，其余析出金属阳极阳极大致归律大致归律：：含氧酸根一般不放电，一般析出氧气含氧酸根一般不放电，一般析出氧气电解卤化物、硫化物，一般析出卤素、硫电解卤化物、硫化物，一般析出卤素、硫存在可溶解金属，金属溶解存在可溶解金属，金属溶解第五节第五节 电解过程在水处理中的应用电解过程在水处理中的应用 空气空气气气- -液液界面界面液液-液液界面界面玻璃板玻璃板液液- -固界面固界面镀层Cr铁管铁管固固- -固界面固界面第四章第四章 表面现象表面现象第一节第一节 比表面、表面吉布斯函数比表面、表面吉布斯函数和表面张力和表面张力 比表面比表面 单位体积或单位质量的物质所具有的表面积单位体积或单位质量的物质所具有的表面积用用S表示 表面吉布斯函数和表面张力表面吉布斯函数和表面张力表面张力（表面张力（σ））：：沿着物体表面，垂直作用于单位长沿着物体表面，垂直作用于单位长度上的紧缩力度上的紧缩力 BACK第二节第二节 表面热力学表面热力学 高度分散的系统，其吉布斯函数为高度分散的系统，其吉布斯函数为BACK润湿定义润湿定义•液体滴到固体上，能在固体表面铺展成一层薄层，液体滴到固体上，能在固体表面铺展成一层薄层，习惯上称该固体能被液体润湿；习惯上称该固体能被液体润湿；第三节第三节 润湿现象和浮选润湿现象和浮选 一一、、液体对固体表面的润湿作用液体对固体表面的润湿作用润湿的量度：润湿角（接触角）润湿的量度：润湿角（接触角）θ 在在g、、l、、s三相交界处，三相交界处，g - l界面与界面与l - s界面之间界面之间（包含液体）的夹角。

包含液体）的夹角讨论：讨论：（（1）润湿，）润湿，θ<900，，ΔG<0；；（（2））不润湿，不润湿， θ>900，，ΔG<0结论：二者均自发结论：二者均自发二、液体和气体对固体表面的润湿二、液体和气体对固体表面的润湿 在亲水物体表面：气体收缩，液体铺展在亲水物体表面：气体收缩，液体铺展在憎水物体表面：气体铺展，液体收缩在憎水物体表面：气体铺展，液体收缩接触角互补接触角互补 应用：选矿、油水分离应用：选矿、油水分离BACK第四节第四节 气体在固体表面的吸附气体在固体表面的吸附 吸附吸附：物质在相界面上浓度发生自动变化的过程物质在相界面上浓度发生自动变化的过程吸附平衡吸附平衡：：吸附量吸附量：在一定温度下，达到吸附平衡时，单位质量：在一定温度下，达到吸附平衡时，单位质量的吸附剂所吸附的被吸附物质的多少的吸附剂所吸附的被吸附物质的多少一、物理吸附与化学吸附一、物理吸附与化学吸附物理吸附：固体表面分子与气体分子的吸附力是范德物理吸附：固体表面分子与气体分子的吸附力是范德华力化学吸附：固体表面分子与气体分子的吸附力是化学化学吸附：固体表面分子与气体分子的吸附力是化学键在吸附过程中可有电子转移、原子重排、化学键键。

在吸附过程中可有电子转移、原子重排、化学键的破坏和形成等，化学吸附类似于化学反应的破坏和形成等，化学吸附类似于化学反应 物理吸附物理吸附化学吸附化学吸附吸附力吸附力范德华力范德华力剩余化学键剩余化学键吸附分子层吸附分子层多或单分子层多或单分子层单分子层单分子层选择性选择性无无明显明显吸附热吸附热小（小（2-4万万Jmol-1））大大(4 - 40万万Jmol-1)吸附速度吸附速度快快(活化能小活化能小)慢慢二、等温吸附规律二、等温吸附规律 对封闭系统吸附量不仅与吸附剂和被吸附物质的对封闭系统吸附量不仅与吸附剂和被吸附物质的本性有关，还与系统的温度及压力等有关当吸附剂本性有关，还与系统的温度及压力等有关当吸附剂和吸附质一定时，吸附量可表示为：和吸附质一定时，吸附量可表示为： 几种吸附等温线几种吸附等温线1、、Freundlich吸附公式吸附公式 ：：吸附量，吸附量，cm3/gk，，n是与温度、体是与温度、体系有关的常数系有关的常数2、、Langmuir吸附等温式吸附等温式假设：假设： (1)单分子层吸附单分子层吸附 (2) 被吸附分子之间无相互作用被吸附分子之间无相互作用(3) 固体表面是均匀的，各处吸附能力相同固体表面是均匀的，各处吸附能力相同(4) 吸附平衡是动态平衡吸附平衡是动态平衡这公式称为这公式称为 Langmuir吸附等温式。

