在生命的起源和发展中的化学 进化阶段和生物化学进化阶段之 间，有一个分子自组织过程或分 子自组织进化阶段。 M. Eigen.

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1 在生命的起源和发展中的化学 进化阶段和生物化学进化阶段之 间，有一个分子自组织过程或分 子自组织进化阶段。 M. Eigen

2 2. 开放体系的熵变 (1) 熵产生和熵流 体系 ΔiS 能量和物质的交换 ΔeS

3 熵产生(ΔiS)： 由于体系内部的不可逆的物理或 化学变化而引起的体系的熵变。 熵流 (ΔeS) 由于体系和环境之间进行的物质 和能量的交换而引起体系的熵变

4 在隔离系统中: 结论① 在任何体系中,熵产生永远不会减少。

5 如果 结论② 在封闭或开放体系中，只要有足 够大的负熵流，则体系的ΔS可以是 负值，即体系可以自发地从无序走向 有序。

6 3.耗散结构理论：(Prigogine , 1968) 一个开放体系在远离平衡态的非 线性区域时，一旦体系的某一个参量 达到一定的阈值后，通过涨落的放大 可以使体系发生突变，从无序走向有 序，产生自组织现象----耗散结构

7 Chapter 7 Solution and Phase Equilibria
第7章 溶液和相平衡 Chapter 7 Solution and Phase Equilibria 7.1 溶液的形成和分类 Formation and classification of solutions 一种或几种物质分散在另一种物质之中 所组成的系统称为分散系统(Dispersed system) 均相分散系统 (homogeneous ) – 溶液 分 散 系 统 胶体 多相分散系统 (heterogeneous system) 粗分散系统

8 两种或两种以上的物质以分子形态相互 混合成均匀的分散体系称为溶液(solution) 气态溶液(气体混合物） 溶液 液态溶液 固态溶液 (固溶体) 一般在溶液中含量最多的一种物质称为 溶剂(solvent)，其余的物质称为溶质(solute) 若固体或气体溶于液体而形成溶液，则 一般将固体或气体称为溶质，而将液体称为 溶剂。

9 电解质溶液 ( electrolyte solution )
非电解质溶液 (non-electrolyte solution) 溶解过程是一个特殊的物理-化学过程， 常伴随着能量、体积、颜色等变化

10 7.2 溶液组成的表示方法 1、物质B的摩尔分数 Mole fraction of substance B （或称为物质B的物质的量分数) 2、物质B的质量分数（或质量百分数） Mass fraction of substance B 或

11 3、溶质B的浓度（溶质B的物质的量浓度） Concentration of solute B V: 溶液的体积 单位：mol. m-3 (mol.dm-3 , mol.L-1 ) 4、溶质B的质量摩尔浓度 molality of solute B mA : 溶剂的质量 单位：mol.kg-1

12 7.3 溶解度 (Solubility ) 1、溶解平衡（ Solution Equilibria) 在一定的条件下，溶液中的溶质与纯溶 质处于相平衡(即溶液中溶质的量不再发生变 化），称为达到溶解平衡。 溶解平衡也是一种动态平衡 达到溶解平衡的溶液称为饱和溶液 (Saturated solution) 饱和溶液中溶质的浓度称为在此条件下溶质在此溶剂中的 溶解度(solubility)

13 对给定的溶剂来说，某溶质的溶解度与 溶剂与溶质分子之间的相互作用，温度、压 力及溶液中其他溶质的性质等因素有关。 2、相似溶解原理 (The like – dissolves – like rule) 结构、极性越相近的物质越容易相互溶解

14 3、溶解度与温度的关系

15 当溶解度不太大时： ΔsolHm : 摩尔溶解焓(molar enthalpy of solution) 气体的溶解过程是放热过程，所以其溶 解度随温度升高而降低 固体和液体的溶解度随温度的变化取决于 溶解过程是吸热还是放热。

16 重结晶 ( Fractional crystallization )
利用不同的固体 溶质在同一温度 下溶解度不同的 性质，可利用结 晶的方法将其分 离而得到某一种 纯物质。

17 Henry’s Law 4、气体的溶解度与压力的关系 一般来说，固体与液体的溶解度随压力的变 化不大， 常可忽略其影响。而气体的溶解度
则受压力影响较大。 Henry’s Law pB : 溶液上方气体B的压力 xB、cB、bB :气体的溶解度 Kx, Kc, Kb:亨利常数（与溶 剂、溶质的性质 及温度有关） Henry定律适用于含有非电解质溶质的稀溶液

18 物质称为表面活性剂( Surface Active Agent )
5、表面活性剂的增溶作用 加入少量就能显著降低液体表面张力的 物质称为表面活性剂( Surface Active Agent ) 表面活性剂的结构：含有8个以上碳原子 的双亲基团。 例：十二烷基磺酸钠 C12H25SO3Na SO3- C12H25 亲水基团 憎水基团(亲油基团）

19 油

20 6、过饱和现象

21 7.4 非电解溶液的依数性 Colligative Properties of nonelectrolyte Solutions 1、蒸汽压下降 (Vapor pressure lowering ) 实验表明：当液体中加入非挥发性溶质时， 溶液的蒸汽压要低于纯溶剂的蒸汽压。

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23 甘露醇(B) - 水(A)溶液的蒸汽压下降值(293K)
103 xB Δp=(pA*- pA)/Pa Δp/xB(Pa) 2314 2316 2323 2336 2356 P*(H2O,293K) = 2338Pa 在含有非挥发性非电解质的稀溶液中，蒸 汽压的降低值只与溶剂的性质和溶质的浓度有 关，而与溶质的性质无关。---依数性

