《基础化学-第二章稀溶液的依数性》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基础化学-第二章稀溶液的依数性（95页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、,稀薄溶液的依数性,第二章,(Colligative properties of solution),本章主要内容,溶液的蒸气压下降,溶液的沸点升高和凝固点降低,溶液的渗透压力,溶液的性质,与溶质的本性有关的性质,第一类,第二类,与溶质的本性无关、只与溶液中单位体积的粒子数目有关的性质,(亦称稀薄溶液的依数性),溶液的蒸气压下降 溶液的沸点升高 3. 溶液的凝固点降低 4. 溶液的滲透压力,溶液的颜色 、 体积、导电性、 溶解度等,稀薄溶液的依数性,溶液的蒸气压下降,(Vapor pressure lowering of solution),第一节,气态(g),固态(s),液态(l),蒸发,冷
2、凝,凝固,熔化,凝华,升华,一、蒸气压（饱和蒸汽压）,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,（亦即饱和蒸气压）,在密闭容器中，一定温度下，,蒸发速度,=,冷凝速度,蒸气饱和,蒸气压:与液相处于平衡时的蒸气所具有的压力称为该温度下的饱和蒸气压。符号：p，单位：Pa或kPa,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,蒸发速度,=,冷凝速度,蒸气饱和,关于蒸气压 (P),影响蒸气压大小的因素,液体的本性,图蒸气压与温度的关系图,关于蒸气压 (P),影响蒸气压大小的因素,液体的本性,温度:同一液体的P(蒸汽压)随T升高而升
3、高,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,大气压,蒸气压,沸点: 液体蒸气压与大气 压相等时的温度。 符号：Tb(boiling),图蒸气压与温度的关系图,关于蒸气压 (P),影响蒸气压大小的因素,液体的本性,温度:同一液体的P随T升高而升高.,蒸气压大小与容积大小及液体多少无关,对于一定的液体在一定的温度下， 该液体的蒸汽压一定。,冰的蒸气压:与冰(固相)平衡的水蒸气压力称冰的饱和蒸气压。,H2O(固) H2O(气),升华,凝华,关于蒸气压 (P),与 相等时的温度,固体的蒸气压,液体的蒸气压,凝固点:(符号Tf)freezing,纯水和冰的饱和蒸气
4、压,温 度 水p/kPa 冰p/kPa,150 476.0,100 101.3,20 2.33 10 1.23,0 0.610 0.610,-10 0.26 -20 0.10,水的正常沸点 (Tb0),冰点(Tf0),液体的正常沸点：外压为101.3kPa时的沸点。 不注明压力时通常指正常沸点。,蒸气压随温度升高而增大,水、冰的蒸气压与温度的关系示意图,A,O,101.3,Tb0,Tf0,p/kPa,Tf0=0(273K),Tb0=100(373K),T/K,水的沸点,水的凝固点,水的蒸气压,冰的蒸气压,B,冰点,纯溶剂的沸点用Tb0，凝固点用Tf0,二、溶液的蒸气压,溶液的蒸气压:p,溶液的
5、蒸气压水的蒸气压:p,难挥发溶质的溶液,p0,溶液的蒸气压下降值：p=p0 - p,Why？,水和溶液的蒸气平衡原理,纯溶剂气液平衡,溶剂分子,水和溶液的蒸气平衡原理,纯溶剂气液平衡,溶液气液平衡,溶剂分子,难挥发溶质微粒,二、溶液的蒸气压下降,难挥发溶质溶液的蒸气压 总是低于同温度下纯溶剂的蒸气压.,溶液蒸压下降的原因:,实验证明：,（溶液) （纯溶剂）,单位时间内从溶液的液面逸出的溶剂分子数 要比从纯溶剂时少(因为溶质分子不挥发)。,水、冰和水溶液的蒸气压与温度的关系示意图,A,O,101.3,p/kPa,T/K,B,水溶液蒸气压,A,O,A：溶液的蒸气压曲线,B ：溶液的凝固点曲线,拉乌
6、尔定律（Law of Rault）,在一定温度下，难挥发性非电解质稀薄溶液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,p = p0xA,xA（溶剂的摩尔分数）=1xB,p = p0 xA,p = p0（1xB ）,p = p0 xB,p0 p = p0 xB,p = p0 xB,Raoult定律仅适用于稀薄溶液,稀薄溶液中：,nAnB,nA+nBnA,nA + nB,xB=,nB,nA,nB,mA,bB=,nB,nAMA,nB,=,= ,nB,nA,xB,故：xBbBMA,1/MA,MA：Kg/mol bB : mol/Kg,p = p0 xB,p = p0,在一定温度下,稀薄溶液的蒸
7、气压下降(P)与溶质的质量摩尔浓度成正比，,而与溶质的种类和本性无关,p = bB,MA bB,K,溶液的沸点升高和凝固点降低,第二节,(boiling point elevation and freezing point depression of solution),一、溶液的沸点升高,（一）液体的沸点（Tb),液体的蒸气压与大气压相等时的温度。,正常沸点:指在外压为101.3kPa条件下的沸点。例如，水的正常沸点为373K。,大气压,蒸气压,液体的沸点与外压有关。,A,O,101.3,p/kPa,T/K,B,A，,O，,水的蒸气压,溶液的蒸气压,溶液的沸点为什么会升高？,A,A,O,O,
