蒸气压溶液的沸点与凝固点

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3-6 電解質溶液的依數性質
根據實驗， 同濃度的電解質溶液之蒸氣壓下降量、沸點上升 度數、凝固點下降度數及滲透壓，均較非電解質 溶液大。
以 0.0100 m 溶液為例：
若其溶質為非電解質，則 ΔTf 應為 0.0186 ℃， 而 0.0100 m NaCl(aq) 的實測值為 0.0361 ℃， 幾乎為非電解質溶液的兩倍， 因 NaCl 在水中幾乎完全解離成 Na＋(aq) 與 Cl－(aq) 。
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練習題 3-16
解答
(1)同溫時，溶液的蒸氣壓大小順序為何？ (甲)酒精為揮發性溶質，易揮發，故酒精溶液的蒸 氣壓最大 (乙)葡萄糖和(丙)蔗糖為非揮發性、非電解質溶質 (丁) NaCl 和(戊) Na2SO4 為非揮發性、電解質溶質 而 Cm×i 的大小順序為(戊)＞(丁)＞(乙)＝(丙) 故溶液的蒸氣壓大小順序為： (甲)＞(乙)＝(丙)＞(丁)＞(戊)
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範例 3-17
將 5.55 克氯化鈣固體完全溶於 500 克水中，測得溶液
的凝固點為－0.465 ℃，則氯化鈣的解離度為何？（原
子量：Ca＝40.0，Cl＝35.5；水的 Kf＝1.86 ℃ m－1）
解答
氯化鈣（CaCl2）的莫耳數：
5.55＝ 111
0.0500（莫耳）
溶液的重量莫耳濃度： 0.0500＝0.100（m） 500
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練習題 3-16
0.1 m 的(甲)酒精、(乙)葡萄糖、(丙)蔗糖、(丁) NaCl、 (戊) Na2SO4 五種水溶液（假設其體積莫耳濃度等於重 量莫耳濃度），請以代號回答下列問題： (1)同溫時，溶液的蒸氣壓大小順序為何？ (2)同壓下，溶液的沸點高低順序為何？ (3)同壓下，溶液的凝固點高低順序為何？ (4)同溫時，溶液的滲透壓大小順序為何？
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3-6 電解質溶液的依數性質
因此，電解質溶液的依數性質必須以 凡特何夫因數（van’t Hoff factor，i）修正如下： 蒸氣壓下降量：
沸點上升度數： 凝固點下降度數： 滲透壓：
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3-6 電解質溶液的依數性質
在極稀薄溶液中，i 值：
強電解質，例如 NaCl、Na2SO4 及 CaCl2 等，每莫 耳的上述電解質可分別解離出 2、3、3 莫耳離子， 理論上 i 值依序為 2、3、3； 弱電解質，例如 CH3COOH，在水中部分解離， i 值介於 1 ～ 2 之間。 特殊狀況：CH3COOH 在苯中會發生偶合現象， 如圖： i 值小於 1。
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範例 3-16
解答
先分別求出溶液的各種數據： 食鹽的莫耳數： 5.85＝ 0.100（mol）
58.5 水的莫耳數：500＝ 27.8（mol）
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溶液的重量莫耳濃度： 0.100 ＝ 0.200（m） 500 1000
0.100 溶液的體積莫耳濃度： 500 5.85
1
＝ 0.198（M ）
1000 由ΔTf＝Kf‧Cm‧i 0－（－0.465）＝1.86×0.100×i 解得 i＝2.50
(2)同壓下，溶液的沸點高低順序為何？ 溶液的的蒸氣壓愈高，沸點愈低， 故沸點高低順序為(戊)＞(丁)＞(乙)＝(丙)＞(甲)
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練習題 3-16
解答
(3)同壓下，溶液的凝固點高低順序為何？ (4)同溫時，溶液的滲透壓大小順序為何？
溶液的凝固點、滲透壓與溶質是否具有揮發性無關 而 Cm×i 的大小順序為(戊)＞(丁)＞(丙)＝(乙)＝(甲) 故溶液的凝固點高低順序為 (甲)＝(乙)＝(丙)＞(丁)＞(戊) 溶液的滲透壓大小順序為 (戊)＞(丁)＞(甲)＝(乙)＝(丙)
1
1000
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範例 3-16
Baidu Nhomakorabea
解答
(1)由
＝0.171mmHg 故溶液的蒸氣壓下降量為 0.171 mmHg
(2)由ΔTb＝Kb．Cm．i ＝0.52×0.200×2＝0.21（℃）
Tb(溶液)＝Tb(溶劑)＋ΔTb ＝100＋0.21＝100.21（℃）
故溶液的沸點為 100.21 ℃
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3-6 電解質溶液的依數性質
實際上，i 值與溶液的濃度及溶質中離子的性質有 關，不同濃度的 NaCl(aq)、MgSO4(aq) 及 Pb(NO3)2(aq) 之凡特何夫因數（i）值，如下表：
12. 濃同度濃愈度稀同薄型時的，電強解電質解溶質液的，若i 值解愈離趨出向來理的論離值子。電荷愈大， 因因為具在有稀較溶強液的中引，力離，子較間易距形離成較離大子，對其，引其力i 較值小較，小離。子例如： 較Na易Cl單＞獨M存gS在O4，。因此 i 值與理論值相近；
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範例 3-16
解答
(3)由ΔTf＝Kf．Cm．i ＝1.86×0.200×2＝0.744（℃）
Tf(溶液)＝Tf(溶劑)－ΔTf ＝0－0.744＝ －0.744（℃）
故溶液的凝固點為－0.744 ℃
(4)由π＝CM．R．T．i ＝ 0.198×0.082×（273＋25）×2＝9.68（atm） 故溶液的滲透壓為 9.68 atm
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範例 3-16
25 ℃時，水的飽和蒸氣壓為 24 mmHg。在 1 大氣壓下， 將 5.85 克食鹽溶於 500 克水，假設其為極稀薄的溶液。 回答下列問題： （原子量：Na＝23.0，Cl＝35.5） （水的 Kb＝0.52 ℃ m－1，Kf＝1.86 ℃ m－1） (1)該溶液的蒸氣壓下降量為何？ (2)該溶液的沸點為何？ (3)該溶液的凝固點為何？ (4)假設溶液的密度為 1 g mL－1，其滲透壓為何？
3-6 電解質溶液的依數性質
學習目標：
了解電解質與非電解質溶液之差異， 並探討其在依數性質上的應用。
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3-6 電解質溶液的依數性質
含非電解質之溶液的 ‧蒸氣壓下降量、 ‧沸點上升度數、 ‧凝固點下降度數、 ‧滲透壓，
與非電解質溶質的種類無關，只取決於溶液的 濃度，即只依溶質的粒子數目而定， 此等性質稱為 依數性質 。 電解質溶液會具（有c以oll上iga性tiv質e 嗎pro？perty）