吸附等温式达到平衡时，吸附与脱附速率相等达到平衡时，吸附与脱附速率相等BACK一一 溶液的表面张力和表面活性物质溶液的表面张力和表面活性物质溶液的存在表面张力溶液的存在表面张力影响溶液表面张力的物质影响溶液表面张力的物质纯液体的表面张力，在一定压力温度下是定值纯液体的表面张力，在一定压力温度下是定值 溶液表面张力随溶液浓度溶液表面张力随溶液浓度NaCl、、Na2SO4等无机盐等无机盐醇类、有机酸、醛类、醇类、有机酸、醛类、醚类、酯类等醚类、酯类等表面活性物质表面活性物质第五节第五节 溶液表面溶液表面表面活性物质表面活性物质 A A、、结构结构 2.2.非离子型非离子型表表面面活活性性剂剂1.1.离子型离子型阳离子型阳离子型阴离子型阴离子型两性型两性型B、类型、类型二、特洛贝规则二、特洛贝规则 正脂肪酸、醇类、醛类、等短烃链的表面活性剂，正脂肪酸、醇类、醛类、等短烃链的表面活性剂，其同系物的表面张力几乎相等其同系物的表面张力几乎相等 在稀溶液中，对有机酸或醇类化合物中，每增加在稀溶液中，对有机酸或醇类化合物中，每增加一个一个CH2基，表面张力的降低近似地满足以下规律基，表面张力的降低近似地满足以下规律 在同系物的稀溶液中，欲使表面张力降低一样多在同系物的稀溶液中，欲使表面张力降低一样多所需溶液的浓度因分子每增加一个所需溶液的浓度因分子每增加一个CH2基可以减少基可以减少2/3。

BACK三、三、 吉布斯吸附等温式吉布斯吸附等温式 物理意义是：在单位面积的表面层中，所含溶质物理意义是：在单位面积的表面层中，所含溶质的物质的量与具有相同数量溶剂的本体溶液中所含溶的物质的量与具有相同数量溶剂的本体溶液中所含溶质的物质的量之差值质的物质的量之差值 吉布斯指出一定温度下，溶液表面吸附量与溶液吉布斯指出一定温度下，溶液表面吸附量与溶液浓度、溶液表面张力的关系浓度、溶液表面张力的关系BACK第五章第五章 胶体化学胶体化学第一节第一节 分散系统及其分类分散系统及其分类 一、分散系的基本概念一、分散系的基本概念 一一种种或或几几种种物物质质分分散散在在另另一一种种物物质质中中所所构构成成的的体体系系叫叫分分散散系系统统被被分分散散的的物物质质称称为为分分散散相相，，另另一一种种连连续续相相的的物物质质，，即即分分散散相相存存在在的的介介质质称称为为分分散散介介质质珍珠珍珠类型类型分散相粒子分散相粒子直径直径分散相分散相性质性质实例实例真真溶溶液液分子溶液分子溶液离子溶液等离子溶液等d < 1nm小分子小分子离子离子原子原子均相，热力学稳定系统，均相，热力学稳定系统，扩散快、能透过半透膜，扩散快、能透过半透膜，形成真溶液形成真溶液氯化钠或蔗糖氯化钠或蔗糖的水溶液。

