稀溶液中的两个定律演示文稿

稀溶液中的两个定律演示文稿当前1页，总共54页。稀溶液中的两个定律当前2页，总共54页。1、Raoult定律（Raoult’sLaw）“定温下，在稀溶液中，溶剂的蒸气压等于纯溶剂的蒸气压乘以溶液中溶剂的摩尔分数”xA溶剂A的摩尔分数p*A纯物质A的饱和蒸汽压pA气相混合物中A的分压适用条件：稀溶液(xA1)

非挥发性,非电解质溶质在计算溶剂的物质的量时,摩尔质量只算未缔合或离解的部分.当前3页，总共54页。“向稀溶液中加入非挥发性的溶质，溶剂的蒸气压降低”温度T一定时，液体与其自身的蒸气达到平衡时的饱和蒸气压就是液体的蒸气压。当前4页，总共54页。1)解释溶剂的沸点升高当前5页，总共54页。2）解释溶剂的凝固点降低溶剂凝固点下降示意图外压恒定固体纯溶剂液体纯溶剂加入非挥发溶质后，溶剂蒸汽压曲线应用举例:防冻液当前6页，总共54页。

“定温下，在稀溶液中，挥发性溶质（气体）的溶解度与该气体的平衡分压成正比”亨利常数K=f(T,p)2、Henry定律当前7页，总共54页。(1)溶质在气相和液相中的分子形态应相同.若溶质在液相中有少量的缔合或离解,则溶质的浓度只算未缔合或离解的部分.(2)在压力不大时,对含有多种溶质的溶液,Henry定律分别适用于每一种溶质(但每种溶质的亨利常数是不同的)(3)若气相压力较高fB:溶质B的蒸汽的逸度适用条件：当前8页，总共54页。拉乌尔定律和亨利定律1.拉乌尔定律(Roault)2.亨利定律(Henry)亨利常数K=f(T,p)当前9页，总共54页。

在理想液体混合物中，同种分子之间与异种分子之间的作用力是相同的,分子的大小是相近的。§4.7理想液态混合物例如：水重水

d-樟脑

l-樟脑邻、对、间二甲苯苯甲苯甲醇乙醇同位素化合物光学异构体结构异构体紧邻同系物1.定义：当前10页，总共54页。

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。AB==xB01理想液态混合物蒸气压与组成的关系pp当前11页，总共54页。

苯(A)和甲苯(B)的混合物可看作理想液态混合物。20℃时它们的饱和蒸气压分别为9.96kPa和2.97kPa。试计算

(1)xA=0.200时，溶液中苯和甲苯的分压和蒸气总压；

(2)当蒸气的yA=0.200时，液相的xA和蒸气总压。解:(1)应用拉乌尔定律pA=pA*xA=9.96×0.200=1.99kPapB=pB*

xB=2.97×0.800=2.38kPap=pA+pB=1.99+2.38=4.37kPa(2)由分压定律yi=pi/p

yA=0.200=pA/p

=pA*xA/[pA*xA+pB*(1–xA)]解得xA=0.0694，xB=0.9306，p=pA+pB=3.46kPa例1当前12页，总共54页。例2在273K和pθ下，1升水能溶解4.9×10-4molO2，2.35×10-4molN2。同T,p下，1升水能溶解空气的量为多少？根据亨利定律pB=KB,m

mBpθ(O2)=KB,m(O2)4.9×10-4,pθ(N2)=KB,m(N2)2.35×10-4

得KB,m(O2)=

pθ/4.9×10-4KB,m(N2)=pθ/2.35×10-4解：KB,m(O2)=

pθ/4.9×10-4,KB,m(N2)=pθ/2.35×10-4空气中氧气分压为0.21pθ，氮气分压为0.78pθ0.21pθ=KB,m(O2)m(O2)0.78pθ=KB,m(N2)m(N2)m(O2)=1.03×10-4mol·kg-1

