单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,基 础 化 学,华中科技大学 化 学 与 化 工 学 院,胡永祥,第一章 绪 论,(Introduction),主要内容,第一节 基础化学课程的地位和作用,第二节 我国的法定计量单位,第三节 有效数字,第四节 量纲分析,第五节 溶液的组成标度,目的要求,了解化学的研究对象、地位和作用,了解我国法定单位制、熟悉,SI,单位的 组成方法,掌握物质的量、物质的量浓度,熟悉质量摩尔浓度、摩尔分数的概念,熟练计算物质的各种组成标度,主要内容,第一节 基础化学课程的地位和作用,第二节 我国的法定计量单位,第五节 溶液的组成标度,*,本章小结,参考文献,第一节 基础化学课程的地位和作用,一、化学是一门中心,科学,(central Science),1.化学的研究对象和内容,2.化学科学发展概况,古代和中古时期,近代化学时期,现代化学时期,炼丹术中很重要的一种方法就是“火法炼丹”。它直接与火药的发明有关系。所谓“火法炼丹”大约是一种无水的加热方法，晋代葛洪在“抱朴子”中对火法有所记载，火法大致包括：煅（长时间高温加热）、炼（干燥物质的加热）、灸（局部烘烤）、熔（熔化）、抽（蒸馏）、飞（又叫升，就是升华）、优（加热使物质变性）。这些方法都是最基本的化学方法，这也是炼丹术这种愚昧的职业能够产生发明的基础。,古代和中古时期,铜炼丹炉,第一节 基础化学课程的地位和作用,本草纲目炼轻粉（Hg,2,Cl,2,）,升炼轻粉法：用水银一两、白矾二两、食盐一两，同研，不见星。铺于器内，以小乌盆覆之。筛灶灰，盐水和，封固盆口，以炭打二柱香。取开，则粉升于盒上面。其白如雪，轻盈可爱。一两汞可升粉八钱。,化学反应式为：,戥子,铁药碾,铜杵臼,12Hg+4KAl(SO4)2+12NaCl+3O2 2K2SO4+6Na2SO4+2Al2O3+6Hg2Cl2,第一节 基础化学课程的地位和作用,第一节 基础化学课程的地位和作用,炼金术虽然是古人企图“点石成金”或炼制“长生不老”药物的方术，然而都也是以古代物质理论和古代化学工艺知识相结合而形成的“类化学实验”活动，从而也积累了相当丰富的化学知识，并成为近代科学化学产生的前躯或基础，例如，现代的“化学”（Chemistry）一词就是由“炼金术”（alchemy）一词演化而。,第一节 基础化学课程的地位和作用,公元7世纪，中国炼丹术西传至阿拉伯，8世纪开始传入欧洲，并同西方炼金术结合在一起逐步发展成为近代化学，直至现代化学科学。因此可以说，中国不仅是炼金术的发源地，而且也是整个化学的发源地。著名科学史家李约瑟说，中国是“整个化学最重要的根源之一”，“化学是地地道道从中国传出去的”,现代钢铁厂的三座高炉,第一节 基础化学课程的地位和作用,3.化学与其他学科的关系,第一节 基础化学课程的地位和作用,二.化学与医学的关系,化学与医学的关系密切,（,1,）体内的化学反应,（,2,）临床检验,（,3,）药物提取和合成,（,4,）药理化学,（,5,）环境化学,2.,现代医学的发展得益于现代化学的发展成果,第一节 基础化学课程的地位和作用,三、怎样学好基础化学,预习 初步了解课程内容，发现问题,带着问题听课，有的放矢；,听课 基本理解课程内容，提高逻辑,思维能力；,实验和作业 加深课程内容的理解并,熟练应用,复习和答疑 加深记忆和理解,笔 记,1.自学笔记：,定义、概念和公式,2.课堂笔记：,自学记录补充,3.整理笔记：,看参考书，做练习。,第一节 基础化学课程的地位和作用,第二节 我国的法定计量单位,一、什么是国际单位制,1960年,第11届,国际计量大会,CGPM将以,米、千克、秒、安培、开尔文、坎德拉,这六个基本单 位为基础的单位制命名为“国际单位制”，用符号“SI”表示。,1971年,第14届CGPM又决定增加第 7 个基本单位,摩尔(mole),。