第2章 稀薄溶液的依数性
3.了解稀溶液的蒸气压下降、沸点升高、凝固点降 低的原因;渗透压力在医学上的意义 。
General Chemistry
2
基
溶质+溶剂 溶液
础
化
溶液的性质已不同于纯溶质和纯溶剂
学
General Chemistry
第一类:与溶质的本性(种类)有关。 溶液颜色、导电性、体积、粘度
第二类:与溶质的本性无关,只与溶液中所含溶 质粒子的浓度有关——稀溶液的依数性。
学
冰,碘,樟脑等属于易挥发性物质,具有较显著的
蒸气压。
温度对固体蒸气压有影响,温度升高,固体的蒸气 压增大。
General Chemistry
④同温度下, p 大者为易挥发性物质 , p 小
者为难挥发性物质 。 问题:蒸汽压除了与温度有关外,还与外界压强
有关。 ×
7
二、溶液的蒸气压下降 -Raoult定律
9
General Chemistry
基
• 溶液的浓度越大,溶液的蒸气压下降越多。 础
化 学
纯溶剂与溶液的蒸气压曲线
10
钟罩实验
1.过程开始时, H2O 和糖水均以蒸发为主; 2. 因为糖水的蒸气压低于纯水的蒸气压,所以当
基 础
蒸气压达到 P 时, 糖水与上方蒸气首先达到平衡; 化
3. 但是纯水平衡蒸气压 P0 > P, 即此时H2O气液并 学
T/K
333 343 353 363 373 423
基 础 化 学
p / kPa
19.918 3 35.157 4 47.342 6 70.100 1 101.324 7 476.026 2
General Chemistry
6
基
③ 固体物质也有蒸气压,但p 一般很小;
础
化
固体直接蒸发为气体的过程称为升华。
基
第二章 稀薄溶液的依数性
础 化
学
内容提要
2.1 溶液的蒸气压下降 2.2 溶液的沸点升高和凝固点降低 2.3 溶液的渗透压力
General Chemistry
1
基
教学基本要求
础
化
1. 掌握稀溶液的蒸气压下降、沸点升高、凝固点 学
降低概念及计算;渗透压力的概念及渗透浓度
的计算。
2. 熟悉稀溶液依数性之间的换算,利用依数性计 算溶质的相对分子质量;电解质溶液的依数性。
纯溶剂的气、液平衡系统
4
• 说明:
基 础
• ① p与液体的本性有关,不同物质,蒸气压不同; 化
• ②同一液体,温度升高,p 增大;
学
General Chemistry
几种液体蒸气压与温度的关系
5
• 不同温度下水的蒸气压
T/K
273 278 283 293 303 313 323
p / kPa
0.610 6 0.871 9 1.227 9 2.338 5 4.242 3 7.375 4 12.333 6
1000g MA
xB
nB nA
nB
MA 1000
General Chemistry
bB
def
nB mA
此时,溶质B的物质的量和质 量摩尔浓度在数值上相等, 即{nB}mol={bB}mol·kg-1
14
基
所以
xB
nB
MA 1000
bB
MA 1000
础 化
p
p0 xB
p0
MA 1000
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General Chemistry
基 础 化 学
纯溶剂和溶液的气液平衡图
溶液的蒸汽压下降,是由于纯溶剂中溶入难挥发性溶质后, 部分表面被溶质分子所占据,单位面积上溶剂分子数减少, 单位时间内从液面中逸出的溶剂分子数减少,所以溶剂的 蒸发速率减小,进而在较低的蒸气压下液相和气相达到平 衡。达平衡时,溶液的蒸气压必然低于纯溶剂的蒸气压。
基 础 化 学
• 曲线(2)是在实验条件下的水的冷却曲线。 • 因为在实验中不可能做到无限缓慢的冷却,而只能是较快的
强制性冷却,所以当温度已经到达Tfo时水不会结冰,而出 现一种过冷状态,一旦固体相出现,温度就会回升到0℃, 此时固液共存,曲线出现平台。全部结冰以后,冰的温度不 断下降。
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General Chemistry
基 础 化 学
水和稀溶液的冷却曲线
曲线(3):稀溶液的理想冷却曲线。 ab段:是稀溶液的液相, 从a点开始无限缓慢的冷却,温度不断下降,
至b点时,溶液中的水开始结冰,b点温度Tf低于Tfo,即稀溶液的凝 固点低于纯溶剂的凝固点 bc段:随着固体溶剂不断析出,浓度不断增大,溶液的凝固点不断地 降低。所以bc段不会出现平台,而是一段缓慢下降的斜线。稀溶液 的凝固点是指刚有固体溶剂析出时的温度,即b点温度Tf
础
即Tb KbbB
化 学
ΔTb 为溶液的沸点升高, Tb 为溶液的沸点, Tb0为 纯溶剂沸点,Kb为沸点升高常数。
General Chemistry
规律:难挥发性非电解质稀溶液的沸点升高(ΔTb)与溶液 的质量摩尔浓度bB 成正比。 溶液的沸点升高只与溶液中所含溶质颗粒的数目有关,而
与溶质的本性无关。 20
(二)溶液的沸点升高
基
础
定义:当纯பைடு நூலகம்剂中溶
化
入难挥发性物质后,
学
溶液的沸点总是高于
纯溶剂的沸点,称为
溶液的沸点升高。
溶液沸点升高的原因: 稀溶液的蒸气压下降!
