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无机化学笔记 第一章 气体和稀溶液(详细版)

第一章气体与稀溶液
一、混合气体得分压定律
1、理想气体得状态方程
A、理想气体:气体分子本身得体积可以忽略、分子间没有作用力得气体.理想气体实
际并不存在。

当实际气体处于低压(〈100kPa)、高温(>273K)时,可近似处理成理想气体.
拓展:其中得单位为,故得单位即功得单位,为一种体积功。

2、混合气体得分压定律
A、内容:混合气体得总压等于各组分气体得分压之与.
B、数学表达式:,式中,为混合气体得总压,为组分气体得分压.
根据理想气体状态方程,有①
而总压②
故由得到

式中称为组分气体得摩尔分数。

混合气体中组分气体得分体积等于该组分气体单独存在并具有与混合气体相同温度与压强时具有得体积。

由理想气体状态方程易知
式中称为组分气体得体积分数。

代入③得
二、非电解质稀溶液得依数性—-稀溶液得蒸汽压下降、稀溶液得沸点升高与凝固点降低、稀溶液得渗透压能力等。

『质点个数依数性』
1、五种常见得溶液浓度表示方法(以下表达式中,表示溶质,A表示溶剂)
①物质得量浓度: 单位为
②质量分数:
③质量摩尔浓度:溶液中溶质得物质得量除以溶剂得质量称为溶质得质量摩尔浓度,用符号表示,单位为。

表达式为
④摩尔分数:组分得物质得量与混合物总物质得量之比称为组分得摩尔分数。

用符号表示,单位为1。

表达式为
对于由与两种物质组成得混合物,易知
⑤质量浓度:其单位就是或
2、稀溶液得依数性—只与溶质得微粒数有关而与溶质得本性无关得性质
(一)稀溶液得蒸汽压下降(核心性质)
在一定温度下,将纯液体引入真空、密闭容器中,当液体得蒸发与凝聚速率相等时,液面上方得蒸汽所产生得压力称为该液体得饱与蒸气压,简称蒸气压。

记作:,单位:Pa或kPa。

a、同一种液体,温度升高,蒸气压增大;
b、相同温度下,不同液体蒸气压不同;
c、当液体得蒸气压等于外界大气压时,液体沸腾,此时得温度称为该液体得沸点。

在溶剂中溶入少量难挥发得溶质后,一部分液面被溶质分子占据,在单位时间内从液面逸出得溶剂分子数减少相应地减少。

当在一定温度下达到平衡时,溶液得蒸气压必定小于纯溶剂得蒸气压,这种现象称为溶液得蒸气压下降。

当溶剂或溶液与蒸气实现平衡时,若使蒸气压小于其饱与蒸气压,平衡右移,液体汽化;若使蒸气压大于其饱与蒸气压,平衡左移,气体液化。

经验公式:
式中,为稀溶液得蒸气压,为溶剂得蒸气压,为溶剂得摩尔分数。

由于,故有。

结合可得(*)
(*)式表明,在一定温度下,难挥发非电解质稀溶液得蒸气压下降值与溶质得摩尔分数成正比,这一结论称为拉乌尔定律。

它仅适用于难挥发非电解质稀溶液。

在稀溶液中,由于,则有
代入(*)式得,
在一定温度下,溶剂得蒸气压与摩尔质量均为常量,所以也为常量。

上式表明,在一定温度下,难挥发非电解质稀溶液得蒸气压下降值与溶质得质量摩尔浓度成正比.这就是拉乌尔定
稀溶液得蒸气压下降,对植物得抗旱具有重要意义.
(二)稀溶液得沸点升高与凝固点降低
实验表明,溶液得沸点总就是高于相应得纯溶剂得沸点,这一现象称为溶液得沸点升高,用表示。

溶液沸点升高得原因就是溶液得蒸气压低于纯溶剂得蒸气压。

如图所示,表示纯溶剂水得蒸气压,表示稀溶液得蒸气压。

由图可知,溶液得蒸气压低于相同温度时纯溶剂
水得蒸气压.纯溶剂水得蒸气压等于外界压力时,对应得温度就是纯水得沸点。

此温度下,溶液得蒸气压小于,当温度达到时,溶液得蒸气压等于外界压力,溶液才会沸腾。

可见,溶液沸点升高得根本原因就是溶液得蒸气压下降。

图溶液得沸点升高与凝固点降低
根据拉乌尔定律,溶液沸点升高与溶质得质量摩尔浓度得关系为
式中,为溶剂得摩尔沸点常数。

由上式可知,难挥发非电解质稀溶液得沸点升高与溶质得质量摩尔浓度成正比,而与溶质得本性无关。

再由质量摩尔浓度定义式可知,,利用此式可计算溶质得摩尔质量。

溶液得凝固点(又称冰点)就是指固态纯溶剂与液态溶液平衡时得温度。

这时固态溶剂得蒸气压与溶液中溶剂得蒸气压相等。

如图所示,就是冰得蒸气压,点(对应温度为)就是水得凝固点,此时水、冰蒸气压相等,而在该温度时溶液得蒸气压低于冰得蒸气压,冰与水不能平衡共存;降低温度到时,溶液得蒸气压与冰得蒸气压相等,冰与溶液可以共存,就就是溶液得凝固点,这一现象称为溶液得凝固点降低,用表示.
蒸气压溶液凝固点降低得根本原因也就是溶液得蒸气压降低。

与沸点升高一样,难挥发非电解质稀溶液得凝固点降低与溶液得质量摩尔浓度成正比,而与溶液得本性无关。

式中得称为溶剂得摩尔凝固点降低常数.同样地,可得出溶质得摩尔质量计算公式:
注意:A、溶液得凝固点就是指刚有溶剂固体析出时得温度。

但就是在实验条件下,观察溶液得凝固点时,由于较快速强制冷却,就会出现过冷现象。

因此,适当得过冷使溶液凝固点得观察变得相对容易,但严重过冷时会造成较大得试验误差,应注意调节冷却剂温度与搅拌速度,以防严重过冷。

B、利用溶液沸点升高与凝固点降低都可以测定溶质得摩尔质量。

由于大多数溶剂得值比值大,因此同一溶液得凝固点降低值比沸点升高值大,故凝固点降低法灵敏度高,实验误差小,易于观察。

此外,溶液得凝固点降低法就是在低温下进行得,不会引起样品得变性或破坏.
C、溶液凝固点降低得性质应用:盐与水得混合物可作冷却剂,因而被广泛应用到水产品与食品得储藏与运输.
(三)稀溶液得渗透压
渗透压得定义:将纯溶剂与溶液用半透膜隔开,为了维持渗透平衡所需要施加于溶液得额外压力。

符号就是,单位为或者。

半透膜得存在与膜两侧单位体积内溶剂分子数不相等就是产生渗透现象得两个必要条件。

渗透得方向总就是溶剂分子从纯溶剂向溶液,或者就是从稀溶液向浓溶液一方迁移.
渗透压与浓度,温度得关系:
对于对水溶液,如果浓度很小,则,因此上式可写为
通过测定非电解质稀溶液得渗透压,可以计算溶质得摩尔质量,尤其适用于测定高分子化合物得摩尔质量。

渗透压法不能用于测量小分子溶质得摩尔质量。

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