混的水溶液混合气体等合气体等胶胶体体分分散散系系统统憎液憎液溶胶溶胶1 < d <100nm胶体粒子胶体粒子多相，热力学不稳定系多相，热力学不稳定系统，扩散慢、不能透过统，扩散慢、不能透过半透膜，成胶体半透膜，成胶体金溶胶，氢氧金溶胶，氢氧化铁溶胶化铁溶胶高分子溶液高分子溶液1 < d <100nm高（大）高（大）分子分子均相，热力学稳定系统，均相，热力学稳定系统，扩散慢、不能透过半透扩散慢、不能透过半透膜，成真溶液膜，成真溶液聚乙烯醇水溶聚乙烯醇水溶液液缔合胶体缔合胶体1 < d <100nm胶束胶束均相，热力学稳定系统，均相，热力学稳定系统，胶束扩散慢、不能透过胶束扩散慢、不能透过半透膜，半透膜，表面活性剂水表面活性剂水溶液溶液c > cmc粗粗分分散散乳状液乳状液泡沫泡沫悬浮液悬浮液d >100nm粗颗粒粗颗粒多相，热力学不稳定系多相，热力学不稳定系统，扩散慢、不能透过统，扩散慢、不能透过半透膜或滤纸，形成悬半透膜或滤纸，形成悬浮液或乳状液浮液或乳状液浑浊泥水，牛浑浊泥水，牛奶，豆浆等奶，豆浆等分散系统分类（按分散相粒子大小）分散系统分类（按分散相粒子大小）BACK也可依据分散相和分散介质聚集状态的不同分类：也可依据分散相和分散介质聚集状态的不同分类： 分散介质分散介质分散相分散相名称名称实例实例气气液液固固气溶胶气溶胶云，雾，喷雾云，雾，喷雾烟，粉尘烟，粉尘液液气气液液固固泡沫泡沫乳状液乳状液液溶胶或悬浮液液溶胶或悬浮液肥皂泡沫肥皂泡沫牛奶，含水原油牛奶，含水原油金溶胶，油墨，泥浆金溶胶，油墨，泥浆固固气气液液固固固溶胶固溶胶泡沫塑料泡沫塑料珍珠，蛋白石珍珠，蛋白石有色玻璃，某些合金有色玻璃，某些合金按胶体溶液的稳定性分类：按胶体溶液的稳定性分类：憎液溶胶憎液溶胶亲液溶胶亲液溶胶憎液溶胶憎液溶胶 半径在半径在1 nm~100 nm之间的难溶物固体粒子分散在之间的难溶物固体粒子分散在液体介质中，有很大的相界面，易聚沉，液体介质中，有很大的相界面，易聚沉，是热力学上是热力学上的不稳定体系。

的不稳定体系 一旦将介质蒸发掉，再加入介质就无法再形成溶一旦将介质蒸发掉，再加入介质就无法再形成溶胶，是胶，是 一个不可逆体系，如氢氧化铁溶胶、碘化银溶一个不可逆体系，如氢氧化铁溶胶、碘化银溶胶等 这是胶体分散体系中主要研究的内容这是胶体分散体系中主要研究的内容形成憎液溶胶的形成憎液溶胶的必要条件必要条件 （（1 1）分散相的溶解度要小；）分散相的溶解度要小； （（2 2）还必须有稳定剂存在，否则胶粒易聚结而聚沉还必须有稳定剂存在，否则胶粒易聚结而聚沉 BACK第二节第二节 胶体制备与纯化胶体制备与纯化 聚集法聚集法小变大小变大分散法分散法大变小大变小粗分散系统粗分散系统胶体系统胶体系统分子分散系统分子分散系统d >100nm1 < d <100nmd < 1nm纯化纯化渗析法渗析法电渗析法电渗析法BACK第三节第三节 胶体的特性胶体的特性 一、胶体的光学性质一、胶体的光学性质Tyndall效应（乳光效应）效应（乳光效应）本质是本质是光散射光散射，散射强度，散射强度 在暗室里，将一束聚集的光投射到溶胶上，在与在暗室里，将一束聚集的光投射到溶胶上，在与入射光垂直的方向上，可观察到一个发亮的光锥。

入射光垂直的方向上，可观察到一个发亮的光锥粒子的直径与波长粒子的直径与波长当粒子粒径当粒子粒径 > > 波长时，发生光的反射；波长时，发生光的反射；当粒子粒径当粒子粒径 < < 波长时，发生光的散射波长时，发生光的散射不是越大越容易产生丁铎尔效应不是越大越容易产生丁铎尔效应2. Rayleigh公式公式I ：：散射光强散射光强 ；； I0 : 入射光强；入射光强；V ：单：单个粒子的体积；个粒子的体积； V ：单位体积中的粒子数；：单位体积中的粒子数； ：入射光波长：入射光波长 l : 观测距离；观测距离；n1 : 分散相的折射率；分散相的折射率； n2：分散介质的折射率；：分散介质的折射率；K : 常数常数BACK应用：应用：乳光计、乳光计、 浊度计浊度计二、胶体的动力学性质二、胶体的动力学性质溶胶中的分散相粒子作不停息的无规则的运动溶胶中的分散相粒子作不停息的无规则的运动. .1.Brown( (布朗布朗) )运动运动Einstein(爱因斯坦爱因斯坦) p133（（5—3））扩散扩散：有浓度梯度存在时，物质粒子：有浓度梯度存在时，物质粒子因热运动而发生宏观上的定向迁移因热运动而发生宏观上的定向迁移2、沉降与沉降平衡、沉降与沉降平衡布朗运动布朗运动不占优势不占优势占优势占优势 p134（（5—8））重力沉降速度重力沉降速度沉降平衡沉降平衡重力沉降重力沉降Perrin公式公式BACK溶胶实验发现：溶胶实验发现：外电场的作用下，固、液两相可发生相对运动外电场的作用下，固、液两相可发生相对运动反过来，外力作用下，固、液两相相对运动又产生电势差反过来，外力作用下，固、液两相相对运动又产生电势差溶胶这种与电势差有关的相对运动称为溶胶这种与电势差有关的相对运动称为电动现象电动现象，，包括：包括：电泳电泳、电渗、流动电势和沉降电势。

