稀溶液的依数性

1、1 5-25-2稀溶液的依数性稀溶液的依数性一、水的相图一、水的相图问题：问题：下列封闭物系中，哪些物质部分具下列封闭物系中，哪些物质部分具 有完全相同的物有完全相同的物 理和化学性质？理和化学性质？ 各物质部分发生联系的部位？各物质部分发生联系的部位？ 图示：图示： 水的三态水的三态2 1、基本概念、基本概念 相相-系统中任何物理和化学性质完全相同的系统中任何物理和化学性质完全相同的 部分。部分。 特点：特点： A、相间有界面；、相间有界面；B、相间可转化。、相间可转化。 相平衡相平衡 2、水的相图、水的相图 当达到相平衡时，以液体的饱和蒸气压当达到相平衡时，以液体的饱和蒸气压P）为纵坐标，

2、温度）为纵坐标，温度（t t）为横坐标作图，）为横坐标作图， 即可得到液体的相图。即可得到液体的相图。问题：水的相图有何特征？问题：水的相图有何特征？3特征：特征： s区区三个区：三个区： l 区区 g区区 OA线线三条线：三条线： OC 线线三相平衡点：三相平衡点： 0.0090O点：点： 0.6105kPa注意：注意：水的冰点为水的冰点为0， 101.325 kPa 水的相图0.0094 纯溶剂蒸气压纯溶剂蒸气压 1 1、蒸发（或汽化）、蒸发（或汽化） 2 2、凝结（或凝聚）、凝结（或凝聚）二、溶液的蒸汽压下降二、溶液的蒸汽压下降例：例：H2O(l) H2O(g) 始态：始态： 凝聚凝聚

3、蒸发蒸发 平衡态平衡态: 凝聚凝聚= 蒸发蒸发 蒸发蒸发凝聚凝聚51 实验图示实验图示：实验现象：右侧汞柱升高。实验现象：右侧汞柱升高。实验结果：实验结果：液纯水pp定义定义 : 溶液蒸气压下降：溶液蒸气压下降： P=PP6说明说明： P指纯溶剂蒸气压；指纯溶剂蒸气压； P指稀溶液蒸气压。指稀溶液蒸气压。(实指稀溶实指稀溶液液 中溶剂的蒸气压中溶剂的蒸气压) 2、溶液蒸气压下降原因、溶液蒸气压下降原因 加入的溶质与溶剂结合形成溶剂化分加入的溶质与溶剂结合形成溶剂化分 子，束缚了部分高能量溶剂分子逸出液体表子，束缚了部分高能量溶剂分子逸出液体表 面。面。 溶液表面部分地被溶质分子占据，阻碍溶液表

4、面部分地被溶质分子占据，阻碍 了溶剂分子逸出液面。（图示）了溶剂分子逸出液面。（图示）问题：问题： P实指糖水中哪一组份的蒸气压实指糖水中哪一组份的蒸气压7原因分析原因分析 SKP定定T T、K K为特征常数，为特征常数，S-S-液液 体表面积体表面积 而而A分分子占据表面纯A体系,面积溶液中A分子占据的表SS SKP图示：图示：83、 Raoult（拉乌尔）定律（拉乌尔）定律 内容：在一定温度下，难挥发非电解质内容：在一定温度下，难挥发非电解质稀溶液蒸气压下降与溶质的摩尔分数成正稀溶液蒸气压下降与溶质的摩尔分数成正比，而与溶质的本性无关。比，而与溶质的本性无关。 表达式：表达式： 注意：有三

5、种形式。注意：有三种形式。 P= P.XA表达式表达式： P=P P= P .XB P=P P km9 其中：其中：XA =1 - XB说明说明： P纯溶剂蒸气压，为常数纯溶剂蒸气压，为常数(T不不变时变时)。 K蒸气压下降常数，其值为蒸气压下降常数，其值为(P/55.52)。 m质量摩尔浓度。质量摩尔浓度。10三、溶液的沸点升高和凝固点下降三、溶液的沸点升高和凝固点下降 （一）、溶液的沸点升高（一）、溶液的沸点升高 1 实验：实验：加蔗糖沸腾否？沸腾tb沸腾tb继续 问题：问题： 沸腾条件是什么？沸腾条件是什么？ tb与与tb谁大谁大 2 溶液沸点升高的原因溶液沸点升高的原因(由水的相图来解

