液态混合物和溶液-物理化学-课件-05
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p总 = p苯 + pHCl 溶质服从HenBiblioteka Baiduy定律：pHCl=kxxHCl
溶剂服从Raoult定律： p苯=p*苯 (1-xHCl) 解得：xHCl= 0.0385
16
§4.3 偏摩尔量 问题的提出
18.09 cm3 18.09 cm3
＝
36.18 cm3
1mol H2O (l) + 1mol H2O (l) Vm*水= 18.09 cm3·mol–1 V*= nVm*水= 36.18 cm3
(4-2)
溶剂的蒸汽压下降与溶质的摩尔分数成比例。
2.若溶质不止一种，则
pA p*A xB B
(4-3)
9
二、亨利定律－溶质的气液平衡规律
❖ 在一定温度和平衡状态下，气体在液体里的溶解度与 该气体的平衡分压pB成正比。用公式表示为：
pB kx,B xB
pB kb,BbB
pB k ,B B
解： （1）
xB
nB
/ nA
48.8103 dm3 / 22.4dm3.mol1 1000g /18g.mol1
3.92 105
Kx,B=PB/xB=101325Pa/(3.92×10-5)=2.58×109Pa
13
（2）0℃,101325Pa的空气中, 1000g水中最多 可溶解多少克O2(g)。 解 (2) ：PB'=PyB'=101325Pa×0.21=21278Pa xB'=PB'/Kx,B=21278Pa/(2.58×109Pa)=8.24×10-6 xB'=nB'/nA=(mB'/MB)/(mA/MA)
7
注意： 1、拉乌尔定律适用于稀溶液中溶剂；对于溶质 浓度趋于零的无限稀溶液拉乌尔定律严格适用.
2、计算XA所依据的液相溶剂分子必须与平衡气 相中的溶剂分子有相同分子结构
8
其它形式的拉乌尔定律：
1.对于由A和B组成的双组分系统，xA=1-xB,
PA=PA*（1-xB）
PA*- PA=ΔPA= PA*xB
37 B的摩尔比：
rB
nB nA
6
§4.2 拉乌尔定律和享利定律 一：拉乌尔定律－溶剂的气液平衡规律
在一定的温度下 PA< PA*
A（g） PA*
A（L）
PA A+B
❖ 在一定温度下,稀溶液中溶剂的蒸汽压PA等于纯溶剂 的蒸汽压PA*与其溶液中纯溶剂的摩尔分数xA的乘积 用数学式可表示为：
❖
PA= PA* xA (4-1)
[%B]
100 B
100 mB mB
3
B的物质的量浓度：
cB
nB Vmix
单位：mol·m-3
5
4
B的摩尔分数：xB
nB nB
xB多用于液相组成， yB多用于气相组成
35 B的体积分数： B xBVm*,B / xAVm*,A A
6
B的质量摩尔浓度：
bB (或mB )
nB mA
单位：mol·kg-3
所以 mB'=mAxB'MB/MA =1000g×8.24×10-6 ×32.0g.mol-1/(18.0g.mol-1) =0.015g
14
计算挥发性溶质在平衡气相的组成：例4 －5
四、拉乌尔定律与亨利定律的比较 适用对象不同；
比例系数不同；
组成选择不同。
15
例、20℃下HCl(B)溶于苯(A)达平衡。当气相中HCl 分压为101.325kPa时，溶液中HCl的摩尔分数为 0.0425。已知20℃ 苯的饱和蒸汽压为10.011kPa。求 20℃ 时HCl与苯蒸气的总压为101.325kPa时，苯中溶 解HCl的摩尔分数。 解：
xB
nB nA
mB mA
/ MB / MB
代入式（4-2） PA*- PA=ΔPA= PA*xB
得 MB=PA*MAmB/(PA*-PA)mA (4-7)
式中MA和mA分别为溶剂的摩尔质量和质量，mB 为溶质的质量。
11
例4-2 将1.52g非挥发性溶质溶于100g 苯中， 20℃时测 得溶液的蒸气压为9835Pa, 20℃时纯苯的蒸气压 PA*=9954Pa,求溶质的MB. 解：MA=78.0g.mol-1, mB=1.52g，mA=100g, pA=9825Pa
17
58.35 cm3 58.35 cm3
＝ 116.70 cm3
