稀溶液的依數(shù)性

1、1 5-25-2稀溶液的依數(shù)性稀溶液的依數(shù)性一、水的相圖一、水的相圖問題：問題：下列封閉物系中，哪些物質(zhì)部分具下列封閉物系中，哪些物質(zhì)部分具 有完全相同的物有完全相同的物 理和化學(xué)性質(zhì)？理和化學(xué)性質(zhì)？ 各物質(zhì)部分發(fā)生聯(lián)系的部位？各物質(zhì)部分發(fā)生聯(lián)系的部位？ 圖示：圖示： 水的三態(tài)水的三態(tài)2 1、基本概念、基本概念 相相-系統(tǒng)中任何物理和化學(xué)性質(zhì)完全相同的系統(tǒng)中任何物理和化學(xué)性質(zhì)完全相同的 部分。部分。 特點：特點： A、相間有界面；、相間有界面；B、相間可轉(zhuǎn)化。、相間可轉(zhuǎn)化。 相平衡相平衡 2、水的相圖、水的相圖 當(dāng)達到相平衡時，以液體的飽和蒸氣壓當(dāng)達到相平衡時，以液體的飽和蒸氣壓P）為縱坐標，

2、溫度）為縱坐標，溫度（t t）為橫坐標作圖，）為橫坐標作圖， 即可得到液體的相圖。即可得到液體的相圖。問題：水的相圖有何特征？問題：水的相圖有何特征？3特征：特征： s區(qū)區(qū)三個區(qū)：三個區(qū)： l 區(qū)區(qū) g區(qū)區(qū) OA線線三條線：三條線： OC 線線三相平衡點：三相平衡點： 0.0090O點：點： 0.6105kPa注意：注意：水的冰點為水的冰點為0， 101.325 kPa 水的相圖0.0094 純?nèi)軇┱魵鈮杭內(nèi)軇┱魵鈮?1 1、蒸發(fā)（或汽化）、蒸發(fā)（或汽化） 2 2、凝結(jié)（或凝聚）、凝結(jié)（或凝聚）二、溶液的蒸汽壓下降二、溶液的蒸汽壓下降例：例：H2O(l) H2O(g) 始態(tài)：始態(tài)： 凝聚凝聚

3、蒸發(fā)蒸發(fā) 平衡態(tài)平衡態(tài): 凝聚凝聚= 蒸發(fā)蒸發(fā) 蒸發(fā)蒸發(fā)凝聚凝聚51 實驗圖示實驗圖示：實驗現(xiàn)象：右側(cè)汞柱升高。實驗現(xiàn)象：右側(cè)汞柱升高。實驗結(jié)果：實驗結(jié)果：液純水pp定義定義 : 溶液蒸氣壓下降：溶液蒸氣壓下降： P=PP6說明說明： P指純?nèi)軇┱魵鈮海恢讣內(nèi)軇┱魵鈮海?P指稀溶液蒸氣壓。指稀溶液蒸氣壓。(實指稀溶實指稀溶液液 中溶劑的蒸氣壓中溶劑的蒸氣壓) 2、溶液蒸氣壓下降原因、溶液蒸氣壓下降原因 加入的溶質(zhì)與溶劑結(jié)合形成溶劑化分加入的溶質(zhì)與溶劑結(jié)合形成溶劑化分 子，束縛了部分高能量溶劑分子逸出液體表子，束縛了部分高能量溶劑分子逸出液體表 面。面。 溶液表面部分地被溶質(zhì)分子占據(jù)，阻礙溶液表

4、面部分地被溶質(zhì)分子占據(jù)，阻礙 了溶劑分子逸出液面。（圖示）了溶劑分子逸出液面。（圖示）問題：問題： P實指糖水中哪一組份的蒸氣壓實指糖水中哪一組份的蒸氣壓7原因分析原因分析 SKP定定T T、K K為特征常數(shù)，為特征常數(shù)，S-S-液液 體表面積體表面積 而而A分分子占據(jù)表面純A體系,面積溶液中A分子占據(jù)的表SS SKP圖示：圖示：83、 Raoult（拉烏爾）定律（拉烏爾）定律 內(nèi)容：在一定溫度下，難揮發(fā)非電解質(zhì)內(nèi)容：在一定溫度下，難揮發(fā)非電解質(zhì)稀溶液蒸氣壓下降與溶質(zhì)的摩爾分數(shù)成正稀溶液蒸氣壓下降與溶質(zhì)的摩爾分數(shù)成正比，而與溶質(zhì)的本性無關(guān)。比，而與溶質(zhì)的本性無關(guān)。 表達式：表達式： 注意：有三

