第一章+物质的聚集状态4

1、3. 非电解质稀溶液的依数性非电解质稀溶液的依数性溶质在溶剂中发生电离的，称为电解质溶液。溶质在溶剂中发生电离的，称为电解质溶液。强电解质溶液：强电解质溶液：NaCl(aq)；弱电解质溶液：；弱电解质溶液：HAc(aq)。溶质在溶剂中不发生电离的，称为非电解质溶液溶质在溶剂中不发生电离的，称为非电解质溶液, 如：如：C6H12O6(aq)：葡萄糖水溶液；：葡萄糖水溶液；CO(NH2)2(aq)稀溶液：溶质的浓度很小。稀溶液：溶质的浓度很小。非电解质（溶质）：不具有挥发性非电解质（溶质）：不具有挥发性溶液的物理性质中那些和溶质的种类无关，只与单位溶液的物理性质中那些和溶质的种类无关，只与单位体积

2、溶液中溶质的粒子数（浓度）有关的性质称为溶体积溶液中溶质的粒子数（浓度）有关的性质称为溶液的依数性。溶剂必须相同！液的依数性。溶剂必须相同！蒸气压的下降蒸气压的下降 P沸点上升沸点上升 Tb凝固点降低凝固点降低 Tf溶液的渗透压溶液的渗透压 依数性包括依数性包括0.05mol/kg的葡萄糖水溶液和的葡萄糖水溶液和0.05mol/kg的尿素的尿素水水它们的依数性是一样的它们的依数性是一样的蒸气压的下降蒸气压的下降 P将不具有挥发性的非电解质溶于某一溶剂时，将不具有挥发性的非电解质溶于某一溶剂时，溶液的溶液的蒸气压蒸气压将比纯溶剂的蒸气压低（为什么？）。纯溶剂将比纯溶剂的蒸气压低（为什么？）。纯溶

3、剂蒸汽压与溶液蒸汽压之差，称为溶液的蒸气压下降蒸汽压与溶液蒸汽压之差，称为溶液的蒸气压下降 P 溶解过程中几乎没有热效应的溶液，称为溶解过程中几乎没有热效应的溶液，称为理想溶液理想溶液。稀溶液可以看作是理想溶液。稀溶液中，溶质分子和稀溶液可以看作是理想溶液。稀溶液中，溶质分子和溶剂分子之间即使可能有较强的作用，但因溶液稀，溶剂分子之间即使可能有较强的作用，但因溶液稀，溶质的量很少，溶液形成时热效应也不显著。故稀溶溶质的量很少，溶液形成时热效应也不显著。故稀溶液可以近似看作理想溶液。对于理想溶液可以采用液可以近似看作理想溶液。对于理想溶液可以采用Raoult 定律（拉乌尔，法国物理化学家）定律（

4、拉乌尔，法国物理化学家）Raoult 定律：一定温度下，溶液中各挥发性组分的蒸定律：一定温度下，溶液中各挥发性组分的蒸气压和它们气压和它们在溶液中在溶液中的摩尔分数成正比，比例常数就的摩尔分数成正比，比例常数就是该温度下纯组分的蒸气压是该温度下纯组分的蒸气压Po剂xPPoP：溶剂产生的蒸气压（即溶液：溶剂产生的蒸气压（即溶液产生的蒸气压产生的蒸气压）Po：纯溶剂的蒸气压：纯溶剂的蒸气压x剂剂：稀溶液中溶剂的摩尔分数：稀溶液中溶剂的摩尔分数P P0 (x剂剂 1，但接近，但接近1非非电解质：电解质：i = 1人体血液的渗透压为人体血液的渗透压为780 kPa，所以医院给病人作静脉，所以医院给病人

5、作静脉点滴用的各种输液浓度是不同的。为什么？点滴用的各种输液浓度是不同的。为什么？等渗液：输液的渗透压与血液的渗透压要大致相同等渗液：输液的渗透压与血液的渗透压要大致相同生理盐水：生理盐水：0.9%NaCl（aq） （MNaCl = 58.5 g/mol）5%C6H12O6（aq）（）（MC6H12O6 = 180 g/mol）)kPa(793)0 .3715.273(314. 8158.50.9%10002CRTi解解：取：取1 L 0.9%NaCl（aq）, 1 g/cm3 高渗液：输液的渗透压明显高于血液的渗透压高渗液：输液的渗透压明显高于血液的渗透压红血球逐渐干瘪。红血球逐渐干瘪。低渗

6、液：输液的渗透压明显低于血液的渗透压低渗液：输液的渗透压明显低于血液的渗透压红血球逐渐肿胀，直到胀裂。红血球逐渐肿胀，直到胀裂。)kPa(71637.0)(273.158.31411805%1000CRT取取1 L 5%C6H12O6（aq）, 1 g/cm3 5. 两种挥发性液体的理想溶液两种挥发性液体的理想溶液理想溶液：溶解过程中几乎没有热效应的溶液。有两理想溶液：溶解过程中几乎没有热效应的溶液。有两类实际溶液可以近似看作理想溶液，一类是稀溶液；类实际溶液可以近似看作理想溶液，一类是稀溶液；另一类是由两种结构和性质十分相似的挥发性液体所另一类是由两种结构和性质十分相似的挥发性液体所形成的溶