溶液的沸点升高和凝固点下降
General Chemistry
问题:纯溶剂的沸点是固定的,而溶液的沸点
是不断变化的 √
19
基
稀溶液的沸点升高:ΔTb = Tb - Tb0=KbbB
25
General Chemistry
基 础 化 学
曲线(4)是在实验条件下的稀溶液的冷却曲线。 在实验中快速冷却的情况下,当温度已经到达Tf时稀溶
液中的水不会结冰,出现一种过冷状态,一旦固体相出现, 温度回升到Tf,之后,由于稀溶液的凝固点不断下降,体系 的温度也会不断下降,没有平台出现。
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(二)溶液的凝固点降低
General Chemistry
• 规律二:在一定温度下,难挥发性非电解质
稀溶液的蒸气压下降(Δp)与溶质的摩尔分
数成正比,与溶质的本性无关。
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xB
nB nA nB
nB nA
基 础 化
稀溶液中,溶剂的物质的量远远大于溶质的物 学
质的量,则 nA>> nB,
若取1000g溶剂,有 nA
21
二、溶液的凝固点降低
基 础
(一)纯液体的凝固点 (Tfo):
化 学
定义:物质的固相的蒸气压与它 的液相的蒸气压相等时的温度。
此时固、液两相可以长久共存。
General Chemistry
纯水的凝固点(即冰点):
常压下水和冰在0℃时蒸气压相等 (0.6106kPa)两相达成平衡, 所以水的凝固点是0℃ (273.15K)。
28
基
溶液的凝固点
础
化 定义:固态纯溶剂与液态溶液平衡共存时的温度。即固相 学
蒸气压等于液相蒸气压时的温度。
溶液的凝固点降低:
定义:难挥发性非电解质稀溶液的凝固点总是低 于纯溶剂的凝固点,称为溶液的凝固点降低。
General Chemistry
凝固点降低的原因: •溶液的凝固点降低是由溶液的蒸气压下降引起。
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• 稀溶液的凝固点降低:ΔTf = Tf0 – Tf= Kf bB
基 础
即Tf K f bB
化 学
* 稀溶液的凝固点降低常数Kf 只与溶剂的本性有关, 与溶液的质量摩尔浓度无关。
General Chemistry
规律:难挥发性非电解质稀溶液的凝固点降低(ΔTf)与 溶液的质量摩尔浓度bB 成正比。 溶液的沸点升高只与溶液中所含溶质颗粒的数目有关,而
6.840 g蔗糖(C12H22O11)溶于100.0 g水中,计 算蔗糖溶液的质量摩尔浓度和蒸气压 。
General Chemistry
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基
础
解
bB
6.840 g 342.0 g mol-1
1000 g kg-1 100.0 g
0.2000
mol kg-1
化 学
xA
100.0
溶剂 水
乙酸 苯 乙醇
常见溶剂的T0b和Kb值
Tb0 / ℃ Kb /(K·kg·mol-1) 溶剂
Tb0 / ℃
100
0.512
四氯化
76.7
碳
118
2.93
乙醚
34.7
80
2.53
萘
218
78.4
1.22
基 础 化 学
Kb /(K·kg·mol-1) 5.03
2.02
5.80
General Chemistry
• 此时若向冰水共存体系中溶入难挥发性非电解质,就会引起溶液的蒸气 压下降,低于0.6106kPa,冰的蒸气压不变,所以冰就会融化,稀溶液 和冰不能平衡共存。
• 如果进一步降低温度,稀溶液的蒸气压曲线和冰的蒸气压曲线相交于B 点,此时稀溶液的蒸气压与冰的蒸气压相等,稀溶液和冰平衡共存。此 时的温度,即B点温度就是稀溶液的凝固点。
蒸气压下降、沸点升高、凝固点降低、溶液 渗透压
3
第一节 溶液的蒸气压下降
基
础
一、溶液的蒸气压
化
学
H2O(l)