6、释由水的相图来解释)11P(Pa)T(K)Tb=373.15KTbT*f=273.15KTf冰冰水水溶溶 液液P*=101325PaTfT b溶液的溶液的蒸汽压蒸汽压总是低总是低于溶剂于溶剂为使溶液为使溶液的蒸汽压的蒸汽压与外压相与外压相等，必须等，必须提高温度提高温度所提高的温度所提高的温度就是沸点上升就是沸点上升611abCb/a/12 图示的实验结果：图示的实验结果：定定P，Tb=373.15K时，时，PTb产生产生Tb 3、定量关系：、定量关系：T b= Tb+ TbABBbbbW1000MWKmKT 13 溶液的沸点升高与溶质的质量摩尔浓溶液的沸点升高与溶质的质量摩尔浓 度成正比，而

7、与溶质的本性（或种度成正比，而与溶质的本性（或种 类）无关。类）无关。注意事项注意事项 该公式仅适用于该公式仅适用于“难挥发非电解质难挥发非电解质”。 kb为沸点上升常数，其值只与溶剂的性为沸点上升常数，其值只与溶剂的性 质（或种类）有关。质（或种类）有关。 对水溶液：对水溶液： kb=0.512(Kkgmol1)144、应用、应用 计算溶液的沸点和测定溶质的分子量。计算溶液的沸点和测定溶质的分子量。C0.521001000180180.52W1000MWKTABBbb例例1 ： 100g水中含水中含C6H12O618g，求溶液在标，求溶液在标 准压力时的沸点准压力时的沸点Tb。 解：先求解：

8、先求C100.520.52100TTTbbb15（二）、溶液的凝固点下降（二）、溶液的凝固点下降 1 定义溶液凝固点下降定义溶液凝固点下降 指溶液的凝固点总是低于纯溶剂的凝固指溶液的凝固点总是低于纯溶剂的凝固点的现象。用点的现象。用tf表示。表示。 tf=tftf 其中：其中： tf溶液的凝固点。溶液的凝固点。 tf纯溶剂的凝固点。纯溶剂的凝固点。 2、凝固点下降的原因、凝固点下降的原因 其原因也可由水的相图来解释。其原因也可由水的相图来解释。16P(Pa)T(K)T*b=373.15KTbTf=273.15KTf冰冰水水溶溶 液液P*=101325PaTfT b溶液的蒸溶液的蒸汽压总是汽压总

9、是低于溶剂低于溶剂为使溶液的蒸气为使溶液的蒸气压与固相的相同压与固相的相同必须降低温度必须降低温度 所降低的温度所降低的温度就是凝固点下降就是凝固点下降611abCb/a/17fT 即有即有 图示的实验结果图示的实验结果： 定定P，Tf =273.15 时纯水结冰时时纯水结冰时,而溶液不结冰而溶液不结冰,当当 Tf 下降至下降至Tf时，溶液结冰时，溶液结冰 产生产生Tf mHAC m糖糖 ， mB越大，越大， Tf越低。越低。 凝固点由高到低的顺序是凝固点由高到低的顺序是(1)(2)(3)例例2：下列溶液凝固点的高低顺序：下列溶液凝固点的高低顺序： 0.1mol.kg-1糖的水溶液糖的水溶液;