7、液，如：甲醇和乙醇，苯和甲苯。形成的溶液，如：甲醇和乙醇，苯和甲苯。对于理想溶液可以采用对于理想溶液可以采用Raoult 定律定律。Raoult 定律：一定律：一定温度下，溶液中各挥发性组分的蒸气压和它们定温度下，溶液中各挥发性组分的蒸气压和它们在溶在溶液中的摩尔分数液中的摩尔分数成正比，比例常数就是该温度下纯组成正比，比例常数就是该温度下纯组分的蒸气压分的蒸气压PooAoBBoABoBBoABoBAoABAPPxPxPxPxPxPPPP1总根据根据Dolton分压定律和分压定律和Raoult 定律推导：定律推导：两种结构和性质十分相似的挥发性液体两种结构和性质十分相似的挥发性液体A和和B所形

8、成的溶液所形成的溶液 理想溶液理想溶液PoA、PoB分别为纯分别为纯A、纯、纯B的蒸气压；的蒸气压；xA、xB分别为分别为溶液中溶液中A、B的摩尔分数。的摩尔分数。0 1 xB P总总T一定一定oAPoBP正偏离正偏离负偏离负偏离理想溶液理想溶液一定一定T下，两种结构和性质十分相似的挥发性液体下，两种结构和性质十分相似的挥发性液体A和和B所形成的溶液，气液相达平衡时气相组成如何？所形成的溶液，气液相达平衡时气相组成如何？已知：已知：T时，纯时，纯A、纯、纯B的蒸气压的蒸气压分别为分别为PoA、PoB；溶液中溶液中A、B的摩尔分数分别为的摩尔分数分别为xA(l)、xB(l) 。oAA( )AA(

9、g)ooABAA( )BB( )PPPPPPlllxxxxxB(g) = 1 xA(g)例例3. 已知：已知：85oC时，时， Po苯苯 = 877 mmHg，Po甲苯甲苯 = 345 mmHg，计算：，计算： 85oC时，时， 苯的摩尔分数为苯的摩尔分数为0.780的苯的苯 甲苯体系气相中苯和甲苯的甲苯体系气相中苯和甲苯的摩尔分数？摩尔分数？解解：x苯苯(l) = 0.780, x甲苯甲苯(l) = 1 0.780 = 0.220P苯苯(g) = Po苯苯 x苯苯(l) = 877 0.780 = 684.06 (mmHg)P甲苯甲苯(g) = Po甲苯甲苯 x甲苯甲苯(l) = 345 0

10、.220 = 75.9 (mmHg)P总总 = P苯苯(g) + P甲苯甲苯(g) = 684.06 + 75.9 = 759.96 (mmHg)x苯苯(g) = P苯苯(g) / P总总 = 684.06/759.96 = 0.900 x甲苯甲苯(g) = 1 0.900 = 0.100 在理想双液系达气液相平衡时，气相组成和液相组成不同，蒸在理想双液系达气液相平衡时，气相组成和液相组成不同，蒸气相中蒸气压大的那个组分的含量比在液相中高。气相中蒸气压大的那个组分的含量比在液相中高。 将气相组份冷凝（全部转化为液体），然后再加热到将气相组份冷凝（全部转化为液体），然后再加热到85oC，计算：，

11、计算： 此时此时气相中苯和甲苯的气相中苯和甲苯的摩尔分数？摩尔分数？解解：x苯苯(l) = 0.900, x甲苯甲苯(l) = 1 0.900 = 0.100P苯苯(g) = Po苯苯 x苯苯(l) = 877 0.900 = 789.3 (mmHg)P甲苯甲苯(g) = Po甲苯甲苯 x甲苯甲苯(l) = 345 0.100 = 34.5 (mmHg)P总总 = P苯苯(g) + P甲苯甲苯(g)= 789.3 + 34.5 = 823.8 (mmHg)x苯苯(g) = P苯苯(g) / P总总 = 789.3/823.8 = 0.958x甲苯甲苯(g) = 1 0.958 = 0.042

12、经过经过n次蒸发和冷凝，可以将次蒸发和冷凝，可以将苯和甲苯分开，这就是苯和甲苯分开，这就是分馏的原理。分馏的原理。分馏分馏填料填料共沸混合物共沸混合物，如：，如：C2H5OH H2O溶液（溶液（H2O的的xH2O = 0.096），则不能通过分馏的办法将两者分开，因为），则不能通过分馏的办法将两者分开，因为对对共沸混合物来讲，气相的组成和液相的组成是完全共沸混合物来讲，气相的组成和液相的组成是完全一样的。一样的。溶液的沸点？与外压和溶液的浓度有关溶液的沸点？与外压和溶液的浓度有关!作业：作业：P255：4（水的摩尔质量为（水的摩尔质量为18.0 g/mol） P260：3（查查P256的表的表10-5） P2