《无机及分析化学》
课程教案
第一章??溶液与胶体
一、教学目的和要求:
1.了解分散系,掌握溶液组成量度方式,熟练掌握有关计算及各种量度方式间的换算。
2.掌握稀溶液的依数性(蒸汽压下降,沸点升高,凝固点下降和渗透压)及有关计算。
3.理解溶胶的制备和溶胶主要性质、高分子溶液,熟悉溶胶的胶团结构、性质和电动电势;熟悉溶胶的稳定性和聚沉(聚沉值)。
二、教学内容(教材P1-17):
课程教学内容、教学要求和课程成绩评定方法简介;分散系及溶液组成量度的表示方法(物质的量浓度,质量摩尔浓度,量分数,质量分数及相互换算);稀溶液的依数性(蒸汽压下降,沸点升高,凝固点下降和渗透压)。
本章节教学内容采用讲授+板书辅以多媒体课件的教学方法进行。讲授过程中,尤应介绍清楚溶液的蒸汽压下降的原因,这是稀溶液依数性的核心;难挥发非电解质稀溶液与难挥发电解质稀溶液依数性的异同;复习、归纳溶液组成量度的表示方法,这是各类化学计算的基础。介绍清楚溶胶的胶团结构和溶胶的稳定性的原因。
三、教学重点和难点:
1.重点内容:溶液组成量度的表示方法(物质的量浓度,质量摩尔浓度,量分数,质量分数及相互换算),稀溶液的依数性(蒸汽压下降,沸点升高,凝固点下降)。溶胶的胶团结构,溶胶的稳定性和聚沉。
2.难点内容:稀溶液的依数性。溶胶的结构。
四、教学过程设计:
1.《无机及分析化学》课程章节教学内容、教学要求和课程成绩评定方法简介,使一年级学生对大学学习方式和要求有一定的了解,督促学生尽快适应大学学习,养成适合自己的学习方法。
2.分散系:分散系概念、组成及其分类,了解“相”及分类。均通过实例介绍。
分散体系的分类
分散相粒子
直径d/m
类型
分散相粒子
性质
举例
10-9
低分子(离子)分散系
小分子、离子或原子
均相、稳定体系;分散相离子扩散快,能通过滤纸和半透膜
食盐水溶液、酒精水溶液等
10-9~10-7
胶体分散
系
溶胶
胶粒(分子、离子、原子聚集体)
非均相体系;分散相离子扩散慢,能通过滤纸,不能通过半透膜
氢氧化铁、硫化砷溶胶及金、硫等单质溶胶等
高分子溶液
高分子
均相、稳定体系;分散相离子扩散慢,能通过滤纸,不能通过半透膜
蛋白质、核酸水溶液,橡胶苯溶液等
10-7
粗分散系
粗粒子
非均相不稳定体系;分散相离子扩散慢不能通过滤纸和半透膜
泥浆、乳汁等
3.溶液及其组成的量度:熟悉溶液和水溶液。复习物质的量浓度和质量分数的内容(定义、数学表达式),介绍质量摩尔浓度和量分数(定义、数学表达式),通过例题作计算过程分析,指出:(1)溶液物质的量浓度、量分数与质量摩尔浓度及质量分数之间的换算必须经由溶液的密度来进行,(2)稀溶液(一般认为浓度在0.1mol·L-1以下时)其质量摩尔浓度与物质的量浓度近似相等)。(3)摩尔是国际单位制中表示物质的量的基本单位,它表示一物系中所包含基本单元(分子、原子、离子、电子及其它粒子或这些粒子的特定组合)数与0.012KgC-12的原子数目相等时,该物系的物质的量为1摩尔。溶液的量浓度,质量摩尔浓度和摩尔分数都是含物质的量的导出量,因此必须指明基本单元(以H2SO4为例介绍),否则就会引起误解。
常用的浓度表示方法
符号
定??义
摩尔分数
(B)
n(B)为B的物质的量,n为所有物质的物质的量的总和
质量摩尔浓度
b(B)
b(B)=
n(B)为B的物质的量,m(A)为溶剂的质量
物质的量浓度
c(B)
c(B)=
n(B)为B的物质的量,V为溶液的体积
质量百分比浓度
w(B)
w(B)=
m(B)为B物质的质量,m为溶液的质量
例题1:
例题2:
例题3:
例题4:
例题5:
4.难挥发非电解质稀溶液依数性:
(1)溶液的性质(与溶质性质有关的强度性质,如pH、颜色、导电性、表面张力等;与溶质性质无关、仅与溶液中微粒数目有关的是依数性,包括蒸汽压下降,沸点升高,凝固点下降和渗透压,应指出当溶液浓度高时,微粒间的相互作用导致依数性规律不明显,故主要适用于稀溶液)。
(2)溶液的蒸汽压下降:根据溶液表面被难挥发非电解质粒子占据,致使液-气二相平衡时饱和蒸汽压下降,蒸汽压下降程度与溶液中难挥发非电解质粒子数目有关,引出拉乌尔定律,并作推导得Δp=KVap·bB;指出溶液的蒸汽压实质上是溶液中的溶剂的蒸汽压。
(3)溶液沸点升高和凝固点下降:提出沸点、凝固点的定义;根据p-T图分析得出溶液沸点升高和凝固点下降是溶液蒸汽压下降的必然结果;根据相似性可以推导出溶液沸点升高和凝固点下降值的数学表达式ΔTb=Kb·bBh和ΔTf=Kf·bB;查阅溶剂的沸点升高常数和凝固点下降常数,指出同一溶液的凝固点下降值总是大于沸点升高值,并应正确表达溶液的沸点和凝固点;溶液沸点升高和凝固点下