基础化学课件-02稀薄溶液的依数性

合集下载
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
溶液的凝固点是指 刚有溶剂固体析出 的温度Tf。
第二节 溶液的沸点升高和凝固点降低
二、溶液的凝固点降低 (a) 凝固点时,固态、纯溶剂液态的蒸发速度
与气态的凝聚速度相等 (b)溶液的蒸发速度小于固态的蒸发速度与气态
的凝聚速度。
第二节 溶液的沸点升高和凝固点降低
二. 溶液的凝固点降低 溶液的凝固点降低
几个概念
蒸发: 表面气化现象称为蒸发; 沸腾: 表面和内部同时气化的现象; 沸点: 液体沸腾过程中的温度. 只有当液体的饱和蒸气压和外界大气压相等时, 液体的气化才能在表面和内部同时发生, 这时 的温度即是沸点.
溶液的沸点升高实验:
加蔗糖
继续
沸腾tb°
沸腾否?
问题: 沸腾条件是什么? tb与tb°谁大
通过半透膜,而溶质分 子不能 。 条件: ①半透膜 ②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。
第三节 溶液的渗透压力
一、渗透现象和渗透压力 3. 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。
① 试求出异戊烷为溶剂时Raoult定律中的常数K; ② 求加入的溶质的摩尔质量。
第一节 溶液的蒸气压下降
解 ① 因为
xB
nB nA nB
nB nA
nB mA / M A
Δp
p0 xB
p0
nB mA
MA
p0M AbB
KbB
K = p0MA 所以对于异戊烷有
K = p0MA = 77.31 kPa×72.15 g·mol-1 =5578 kPa·g·mol-1 = 5.578 kPa·kg·mol-1
3. 了解稀溶液的蒸气压下降、沸点升高、凝固点降低的 原因;渗透压力在医学上的意义 。
第一节 溶液的蒸气压下降
一、液体的蒸气压
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( 简称蒸气压)。
2. 溶液的沸点升高和凝固点降低 ① 溶液的沸点升高 ② 溶液的凝固点降低
内容提要
3. 溶液的渗透压 ① 渗透现象和渗透压 ② 溶液的渗透压力与浓度及温度的关系 ③ 渗透压在医学上的意义
教学基本要求
1. 掌握稀溶液的蒸气压下降、沸点升高、凝固点降低概 念及计算;渗透压力的概念及渗透浓度的计算。
2. 熟悉稀溶液依数性之间的换算,利用依数性计算溶质 的相对分子质量;电解质溶液的依数性。
Tb0 / ℃
0.512
四氯化碳 76.7
118
2.93
乙醚
34.7
80
2.53

218
78.4
1.22
Kb /(K·kg·mol-1) 5.03 2.02 5.80
第二节 溶液的沸点升高和凝固点降低
二、溶液的凝固点降低
凝固点: 液体凝固成固体(严格说是晶体)是在一定 温度下进行的, 这个温度称为凝固点。凝固点 的实质是, 在这个温度下, 液体和固体的饱和蒸 气压相等.
Π
溶剂的净转移
纯溶剂
溶液
半透膜
(a)
纯溶剂
溶液
半透膜
(b)
纯溶剂
溶液
半透膜
(c)
第三节 溶液的渗透压力
二、溶液的渗透压力与浓度及温度的关系关系式
(1886 年,荷兰理论化学家 Van’t Hoff 归纳出 非电解质稀溶液渗透压力与浓度、温度之间的关 系。)
Π = cBRT
其中 cB — 物质的量浓度 (mol·L-1)
Tf0 / Kf /(K·kg·mol-1) ℃
0.0
1.86
17.0
3.90
5.5
5.10
-117.3
1.99
-22.9
32.0
34.7
2.02
-116.2
1.8
218
5.80
80.0
6.9
第二节 溶液的沸点升高和凝固点降低
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)。
MB
Kf mB mAΔTf
溶液沸点升高的根本原因是溶液的蒸汽压下降,而 蒸汽压下降的程度仅与溶液的浓度有关,因此溶液的 沸点升高程度也只与溶液的浓度有关,而与难挥发非 电解质溶质的本性无关。
第二节 溶液的沸点升高和凝固点降低
溶剂 水 乙酸 苯 乙醇
Tb0 / ℃ 100
常见溶剂的T0b和Kb值
Kb /(K·kg·mol-1) 溶剂
第二节 溶液的沸点升高和凝固点降低
例 计算0.100mol·kg-1的NaCl溶液的凝固点。 解 NaCl为AB型电解质,i =2
ΔTf(NaCl) = 2×0.100 mol·kg-1×1.86 K·kg·mol –1 =0.372 K
Tf(NaCl) = - 0.372 ℃ 。
第三节 溶液的渗透压力
第一节 溶液的蒸气压下降
② 根据
Δp
KbB
K
mB M BmA

MB
K
mB Δp mA
5.578kPa kg mol1
0.0697g
2.32kPa 0.891kg
1000
188g mol1
第一节 溶液的蒸气压下降
例2 已知293K时水的饱和蒸气压为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气压 。
p = p0 xA
p0:纯溶剂的蒸气压, p:溶液的蒸气压。
第一节 溶液的蒸气压下降
2. 溶液的蒸气压下降