电渗、流动电势和沉降电势三、三、胶体的电学性质胶体的电学性质粒子的种类粒子的种类运动速度运动速度H+OH－－K+Cl－－C3H7COO－－C8H17COO－－溶胶粒子溶胶粒子32.618.06.76.83.12.02~4NaCl溶溶液液溶胶溶胶+－－•电泳示意图电泳示意图1. 电泳电泳 在电场的作用下，在电场的作用下，胶体粒子胶体粒子的定向移动的定向移动溶胶粒子与一般离子定向移动的速度数量级接近，而溶胶粒溶胶粒子与一般离子定向移动的速度数量级接近，而溶胶粒子的质量约为一般离子的子的质量约为一般离子的1000倍倍胶粒所带电荷的数量应是胶粒所带电荷的数量应是一般离子所带电荷的一般离子所带电荷的1000倍倍2. 电渗电渗：：在电场的作用下，在电场的作用下，溶胶粒子不动（如将其吸附溶胶粒子不动（如将其吸附固定于棉花或凝胶等多孔性物质中），而液体固定于棉花或凝胶等多孔性物质中），而液体介质介质做定向做定向流动流动电场力电场力 粒子粒子 介质介质 非电场力非电场力 电泳电泳 动动 静静 沉降电势沉降电势 电渗电渗 静静 动动 液流电势液流电势电电 动动电电 动动从带刻度的毛细从带刻度的毛细管管4上读出数值上读出数值BACK第四节第四节 憎液溶胶胶胶团结构憎液溶胶胶胶团结构、、ζ—电势电势一、胶粒的扩散双电层结构一、胶粒的扩散双电层结构例例1：：AgNO3 + KI→KNO3 + AgI↓ 过量的过量的 AgNO3 作稳定剂作稳定剂 胶团的结构表达式胶团的结构表达式 ：：  若无相同离子，则首先吸附水化能力较弱的负离若无相同离子，则首先吸附水化能力较弱的负离子，所以子，所以自然界中的胶粒大多带负电自然界中的胶粒大多带负电，如泥浆水、豆，如泥浆水、豆浆等都是负溶胶。

浆等都是负溶胶胶团构造示意图胶团构造示意图 若无相同离子，则首先吸附水化能力较弱的负离若无相同离子，则首先吸附水化能力较弱的负离子，所以子，所以自然界中的胶粒大多带负电自然界中的胶粒大多带负电，如泥浆水、豆，如泥浆水、豆浆等都是负溶胶浆等都是负溶胶BACK二、二、 动电势动电势——ζζ电势电势要点：要点：①①由于静电吸引作用和热运由于静电吸引作用和热运动，靠近固体表面的反离子呈扩散动，靠近固体表面的反离子呈扩散状态分布在溶液中，状态分布在溶液中，并非并非整齐地排整齐地排列在一个平面上列在一个平面上 ② ②紧靠固体表面过剩的反离紧靠固体表面过剩的反离子浓度最大子浓度最大，，相应的固体表面上的相应的固体表面上的电电势势 ，，即为热力学电势即为热力学电势古依和查普曼古依和查普曼动电势：可动层至溶液本体间的动电势：可动层至溶液本体间的电势差称为电势差称为  电势电势.d.处于等电点的粒子是不带电的处于等电点的粒子是不带电的, , 电泳电泳, , 电渗的速度也电渗的速度也必然为零必然为零, , 溶胶非常易于聚沉溶胶非常易于聚沉. .ζ电位具有以下几方面的意义：电位具有以下几方面的意义：a.胶粒带电程度的标志胶粒带电程度的标志 ζ值越大，胶粒带电量越大。