8、101.3,Tb,Tb0,p/kPa,水的Tb0=100(373K),T/K,B,Tb=TbTb0,溶液的沸点,溶液的沸点升高,一、溶液的沸点升高,Tb=?,A,A,O,O,101.3,Tb,Tb0,p/kPa,T/K,B, p=K bB,Tb=Tb-Tb0=Kb bB,Tbp,Kb：溶剂的质量摩尔沸点升高常数。单位：Kkg mol-1,Tb= KbbB,说明稀薄溶液的TbbB,即只与一定量的溶剂中所含溶质的微粒数有关,而与溶质种类和本性无关。, Tb 也是稀薄溶液的 一 种依数性,Kb:溶剂的质量摩尔沸点升高常数,由溶剂本性决定。,如 Kb(水)=0.512 (K.kg.mol-1),bB
9、:溶液的质量摩尔浓度,几种溶剂的沸点及质量摩尔沸点升高常数（Kb）,溶剂 Tb/ Kb/Kkgmol-1,乙酸 苯 四氯化碳 乙醚 乙醇 水,118.180.2 76.7 34.7 78.4 100.0,3.07 2.53 5.03 2.02 1.22 0.512,同一物质固液两相蒸气压相等时的温度，即固液两相平衡共存时的温度,（一）液体的凝固点（ Tf0 ）,例如：Tf0= 273K( 0),（二）溶液的凝固点降低,Tf Tf0,二、溶液的凝固点降低,当溶液的蒸气压等于 固相蒸气压时的温度,二、溶液的凝固点降低,O,O,Tf0,Tf,p/kPa,T/K,B,TfTf0,A,A，,为什么凝固点
10、会降低？,溶液的凝固点降低的原因是由于溶液的蒸气压下降引起,溶液的凝固点降低值 Tf = Tf0 - Tf, Tf =？,Tfp,=KbB,Tf=Tf0-Tf=Kf bB,Tfp,Kf：溶剂的质量摩尔凝固点降低常数。 单位：Kkg mol-1,二、溶液的凝固点降低,Tf= KfbB,说明稀溶液的Tf bB(即一定量溶剂中所含溶质的微粒数),与溶质种类和本性无关。, Tf 也是稀溶液的一种依数性,bB: 溶液的质量摩尔浓度,Kf: 溶剂的质量摩尔凝固点降低常数由溶剂本性决定。,例如:Kf(水) =1.86(K.Kg.mol-1),几种溶剂的凝固点及质量摩尔凝固点降低常数（Kf）,溶剂 Tf/ K
11、f /Kkgmol-1,乙酸 苯 四氯化碳 乙醚 萘 水,17 5.5 -22.9 -116.2 80.5 0.0,3.9 5.12 32 1.8 6.8 1.86,【思考题2-1】将273K的冰放入273K的蔗糖溶液，冰将发生什么变化？,答案 冰将逐渐溶化,例2-2 将0.638g尿素溶于250g水中，测得此溶液的凝固点降低值为0.079K，试求尿素的相对分子量（Kf=1.86Kkgmol-1),解：,Tf=Kf bB,bB= Tf/Kf,=0.079K/1.86Kkgmol-1,bB=nB/mA,nB=bB mA,= 0.0425 molkg-1 250,g,/1000,nB= 0.010
12、6mol,bB=0.0425 molkg-1,MB= mB/nB,=0.638g/0.0106mol,=60gmol-1,Mr=60,例:1%蔗糖(C12H22O11)水溶液的密度1(gmL-1) (蔗糖Mr=342，水的Kb=0.512K kg mol-1, Kf= 1.86K kg mol-1)，计算该溶液的沸点和凝固点。,（）1%蔗糖(C12H22O11）溶液的密度1(gmL-1)(蔗糖Mr=342)，计算其质量摩尔浓度bB。,解：,1%=,1g溶质,100mL溶液,nB = 1/Mr = 1/342,mA = (1001)1,bB =nB/mA,=1000(1/342)/(10011)
13、,=0.030(molkg -1),例:1%蔗糖(C12H22O11)水溶液的密度1(gmL-1) (蔗糖Mr=342，水的Kb=0.512K kg mol-1, Kf= 1.86K kg mol-1)，计算该溶液的沸点和凝固点。,解：,bB =,0.030(molkg -1),根据：,Tb=KbbB,Kb=0.512,Tb =,=0.015(K),Tb=Tb+Tb0,=0.015+373=373.015(K),0.030,0.512,前面已计算,例:1%蔗糖(C12H22O11)水溶液的密度1(gmL-1) (蔗糖Mr=342，水的Kb=0.512K kg mol-1, Kf= 1.86K kg mol-1)，计算该溶液的沸点和凝固点。,解：,bB =,0.030(mol.kg -1),根据：,Tf=KfbB,Kf=1.86,Tf=,=0.056(K),Tf=Tf0Tf,或,=2730.056=272.44(K),1.86,0.030,凝固点降低法的应用,测定小分子溶质的相对分子质量,Tf=KfbB=Kf,mB,mAMB,MB=,Kf mB,mATf,食盐和冰的混合物可用作冷冻剂。,【例2-3 】将0.322g萘溶于80g苯中,测得溶液凝固点为278.34K. 求萘的分子量.,解:查表 Tf0=278.5K Kf,苯=5.12,Tf = 278.5 - 278.34 = 0.1
