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相關課程
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- 化學家的大部分工作
- 都涉及到用某種方法把東西混一起
- 所以我想這是個介紹一些
- 關於混合物的專業術語和概念的
- 大好時機
- 混合物
- 特別地 我會講到
- 均相或均勻的混合物
- 均相指的是物質很均勻
- 也可能是初始狀態是均勻的
- 均相混合物 你可能會問
- 均相是什麽意思？
- 它表示始終如一的
- 也就是混合物自身裏面
- 沒有什麽不同
- 而它最常見的相關詞或者是例子
- 就是均相牛奶
- 我不知道你們有沒有機會
- 直接擠過牛奶或者羊奶
- 如果有 你會很快發現
- 脂肪
- 乳脂和非乳脂
- 會迅速分開
- 所以若這是合格的新鮮原始的奶
- 那麽上面會浮現一層油脂
- 而下面這些東西
- 會更像液體
- 均相牛奶的不同是
- 它保證了其中的脂肪
- 均勻地分散在奶裏面
- 這就是爲什麽
- 你在本地的乳制品店
- 買到的均勻的奶
- 整個都是好喝又油滑的
- 而且你不會發現…
- 我猜有些人會喜歡
- 但是你不會發現上面這層發光的脂肪
- 喝起來更油滑
- 這就是均相的意思
- 那麽均相混合物就是各部分相同
- 整體均一不變
- 現在 進一步劃分
- 根據分散在混合物裏面的
- 粒子的大小
- 如果目前
- 粒子直徑超過500nm(奈米)
- 可能聽起來很大
- 但其實沒有很大
- 因爲1奈米相當於十億分之一米
- 如果我們把這粒子分散在…
- 假設是 水
- 但其實不一定要是流體
- 更不一定是水
- 而粒子大於500nm
- 那麽我們面對的就是懸濁液
- 懸濁液
- 而懸濁液的
- 一個常用特征是
- 無論裏面懸浮或者混合了什麽
- 假設這兒有一懸浮液
- 假設是水
- 只是因爲容易想象
- 然後這裡有些大粒子
- 它們會在水裏
- 待一會兒 但最終
- 它們會沈澱到容器底部
- 或者有時候 它們會浮在上面
- 取決於它們是不是更重
- 或者取決於它們所受的浮力
- 它們不是浮上面就是沈到底
- 爲了把它變回懸濁液
- 你只好搖瓶子
- 關於這個我想到兩個例子
- 一個是油漆 對吧？
- 在你刷牆之前
- 你要確定罐子是不是被搖勻了
- 不然 你的牆會變一件不均勻的大衣
- 另一個例子 我的最愛
- 巧克力奶
- 因爲你把它混勻之後
- 它會不錯而且看起來很均勻 對嗎？
- 它確實不錯 而我這兒還真有牛奶
- 那麽剛剛攪拌好的時候
- 這些巧克力一塊塊分散開
- 至少我弄的時候它是這樣的
- 但如果你無所事事很久
- 最後全部巧克力都會聚集到
- 杯底
- 實際上 是一部分
- 我見過
- 糖都沈底
- 而有些小塊在面上
- 不過你懂的 混合物會隔離
- 而那是因爲油漆或巧克力奶
- 裏面的粒子
- 大於500nm
- 現在 我們來到
- 更小的範圍
- 如果是
- 2nm至500nm
- 那這就是膠體
- 這個詞 我記得是初中一年級
- 我想你們在科學課上學過：膠體
- 那時我和我朋友
- 我們覺得它更適合
- 用於腸胃問題
- 但它不是腸胃病
- 它是均相混合物的一類
- 而且它是指粒子小得可以
- 保持分散均勻的一種混合物
- 所以或許人們可以稱它爲
- 更棒的懸濁液 或者永恒的懸濁液
- 那這兒的分子…
- 假設這是我的混合物
- 水 假設是水
- 也沒有一定要是水啦
- 也可以是空氣或者別的
- 現在這裡的分子很小
- 可以保持分散均勻
- 那麽這裡的作用力 浮力或者…
- 其實更重要的是
- 顆粒間的作用力
- 而分子間作用力有
- 比這些粒子從上或從下離開溶液
- 更顯強烈的趨勢
- 接下來是常見的例子
- 嗯… 我常常想起來這個
- 對我而言 這膠體就是吉露
- 吉露是品牌名字
- 但果子凍(明膠)是膠體
- 果子凍分子溶在…
- 你加水把果子凍粉溶解
- 你加水把果子凍粉溶解
- 然後你把它放在冷凍機裏一輩子
- 它都絕對不會沈澱出來
- 另一個例子 霧
- 霧 就是水分子混在空氣裏
- 然後還有煙
- 霧和煙 都是浮質
- 霧是空氣中有液體顆粒
- 煙是空氣中有固體顆粒
- 煙是由一些漂浮在空氣中的
- 汙染粒子形成的
- 而它們永遠不會從空氣中隔離出來
- 它們很小
- 所以可以一直漂浮於空中
- 現在 如果來到2nm以下
- 或許我要擦掉我的均相奶
- 如果在2nm以下
- 我在黑板上畫一下
- 如果你的粒子少於2nm
- 那麽你就到達了溶液的王國
- 盡管這在日常生活中
- 是非常有趣的 很多東西…
- 這是個你在家可以思考的有趣事情
- 或者偶遇某物體的時候
- 這是懸濁液嗎？
- 噢 首先 你應該想這是均相嗎？
- 然後 這是個懸濁液嗎？
- 它會不會最終變得不像它現在的狀態
- 我不得不去搖勻它呢？ 或者它是膠體嗎？
- 它會一直這樣完好濃稠
