稀溶液的依数性介绍

稀溶液的依数性介绍第一页，共二十二页，编辑于2023年，星期三§8-1溶液的饱和蒸气压下降第二页，共二十二页，编辑于2023年，星期三

一纯溶剂的饱和蒸气压(P0)

在密闭容器中,在纯溶剂的单位表面上,单位时间里,有

N0

个分子蒸发到上方空间中。随着上方空间里溶剂分子个数的增加,密度的增加,分子凝聚,回到液相的机会增加.当密度达到一定数值时,凝聚的分子的个数也达到

N0

个。这时起,上方空间的蒸气密度不再改变,保持恒定。此时,蒸气的压强也不再改变,称为该温度下的饱和蒸汽压,用P0

表示。达到平衡.当蒸气压小于P0

时,平衡右移,继续气化;若蒸气压大于P0

时,平衡左移,气体液化.譬如,改变上方的空间体积,即可使平衡发生移动。第三页，共二十二页，编辑于2023年，星期三二溶液的饱和蒸气压

(P)

当溶液中溶有难挥发的溶质时,则有部分溶液表面被这种溶质分子所占据,于是,在溶液中,单位表面在单位时间内蒸发的溶剂分子的数目

N

要小于

N0

。

凝聚分子的个数当然与蒸气密度有关.当凝聚的分子数目达到

N,实现平衡时,蒸气压已不会改变.这时,平衡状态下的饱和蒸气压为:P<P0

,对溶液来讲,蒸气压大于

P,液化；蒸气压小于P,气化。

第四页，共二十二页，编辑于2023年，星期三三解释实验现象

过程开始时,H2O和糖水均以蒸发为主;当蒸气压等于

P时,糖水与上方蒸气达到平衡,而

P0>P,即

H2O并未平衡,继续蒸发,以致于蒸气压大于

P.H2O分子开始凝聚到糖水中,使得蒸气压不能达到

P0.于是,H2O分子从

H2O中蒸出而凝聚入糖水.出现了本节开始提出的实验现象.

变化的根本原因是溶液的饱和蒸气压下降。

第五页，共二十二页，编辑于2023年，星期三四拉乌尔定律

(Laoult)

在一定温度下,溶液的饱和蒸气压等于纯溶剂的饱和蒸气压与溶剂摩尔分数之积.即:P=P0

·x剂

用P表示溶液的

P

与纯溶剂

P0

之差,则有:P=P0-P=P0-P0

·x剂

=P0(1-x剂)故有:P=P0·x质

对于稀的水溶液:

一定温度下,P0

亦为常数,故

P0/55.5也是常数,令其等于k,则有：P=k·m(对于不同溶剂,k值不同)

第六页，共二十二页，编辑于2023年，星期三§8-2沸点升高和凝固点下降

第七页，共二十二页，编辑于2023年，星期三一

沸点和凝固点

蒸发:表面气化现象称为蒸发;

沸腾:表面和内部同时气化的现象;

沸点:液体沸腾过程中的温度.

只有当液体的饱和蒸气压和外界大气的压强相等时,液体的气化才能在表面和内部同时发生,这时的温度即是沸点.

凝固点:液体凝固成固体(严格说是晶体)是在一定温度下进行的,这个温度称为凝固点。凝固点的实质是,在这个温度下,液体和固体的饱和蒸气压相等.即为:液体固体平衡

若

P固

>P液,则固体要融化(熔解)；P固

<P液,液体要凝固；

第八页，共二十二页，编辑于2023年，星期三二

饱和蒸气压图第九页，共二十二页，编辑于2023年，星期三1.物质的饱和蒸气压

P,对温度

T做图。左侧是冰,水,水溶液的饱和蒸气压图.随着温度的升高,冰,水,溶液的饱和蒸气压都升高.在同一温度下,溶液的饱和蒸气压低于

H2O的饱和蒸气压.冰的曲线斜率大,随温度变化大。2.373K时,水的饱和蒸气压等于外界大气压强(1.103×105),故

373K是

H2O的沸点.

如图中

A点.在该温度下,溶液的饱和蒸气压小于,溶液未达到沸点.只有当温度达到T1时(T1>373K,A’点),溶液的饱和蒸气压才达到,才沸腾。可见,由于溶液的饱和蒸气压的下降,导致沸点升高.即溶液的沸点高于纯水。第十页，共二十二页，编辑于2023年，星期三3.