1mol C2H5OH（l）+ 1mol C2H5OH（l） Vm*乙醇 = 58.35 cm3·mol-1 V*= nVm*乙醇 = 116.70 cm3
如果组成溶液的物质有不同的状态，通常将液态 物质称为溶剂，气态或固态物质称为溶质。
如果都是液态，则把含量多的一种称为溶剂，含 量少的称为溶质。
以物态分
气态溶液（如空气）、 固态溶液（如金属固熔体） 液态溶液。
以溶质的导电性分 电解质溶液 非电解质溶液。
2
混合物（mixture）
多组分均匀体系中，溶剂和溶质不加区分，各组 分均可选用相同的标准态，使用相同的经验定律， （一视同仁）这种体系称为混合物，也可分为气态 混合物（如空气）、液态混合物（如石油）和固态 混合物（如合金）。
代入（4-7）式得：
MB= PA*MAmB/(PA*-PA)mA =99.2×10-3Kg.mol-1
12
利用亨利定律求难溶气体的溶解度
例4-3. 0℃，P(O2)=101325Pa,1000g水中至多可溶 解氧气48.8cm3,求（1）0℃外压力为101325Pa时 O2(g)溶于H2O的亨利系数；
3
§4.1 液态混合物及溶液组成的表示方法
在液态的非电解质溶液中，对于混合物中任一 组分B的浓度表示法主要有如下七种：
•质量浓度 •质量分数 •物质的量浓度 •摩尔分数 •体积分数 •质量摩尔浓度 •摩尔比
4
31
B的质量浓度：
B
mB Vmix
单位：kg·m-3
2
B的质量分数：
B
mB mB
B的百倍质量分数：
kx,B（ kb,B、 kw,B）—亨利系数，kx,B kb,B kw,B 一定温度压力下与溶剂、溶质及组成表示的选择有关。
亨利定律的使用，要求B组分在气、液两相有相同 的存在形态(无解离、无聚合)。
10
三、拉乌尔定律与亨利定律的应用 测定非挥发性溶质的摩尔质量M
若溶质为非挥发性的，则溶液足够稀时有：
第四章 液态混合物和溶液
溶液（solution）(混合物）
广义地说，两种或两种以上物质彼此以分子或离子 状态均匀混合所形成的体系称为溶液(混合物） 。
溶液和混合物的区别：
溶液有溶剂和溶质之分而混合物没有；对溶液中 的溶剂和溶质采用不同的研究方法，而对混合物 则采用同一的研究方法。
1
溶剂（solvent）和溶质（solute）
溶剂服从Raoult定律： p苯=p*苯 (1-xHCl) 解得：xHCl= 0.0385
16
§4.3 偏摩尔量 问题的提出
18.09 cm3 18.09 cm3
＝
36.18 cm3
1mol H2O (l) + 1mol H2O (l) Vm*水= 18.09 cm3·mol–1 V*= nVm*水= 36.18 cm3
(4-2)
溶剂的蒸汽压下降与溶质的摩尔分数成比例。
2.若溶质不止一种，则
pA p*A xB B
(4-3)
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二、亨利定律－溶质的气液平衡规律
❖ 在一定温度和平衡状态下，气体在液体里的溶解度与 该气体的平衡分压pB成正比。用公式表示为：
pB kx,B xB
pB kb,BbB
pB k ,B B
解： （1）
xB
nB
/ nA
48.8103 dm3 / 22.4dm3.mol1 1000g /18g.mol1
3.92 105
Kx,B=PB/xB=101325Pa/(3.92×10-5)=2.58×109Pa
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（2）0℃,101325Pa的空气中, 1000g水中最多 可溶解多少克O2(g)。 解 (2) ：PB'=PyB'=101325Pa×0.21=21278Pa xB'=PB'/Kx,B=21278Pa/(2.58×109Pa)=8.24×10-6 xB'=nB'/nA=(mB'/MB)/(mA/MA)
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注意： 1、拉乌尔定律适用于稀溶液中溶剂；对于溶质 浓度趋于零的无限稀溶液拉乌尔定律严格适用.
