水和溶液-稀溶液饱和蒸气压变化及应用

课程：化学物料识用与分析知识点：拉乌尔定律和亨利定律什么叫蒸气压?在一密闭容器中盛一定量纯水.

由于水分子在不停地运动，就会有一部分动能较高的液态水分子从水面上逸出，进入气相而成为水蒸汽分子，这个过程称为蒸发。

水蒸汽分子不断运动的同时，有一些水蒸汽分子碰到水面又变为液态水，这个过程叫凝聚。

蒸气压：一定温度下，当液体蒸发速度等于凝聚速度时（平衡态），气相产生的压强。液体的蒸气压与温度有关：温度一定，饱和蒸气压的值一定。

不同温度时水的蒸气压

0255075100

p/kPa0.6133.1712.2638.50101.325●溶液中某组分的蒸气压是：溶液与蒸气达到平衡时，该组分在蒸气中的分压。它除了与温度有关外，还与溶液的组成有关。稀溶液的蒸气压与液相组成的关系可以用

拉乌尔定律亨利定律

描述。1.拉乌尔(Raoult)定律：在一定温度下，稀溶液中溶剂的饱和蒸汽压等于纯溶剂的饱和蒸汽压乘以溶液中溶剂的摩尔分数。拉乌尔定律的表达式

pA＝p*AxA式中p*A——某温度下纯溶剂的饱和蒸汽压，Pa；pA——同温度时，溶液中溶剂的饱和蒸汽压，Pa；xA——溶液中溶剂的摩尔分数。如果溶质是不挥发的，pA可视为溶液的蒸汽压。若溶液为二组分A，B，则pA＝p*AxA＝p*A(1-xB)即溶剂的蒸气压降低值（p*A-pA）与纯溶剂的饱和蒸气压之比等于溶质的摩尔分数。拉乌尔定律的另一种表示形式。适用范围：只有稀溶液的溶剂才适用于拉乌尔定律。例】250C时C6H12（环已烷）的饱和蒸气压为13.33kPa，在该温度下，840gC6H12中溶解0.5mo1某种非挥发性有机化合物B，求该溶液的蒸气压？已知M(C6H12)=84g.mo1-1。解根据题意得因B为非挥发性的有机化合物，符合拉乌尔定律

nB=0.5molnA=840/84=10molxA=nA/(nA+nB)=10/(10+0.5)=0.952故p=p*AxA=13.33×0.952=12.69kPa

答:该溶液的蒸气压为12.69kPa40号字体24号字体2.亨利定律

在一定温度下，稀溶液中挥发性溶质在平衡气相中的分压力与其在溶液中的摩尔分数成正比。

pB＝kx.xB式中

pB——溶质B的平衡分压；

xB——溶质B的摩尔分数，用以表示气体的溶解度；kx——亨利常数，单位为Pa。适用范围：稀溶液中的挥发性溶质，且气相和液相中溶质分子状态相同。解：乙醇具有挥发性，符合亨利定律。故=930

0.02=18.6kPa

挥发性溶质【例】370.11K时，乙醇在水中稀溶液的亨利常数为930kPa。现有乙醇的物质的量分数为2.00

10-2的水溶液，问与此水溶液成平衡时气相中乙醇的分压力是多少？

亨利定律是化工单元操作吸收的理论基础。

吸收就是利用混合气体中各种气体在溶剂中溶解度的差别，有选择性地把溶解度大的气体吸收出来，从混合气体中回收或除去。

如果要分离某种气体，怎么办？

两种办法：气体分压相同，温度降低，溶解度增大。——降温（随着温度的升高，kx值也增大）

在一定温度下，增加气体的分压，气体的溶解度亦随之增加。——增加分压。工业上利用上述特点，在低温、高压下把气体吸收下来。3．理想稀溶液

稀溶液中若溶质和溶剂均为挥发性物质，

则溶剂服从拉乌尔定律，溶质服从亨利定律。可以利用下式来计算稀溶液的饱和蒸汽压。【例3】质量分数为0.03的乙醇溶液，在p=101.3kPa下，其沸腾温度为97.11℃，在该温度下，纯水的饱和蒸汽压为91.3kPa，计算在97.11℃时，乙醇的摩尔分数为0.010时的水溶液的蒸汽压和蒸汽中乙醇的摩尔分数。解：可将乙醇水溶液看作稀溶液，溶剂水服从拉乌尔定律，溶质乙醇服从亨利定律。蒸气可视为理想气体混合物。先将质量分数换算成摩尔分数，即以1kg溶液作为计算基准，mA=0.97kg，MA=18×10-3kg/mol，mB=0.03kg，MB=46×10-3kg/mol，代入得由公式可以求得当xB=0.010时，再用上式可求得溶液的蒸汽压为P=91.3×（1-0.010）+927×0.010=99.66kPa此时，蒸气中乙醇的摩尔分数可由亨利定律和分压定律求得

课程：拉乌尔定律和亨利定律谢谢观看课程：化学物料识用与分析知识点：溶液及组成的表示方法液态溶液分类气态溶液固态溶液溶液:由两种或两种以上物质组成的均匀稳定体系。量多的组分------溶剂量少的组分------溶质

