普通化学 水溶液化学

溶液的凝固点Tfp总是低于 纯溶剂的凝固点Tf，它们之 差为：
溶剂的气-液平衡线
p
三相点
溶剂 溶液
△Tfp = Tf－T fp = kfp m
kfp 称为溶剂的摩尔凝固点 下降常数。
611Pa
冰点
溶液的气-液平衡线
溶剂的液-固平衡线
特点：
Tf=273 Tfp
T
凝固点下降示意图 Kfp, kbp只与溶剂种类有关 同种溶剂：kfp(凝固点)＞kbp(沸点) （参见p81表3.2 ）
参见图3.1
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③ 溶液的沸点升高和凝固点降低
溶液的沸点升高和凝固点下降可以由水、水溶 液、冰的蒸气压曲线予以说明。 （i）溶液的沸点升高：
难挥发物质的溶液的沸点总是 高于纯溶剂的沸点，二者之差 为： △Tbp = Tbp – Tb = kbp· m kbp：溶剂的摩尔沸点上升常数，
单位为K· kg· mol-1。
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冷冻剂工作原理
p
101.325kPa
溶剂 溶液
p<101.325kPa
Tb Tbp
沸点上升示意图
T
另：固体表面的分子也能蒸发，具有一定的蒸气压。固体与其蒸 气在密闭容器中可达到平衡(气-固平衡);同理存在液-固平衡。 11
（ii）凝固点（熔点）下降
液相和固相蒸气压相等时的温度Tfp(凝固点)=固相与 液相共存时的温度Tmp (熔点) 。
若溶液的质量摩尔浓度为mB，则：
（3）蒸气压下降的应用
测定溶质分子的相对摩尔质量 设：质量为wB的溶质溶于质量为wA的溶剂中， 则：
wB / M B p pA wA / M A wB / M B
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。
难挥发的非电解质稀溶液有一定的共同性和规律性。
该类性质称为稀溶液的通性，或称为依数性。 包括：稀溶液蒸气压的下降、沸点上升、凝固点下降 和稀溶液的渗透压。（与纯溶剂比较） 。
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3.1.1 非电解质稀溶液的通性 1. 溶液的蒸气压下降 （1）饱和蒸气压
一定T下，液体及其 蒸气达到相平衡时， 蒸气所具有的压力. 简称蒸气压。
3.0 溶液浓度的表示方法
溶液组成的标度 —— 溶剂A + 溶质B (1) 物质B的质量分数（%）：
wB wB（%）= （×100%） w A wB
(2) 物质B的浓度：
n B cB = VБайду номын сангаас
单位：mol· dm-3
（或mol/L）
1
(3) 物质B的质量摩尔浓度m：
1kg溶剂中所含溶质的物质的量，
SI单位mol•kg-1 mB = nB —溶质B的物质的量，单位为mol。 wA—溶剂的质量，单位为kg。 (稀溶液常用)
2
nB wA
(4) 物质B的体积分数：
i
VB
V
i
dB= wB
V
(5) 物质B的质量浓度(密度)：
单位: kg· m-3(或g/L,1mg/mL)
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（6） 摩尔分数(或物质的量分数)——以溶液中 的总物质的量除任何一物质的量，即为该物质 的摩尔分数，是单位为一的量。 设有双组分溶液，溶剂A和溶质B的物质的量分 别为nA和nB，则
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图3.1 水溶液的沸点升高和凝固点降低示意图 为使溶液的蒸汽 压与外压相等， 必须提高温度 为使溶液的蒸气 压与固相的相同 必须降低温度
611Pa
所降低的温度 就是凝固点下降
溶液的 蒸气压 总是低 于溶剂
所提高的温度就是沸点上升
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（3）沸点和凝固点测定的应用 测定分子的相对分子质量
以凝固点下降应用较多。 因为kfp＞kbp， ΔTfp ＞ ΔTbp，所以实验误差较小， 且凝固时有结晶析出，易于观察。 当溶质的相对摩尔质量MB很大时，由于ΔTf太小， 准确性差， 因此只适用于MB较大的情况。 防冻剂工作原理 冬天为防止汽车水箱结冰，可加入甘油、乙二醇 等以降低水的凝固点，避免因结冰，体积膨胀而 使水箱破裂。
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2. 溶液的沸点升高和凝固点降低
①液体的沸点：
液-气平衡时的温度，如：
H2O（l） =H2O（g）
100℃时,p（H2O,l）=P(外）=101325Pa ②液体的凝固点（冰点）： 水的固-气（或固-液）平衡时的温度。 如: H2O（S） =H2O（g） 0℃时，p（H2O,g)=610.6Pa=p(H2O，s)
（3.1）
其中xB：溶质B在溶液中的摩尔分数， pA：纯溶剂的蒸汽压。
溶剂的蒸气压 溶液的蒸气压
nB nB p p A x B p A pA nA nB nA nB nB pA ( pA M A ) k mB wA wA 8 式中 k ：只与溶剂性质有关的常数。 MA
溶剂的蒸气压
溶液的蒸气压
溶剂的蒸气压曲线
溶剂的蒸气压： 液-气平衡时 H2O（l）= H2O（g） 水蒸气的压力: p(H2O)称为水的（饱和）蒸气压，其值受温度影响。
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K=p(H2O)/p
蒸气压与温度关系
溶剂的气-液平衡线
例如：
p(H2O, l , 298K)=3167 Pa
p(H2O, l, 373K)=101.325kPa
p
101.325 Pa
水
溶液
参见右图：
3167 Pa
溶液的气-液平衡线
298K 373K
T
蒸气压曲线
不同溶剂(液)蒸气压不同，相同溶剂(液)温度 升高，蒸气压增大。
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（2）溶液中溶剂的蒸气压下降
拉乌尔定律－法国物理学家拉乌尔据实验提出： 在一定温度下，难挥发的非电解质稀溶液的蒸气 压下降Δp与溶质的摩尔分数成正比，而与溶质的本性无 关。 即： Δp = pA· xB
nB nB xB nA nB n总
nA nA xA nA nB n总
xA xB 1
注意：无论有若干种物质，摩尔分数之和总是等于1。
各种浓度表示方法之间可以相互换算。
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3.1 溶液的通性
溶液有两大类性质： （ 1 ）与溶液中溶质的本性有关：溶液的颜色、密度、 酸碱性和导电性等； （ 2 ）与溶液中溶质的独立质点数有关：而与溶质的 本身性质无关 ———— 溶液的依数性，如溶液的蒸气压、 凝固点、沸点和渗透压等。