2、计算XA所依据的液相溶剂分子必须与平衡气 相中的溶剂分子有相同分子结构
8
其它形式的拉乌尔定律：
1.对于由A和B组成的双组分系统，xA=1-xB,
PA=PA*（1-xB）
PA*- PA=ΔPA= PA*xB
37 B的摩尔比：
rB
nB nA
6
§4.2 拉乌尔定律和享利定律 一：拉乌尔定律－溶剂的气液平衡规律
在一定的温度下 PA< PA*
A（g） PA*
A（L）
PA A+B
❖ 在一定温度下,稀溶液中溶剂的蒸汽压PA等于纯溶剂 的蒸汽压PA*与其溶液中纯溶剂的摩尔分数xA的乘积 用数学式可表示为：
❖
PA= PA* xA (4-1)
[%B]
100 B
100 mB mB
3
B的物质的量浓度：
cB
nB Vmix
单位：mol·m-3
5
4
B的摩尔分数：xB
nB nB
xB多用于液相组成， yB多用于气相组成
35 B的体积分数： B xBVm*,B / xAVm*,A A
6
B的质量摩尔浓度：
bB (或mB )
nB mA
单位：mol·kg-3
所以 mB'=mAxB'MB/MA =1000g×8.24×10-6 ×32.0g.mol-1/(18.0g.mol-1) =0.015g
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计算挥发性溶质在平衡气相的组成：例4 －5
四、拉乌尔定律与亨利定律的比较 适用对象不同；
比例系数不同；
组成选择不同。
15
例、20℃下HCl(B)溶于苯(A)达平衡。当气相中HCl 分压为101.325kPa时，溶液中HCl的摩尔分数为 0.0425。已知20℃ 苯的饱和蒸汽压为10.011kPa。求 20℃ 时HCl与苯蒸气的总压为101.325kPa时，苯中溶 解HCl的摩尔分数。 解：
xB
nB nA
mB mA
/ MB / MB
代入式（4-2） PA*- PA=ΔPA= PA*xB
得 MB=PA*MAmB/(PA*-PA)mA (4-7)
式中MA和mA分别为溶剂的摩尔质量和质量，mB 为溶质的质量。
11
例4-2 将1.52g非挥发性溶质溶于100g 苯中， 20℃时测 得溶液的蒸气压为9835Pa, 20℃时纯苯的蒸气压 PA*=9954Pa,求溶质的MB. 解：MA=78.0g.mol-1, mB=1.52g，mA=100g, pA=9825Pa
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58.35 cm3 58.35 cm3
＝ 116.70 cm3
1mol C2H5OH（l）+ 1mol C2H5OH（l） Vm*乙醇 = 58.35 cm3·mol-1 V*= nVm*乙醇 = 116.70 cm3
如果组成溶液的物质有不同的状态，通常将液态 物质称为溶剂，气态或固态物质称为溶质。
如果都是液态，则把含量多的一种称为溶剂，含 量少的称为溶质。
以物态分
气态溶液（如空气）、 固态溶液（如金属固熔体） 液态溶液。
以溶质的导电性分 电解质溶液 非电解质溶液。
2
混合物（mixture）
多组分均匀体系中，溶剂和溶质不加区分，各组 分均可选用相同的标准态，使用相同的经验定律， （一视同仁）这种体系称为混合物，也可分为气态 混合物（如空气）、液态混合物（如石油）和固态 混合物（如合金）。
代入（4-7）式得：
MB= PA*MAmB/(PA*-PA)mA =99.2×10-3Kg.mol-1
12
利用亨利定律求难溶气体的溶解度
例4-3. 0℃，P(O2)=101325Pa,1000g水中至多可溶 解氧气48.8cm3,求（1）0℃外压力为101325Pa时 O2(g)溶于H2O的亨利系数；
3
§4.1 液态混合物及溶液组成的表示方法
在液态的非电解质溶液中，对于混合物中任一 组分B的浓度表示法主要有如下七种：
•质量浓度 •质量分数 •物质的量浓度 •摩尔分数 •体积分数 •质量摩尔浓度 •摩尔比
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31
B的质量浓度：
B
mB Vmix
单位：kg·m-3
2
B的质量分数：
B
mB mB
B的百倍质量分数：
kx,B（ kb,B、 kw,B）—亨利系数，kx,B kb,B kw,B 一定温度压力下与溶剂、溶质及组成表示的选择有关。
亨利定律的使用，要求B组分在气、液两相有相同 的存在形态(无解离、无聚合)。
10
三、拉乌尔定律与亨利定律的应用 测定非挥发性溶质的摩尔质量M
若溶质为非挥发性的，则溶液足够稀时有：
第四章 液态混合物和溶液
溶液（solution）(混合物）
广义地说，两种或两种以上物质彼此以分子或离子 状态均匀混合所形成的体系称为溶液(混合物） 。
溶液和混合物的区别：
溶液有溶剂和溶质之分而混合物没有；对溶液中 的溶剂和溶质采用不同的研究方法，而对混合物 则采用同一的研究方法。
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溶剂（solvent）和溶质（solute）