液态溶液有三种类型：气一液溶液：气体溶解在液体中；固一液溶液：固体溶解在液体中；液一液溶液：一种液体溶解在另一种液体中。水溶液：常以水作为溶剂的溶液。

非水溶液：若以苯、酒精、液氨等作为溶剂。液体----溶剂，气体或固体-----溶质注意：

◆一般所说的溶液均指水溶液。

◆溶液的性质与溶液的浓度有密切关系。怎样表示溶液的浓度？溶液中组分B的物质的量与总的物质的量之比，称为组分B的摩尔分数。无量纲。一般用xB表示。

——溶液中组分B的物质的量，mol；

——溶液中总的物质的量，mol。1.物质B的摩尔分数2.物质B的质量分数

溶液中组分B的质量与总质量之比，称为组分B的质量分数。无量纲。常以ωB表示。

——物质B的质量，kg；

——溶液的总质量，kg。3.物质B的质量摩尔浓度

在溶液中，单位质量溶剂A所溶有溶质B的物质的量，称为B的质量摩尔浓度，其单位mol/kg，常以bB表示。

bB=nB——溶液中溶质B物质的量，mol；

mA——溶液中溶剂A的质量，kg。注意了4.物质B的物质的量浓度

单位体积溶液中所含物质B的量，称为物质B的物质的量浓度，简称为物质B的量浓度或浓度。单位mol/L，常以cB表示。

cB=

nB——溶液中溶质B的物质的量，mol；V——溶液的体积，m3或L。c(B)的SI单位为mo1·m-3，常用单位为mo1·L-1，1m3＝103L15.密度

某种物质的质量和其体积的比值，即单位体积的某种物质的质量，叫作这种物质密度。单位kg/m3或者g/cm3,常以符号表示。上述各种表示方法之间可以相互换算，当涉及体积与质量之间的关系时，需要借助密度这一物理量进行换算。

=浓度之间的相互换算【例1-7】30g乙醇（B）溶于50g四氯化碳（A）中形成溶液，其密度为=1.28×103kg/m3试用：质量分数摩尔分数量浓度质量摩尔浓度表示该溶液的组成。解：质量分数

B=摩尔分数==0.375xB=＝=0.668量浓度cB=

＝＝10.44×103mol/m3质量摩尔浓度

bB===13.04mol/kg课程：化学物料识用与分析知识点：稀溶液的依数性

与纯溶剂相比较，稀溶液溶入非挥发性、非电解质的溶质后，溶液的性质会产生变化：

蒸气压下降

沸点升高

凝固点降低

产生渗透压

这些性质与溶质的本性无关，只取决于溶入稀溶液中的溶质的粒子数目，因此统称为稀溶液的依数性

依数性稀溶液依数性的表现

蒸气压下降

实验证明：

溶质的加入总是引起液体的蒸汽压下降。这就是说，溶液的蒸汽压，总是低于同温度下纯溶剂的蒸汽压，这种现象称为溶液的蒸汽压下降。在这里，所谓溶液的蒸汽压实际上是指溶液中溶剂(溶质难挥发）的蒸汽压。原因是：在溶剂中加入难挥发的非电解质溶质后，溶剂的部分表面被溶质质点所占据，因此在单位时间内逸出液面的溶剂分子相应减少(与纯溶剂在相同温度下比较)，结果达到蒸发与凝聚平衡时，溶液的蒸汽压低于纯溶剂的蒸汽压。显然，溶液的浓度越大，其蒸汽压下降越多。

在一定的温度下，溶剂溶入了非挥发性、非电解质的溶质形成稀溶液后，稀溶液中溶剂的蒸气压下降与溶液中溶质的摩尔分数的关系，服从拉乌尔定律，用公式表示为

蒸气压降低值与溶质的摩尔分数成正比，其比例系数只取决于纯溶剂的本性（纯溶剂的饱和蒸气压）。溶液蒸气压下降规律是拉乌尔定律的必然结果，是稀溶液其它依数性的基础。或溶液的蒸汽压与溶剂的蒸汽压比较：

★溶液的蒸汽压＜溶剂的蒸汽压；★浓度相同的水溶液，蒸汽压降低值Δp相同。

计算：50℃时,下列各水溶液的蒸汽压降低值。已知50℃时H2O（l）的饱和蒸汽压为7.94KPa。（1）17.1克蔗糖溶解在100.0克水中。（2）1.5克尿素溶解在50.0克水中。

计算结果说明了什么?(M蔗糖=342.3g/mol；M尿素=60.1g/mol)结论：只要溶质的摩尔分数相同，其稀溶液的蒸汽压降低值就相同。何溶液的种类、性质无关。p/atmt/℃slg水的相图下一页上一页（2）沸点上升和凝固点下降

一定外压下，纯溶剂的的液相和其固相处于平衡状态时的温度。凝固点沸点液体的蒸气压等于外界大气压时温度。

难挥发、非电解质稀溶液的沸点升高和凝固点下降的定量关系，与溶液的质量摩尔浓度成正比。式中为溶剂的摩尔沸点升高常数；为溶剂的摩尔凝固点降低常数。Tb=Kb·bBTf=Kf·bB

与溶质的本性无关

例将5.50g某纯净试样溶于250g苯中，测得该溶液的凝固点为4.51℃，求该试样的相对分子质量（纯苯的凝固点为5.53℃）

解设该试样的摩尔质量为M

解设该试样的摩尔质量为M（3）渗透压半透膜纯溶剂稀溶液

在一定温度下，达到渗透平衡时，溶剂液面与溶液液面的压力差即渗透压。渗透压

=CBRT

在一定温度下，渗透压的大小只与溶质的物质的量浓度成正比，与溶质的种类无关。产生渗透压的条件：

a、半透膜b、浓度差如果外加在液面上的压力超过渗透压，则会使溶液中的水向纯水的方向流动，使水的体积增加。反渗透

用于海水淡化，工业废水、污