冰线和水线的交点(B点)处,冰和水的饱和蒸气压相等.此点的温度为273K,P≈611Pa,是H2O的凝固点,即为冰点.在此温度时,溶液饱和蒸气压低于冰的饱和蒸气压,即:P冰>P溶,当两种物质共存时,冰要融化(熔解),或者说,溶液此时尚未达到凝固点.只有降温,到T2

时,冰线和溶液线相交(B’点),即:P冰

=P溶液,溶液开始结冰,达到凝固点.T2<273K,即溶液的凝固点下降,比纯水低.即溶液的蒸气压下降,导致其冰点下降。第十一页，共二十二页，编辑于2023年，星期三三公式

1.沸点升高公式

用

Tb

表示沸点升高值,即:Tb=Tb-T0b(T0b是纯溶剂的沸点,Tb是溶液的沸点)。

Tb是直接受P影响的,有:TbP,而

P=k·m,故

Tbm.比例系数用

kb

表示,则有:

Tb=kb·m,kb为沸点升高常数,不同的溶剂,kb

值不同,最常见的溶剂是H2O,其kb=0.512第十二页，共二十二页，编辑于2023年，星期三2.凝固点下降公式

用

Tf

表示凝固点降低值,即:Tf=T0f-Tf

T0f是纯溶剂的凝固点,Tf是溶液的凝固点.

总之,Tf为正值,且

Tf=kf

·m,

kf:凝固点降低常数,H2O的kf=1.86第十三页，共二十二页，编辑于2023年，星期三四

应用

第十四页，共二十二页，编辑于2023年，星期三

1.水和溶液的步冷曲线

在冷却过程中,物质的温度随时间而变化的曲线,叫做步冷曲线.在步冷曲线中,纵坐标为温度,横坐标为时间.曲线(1)是H2O的步冷曲线.

AB段是H2O,液相,温度不断下降;B点开始结冰;

BC段温度不变;C点全部结冰;CD段冰的温度不断下降.

从C’点析出的冰盐混合物,叫低共熔混合物,C’点的温度称为低共熔点。溶质相同而浓度不同的溶液,析出的低共熔混合物的组成相同,低共熔点也相同.

第十五页，共二十二页，编辑于2023年，星期三

曲线(3)也是该种溶液的步冷曲线,从B”的温度比B’温度低,看出溶液的浓度要比(2)的大.低共熔混合物的组成相同,低共熔点也相同曲线(2)是水溶液的步冷曲线.A’B’段是

液相,温度不断下降;B’点低于273K,溶液的冰点下降.有冰析出,溶液的浓度增加,冰点更低,温度下降,故

B’C’段温度不恒定;C’点时,冰和溶质一同析出;且二者具有固定的比例,即和此时溶液的比例相同.这样析出冰和溶质时,溶液的组成不再改变,故

C’D’段呈现平台

D’全部析出,成为固体,D’E’继续降温。

第十六页，共二十二页，编辑于2023年，星期三2.致冷剂

第十七页，共二十二页，编辑于2023年，星期三

冰盐混合物可用来使实验室局部致冷,将NaCl和冰混合,可做成制冷剂,获得零下低温

混合物从外界吸热,冰部分融化

吸热

水,冰水共存,应为零度,水将NaCl溶解,形成溶液,冰点低于零度,故冰将继续融化

吸热

水.理论上可达到低共熔点的温度,-22C°;用CaCl2

和冰的混合物,可以获得

-55C°的低温;用CaCl2,冰和丙酮的混合物,可以致冷到

-70C°以下.

第十八页，共二十二页，编辑于2023年，星期三§8-3渗透压第十九页，共二十二页，编辑于2023年，星期三一

渗透现象

在

U形管中,用半透膜将等体积的

H2O和糖水分开,放置一段时间,会发生什么现象?

一段时间后,糖水的液面升高;而H2O的液面降低.这种溶剂透过半透膜,进入溶液的现象,称为渗透现象.

产生的原因:在两侧静水压相同的前提下,由于半透膜两侧透过的H2O分子的数目不等,在单位时间里,进入糖水的H2O分子多些.第二十页，共二十二页，编辑于2023年，星期三二

渗透压

渗透现象发生以后,

1.H2O柱的高度降低,静压减小,使右行的H2O分子数目减少;

2.糖水柱升高,使左行的H2O分子数目增加;

3.糖水变稀,膜右侧的H2O分子的分数增加,亦使左行的H2O分子数目增加.当过程进行到一定程度时,右行和左行的H2O分子数目相等,这时,达到平衡,即H2O柱不再下降;同时,糖水柱不再升高.液面高度差造成的静压,称为溶液的渗透压,用表示,单位为Pa.第二十一页