- 就像吉露 或霧 或煙
- 它們永遠會維持在
- 當前的狀態
- 或者它是溶液？
- 而溶液或許是化學裏最重要的了
- 雖然大家也會講到膠體或懸濁液
- 但化學當中我們99%的話題
- 都有關溶液
- 而一般 它都是水溶液
- 也就是把東西溶到水裏
- 所以有時候你會看到這樣的東西
- 會看到一個反應中化合物x
- 旁邊寫著 aq
- 這表示x溶解在水裏
- 它是溶質 而水是溶劑
- 因此其實… 我把專業術語放這兒好了
- 因爲我剛剛用過
- 溶質
- 它通常是溶液中
- 含量少的東西
- 被溶解的物質
- 然後是 溶劑
- 通常是水 或者是
- 含量多的東西
- 或者你可以想象它是包圍四周的東西
- 或者是溶解別人的東西
- 溶解別人的物質
- 舉個例子 可以是
- 氯化鈉的水溶液(NaCl,aq)
- aq表示它在水裏
- 現在的狀況是
- 鈉離子和氯離子會分開
- 而鈉是帶正電的(Na+)
- 氯是帶負電的(Cl-)
- 因爲氯帶走了鈉的一個電子
- 不過放在水裏的時候
- ――記住 是水
- 有很多氫和氧
- 我講過幾百萬次了
- 氫(H) 和氧(O)
- 這端是帶部分正電的正極板
- 這端是負極板
- 而這些大一點的…
- 啊 鈉離子會
- 和氯分開
- 然後被水的氧這端吸引
- 而氯咧 這個陰離子
- 會被水的氫這端吸引
- 這就是它能溶解的原理
- 因爲離子帶電荷
- 它們喜歡混在水裏
- 這個有氫 或者說有正負電極的地方
- 呐 氯(Cl) 畫在這裡
- 它帶著一個負電荷在這邊
- 所以這可能是
- 最最重要的知識點了
- 現在你有2nm的概念了吧
- 還是挺大的
- 它可是一些分子…
- 呃 很多原子都可以
- 想象一個大一點的原子
- 铯(Cs) 最大的…
- 至少是你可能碰見的最大的原子
- 有更大的―― 铯大概是2.6?(埃)
- 1?相當於0.1nm
- 所以這是0.26nm
- 那麽 比方說 如果你想讓一種分子
- 使得得到的不是溶液
- 而是膠體
- 啊 我們這裡講的是三維立體的
- 立體情況下
- 直徑2nm的空間裏面
- 其實能塞很多個铯原子了
- 铯其實在空間不是這樣排列的
- 不過我想你懂我的意思
- 這個規模 嗯…
- 大概就是20到30個原子
- 其實也可以更多
- 特別是你的原子很小 比如氫原子
- 那下個問題是：你怎麽測出這些東西？
- 有很多不同的方法
- 來測量濃度
- 我們其實已經用過一種了
- 莫耳分數
- 就是溶質的物質的量除以
- 整個溶液的物質的量
- 或者說溶質加溶劑的物質的量
- 當我們算出了各部分分壓
- 就可以算這個了
- 因爲爲了算出
- 物質的分壓
- 就要算出整體壓力
- 然後你可以求某物的莫耳分數…
- 例如 混合物裏的氧(O)?
- 然後你把它乘上分壓
- 就可以得到它的莫耳分數了
- 接下來 在化學裏不斷出現的是…
- 有兩個詞長得很像
- 容易混淆
- 就是 物質的量濃度 跟品德有點像
- 只要有天我充分弄明白了
- 我會專門做一個影片
- 還有克分子溶度
- 物質的量濃度 聽起來像對的
- 它跟品德真的很像
- 它裏面還有“molar”
- 直覺上比“molal”更親切
- 但在我心中物質的量濃度不是一個好的量
- 因爲它要用溶解進去的
- 溶質的物質的量
- 除以溶液的體積升
- 而我不太喜歡它是因爲…
- 然後你會發現克分子溶度其實
- 至少我覺得 更好用
- 但我不喜歡這個是因爲
- 溶液的體積不是不變的
- 它會變 對吧？
- 我們早就很熟悉這點了
- pV=nRT（理想氣體物態方程）
- 體積V 單位是升L
- 它會隨著壓力和溫度改變
- 所以同樣的溶液中物質的量濃度
- 會隨著壓力和溫度變化
- 比如你拿一瓶溶液
- 跑到丹佛或者死谷
- 它的物質的量濃度會不同
- 因此 對我而言 這不是個太滿意的
- 濃度的物理量
- 然而 克分子溶度是溶質的…
- 兩個量的分子都必須是
- 當中的溶質體子數目
- 粒子的數目
- 除以溶劑的質量
- 或者說溶解的東西的千克數
- 而這個更好的原因是
- 無論你去哪裏
- 無論是天涯還是海角
- 莫耳數都不會變
- 上面這裡的也不會變
- 但質量也不會變
- 呐 壓力和體積
- 還有溫度 可能會變
- 但質量不會
- 除非你又加了些溶劑
- 所以我覺得這個更好
- 然後我要留個小作業
- 希望你們誰能想出個好點子來記住
- 物質的量濃度和克分子溶度的區別
- 因爲 說實在的 我想這是個最…
- 也不是很難
- 它們都是簡單的定義
- 但我想很多人會不懂
- 尤其是一兩年沒上過化學課
- 如果有人問 噢 物質的量濃度
- 和克分子溶度有什麽不同？ 你可能會說 呃…
- 就是體積和質量的不同
- 不過我忘記哪個是哪個了
- 所以我留給你們去想個好方法
- 來記憶這二者的區別
- 下集見
初次見面
好像又更了解你一點了
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