4.5-拉乌尔定律与亨利定律课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,4.5,拉乌尔定律与亨利定律,本章讨论的溶液是指非电解质溶液。讨论的性质为它们的蒸气压。,理想液态混合物,中的任一组分（,溶剂及溶质,）的蒸气压和,理 想稀溶液,中,溶剂,的蒸气压均可用,拉乌尔定律,描述。,理想稀溶液,中挥发性,溶质,的蒸气压可用,亨利定律,描述。,所谓稀溶液是指,x,A,接近1的溶液,，,为纯溶剂饱和蒸气压,。,稀溶液中溶剂,A,的蒸气压,p,A,，等于同一温度下纯溶,剂的饱和蒸气压与溶液中溶剂,A,的摩尔分数,x,A,的乘积：,1.,拉乌尔定律：,定律适用条件,:,稀溶液,(,严格地说是理想稀溶液,),中的溶剂,.,当溶液仅由溶剂,A,与溶质,B,组成时：,是加入溶质之后引起溶剂蒸气压的下降值。,拉乌尔定律最初是从含有不挥发性非电解质的溶液中总结出来的，但后来进一步的实验证明，在含有挥发性非电解质的稀薄溶液中，溶剂也遵守拉乌尔定律。但由于在该情况下，溶液的蒸气压为溶剂与溶质的蒸气压之和，因此溶液的蒸气压不一定低于同温同压下纯溶剂的蒸气压。,在等温等压下的,稀溶液,中，,挥发性溶质,B,在气相中平衡分压,p,B,与其在溶液中摩尔分数,x,B,（或质量摩尔浓度、物质的量浓度）,成正比,。比例系数,k,x,B,称为亨利系数。,2.,亨利定律,开启易拉罐后，压力减小，,CO,2,气体的溶解度随之减小，从液体中释放出来。,热玻棒插入碳酸饮料中，,亨利常数随之增大，,CO,2,气体从液体中释放出来。,虽然，亨利定律式与拉乌尔定律式形式相似，但亨利定律适用于挥发性,溶质,B,，拉乌尔定律适用于,溶剂,A,。比例系数,k,x,B,并不具有纯溶质,B,在同温度下液体饱和蒸气压,p,B,*,的含义。,应用亨利定律时，须注意以下几点：,*,拉乌尔定律和亨利定律的微观解释,亨利定律式与拉乌尔定律都仅适用于稀溶液,，且溶液越稀，其行为与这两个定律越符合；反之，偏离越大。另外，不同物质组成的溶液符合这两个定律的浓度范围不同。,例如，苯,-,甲苯 溶液能在很宽的浓度范围内符合这两个定律，但丙酮,-,氯仿溶液则只在很稀的浓度时才能符合。为了对以上现象作出合理的解释，先看一看溶液的微观模型。,*,拉乌尔定律和亨利定律的微观解释,在,纯溶剂,A,中溶解了少量,溶质,B,后，液面层中有一部分,A,分子被,B,分子所代替。此时液面上,A,的蒸气压仍取决于单位时间内从液面层中净逸出液面的,A,分子数目减少。这就是引起溶液蒸气压下降的原因。,由于溶液液面层中,A,分子数目的减少是溶液中,A,浓度减少的反映，因而液面上,A,的蒸气压与溶液中,A,的摩尔分数成正比，此即为拉乌尔定律。,对于稀溶液中的,溶质,B,的分子，其受力情况为,A-,B,间作用力决定。但因为它的周围几乎完全被,A,分子,所包围，所以在相当大的浓度范围内，这种受力情况不随组成的变化而变化。,因此,B,由单位溶液表面积上蒸发的速率，仅正比于,B,在溶液表面积上的分子数目。所以,B,在溶解平衡时的平衡分压正比于,B,在溶液中的摩尔分数。所以有：,但因为溶液中,A,-,B,间的作用力不同于纯液体,B,（若纯液体,B,存在）中的,B-B,间的作用力，所以亨利定律中的比例系数,k,x,B,不,同于纯,B,的饱和蒸气压,拉乌尔定律对于溶剂,，及,亨利定律对于,挥发性,溶质,，仅对于,无限稀溶液，即理想稀溶液,成立。,实际上在溶质摩尔分数近于,0,的很小范围内成立。若,A,与,B,性质相近，适用的范围还要宽些。,例,4.4.1,在,97.11,C,时,纯水（,H,2,O,）的饱和蒸气压为,91.3 kPa,。在此温度下，乙醇（,C,2,H,5,OH,）的质量分数为,3%,的乙醇水溶液上，蒸气总压为,101.325 kPa,。,今有另一乙醇的摩尔分数为,2%,的乙醇水溶液，求此水溶液在,97.11,C,下的蒸气总压。,解：两溶液均按乙醇在水中的稀溶液考虑。水,H,2,O,（,A,）适用于拉乌尔定律，乙醇,C,2,H,5,OH,（,B,）适用于亨利定律。,因为已知纯水在该温度下的 ，,乙醇的亨利系数,可由题给总蒸气压求出。因为所求溶液组成以乙醇摩尔分数表示，所以要将已给乙醇溶液由,质量分数,换算为,摩尔分数,。,若以,m,A,m,B,分别代表溶液中水和乙醇的质量，,M,A,，,M,B,分别代表水和乙醇的摩尔质量，,M,A,=18.015 g, mol,-1,M,B,= 46.069,g, mol,-1,。,由质量分数换算为摩尔分数的公式为：,所以求得：,将题给的,w,B,= 3%,的溶液的数据代入，求得：,再将此值及所求摩尔分数为,2%,的溶液的数据代入总压公式：,稀溶液的总蒸气压与各组分的摩尔分数的关系：,