,第二节 我国的法定计量单位,二、国际单位制的构成,SI,基本单位,*,SI,导出单位,*,SI,词头,*,三、我国的法定计量单位,*,第三节 有效数字,有效数字的概念,有效数字,(significant figure),是既能表达数值大小,又能表明测量值准确程度的数字表示方法,它包括测得的全部准确数字和一位可疑数字，可疑数字的误差为,1,。,25,26,?,第三节 有效数字,有效数字的概念,在有效数字的表示中，,0,9,这,10,个数字，只有“,0”,作为定位时是非有效数字。,例如溶液体积,20.50,mL,=,0.02050,L,，后者在在数字“,2”,之前的“,0”,只起定位作用，不是有效数字。,0.02050,有四位有效数字。,第三节 有效数字,为了准确表述有效数字，需要使用科学计数法（scientific notation）。,科学计数法用一位整数、若干位小数和10的幂次表示有效数字。,如4.210,3,(两位有效数字)，4.2010,3,(三位有效数字),4.20010,3,(四位有效数字)。,第三节 有效数字,表示倍率、分率的数，凡定义给定的值、国际协议的值等，不带有误差者，称为准确值（exact number），不受有效数字位数限制。,例如 以 Na,2,CO,3,为基本单元，摩尔质量,M,(Na,2,CO,3,)=(106.02)gmol,-1,，此处2是自然数。,一般计算时也不考虑相对原子质量等常数的有效数字位数。,第三节 有效数字,化学中常见的以对数表示的pH、p,K,及lg,c,等,其有效数字的位数,仅取决于小数部分的位数,因为整数部分只与其对应真数中的10的方次有关。如pH=10.20有两位有效数字，与表示成 H,3,O,+,=6.310,-11,molL,-1,一致。,第三节 有效数字,有效数字及其运算规则,修约,当实验测定值和计算值的有效位数确定之后，要对它后面的多余的数字进行取舍，这一过程称为修约（,rounding,），通常按“四舍六入五留双”规则进行处理。,当约去数为,4,时舍弃，为,6,时则进位；当约去数为,5,而后面无其它数字时，若保留数是偶数,(,包括,0),则舍去,是奇数则进位,使修约后的最后一位数字为偶数。,第三节 有效数字,加减运算,加减运算所得结果的有效数字位数以参加运算各数字中精度最低，即小数点后位数最少的数为准。例如,0.5362+0.25,，和为,0.79,。,乘除运算,乘除运算所得结果的有效数字位数以参加运算各数字中相对误差最大,即有效数字位数最少的数为准。例如,0.0121 25.64,积为,0.310,。,第三节 有效数字,例：,计算21.64 mL,0.2463 mol/L A溶液中溶质物质的量。,解：,0.2463 mol/L21.64 mL=5.340 mmol,21.6,4,0.246,3,6492,1298,4,865,6,432,8,5.33,9932,第四节 量纲分析,量纲分析(dimensional analysis),化学计算的方程式往往是量的方程式，表示物理量之间的关系。,量可以定量地表示为量的数值和量的单位的乘积：,A,=,A,A,式中，,A,为物理量的符号，,A,为单位的符号，,A,是以单位,A,表示量,A,的数值。,量方程式计算的每一个步骤中物理量数据都应该带单位。这些单位在计算时或保留、或相乘、或相除、或“抵消”，称为量纲分析。,第四节 量纲分析,换算因子(conversion factor),量纲分析的关键是换算因子的运用。换算因子是分子和分母表示具有不同单位的同一物理量的分数形式。例如液体体积的换算，,1 L=1000 mL，所以换算因子是：,1 L/1000 mL,和,1000 mL/1 L,另外，相关联的不同物理量之间的相互换算也可作换算因子处理，例如，由密度相关联，溶液的质量和体积可以相互换算。