m(N2)=1.85×10-4mol·kg-1故1升水(1kg)能溶解空气的量为2.88×10-4mol空气被溶解后，各气体的分压

当前13页，总共54页。

气液平衡条件：当xB=1时为纯物质B,平衡时有2.理想液态混合物中任一组分的化学势可以证明:混合物时理想液态混合物的热力学定义:pB=pB*xB当前14页，总共54页。偏摩尔性质(1)偏摩尔体积两边等T对压力求导3.理想液态混合物的通性当前15页，总共54页。(2)偏摩尔焓（可由Gibbs-Helmholtz公式证明）当前16页，总共54页。混合性质等T，p（2）混合焓（3）混合熵（1）混合体积因为xB<1两边等p对T求导当前17页，总共54页。（4）混合Gibbs自由能因为xB<1当前18页，总共54页。理想混合物的热力学性质(T，p)（2）混合焓（1）混合体积（3）混合熵（4）混合Gibbs自由能当前19页，总共54页。

海水中含有大量盐，298K,蒸汽压为0.306kPa，纯水的饱和蒸汽压0.3167kPa,求从海水中取1mol水需最小非体积功？Gm=W’Gm

=（纯水）-（海水）=*-（*+RTlnx水

）

=-RTlnx水

解：1mol纯水1mol海水例3=-8.314×298×ln（0.306/0.3167）=82.26J/mol混合的逆向行为当前20页，总共54页。§4.8理想稀溶液当前21页，总共54页。1.定义

在一定的温度和压力下，在一定的浓度范围内，溶剂遵守Raoult定律，溶质遵守Henry定律2.溶剂的化学势溶剂遵守Raoult定律3.溶质的化学势溶质遵守Henry定律§4.8理想稀溶液当前22页，总共54页。当前23页，总共54页。溶质的化学势假想的标准态（温度T,压力P,xB=1,mB=1,cB=1)当前24页，总共54页。1.蒸气压下降2.凝固点降低3.沸点升高4.渗透压溶质的粒子--分子、离子、大分子或胶粒§4.9稀溶液的依数性非挥发性溶质的稀溶液当前25页，总共54页。1.蒸气压下降当前26页，总共54页。2.凝固点降低Freezing-pointdepression相平衡,溶剂：A(l)=A*(s)

A*(l)+RTlnxA=A*(s)溶剂(l)

溶剂(s)纯溶剂：Tf溶液(l)溶剂(s)Tf稀溶液：两边等压对T求导：融化当前27页，总共54页。(适用于不挥发性溶质稀溶液精确求Tf)若fusHm为常数,积分Gibbs-Helmholtz方程当前28页，总共54页。（Kf凝固点下降常数）数学上：当前29页，总共54页。同法可证明沸点升高适用于不挥发性溶质稀溶液，精确求Tb（Kb沸点升高常数）3.沸点升高boiling-pointelevation当前30页，总共54页。当前31页，总共54页。纯溶剂稀溶液半透膜4.渗透压（osmoticpressure）

半透膜只允许溶剂分子通过当前32页，总共54页。纯溶剂

A(l)稀溶液中溶剂A(sln)=A*(l)+RTlnxA

4.渗透压平衡时：

A(l)=A(sln)半透膜当前33页，总共54页。

渗透压，阻止水分子渗透必须外加的最小压力

若外加压力大于渗透压，水分子向纯水方渗透，称为反渗透，可用于海水淡化，污水处理等。当前34页，总共54页。稀溶液的依数性1.蒸气压下降2.凝固点下降3.沸点升高4.渗透压溶质的粒子--分子、离子、大分子或胶粒当前35页，总共54页。1.有四杯含相同质量不同溶质的水溶液(稀)，分别测定其沸点，沸点升得最高的是（）(A)Al2(SO4)3(B)MgSO4

(C)K2SO4(D)C6H5SO3H解：ΔTb=KbmB

C

选择题1.比较摩尔质量

2.比较电离出的粒子数5232342120.3135158当前36页，总共54页。2.298时有一仅能透过水的半透膜，将0.01和0.001mol·dm-3的蔗糖溶液分开，欲使该系统达平衡需在0.01mol·dm-3溶液上方施加压力______22.3kPa

解：根据稀溶液的依数性=cRT

，

1=c1RT

，2=c2RT

，则Δ

=ΔcRT=(0.01-0.001)

