《稀溶液的依数性》PPT课件.ppt

第三章稀溶液的依数性各种不同的物质的稀溶液，其化学性质各不相同，这是显然的。但稀溶液的某些共性，与溶质的种类无关，只与溶液的浓度相关。我们把这类性质称为稀溶液的依数性。,1溶液的饱和蒸气压降低一问题的提出,水自动转移到糖水中去，为什么?,这种转移，只能通过蒸气来进行。因此，要研究蒸气的行为，才能弄清楚问题的实质。,二饱和蒸气压1纯溶剂的饱和蒸气压(p0)在密闭容器中，在纯溶剂的单位表面上，单位时间里，有N0个分子蒸发到上方空间中。,随着上方空间里溶剂分子个数的增加，密度的增加，分子凝聚回到液相的机会增加。当密度达到一定数值时，凝聚的分子的个数也达到N0个。这时起，上方空间里溶剂分子的个数不再改变，蒸气的密度也不再改变，保持恒定。,达到平衡后，若蒸气压小于p0时，平衡右移，液体气化；蒸气压大于p0时，平衡左移，气体液化。,2溶液的饱和蒸气压(p)当溶液中溶有难挥发的溶质时，则有部分溶液表面被这种溶质分子所占据。如图示，,于是，溶液中，在单位表面上单位时间内蒸发的溶剂分子的数目N要小于纯溶剂的N0。当凝聚的分子数目达到N（NN0），实现平衡，蒸气的密度及压强已不会改变。,凝聚分子的个数当然与蒸气密度及压强有关。若令这种平衡状态下的饱和蒸气压为p，则有pp，即水并未与蒸汽达到平衡，继续蒸发，以致于蒸气压大于p，水蒸气分子开始凝聚到糖水中。这又使得蒸气压不能达到p0于是，H2O分子从水中蒸出而凝聚入糖水。这就解释了本节开始提出的实验现象。,三拉乌尔定律1溶液的浓度每dm3溶液中含溶质的物质的量为摩尔浓度，也经常称为体积摩尔浓度。（单位moldm3）这种浓度使用方便，唯一不足就是其数值要随温度变化。,摩尔分数，显然有X质+X剂=1,若用每kg溶剂中含溶质的物质的量来表示溶液的浓度，则称为质量摩尔浓度。（单位molkg1）质量摩尔浓度经常用m表示。,对于稀溶液，由于n质p溶。当两种物质共存时，冰要熔解，或者说溶液此时尚未达到凝固点。,只有降温，到T2273K时，冰线和溶液线相交于B点，即p冰=p溶时，溶液才开始结冰，达到凝固点。溶液的凝固点降低，比纯溶剂低。,可见，由于溶液的饱和蒸气压的降低，导致溶液沸点升高、凝固点降低。即水溶液的沸点高于纯水而其凝固点低于纯水。,三计算公式1沸点升高公式用Tb表示沸点升高值，即Tb=TbT0b(T0b是纯溶剂的沸点，Tb是溶液的沸点)Tb是直接受p影响的，有Tbp，而p=km，故Tbm。,比例系数用kb表示，则有Tb=kbm，kb称为沸点升高常数。不同的溶剂kb值不同。最常见的溶剂是H2O，其kb=0.512。单位？,溶液的沸点升高值与其质量摩尔浓度成正比。,2凝固点降低公式用Tf表示凝固点降低值，即Tf=T0fTfT0f是纯溶剂的凝固点，Tf是溶液的凝固点。总之，T为正值。与沸点升高公式相类似，有Tf=kfmkf凝固点降低常数，H2O的kf=1.86。,实验室中，经常用稀溶液的依数性质测定难挥发性的非电解质的分子量。,例1将1.09g葡萄糖溶于20g水中，所得溶液的沸点比水升高了0.156K。求葡萄糖的分子量。,解：先表示出该葡萄糖溶液的质量摩尔浓度m。,式中M为葡萄糖的分子量。将质量摩尔浓度m代入沸点升高公式，得,将已知数据代入，得,若利用凝固点法测分子量，结果将更准确。因为kf比kb要大，温度差会更明显一些。