第二章稀溶液的依数性

第二章 稀溶液的依数性Colligative Properties of Diluted Solutions教学基本要求 了解稀溶液的蒸气压下降、沸点升高、凝固点降低的原因。 熟悉稀溶液的蒸气压下降、沸点升高、凝固点降低概念及计算。 掌握溶液渗透压力的概念及渗透浓度 的计算，熟悉渗透压力的医学应用。第一节 溶液的蒸汽压下降n液体的蒸汽压 蒸发H2O (l) H2O (g)凝结当蒸发与凝结速率相等， 气相和液相达到动态平衡 ，蒸汽的含量和压力保持一定。 定义：在一定温度下与液相处于平衡时蒸汽所具有的压力 p( 简称蒸汽压 )。 单位： Pa, kPa 液体的蒸汽压 p与液体的本性有关 温度升高， p增大 固体物质的蒸汽压一般很小 易挥发性物质的 p大，难挥发性物质的 p 小。 不同温度下水的蒸汽压 T / K p / kPa T / K p / kPa 273278283293303313323 0.610 60.871 91.227 92.338 54.242 37.375 412.333 6 33334335336337342319.918 335.157 447.342 670.100 1101.324 7476.026 2 n溶液的蒸汽压下降 Raoult定律 nRaoult定律在一定温度下 , 难挥发非电解质稀溶液的蒸汽压等于纯溶剂的蒸汽压与溶剂物质的量分数的 乘积。p = po xA po:纯溶剂的蒸汽压 ,P:溶液的蒸汽压 。n溶液的蒸汽压下降 xA+ xB =1p= po xA = po(1- xB)= po - po xB po- p = po xB令 p = po- p 有 p = po xB p表示溶液的蒸汽压下降。 p0。 溶液的蒸汽压下降公式：由于 nA nB， 若取 1000g溶剂，有则 p= K bB 适用：难挥发的非电解质稀溶液 。例 1 已知异戊 烷 C5H12的摩 尔 质 量 M = 72.15 gmol-1，在 20.3 的蒸气 压为 77.31 kPa。 现 将一 难挥发 性非 电 解 质 0.0697g溶于 0.891g异戊 烷 中，测 得 该 溶液的蒸气 压 降低了 2.32 kPa。 试 求出异戊 烷为 溶 剂时 Raoult定律中的常数 K； 求加入的溶 质 的摩 尔 质 量。解 因 为K = p0MA所以 对 于异戊 烷 有K = p0MA = 77.31 kPa72.15 gmol-1=5578 kPagmol-1 = 5.578 kPakgmol-1 根据有例 2 已知 293K时 水的 饱和蒸汽 压为 2.338 kPa，将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 度和蒸汽 压 。解p = p0xA = 2.338 kPa0.996 4 = 2.330 kPa第二节 溶液的沸点升高和凝固点降低n溶液的沸点升高n液体的沸点 液体的沸点是液体的蒸汽压等于外界压强时的温度。 液体的正常沸点 是指外压为 101.3kPa时的沸点。 n溶液的沸点升高 溶液的沸点总是高于纯溶剂的沸点，这一现象称之为溶液的沸点升高。 溶液沸点升高是由溶液的蒸汽压下降引起。Tb = Tb - Tb0 = Kb mB 常见溶剂的 T0b和 Kb值 溶剂 Tb0 / Kb /(Kkgmol-1) 溶剂 Tb0 / Kb /(Kkgmol-1) 水 100 0.512 四氯化碳 76.7 5.03乙酸 118 2.93 乙醚 34.7 2.02苯 80 2.53 萘 218 5.80乙醇 78.4 1.22n溶液的凝固点降低 凝固点是指物质的固、液两相蒸汽压相等时的温度 。 纯水的凝固点（ 273 K）又称为冰点，在此温度水和冰的蒸汽压相等。 曲线 (3)是溶液的理想冷却曲线 曲线 (4)是实验曲线。溶液的凝固点是指刚有溶剂固体析出的温度 Tf。 (a) 凝固点时，固态、纯溶剂液态的蒸发速度与汽态的凝聚速度相等 (b)溶液的蒸发速度小于固态的蒸发速度与汽态的凝聚速度。 溶液的凝固点降低是由溶液的蒸汽压下降引起。Tf = Tf0 - Tf = Kf bB常见溶剂的 T0b Kb和 T0f Kf值 溶剂 Tb0 / Kb /(Kkgmol-1) Tf0 / Kf /(Kkgmol-1) 水 100 0.512 0.0 1.86乙酸 118 2.93 17.0 3.90苯 80 2.53 5.5 5.10乙醇 78.4 1.22 -117.3 1.99四氯化碳 76.7 5.03 -22.9 32.0乙醚 34.7 2.02 -116.2 1.8萘 218 5.80 80.0 6.9n 溶液凝固点降低的应用：测定溶质的相对分子质量（特别是小分子） 。 虽然理论上沸点升高和凝固点降低两种方法都可测量分子量，可是后者不起破坏作用、且 Kf值较大，故常用。例将 0.638 g尿素溶于 250 g水中， 测 得此溶液的凝固点降低 值为 0.079 K， 试 求尿素的相 对 分子质 量。解 n电解质稀溶液的依数性行为p = i K bBTb = i Kbb B Tf = i Kfb B 如 AB型电解质， i趋近于 2。 (如 KCl) AB2或 A2B型电解质 , i趋近于 3。 (如 MgCl2) 例 计 算 0.100molkg-1的 NaCl溶液的凝固点。解 NaCl为 AB型电解质， i =2Tf(NaCl) = 20.100 molkg-11.86 Kkgmol 1=0.372 KTf(NaCl) = - 0.372 。第三节 溶液的渗透压力n渗透现象和渗透压力 n溶剂分子通过半透膜进入到溶液中的过程 , 称为渗透 。 用半透膜将溶液与水分开 , 可以看到蔗糖溶液面上升。n渗透原因：溶剂分子能通过半透膜，而溶质分子不能 。 条件： 半透膜 膜两侧溶液浓度不等。 方向：溶剂分子从纯溶剂 溶液，或是从稀溶液 浓溶液。 n渗透压力 定义：为维持只允许溶剂通过的膜所隔开的溶液与溶剂之间的渗透平衡而需要的超额压力。单位 : Pa或 kPa。 n溶液的渗透压力与浓度及温度的关系 关系式： = cBRT其中 cB 物质的量浓度 (molL-1) R 常数 8.314 JK-1mol-1T 绝对温度 (273 + t) 注意：若半透膜