xA+ xB =1
p= p0 xA = p0(1- xB)= p0 – p0 xB

p0- p = p0 xB

Δp = p0- p

Δp = p0 xB
Δp表示溶液的蒸气压下降。 Δp≥0。
p / kPa
0.610 6 0.871 9 1.227 9 2.338 5 4.242 3 7.375 4 12.333 6
T/ K
333 343 353 363 373 423
p / kPa
19.918 3 35.157 4 47.342 6 70.100 1 101.324 7 476.026 2
是由溶液的蒸气压 下降引起。
ΔTf = Tf0 - Tf = Kf ·bB
第二节 溶液的沸点升高和凝固点降低
溶剂
水 乙酸 苯 乙醇 四氯化 碳 乙醚 萘
常见溶剂的T0b Kb和T0f Kf值
Tb0 / ℃
100 118 80 78.4 76.7
Kb /(K·kg·mol-1)
0.512 2.93 2.53 1.22 5.03
0.638 K
g
0.060 kg mol-1 60 g mol-1
M r 60
第二节 溶液的沸点升高和凝固点降低
三、电解质稀溶液的依数性行为
Δp = i K bB ΔTb = i Kbb B ΔTf = 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)
➢ 单位:Pa, kPa
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,上方空间的蒸气密度不再改变, 保持恒定。此时, 蒸气 的压强也不再改变, 称为该温度下的饱和蒸汽压, 用 P0 表 示。 达到平衡. 当蒸气压小于 P0 时, 平衡右移, 继续气化; 若 蒸气压大于 P0 时, 平衡左移, 气体液化. 譬如, 改变上方 的空间体积, 即可使平衡发生移动。
第一节 溶液的蒸气压下降
溶液的蒸气压下降公式: 由于nA>> nB,而
xB
nB nA nB
nB nA
nA
mA MA

p
p 0 xB
p0
nB nA
p0
nBM A mA
p0M AbB
Δp= K bB 适用:难挥发的非电解质稀溶液。
第一节 溶液的蒸气压下降
例1 已知异戊烷C5H12的摩尔质量M = 72.15 g·mol-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。
原因分析 图示:
P K S
P K S 定K为特征常数,S--液
体表面积 而
S
S
溶液中A 分子占据的表面积
纯A 体系,A分分子占据表面
第一节 溶液的蒸气压下降
二、溶液的蒸气压下降 —— Raoult定律
第一节 溶液的蒸气压下降
1. Raoult定律
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 蒸气压与溶剂物质的 量分数的乘积。
(55.49 0.02000)mol
p = p0xA = 2.338 kPa×0.996 4 = 2.330 kPa
第二节 溶液的沸点升高和凝固点降低
一、溶液的沸点升高 1. 液体的沸点
液体的沸点是液体 的蒸汽压等于外界 气压时的温度。
液体的正常沸点 是 指外压为101.3kPa 时的沸点。
第二节 溶液的沸点升高和凝固点降低
二、溶液的凝固点降低 凝固点是指物质的
固、液两相蒸气压 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 蒸气压相等。
第二节 溶液的沸点升高和凝固点降低
二、溶液的凝固点降低 曲线(3)是溶液的理
想冷却曲线 曲线(4)是实验曲线。
R — 常数 8.314 J·K-1·mol-1
第一节 溶液的蒸气压下降

bB
6.840 g 342.0 g mol-1
1000 g kg-1 100.0 g
0.2000
mol kg-1
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
xA
100.0
100.0 g/18.02g mol-1 g/18.02g mol-1 6.840g/342.0g mol1
55.49 mol
0.9964
kg mol
-1
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。
第二节 溶液的沸点升高和凝固点降低
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:
M
(CON2
H
4
)
1.86
K kg mol-1 250 g 0.079
沸腾tb
第二节 溶液的沸点升高和凝固点降低
2. 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 液的蒸气压下降引起。 ΔTb = Tb - Tb0 = Kb bB
溶液的沸点是不断变动的。
在沸腾过程中,溶剂不断蒸发,溶液浓度逐渐增大 ,其蒸汽压不断降低,沸点也越来越高,直至达到饱 和溶液为止。这时溶剂继续蒸发的结果,造成溶质析 出,溶液浓度不再变化,蒸汽压也不变,此时的沸点 才恒定。因此某一浓度的溶液的沸点,是指此溶液刚 开始沸腾时的温度。
第二章 稀薄溶液的依数性
Colligative Properties of Diluted Solutions
稀溶液的依数性: 溶液的某些性质主要取决于其中所含
溶质质点的浓度,而不是溶质本身的性质 叫做稀溶液的依数性。
稀溶液的依数性包括:蒸气压下降、 沸点升高、凝固点下降及渗透压等。
内容提要
1. 溶液的蒸气压下降 ① 溶液的蒸气压 ② 溶液的蒸气压下降 —— Raoult定律
一、渗透现象和渗透压力
1. 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。
半透膜:只允许水分子自由通过而不允许溶质分子或离子通过 的膜状物质如:细胞膜、肠衣、牛皮纸
渗透:水分子通过半透膜进入 到溶液中的现象
第三节 溶液的渗透压力
一、渗透现象和渗透压力 2. 渗透原因:溶剂分子能
实验图示:
实验现象:右侧汞柱升高。 实验结果: p纯 水 p液 定义 : 溶液蒸气压下降:
△P=P°-P
说明: P°~指纯溶剂蒸气压; P~指稀溶液蒸气压。(实指稀溶液 中溶剂的蒸气压)
溶问液题蒸:气P压实下指降糖原水因中哪一组份的蒸气压 ① 加入的溶质与溶剂结合形成溶剂化分 子,束缚了部分高能量溶剂分子逸出液体表 面。 ② 溶液表面部分地被溶质分子占据,阻碍 了溶剂分子逸出液面。(图示)
第一节 溶液的蒸气压下降
一. ① ② ③ ④
液体的蒸气压 p与液体的本性有关 温度升高,p增大 固体物质的蒸气压一般很小 易挥发性物质的 p大,难挥 发性物质的 p 小。
固体直接蒸发为气体的过程 称为升华。如冰、碘、樟脑、 萘等。
第一节 溶液的蒸气压下降
不同温度下水的蒸气压
T/ K
273 278 283 293 303 313 323
相关文档
最新文档