10、 0.1mol.kg-1醋酸的水溶液；醋酸的水溶液； 0.1mol.kg-1氯化钠的水溶液；氯化钠的水溶液；21 例例3、 2.6 g 尿素尿素CO(NH2)2溶于溶于50.0g水中，水中， 求在标准大气压时的凝固点。求在标准大气压时的凝固点。 已知：已知：kf=1.86 ， MB=60.0g/mol.解：由公式解：由公式 1.61(K)50.0100060.02.61.86W1000MWktABBff tf = tf tf =273.15-1.61=271.54K22 讨论：讨论： 条件条件 体系温度体系温度 0.01， 压力压力 0.500KPa 问题问题 冰是融化或生成更多冰是融化或生成

11、更多 冰？冰？ 解答：解答：0.01时时 P（冰）（冰）=0.61KPa ， 0.01时时 P（液）（液）=0.50KPa ， P（冰）（冰）P(液）液） 即：冰的蒸气压对于溶液是过饱和态即：冰的蒸气压对于溶液是过饱和态 冰应融化。冰应融化。 23 四四 溶液的渗透压溶液的渗透压半透膜半透膜仅允许溶剂分子而不允许溶仅允许溶剂分子而不允许溶 质分子通过的薄膜。质分子通过的薄膜。1 实验图示实验图示：点击此处观看实验演示点击此处观看实验演示 实验结果：实验结果： 糖水液面上升糖水液面上升定义渗透压作用。定义渗透压作用。 液面升至液面升至 则停止则停止定义渗压定义渗压。h原因：原因： 引致引致 P2

12、4 2、发生渗透作用的条件、发生渗透作用的条件 条件条件 要有半透膜存在。要有半透膜存在。 半透膜两侧液体要存在浓度差。半透膜两侧液体要存在浓度差。 等渗溶液等渗溶液 高渗溶液高渗溶液 低渗溶液低渗溶液 3、定量关系、定量关系25范特霍夫范特霍夫(Vant Hoff)定律：定律： 内容：非电解质稀溶液的渗透压与溶液的内容：非电解质稀溶液的渗透压与溶液的浓度和温度成正比，而与溶质的本性无关。浓度和温度成正比，而与溶质的本性无关。 表达式：表达式： = cB RT mB RT 注意：注意： 渗透压渗透压(kPa) cB摩尔浓度摩尔浓度(mol/L)； mB质量摩尔浓度质量摩尔浓度(mol/kg)

13、R气体常数气体常数(取值取值8.314) 4、应用、应用26例例4：在在293K时，将时，将1.00g血红素溶于适量血红素溶于适量的水中，配成的水中，配成100ml溶液，此溶液的渗透溶液，此溶液的渗透压为压为0.366KPa，求：，求：溶液的浓度；溶液的浓度；血血红素的分子量。红素的分子量。解：已知解：已知0.10(l),V1.00(g),W,0.366(KPa)B )Kmoll8.314(KPaR293(K),T11 TRc 则则TRc 27)l(mol101.502938.3140.366c14B RTMWnRTVBB RTVWMBB 则则)mol(g106.72938.3140.100.

14、3661.00M14B 又又 则其分子量为：则其分子量为：6.7104 gmolmol-1-1 溶液的浓度为溶液的浓度为1.5010-4mol.l-128例例5 5、测得人体血液的凝固点下降值为测得人体血液的凝固点下降值为0.56K，求人在体温为求人在体温为310K时血液的渗透压。时血液的渗透压。 解：解：已知：已知：776(kPa)3108.3141.860.56所以 ffKt由m TRKtTRmff 则310(K)T0.56(K),t1.86,Kff 29 解：解： 根据根据 =cBRT 有：有： 775 = cB 8.314 310 cB = (775/8.314310) =0.3 (mol.L-1) 或或: cB = 0.3180 = 54 (g.L -1)例例6 6：3737时时, ,血液的渗透压为血液的渗透压为775kPa775kPa。 问与血液具有相同渗透压的葡萄糖问与血液具有相同渗透压的葡萄糖 (C(C6 6H H1212O O6 6) )静脉注射液的浓度静脉注射液的浓度(g(g. .L L-1-1) )或或 %=%=？（d=1g/ml）305.4