24 Raoult’s Law（1886） 在稀薄溶液上方的平衡气相中,溶剂的蒸 汽压等于该温度下纯溶剂的蒸汽压与它在溶 液中的摩尔分数的乘积。 pA* : 在溶液所处的温度下,纯溶剂的蒸汽压 适用于含有非电解质溶质(挥发或不挥发的） 的稀溶液。

25 2、沸点升高 ( Boiling – Point Elevation )
实验和理论都证明： 含有非挥发性非电解质溶质的稀溶液， 其沸点 Tb 要高于纯溶剂的沸点 Tb* 。其升高 值正比于溶质的质量摩尔浓度。 bB : 溶质B的质量摩尔浓度 Kb : 沸点升高常数。只与溶剂的性质有关而 与溶质的性质与数量无关

26 3、凝固点降低 ( Freezing – Point Repression )
当溶液凝固时，若首先析出的是纯溶剂 的固体，则溶液的凝固点 T f 低于纯溶剂的凝 固点 Tf*。 在含有电解质溶质的稀溶液中,凝固点的 降低值正比于溶质的质量摩尔浓度。 Kf : 凝固点下降常数，只与溶剂的性质有关， 而与溶质的性质及数量无关。

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29 4、渗透现象与渗透压(Osmosis and Osmotic pressure)
1748年，法国物理学家J.A.Nollet首次发现 渗透现象 1830年，法国生物学家R.J.Henri Dutrochet 第一次对渗透现象进行半定量研究，并将渗透 现象命名为osmosis 1867年，德国生物化学家M.Traube制出了 真正的半透膜 1877年，德国植物学家W.Pfeffer对蔗糖 的渗透压进行了广泛的定量测定测定 1884年，荷兰植物学家H.M.de Vries研究了 植物的渗透现象

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32 h (Π） Solvent A Solution Osmosis: The solvent enters automatically solution through semi-permeable membrane . Osmotic pressure（Π）: The additional pressure above solution at osmotic equilibrium .

33 Vant Hoff’s equation

34 5、依数性的应用： (1) 测定溶质的分子量 For bB= mol.kg-1 aqueous solution,at 298K Δp = 5.7 × 10-2 Pa = 4.2 × 10-2 mmHg ΔTf = 1.86 × 10-3 K ΔTb = 5.2 × 10-4 K Π= Pa = 18.6 mmHg

35 (2) 反渗透技术 (3) 膜分离技术 6、电解质溶液的依数性和电离学说

36 对稀的电解质溶液 i ：Vant Hoff 系数

37 Arrhenius 电离学说（1887） 当电解质溶于水时便自动地部分离解成 正、负离子。 (2) 在电解质溶液中，离子与未电解的电解质 分子间存在着电离平衡。 (3) 电解质溶液的导电是由离子在电场作用下 的定向迁移和在电极上的反应而形成的。 其导电能力取决于单位体积溶液中离子所 带电荷的数量 Arrhenius 由于电离理论而获1903年Nobel 化学奖

38 7.5 二组分溶液的气液平衡 Vapor – liquid euilibria of two – component solution 1、理想溶液(Ideal solution). 人们从实验中发现，一些结构、性质相近的液 体组成的混合物，在全部浓度范围内都遵守或 近似遵守Raoult定律。 例如：水-重水 同位素化合物 d-樟脑 -- l-樟脑 光学异构体 邻、对、间二甲苯 结构异构体 苯 --甲苯 甲醇--乙醇 紧邻同系物

39 任一组分在全部浓度范围内都遵守Raoult定律
的溶液液称为理想溶液。 p pA* pA= pA*xA pB* pB=pB*xB xB A B

40 2、理想溶液的气液平衡相图 (1) p - x 图 p y0 x0 A xB B

41 p 气相线： 表示气相组成 与系统 压力的关系 L p1 L+G p2 液相线： 表示液相组成和系统 压力的关系 G p3 A xB B p3 p2 p1 G G L

42 p (2) T – x图 T1 T2 T3 p0 A xB B T p=p0 Tb,A T1 T2 T3 Tb,B A xB B

43 p0 T G Td T1 p0 L+G Tb L T2 p0 A xB B Tb:液体开始沸腾的温度
----泡点(bubble point) G T3 露点线(气相线) Td: 气体开始冷凝的温度 ---- 露点（dew point) 泡点线(液相线)

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45 (3) 精馏 (Distillation) B T G L A xB B A

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47 3. 实际溶液的相图 p T=C A xB B

48 (1) 与理想溶液偏差不大 T p L G G L L+G L+G A xB B A xB B

49 (2) 与理想溶液偏差较大 p T L G G L A xB B A xB B

50 第8章 酸碱平衡 Chapter 8 Acid – Base Equilibria 8.1 酸碱质子理论 Proton theory of acid-base ( Broφnsted – Lowry, 1923) 1、酸、碱的定义 凡是能够提供质子(H+)的分子或离子称为酸 凡是能够接受质子（即与质子结合）的 分子或离子称为碱

51 HA H+ + A- HCl H+ + Cl- HAc H+ + Ac- NH H+ + NH3 HCO H+ + CO32- Al(H2O) H+ + [Al(OH)(H2O)5]2+ HA : 酸（质子给予体 proton donor) A- : 碱 （质子接受体 proton acceptor ) A- 称为HA 的共轭碱， HA称为A- 的共轭酸 HA、A- 称为共轭酸碱对( Conjugate pair of acid-base)

52 复习：4.4, 8.1 阅读： [Chemistry] , 15.2 [Chemical Principle] , 10.2 作业：4.13, , 8.1, 8.2 [Chemistry] , 预习：