文档介绍：第二章第二章气体、液体和溶液气体、液体和溶液
理想气体及相关定律理想气体及相关定律
实际气体和实际气体和vanvan derder WaalsWaals方程方程
气体分子运动论简介气体分子运动论简介
相变与相平衡相变与相平衡
相图相图
液体和液晶的基本性质液体和液晶的基本性质
溶液浓度与溶解度溶液浓度与溶解度
非电解质稀溶液和电解质溶液非电解质稀溶液和电解质溶液
非电解质稀溶液和电解质溶液非电解质稀溶液和电解质溶液
(一) 非电解质稀溶液的依数性
●稀溶液是溶液的理想化抽象(理想溶液),有共同的规律性。类似于气体研究中
的理想气体,溶液研究中的稀溶液在化学发展中占有重要地位。
●依数性:不同溶液的特性不同,但有几种性质是一般稀溶液所共有的,这类性
质与浓度有关,而与溶质的性质无关,并且测定了一种性质还能推算其它几种
性质。Ostwald (奥斯瓦尔德,物理化学之父)把这类性质命名为“依数性”
(colligative properties)。
气体或容易挥发的液体可用理想气体方程求摩尔质量。而难挥发的液体或
固体可从其稀溶液的依数性测定摩尔质量。
(1)(1) 蒸气压下降蒸气压下降
恒
温
浴
压力计
丙酮苯甲酸丙
酮溶液
溶液蒸气压的下降纯溶剂与溶液蒸气压曲线
非电解质稀溶液的蒸气压降低现象
● Raoult定律(1887):溶液蒸气压相对降低值与溶质的浓度成正比.
0 0
p – p = ∆p = p x2 (x2为溶质的摩尔分数)
0 0
或 p = p x1 (p 为纯溶剂的蒸气压)
当溶质用质量摩尔浓度m表示时,简单推导可得:
∆p = p0M/1000 m = km (M为溶剂摩尔质量)
i) Raoult定律的适用范围:
1) 溶质为非电解质;2) 非挥发性;3) 稀溶液。
当溶质为挥发性时,溶液的蒸气压等于溶剂和溶质贡献之和。对理想溶液
而言,溶剂和溶质的蒸气压都可用Raoult定律计算。所谓理想溶液,是指溶质
与溶剂分子间作用力和溶剂之间分子作用力几乎相同,或者说溶质对溶剂分子
间作用力没有明显影响,溶解过程几乎没有热效应、没有体积变化。稀溶液近
乎理想状态,结构很相似的物质也能形成理想溶液,如甲醇和乙醇、苯和甲苯
等。
ii) Raoult定律可用于测溶质的摩尔质量,但不甚准确。
硝基苯的乙醚溶液的蒸气压相对降低硝基苯的乙醚溶液的蒸气压相对降低**
p 0 − p 0
浓度 p − p
浓度(x2) 0 0
p p x 2
* Raoult,1887
在在2020°°CC时时,, 糖水溶液的蒸气压降低糖水溶液的蒸气压降低
c
−1 ∆p(实验值) Pa ∆p (计算值)Pa
mol • kg
(2) 沸点升高
沸点升高是蒸气压降低的必然结果。既然在Raoult定律适用的范围内,溶
液蒸气压的降低与溶质的质量摩尔浓度成正比,显然有:
∆Tb ∝∆p
0 0 0
即∆Tb =k∆p = kp x2 ≈ kp n2/n1 = kp (m/1000/M1) =Kbm
即有: ∆Tb =Kb m
式中Kb是沸点升高常数,与溶剂的摩尔
质量、沸点和气化热有关。该值可由理
论推算,也可由实验测定。直接测定几
蒸气压
蒸气压
种浓度不同的稀溶液的沸点升高值,将
其对浓度作图,所得直线斜率即是。也
叫摩尔沸点升高常数。
溶液的沸点升高
(3)(3) 凝固点降低凝固点降低
在凝固点时,固-液达到平衡,两相的蒸气压相等。由于溶液的蒸气压降
低,自然必须降低温度使固-液相的蒸气压重新相等,以建立平衡(固液相的
蒸气压随温度变化的速度不同)。显然,稀溶液凝固点的降低值也和溶液的质
量摩尔浓度成正比
∆Tf = Kf m
式中Kf叫做摩尔凝固点降低常数,与溶剂的凝固点、摩尔质量和熔化热有关。
●用凝固点降低法测摩尔质量,准确度优于蒸气压法和沸点法。对挥发性溶质
不能用沸点法或蒸气压法测定摩尔质量,而可用凝固点法。