文档介绍：第一章
气体和溶液
学****要求
掌握理想气体状态方程及其应用;
掌握道尔顿分压定律;
理解稀溶液的依数性及其应用;
熟悉溶胶的结构、性质、稳定性及聚沉
了解大分子溶液与凝胶
物质的聚集状态
气体
液体
固体
此外:液晶态-物质的第四态或中介态,液体和晶态之间,自发有序仍能流动的状态(有序流体)。
等离子态-部分电子被剥夺后的原子及原子被电离后产生的正负离子组成的离子化气体状物质
物理量单位
压力 p 帕斯卡 Pa (N•m-2)
温度 T 开尔文 K
体积 V 立方米 m3
物质的量 n 摩尔 mol
描述气体状态的物理量
理想气体分子的特征
严格遵守理想气体状态方程的气体称为理想气体。
*理想气体分子间的作用力忽略不计。分子与分子之间、分子与器壁之间的碰撞,是完全弹性碰撞-无动能损失。
*理想气体分子本身占有的体积忽略不计,将分子看成有质量的几何点。
严格意义上的理想气体实际上是不存在的。但对实际气体来说,只要温度不是太低(高温),压力不是太高(低压),都可以近似用理想气体状态方程作有关p、V、T、n 的计算。
理想气体状态方程与分压定律
理想气体状态方程与分压定律
(1) 理想气体状态方程
理想气体的温度(T)、压力(p)、体积(V)和物质的量(n)之间, 具有如下的方程式关系:
pV = nRT
在SI制中,p的单位是Pa,V的单位是m3,T的单位是K,n的单位是mol, (标准状况下,p=,T=, 1 mol ×10-3 m3)摩尔气体常数R的单位及数值为:
(2)气体的分压定律
* 什么叫分压力pi ?
某一组分气体对器壁产生的(施加的)压力叫该组分气体的分压力 pi。——等于该气体单独占有该容器时产生的压力-道尔顿分压定律。
* 分压力与总压力的关系
假如容器中有A、B、C。。。等多种气体,则:
P = pA + pB + pC +…
=ΣpI = nRT/V (理想气体方程也适合混合气体)
(总压力等于分压力之和)
pA = xA P, pB = xB P, …
pi = xi P
(其中:xi = ni/ n总称作摩尔分数)
混合气体中各组分的摩尔分数之和等于1
相与界面
体系中物理性质和化学性质完全相同的部分称为相(phase)。将相与相分隔开来的部分称为相界面(简称为界面,interface)。
相与相之间在指定的条件下具有明确的界面,在界面两边体系的性质会有突跃变化。处于界面上的原子或分子的受力情况与相内部的不同,往往存在剩余引力,具有界面能。一般来说,体系中存在的界面越多,能量就会越高,体系也会越不稳定。
铁粉和硫磺粉
汽
水
冰
油
水
汽
*对于相这个概念,要注意如下几点:
(1) 不论有多少种气体组分都只有一个相(即气相)。这种只有一个相的体系称为单相体系或均匀体系。
(2) 除固溶体(固体溶液)外,每一种固态物质即为一个相,体系中有多少种固态物质即有多少相。含有两个或多个相的体系称为多相体系或非均匀体系。
(3) 液态物质视其互溶程度通常可以是一相(例如水与酒精的混合物)、两相(例如水和油的混合物)、甚至三相共存(例如水、油和***的混合物)。
(4) 单相体系中不一定只有一种组分物质(例如气体混合物即由多种物质所组成);同一种物质也可因聚集状态的不同而形成多相体系(例如水、水蒸气和冰三相共存);聚集状态相同的物质在一起也不一定就是单相体系(例如油水分层的液态体系有两相)。