值越大，胶粒带电量越大当当ζ=0时，胶粒处于等电状态时，胶粒处于等电状态在等电状态，紧密层中的反离在等电状态，紧密层中的反离子电荷等于表面吸附离子的电子电荷等于表面吸附离子的电荷b.胶粒的带电性质的标志胶粒的带电性质的标志图中图中ζ1与与ζ3反号，表明两种状态下胶粒反号，表明两种状态下胶粒所带电荷的符号相反所带电荷的符号相反c.反映扩散层的厚度反映扩散层的厚度ξ值增大，则扩散层变厚；反之，则值增大，则扩散层变厚；反之，则扩散层变薄扩散层变薄 BACK聚沉聚沉: : 憎液溶胶中分散相微粒互相聚结构憎液溶胶中分散相微粒互相聚结构, , 颗粒变大颗粒变大, , 进而发生沉淀的现象进而发生沉淀的现象. . 加热加热, , 辐射辐射或或加入电解质加入电解质皆可皆可导致溶胶的聚沉导致溶胶的聚沉. .•三种溶胶聚沉三种溶胶聚沉. (左左)Al(OH)3; (中中)Fe(OH)3; (右右)Cu(OH)2第五节第五节 憎液溶胶的聚沉憎液溶胶的聚沉（（1）） 聚沉能力主要取决于于胶体粒子带相反电荷聚沉能力主要取决于于胶体粒子带相反电荷的离子的离子并近似满足并近似满足舒尔茨舒尔茨-哈代规则哈代规则：若反离子的：若反离子的价数为一价二价三价，其聚成值的比为价数为一价二价三价，其聚成值的比为相当于相当于相同电荷的离子也有一定影响，价数越高，聚成能力相同电荷的离子也有一定影响，价数越高，聚成能力越低。

越低（（2））同价离子，有感胶离子序同价离子，有感胶离子序正离子的聚沉能力：正离子的聚沉能力：负离子的聚沉能力：负离子的聚沉能力：原因：正离子水化能力强原因：正离子水化能力强负负离子水化能力弱离子水化能力弱二、混合电解质对溶胶聚沉的影响二、混合电解质对溶胶聚沉的影响对抗现象对抗现象敏化现象敏化现象三、胶体相互作用三、胶体相互作用 将电性相反的溶胶互相混合，也会发生聚沉将电性相反的溶胶互相混合，也会发生聚沉与电解质聚沉不同之处在于必须使得两种溶胶的电与电解质聚沉不同之处在于必须使得两种溶胶的电荷完全中和，才能完全聚沉荷完全中和，才能完全聚沉四、高分子絮凝剂的应用四、高分子絮凝剂的应用•高分子化合物对溶胶聚沉和保护作用示意图高分子化合物对溶胶聚沉和保护作用示意图 相对分子量很大的线型聚合物，可以是离子型的相对分子量很大的线型聚合物，可以是离子型的, , 也可以是非离子型的如聚丙烯酰胺及其衍生物也可以是非离子型的如聚丙烯酰胺及其衍生物BACK第六节第六节 乳状液和泡沫乳状液和泡沫 一一. .乳状液乳状液乳状液乳状液：由两种不互溶或部分互溶的液体所形成的粗分散系：由两种不互溶或部分互溶的液体所形成的粗分散系统统. 如牛奶如牛奶, 含水石油含水石油, 炼油厂的废水炼油厂的废水, 乳化农药等乳化农药等.乳化作用乳化作用：油水互不相溶，只有加入乳化剂才能得到比较稳：油水互不相溶，只有加入乳化剂才能得到比较稳定的乳状液，乳化剂的这种作用称为乳化作用，常用的乳化定的乳状液，乳化剂的这种作用称为乳化作用，常用的乳化剂多为表面活性剂，某些固体也能起乳化作用。