就测定方法本身来讲，凝固点的测定比沸点的测定精确度要高。,解得M=179。和葡萄糖的实际分子量180很相近。,3渗透压一渗透现象,这种溶剂透过半透膜，进入溶液的现象，称为渗透现象。,半透膜：只允许H2O分子透过，而不允许溶质糖分子通过。,二渗透压渗透现象发生以后1）水柱的高度降低，静压减小，使右行水分子数目减少；2）糖水柱升高，静压增大，使左行水分子数目增加；3）糖水变稀，半透膜右侧的H2O分子的比例数增加，亦使左行水分子数目增加。,当过程进行到一定程度时，右行和左行的水分子数目相等。于是水柱不再降低，同时糖水柱亦不再升高，达到平衡。这时液面高,这就是渗透现象产生的原因。,三渗透压公式具有渗透压，是溶液的依数性质。它产生的根本原因也是相界面上可发生转移的分子个数不同引起的。,经过长期研究，人们发现，1）温度相同时，和溶液的体积摩尔浓度成正比；2）浓度相同时，和温度T成正比。,即,度差造成的静压，称为溶液的渗透压，用表示，单位为Pa。,4依数性的应用一计算公式的适用范围,计算公式成立的条件是不挥发的非电解质的稀溶液。,2）浓溶液公式由p=km推出，曾用到n质n剂条件，即稀溶液的条件。因此浓溶液虽然也有升高和降低等现象，但定量关系不准确，不能用公式计算。,质量摩尔浓度m，与不挥发的质点数有准确定量关系的重要条件，是溶质不发生电离。若是NaCl，电离产生Na+和Cl。m=1时，质点数似乎是2。而Na+和Cl之间的吸引，又使得发挥作用的质点数不足2，故不好定量。,3）电解质溶液定量关系不确切，不能用公式计算。,1）溶质有挥发性的溶液在后续课程中讲授。,二依数性的应用稀溶液的依数性除了如例题所示，可以用来测定分子量，还可以解释一些现象和应用于实际中。,1解释水和溶液的步冷曲线在冷却过程中，物质的温度随时间而变化的曲线，叫做步冷曲线。在步冷曲线中，纵坐标为温度，横坐标为时间。,Al2(SO4)3体系就更加复杂了。但同样0.1m的Al2(SO4)3总比0.1m的NaCl产生的粒子多。,所以对于电解质溶液，仍有蒸气压降低、沸点升高、凝固点降低和具有渗透压等性质。但是只可以定性的推理，而不能用公式定量计算。,ABH2O，液相，温度不断下降；B点开始结冰；BC冰与水共存，温度不变，273K冰点；C点全部结冰；CD冰，温度不断下降。,曲线(1)H2O的步冷曲线,曲线(2)水溶液的步冷曲线AB段是液相，温度不断下降；B点低于273K，是溶液的冰点。有冰析出，溶液的浓度增加，冰点更低，温度继续下降故BC段上，尽管冰与溶液共存，但温度不恒定。,D点，全部为固定比例的固体。DE段固体继续降温。,C点始，溶质和冰一同析出，且二者具有固定比例，即和此时溶液中二者的比例相同。这样析出冰和溶质时，溶液的组成不再改变，冰点也不再改变，故CD段呈现平台。,t/min,T/K,273,A,B,C,D,A,B,C,D,E,(3),C,D,E,A,B,溶质相同而浓度不同的溶液。析出的低共熔混合物的组成相同，低共熔点也相同。,2致冷剂的制备冰盐混合物在实验室中可用来使局部致冷。将固体NaCl和冰混合，可做成致冷剂，获得零下低温。,思考题若溶液的组成与低共熔混合物的组成相同，步冷曲线是什么形状?,用CaCl2和冰的混合物，可以获得55C的低温。用CaCl2、冰和丙酮的混合物，可以致冷到70C以下。,