,第五节 分散系统与混合物的组成标度,一、分散系统及分类,分散系（dispersed,system）：一种或数种物质分散在另一种物质中所形成的系统,分散相（dispersed phase）：被分散的物质,介质 介质 介质,介质 介质,介质 分散相 介质,介质 介质,介质 介质 介质,第五节 分散系统与混合物的组成标度,分散介质（dispersed medium,）：容纳分散相的连续介质,相：指体系中物理性质和化学性质完全相同 的均匀部分,界面：相与相之间的接触面。,第五节 分散系统与混合物的组成标度,分散相粒子大小(直径),性质,分散相,1nm,分子(离子)分散系,真溶液,均相，热力学稳定系统,扩散快，透滤纸和半透膜,均相,1,100nm,胶,体,分,散,系,高分子溶液,均相，热力学稳定系统,扩散 慢，透滤纸不透半透膜,溶胶,非均相，热力学不稳定系统,扩散慢，透滤纸不透半透膜,非均相,缔合胶体,均相，热力学稳定系统,扩散慢，透滤纸不透半透膜,100nm,粗粒分 乳状液,散系 悬浮液,非均，热力学不稳定系统,不透滤纸和不透半透膜,第五节 分散系统与混合物的组成标度,（一）物质的量,（amount of substance）,意义:表示物质数量的基本物理量,符号:,n,B,单位:摩尔,(mole,简写,mol),摩尔的定义：是一系统的物质的量，该系统中所包含的基本单元,(elementary entity),数与,0.012kg,碳,12,的原子数目相等。,二、,混合物的组成标度,说明:,物质的量是整体的名词,不可分开使用。,只要系统中所含基本单元数与,12,C（0.012kg）,的原子数相等，则此即为,1mol,该物质。,使用时应指明,基本单元,（原子、分子、离子、电子或它们的特定组合）。,某物质的物质的量,n,B,，摩尔质量,M,B,，质量,m,B,之关系是：,n,B,=,m,B,/,M,B,第五节 分散系统与混合物的组成标度,例1,49g H,2,SO,4,和,49g,(,1/2H,2,SO,4,),的物质,的量各为多少？,解:,第五节 分散系统与混合物的组成标度,（二）物质的量浓度,c,B,(,简称浓度,),（amount-of-substance concentration）,定义,:,物质,B,的物质的量,n,B,除以混合物的体,积。,单位,:,molL,-1,m molL,-1,说明：使用单位摩尔时须指明基本单元,。,第五节 分散系统与混合物的组成标度,世界卫生组织提议凡是已知相对分子质,量的物质在体液内的含量均应用物质的,量浓度表示。对于未知其相对分子质量,的物质B则可用,质量浓度,B,表示。,质量浓度,B,(mass concentration),定义：溶质B的质量,m,B,除以溶液的体积V。,B,=,m,B,/,V,单位：kgL,-1,或mgL,-1,等。,注意:体积的单位必须用L表示。,例1,正常人血浆中每100ml含Na,+,326mg、HCO,3,-,164.7mg、Ca,2+,10mg，它们的物质的量浓度,(单位mmolL,-1,)各为多少？,解：,第五节 分散系统与混合物的组成标度,（三）质量摩尔浓度,（molality）,和摩尔分,数,（mole fraction）,1.质量摩尔浓度,定义:溶质B的物质的量除以溶剂的质量。,单位:,molkg,-1,第五节 分散系统与混合物的组成标度,2.摩尔分数,定义:B的物质的量与混合物物质的量之比,对二元组分：,单位:,1,第五节 分散系统与混合物的组成标度,一、国际单位制的构成,1、SI基本单位（七个）,2、SI导出单位,例如：J、Pa、V,3、SI单位的倍数单位,例如：dm、cm、mm、nm,米、千克、秒、安培、开尔文、坎德拉、摩尔,小 结,组成标度,关系式,单位,注意事项,物质的量,n,B,n,B,=m,B,/,M,B,mol,基本单元要指明,物质的量浓度,c,B,c,B,=n,B,/,V,molL,-1,基本单元要指明,质量浓度,B,B,m,B,/,V,kgL,-1,gL,-1,体积必须用L表示,质量摩尔浓度,b,B,b,