剂多为表面活性剂，某些固体也能起乳化作用乳状液的类型乳状液的类型：：水包油型水包油型，符号，符号O/W 油包水型油包水型，符号，符号W/O 复乳型，复乳型，符号符号W/O/W 微小水滴分散在油中，再分散在水中微小水滴分散在油中，再分散在水中•“大头大头”朝外形成两种类型的乳状朝外形成两种类型的乳状液液 如K, Na等碱金属皂类. 但一价的银肥皂例外如Ca, Mg, Zn等两价金属皂类乳化剂的作用乳化剂的作用哈金斯定楔型形理论哈金斯定楔型形理论（（1）降低界面张力）降低界面张力 （（2）形成定向楔的界面）形成定向楔的界面固体粉末的稳定作用固体粉末的稳定作用油油水水   •固体颗粒在油固体颗粒在油-水界面上的三种润湿情况水界面上的三种润湿情况(左)  >90，颗粒不能被水润湿而更多地进入油中；(中)  = 90，颗粒的亲水亲油性均等；(右)  < 90，颗粒能被水润湿而更多地进入水中油油水水•固体粉末乳化作用示意图固体粉末乳化作用示意图油油水水固体粉末亲水，O/W固体粉末亲油，W/O二、乳状液的类型的鉴定二、乳状液的类型的鉴定：：•染色法染色法 在乳状液中加入少许油溶性或水溶性的染料在乳状液中加入少许油溶性或水溶性的染料, 在显微镜下观察是内相还是外相被染色在显微镜下观察是内相还是外相被染色.•稀释法稀释法 取少量乳状液滴入水中或油中取少量乳状液滴入水中或油中, 若乳状液能若乳状液能在水中稀释即为在水中稀释即为O/W型型; 在油中稀释则为在油中稀释则为W/O型型.•导电法导电法 未加离子型乳化剂时未加离子型乳化剂时, O/W型导电性比型导电性比W/O强强.三、乳三、乳状液的破坏状液的破坏破乳过程破乳过程: •分散相的微小液滴首先絮凝成团分散相的微小液滴首先絮凝成团, 但这时仍未完全失但这时仍未完全失去原来各自的独立性去原来各自的独立性;•分散相凝聚成更大的液滴分散相凝聚成更大的液滴, 在重力场作用下自动分层在重力场作用下自动分层.破乳方法破乳方法:•用不能形成牢固膜的表面活性物质代替原来的乳化用不能形成牢固膜的表面活性物质代替原来的乳化剂剂;•加入某些能与乳化剂发生化学反应的物质加入某些能与乳化剂发生化学反应的物质, 消除乳化消除乳化剂的保护作用剂的保护作用.•加入类型相反的乳化剂也可达到破乳的目的加入类型相反的乳化剂也可达到破乳的目的•此外此外, 加热加热, 加入高价电解质加入高价电解质, 加强搅拌加强搅拌, 离心分离离心分离, 以及电泳法等皆可加速分散相的聚结以及电泳法等皆可加速分散相的聚结, 达到破乳的目达到破乳的目的的.平均速率平均速率某一有限时间间隔内浓度的变化量。

某一有限时间间隔内浓度的变化量第六章第六章 化学反应动力学基础化学反应动力学基础研究研究化学反应的速率及其影响因素、化学反应机理化学反应的速率及其影响因素、化学反应机理第二节第二节 反应速率的表示法及其测定反应速率的表示法及其测定 瞬时速率瞬时速率时间间隔时间间隔Δt 趋于无限小时的平均速率的极限值趋于无限小时的平均速率的极限值第三节第三节 反应速率与浓度的关系反应速率与浓度的关系基元反应基元反应质量作用定律质量作用定律反应速率常数反应速率常数反应总级数反应总级数化学反应化学反应反应速率方程反应速率方程化学反应的机理化学反应的机理慢慢快快反应总级数反应总级数1.反应级数反应级数a、、b反应分级数反应分级数二、一级反应二、一级反应半衰期与起始浓度无关半衰期与起始浓度无关三、二级反应三、二级反应只讨论只讨论1）以及）以及2））A、、B初始浓度相同的情况初始浓度相同的情况半衰期与初始浓度成反比半衰期与初始浓度成反比四、零级反应四、零级反应(2) A消耗掉消耗掉32%，即，即y=0.32 小小 结结第四节第四节 反应速率与温度的关系反应速率与温度的关系一、范特霍夫规则一、范特霍夫规则温度每升高温度每升高10K，反应速率约增加，反应速率约增加2~4倍。

倍二、阿累尼斯经验公式二、阿累尼斯经验公式A —指前参量，频率因子指前参量，频率因子Ea—实验活化能，单位为实验活化能，单位为kJ·mol-1,当温度变化范围当温度变化范围不大时，可视为与温度无关不大时，可视为与温度无关只有（只有（1）符合阿累尼斯经验公式）符合阿累尼斯经验公式对于可逆反应对于可逆反应。