化学综述--稀薄溶液的依数性在生活上的应用

稀薄溶液的依数性在生活上的应用

姓名：袁信涛牛昊东班级：16级2班学号：201680081201680093

摘要：以非挥发性溶质形成的稀溶液，其饱和蒸气压下降、沸点升高、凝固点下降、渗透压等性质只与溶质的分子数量有关而与其种类无关，这些性质称为稀溶液依数性。当溶质是电解质或非电解质溶液浓度大时，依数性性质将发生偏离。

关键词：稀溶液、依数性、蒸汽压力下降、凝固点降低、沸点升高、渗透压。

前言：稀薄溶液的依数性描述了稀溶液性质比起所对应纯溶剂性质的一类

特殊变化，是多组分系统中化学势随组分数而表现出来的自身变化规律。在讨论稀溶液依数性时，要牢牢把握形成稀溶液的溶质和溶质本性是不能发生改变的，即溶质分子在形成溶液后不能形成聚合物或水解物。稀溶液依数性非常贴切人们的生产和生活实践，可以解释我们身边的很多自然现象和自然规律。

In chemistry, colligative properties are properties of solutions that depend on the ratio of the number of solute particles to the number of solvent molecules in a solution, and not on the type of chemical species present.[1] The number ratio can be related to the various units for concentration of solutions. The assumption that solution properties are independent of the nature of solute particles is only exact for ideal solutions, and is approximate for dilute real solutions. In other words, colligative properties are a set of solution properties that can be reasonably approximated by assuming that the solution is ideal.

Here we consider only properties which result from the dissolution of nonvolatile solute in a volatile liquid solvent. They are essentially solvent properties which are changed by the presence of the solute. The solute particles displace some solvent molecules in the liquid phase and therefore reduce the concentration of solvent, so that the colligative properties are independent of the nature of the solute. The word colligative is derived from the

Latin colligatus meaning bound together.Colligative properties include:

1.溶液的蒸汽压力下降

1.在密闭条件中,在一定温度下,与液体或固体处于相平衡的蒸气所具有的压力称为饱和蒸气压。

2.溶液中部分液面或多或少地被难挥发性的溶质分子占据，导致溶剂的表面积相对减少，所以单位时间内逸出液面的溶质分子数目相对比纯溶液要少，液相与气相间的平衡向左移动，H2O(g)<===>H2O(l)，导致溶剂的蒸汽压力下降。

3.同一物质在不同温度下有不同的蒸气压,并随着温度的升高而增大。不同液体饱和蒸汽压不同,溶剂的饱和蒸汽压大于溶液的饱和蒸汽压；对于同一物质,固态的饱和蒸汽压小于液态的饱和蒸汽压.

4.要想降低饱和蒸汽压,可以采用下面的方法：1）降低温度；2）改变液相组成,如加入高沸点、低挥发度物质、溶质等；3）改变气相组成,如通入惰性气体.

5.蒸汽压力与物质本性有关。不同的物质，蒸汽压力不同。

蒸汽压力与温度有关。同一种物质，温度愈高，蒸汽压力愈大。

例如：在液体沸点会随着外压降低而降低，如在高海拔地区，水烧开后达不到100℃，高海拔地区可以用水蒸饭但不能用水煮饭，除非用高压锅等等.

2.溶液的沸点升高

1.沸点是液体沸腾时候的温度，也就是液体的饱和蒸气压与外界压强相等时的温度。液体浓度越高，沸点越高。不同液体的沸点是不同的。沸点随外界压力变化而改变，压力低，沸点也低。

2.在相同的大气压下，液体不同沸点亦不相同。这是因为饱和汽压和液体种类有关。在一定的温度下，各种液体的饱和汽压亦一定。例如，乙醚在20℃时饱和气压为5865.2pa（44厘米汞柱）低于大气压，温度稍有升高，使乙醚的饱和汽压与大气压强相等，将乙醚加热到35℃即可沸腾。液体中若含有杂质，则对液体的沸点亦有影响。液体中含有溶质后它的沸点要比纯净的液体高，这是由于存在溶质后，液体分子之间的引力增加了，液体不易汽化，饱和汽压也较小。要使饱和汽压与大气压相同，必须提高沸点。不同液体在同一外界压强下，沸点不同。沸点随压强而变化的关系可由克劳修斯方程式得到。

3.当用一种内壁非常光滑的容器加热某种纯液体时，常见温度已经达到或者已经超过液体沸点时，液体并没有沸腾的现象称为过热现象实验表明，溶液的沸点总

是高于纯溶液的沸点，这一现象称为溶液的沸点升高。溶液的沸点升高的原因是溶液的蒸汽压力低于纯溶剂的蒸汽压力。

4.溶液的沸点升高在生产和生活中也用着广泛的应用。在钢铁冶炼工业中，通过观测钢水的沸点来确定其他组分的含量在钢铁工业生产中，技术员为了配比一定比率的固溶体需要不断的取样测定，不仅重复劳动、工作量大，而且高温作业采样会有很大的潜在危险，于是技术员通过观测安装在熔炉中温度测量仪测定每一个状态时的沸点，就可以确定即时合金中的其他金属的含量，对合金生产起到关键的调控作用．这就依据依数性的沸点上升原理，在纯铁水中加入另一种金属后沸点会升高，不同的组分含量就对应相应的沸点，通过沸点的变化值就可计算出在某一沸点时另一种金属的含量，对钢铁合金的调节既方便又简捷。

3.溶液的凝固点降低

1.凝固点是晶体物质凝固时的温度，是液体的蒸气压与其固体的蒸气压相等时的温度，不同晶体具有不同的凝固点。在一定压强下，任何晶体的凝固点，与其熔点相同。

2.同一种晶体，凝固点与压强有关。凝固时体积膨胀的晶体，凝固点随压强的增大而降低；凝固时体积缩小的晶体，凝固点随压强的增大而升高。

3.在凝固过程中，液体转变为固体，同时放出热量。所以物质的温度高于熔点时将处于液态；低于熔点时，就处于固态。非晶体物质则无凝固点。

4.若外压力为101.3kPa时，物质的凝固点称为正常凝固点。

外压力不同，凝固点数值不同。有的液体的凝固点随外压力的增大而升高，有的则相反。

5.与过热现象类似，过冷现象也广泛存在。如人工降雨就是向天空中的过冷水汽投洒具有凝结核作用的碘化银或干冰，让水汽在凝结核物质上凝结，最终成雨而落下。生物材料如造血干细胞、精子、角膜等低温保存，采用加入甘油、蔗糖、聚乙二醇等低温保护剂，目的是降低细胞外介质的冰点或过冷点，减轻冷冻细胞及组织的损伤。

6.凝固点降低指的是难挥发非电解质稀薄溶液的凝固点总比纯溶液凝固点低的现象。