×103×RT=22.3103PaR=8.314Pa·m3/(mol·K)当前37页，总共54页。3在温度一定时，纯液体A的饱和蒸气压为pA*，化学势A*。并且已知在标准压力下的凝固点为Tf*。当A中溶入少量溶质而形成稀溶液时，上述三物理量分别为pA,

A,Tf则()(A)pA*<pAA*<ATf*<Tf(B)pA*>pAA*<ATf*<Tf(C)pA*<pAA*<ATf*>Tf

(D)

pA*>pAA*>ATf*>TfD当前38页，总共54页。4在恒温抽空的玻璃罩中封入两杯液面相同的糖水(A)和纯水(B)。经历若干小时后，两杯液面的高度将是（）(A)A杯高于B杯(B)A杯等于B杯(C)A杯低于B杯(D)视温度而定。实际=0.110p2理想p1(A)1>2(B)1<2(C)1=2(D)不能比较其大小5比较两筒氮气(1mol,300K)的化学势大小()因f=0.1×10p

=

p，所以1=2

AC当前39页，总共54页。6在298K时，向x(甲苯)=0.6的大量苯-甲苯理想溶液中加入1mol纯苯。这一过程的G/J,H/J,S/J·K-1

分别为（）(A)0,0,0(B)-1266,0,4.274(C)-2270,0,7.617(D)-542.6,0,1.821C

S=–

R

lnx苯=7.617J·K-1

,G

=RTlnx苯=-2270J·mol-1

解：混合成理想溶液时，无热效应，故H＝0,当前40页，总共54页。7已知在373K时液体A、B的饱和蒸气压分别为66.66kPa，101.325kPa。设A和B构成理想溶液。则当A在溶液中的物质的量分数为0.5时，气相中A的物质的量分数为（）(A)0.200(B)0.300(C)0.397(D)0.603C解：根据拉乌尔定律pi=pi*xi

pA=pA*xA=66.66×0.5pB=pB*xB=101.325×0.5p=pA+pB=(66.66+101.325)×0.5yA(g)=pA/p=66.66/(66.66+101.325)=0.397当前41页，总共54页。比较化学势的大小1．饱和氯化钠水溶液中

*

(NaCl,s)与(NaCl,sln)

*(H2O,l)与(H2O,sln)2.–10℃，p

*(H2O,l)与*

(H2O,s)3．0℃，10p

*(H2O,l)与*(H2O,s)解：1.

平衡时，饱和溶液中的氯化钠与固体氯化钠的化学势相等，*

(H2O,l)>(H2O,sln)当前42页，总共54页。0℃，p

3.

0℃，10p

水冰水冰冰能融化当前43页，总共54页。

在Mr=94.10，冰点为318.2K的100克溶剂内，溶入Mr=110.1的溶质0.5550g后，冰点下降0.382K，若再溶入MB

未知的溶质0.4372g，冰点又下降0.467K，试计算：（1）溶剂的摩尔冰点下降常数（2）未知溶质的MB

（3）溶剂的摩尔熔融热例1解：（1）因==0.0504===7.58当前44页，总共54页。

在Mr=94.10，冰点为318.2K的100克溶剂内，溶入Mr=110.1的溶质0.5550g后，冰点下降0.382K，若再溶入MB

未知的溶质0.4372g，冰点又下降0.467K，试计算：（2）未知溶质的MB

（3）溶剂的摩尔熔融热例1解(2)溶液中第二次添加溶质的浓度为===0.0616=0.0616==70.96当前45页，总共54页。

在Mr=94.10，冰点为318.2K的100克溶剂内，溶入Mr=110.1的溶质0.5550g后，冰点下降0.382K，若再溶入MB

未知的溶质0.4372g，冰点又下降0.467K，试计算：（3）溶剂的摩尔熔融热例1解(3)因为==10450J﹒mol-1当前46页，总共54页。1.实际溶液溶剂的化学势理想稀溶液溶剂的化学势实际溶液溶剂的化学势§4.11活度与活度因子Raoult定律修正为：x,A

活度系数当前47页，总共54页。当前48页，总共54页。