第2章 溶液的依数性要点课件.ppt

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1、第二章 稀溶液的依数性,Colligative Properties of dilute solution,第一节 溶液的蒸气压下降第二节 溶液的沸点升高和凝固点降低第三节 溶液的渗透压力,主要内容,溶液的性质,溶液的颜色,表面张力,导电性,溶液的另一类性质却只与溶液中溶质和溶剂微粒数的比值有关，而与溶质的本性无关，这类性质称为稀溶液的依数性(Colligative properties) 。,蒸气压下降 (vapor pressure lowering) 沸点升高 (boiling point elevation) 凝固点降低 (freezing point depression) 渗透压

2、(osmotic pressure),稀溶液依数性的内容：,第一节溶液的蒸气压下降,一、蒸气压(vapor pressure ),H2O (l),H2O (g),A,动态平衡,蒸发,凝结,在一定温度下，当液相蒸发的速率与气相凝结的速率相等的时候，液相和气相达到平衡，此时，蒸气具有的压力称为该温度下的饱和蒸汽压，简称蒸汽压。,饱和蒸气压（简称蒸气压） (vapor pressure ),符号：p单位:Pa（帕）或 kPa（千帕）,规律：,本性一定温度下，不同物质具有不同的蒸气压,温度温度越高，蒸气压越大,固体也有蒸气压，大多数固体的蒸气压都很小,蒸气压大的固体易发生升华现象 冰、碘、樟脑、萘等,

3、难挥发性物质：同温度下蒸气压小的物质易挥发性物质：同温度下蒸汽压大的物质,二、溶液的蒸气压下降,含有难挥发性溶质溶液的蒸气压总是低于同温度纯溶剂的蒸气压,溶液中溶剂产生的蒸气压,溶剂的部分表面被溶质所占据，造成单位时间逸出液面的溶剂分子数相应减少，达到平衡时，溶液的蒸气压必然低于纯溶剂的蒸气压。,密闭容器中放置的纯水和糖水经一段时间后， 会有何现象？,纯水,蔗糖溶液,实验测定25C时,水的饱和蒸气压: p (H2O) = 3167.7 Pa0.5 mol kg-1 糖水的蒸气压则为: p (H2O) = 3135.7 Pa1.0 mol kg-1 糖水的蒸气压为: p (H2O) = 3107

4、.7 Pa,结论：溶液的蒸气压比纯溶剂低，溶液浓度越大，蒸气压下降越多,p = p* xA, 溶液的蒸气压p* 纯溶剂的蒸气压xA 溶剂的摩尔分数,1887年法国化学家拉乌尔（F.M. Raoult ）根据大量实验的结果，对于难挥发性的非电解质稀溶液，得出如下规律： 在一定温度下，难挥发非电解质稀溶液的蒸气压等于纯溶剂的蒸气压乘以溶剂的摩尔分数,p = p* - p = p*A p*A xA = p*A xB,对于稀溶液 nA nB,设 K= p*A MA,K 取决于溶剂本性，与溶质本性无关,非电解质:适用于葡萄糖、果糖、甘油等非电解质 溶液，而不适用于NaCl等电解质溶液。 难挥发:否则必须

5、考虑溶质的蒸气压 稀溶液:不须考虑溶质分子对溶剂分子的作用力,拉乌尔（F.M. Raoult ）定律适用范围,了 解,实际应用,干燥剂工作原理 CaCl2、NaOH、P2O5等易潮解的固态物质，常用作干燥剂。,因其易吸收空气中的水分在其表面形成溶液，该溶液蒸气压较空气中水蒸气的分压小，使空气中的水蒸气不断凝结进入溶液而达到消除空气中水蒸气的目的。,已知20时水的饱和蒸气压为2.338kPa，将17.1g蔗糖(C12H22O11)与3.00g尿素CO(NH2)2分别溶于100g水，试计算这两种溶液的质量摩尔浓度和蒸气压分别是多少？(蔗糖的摩尔质量M =342gmol-1,尿素的摩尔质量M = 6

6、0.0gmol-1）,例 题,解:蔗糖的摩尔质量M = 342gmol-1，溶液的质量摩尔浓度为,尿素的摩尔质量M = 60.0gmol-1，溶液的质量摩尔浓度 ：,H2O的摩尔分数：,x(H2O) =,= 0.991,所以尿素溶液中，x(H2O) = 0.991，蒸气压p = 2.32kPa。,第二节溶液的沸点升高,一、液体的沸点,沸点：液体的蒸气压等于外压时的温度,正常沸点：外压为101.3 kPa时液体的 沸点,液体的沸点随外压变化,外压大沸点高,外压小沸点低,二、溶液的沸点升高(boiling point elevation),溶液的沸点要高于纯溶剂的沸点,原因：难挥发性溶质溶液的蒸气

7、压恒低于纯溶剂的蒸气压,纯溶剂,Tb*,Tb,沸点上升规律,Kb溶剂的沸点升高常数,单位：KKgmol-1,与溶剂本性有关与溶质本性无关,Tb = Tb Tb* = Kb bB,结论： 难挥发性非电解质稀溶液的沸点升高只与溶质的质量摩尔浓度有关，与溶质的本性无关； 纯溶剂的沸点是恒定； 溶液的沸点不断变化，直至溶液饱和。,二、溶液的凝固点降低,（一）纯液体的凝固点,纯溶剂,固相纯溶剂,（二）溶液的凝固点降低,难挥发性非电解质稀溶液的凝固点总比纯溶剂凝固点低,Tf*,Tf,原因：难挥发性非电解质稀溶液的蒸气压恒低于纯溶剂的蒸气压。,纯溶剂,固态纯溶剂,Tf = Tf* - Tf = Kf bB,

8、Kf 溶剂的质量摩尔凝固点降低常数单位 : K kg mol-1只与溶剂本性有关,凝固点降低规律：,结论： 难挥发性非电解质稀溶液的凝固点降低只与溶质的质量摩尔浓度有关，与溶质的本性无关 纯溶剂的凝固点是恒定的 溶液的凝固点不断变化 溶液的凝固点是指固相溶剂刚析出时的温度,冷却曲线,纯溶剂,溶液,沸点升高和凝固点降低的应用,例题,将0.638 g 尿素溶于250 g 水中，测得此溶液的凝固点为0.079 C。已知水的Kf1.86 Kkgmol-1，试求尿素的相对分子质量。,MB = 60 gmol-1Mr = 60,说 明:,1.多数溶剂的KfKb，凝固点降低法的测量相对误差较小,2.凝固点下

9、降在低温下进行，溶剂不至于挥发，析出晶体，现象明显。,3.低温下测定，适用于某些不宜加热或挥发性的物质,其它应用：,抗冻剂 甘油或乙二醇的水溶液冷却剂 冰盐混合物,实验室中选择冰盐混合物作为致冷剂,在一定配比时可达250.6K（30gNaCl100g冰）其原理是：食盐和冰放在一起时，冰因为吸收环境中的热量而稍有融化，此时冰的表面必然有液态水存在。食盐遇到水会溶于其中形成溶液，降低凝固点，导致冰的迅速融化，在融化过程中大量吸热而使环境致冷。,例 题：,乙二醇CH2(OH)CH2(OH)为非挥发性物质，若将 130.2 g 乙二醇溶于 2505 g 水中，该溶液的凝固点为多少？夏天能否将它应用于汽车散热器？已知乙二醇的摩尔质量为 62.01 gmol-1。,bB 0.8382 molKg1,Tf 1.559 K,Tf 271.4 K,