5、種形式。注意：有三種形式。 P= P.XA表達式表達式： P=P P= P .XB P=P P km9 其中：其中：XA =1 - XB說明說明： P純?nèi)軇┱魵鈮海瑸槌?shù)純?nèi)軇┱魵鈮?，為常?shù)(T不不變時變時)。 K蒸氣壓下降常數(shù)，其值為蒸氣壓下降常數(shù)，其值為(P/55.52)。 m質(zhì)量摩爾濃度。質(zhì)量摩爾濃度。10三、溶液的沸點升高和凝固點下降三、溶液的沸點升高和凝固點下降 （一）、溶液的沸點升高（一）、溶液的沸點升高 1 實驗：實驗：加蔗糖沸騰否？沸騰tb沸騰tb繼續(xù) 問題：問題： 沸騰條件是什么？沸騰條件是什么？ tb與與tb誰大誰大 2 溶液沸點升高的原因溶液沸點升高的原因(由水的相圖來解

6、釋由水的相圖來解釋)11P(Pa)T(K)Tb=373.15KTbT*f=273.15KTf冰冰水水溶溶 液液P*=101325PaTfT b溶液的溶液的蒸汽壓蒸汽壓總是低總是低于溶劑于溶劑為使溶液為使溶液的蒸汽壓的蒸汽壓與外壓相與外壓相等，必須等，必須提高溫度提高溫度所提高的溫度所提高的溫度就是沸點上升就是沸點上升611abCb/a/12 圖示的實驗結(jié)果：圖示的實驗結(jié)果：定定P，Tb=373.15K時，時，PTb產(chǎn)生產(chǎn)生Tb 3、定量關(guān)系：、定量關(guān)系：T b= Tb+ TbABBbbbW1000MWKmKT 13 溶液的沸點升高與溶質(zhì)的質(zhì)量摩爾濃溶液的沸點升高與溶質(zhì)的質(zhì)量摩爾濃 度成正比，而

7、與溶質(zhì)的本性（或種度成正比，而與溶質(zhì)的本性（或種 類）無關(guān)。類）無關(guān)。注意事項注意事項 該公式僅適用于該公式僅適用于“難揮發(fā)非電解質(zhì)難揮發(fā)非電解質(zhì)”。 kb為沸點上升常數(shù)，其值只與溶劑的性為沸點上升常數(shù)，其值只與溶劑的性 質(zhì)（或種類）有關(guān)。質(zhì)（或種類）有關(guān)。 對水溶液：對水溶液： kb=0.512(Kkgmol1)144、應(yīng)用、應(yīng)用 計算溶液的沸點和測定溶質(zhì)的分子量。計算溶液的沸點和測定溶質(zhì)的分子量。C0.521001000180180.52W1000MWKTABBbb例例1 ： 100g水中含水中含C6H12O618g，求溶液在標，求溶液在標 準壓力時的沸點準壓力時的沸點Tb。 解：先求解：

8、先求C100.520.52100TTTbbb15（二）、溶液的凝固點下降（二）、溶液的凝固點下降 1 定義溶液凝固點下降定義溶液凝固點下降 指溶液的凝固點總是低于純?nèi)軇┑哪讨溉芤旱哪厅c總是低于純?nèi)軇┑哪厅c的現(xiàn)象。用點的現(xiàn)象。用tf表示。表示。 tf=tftf 其中：其中： tf溶液的凝固點。溶液的凝固點。 tf純?nèi)軇┑哪厅c。純?nèi)軇┑哪厅c。 2、凝固點下降的原因、凝固點下降的原因 其原因也可由水的相圖來解釋。其原因也可由水的相圖來解釋。16P(Pa)T(K)T*b=373.15KTbTf=273.15KTf冰冰水水溶溶 液液P*=101325PaTfT b溶液的蒸溶液的蒸汽壓總是汽壓總

9、是低于溶劑低于溶劑為使溶液的蒸氣為使溶液的蒸氣壓與固相的相同壓與固相的相同必須降低溫度必須降低溫度 所降低的溫度所降低的溫度就是凝固點下降就是凝固點下降611abCb/a/17fT 即有即有 圖示的實驗結(jié)果圖示的實驗結(jié)果： 定定P，Tf =273.15 時純水結(jié)冰時時純水結(jié)冰時,而溶液不結(jié)冰而溶液不結(jié)冰,當(dāng)當(dāng) Tf 下降至下降至Tf時，溶液結(jié)冰時，溶液結(jié)冰 產(chǎn)生產(chǎn)生Tf mHAC m糖糖 ， mB越大，越大， Tf越低。越低。 凝固點由高到低的順序是凝固點由高到低的順序是(1)(2)(3)例例2：下列溶液凝固點的高低順序：下列溶液凝固點的高低順序： 0.1mol.kg-1糖的水溶液糖的水溶液;

10、 0.1mol.kg-1醋酸的水溶液；醋酸的水溶液； 0.1mol.kg-1氯化鈉的水溶液；氯化鈉的水溶液；21 例例3、 2.6 g 尿素尿素CO(NH2)2溶于溶于50.0g水中，水中， 求在標準大氣壓時的凝固點。求在標準大氣壓時的凝固點。 已知：已知：kf=1.86 ， MB=60.0g/mol.解：由公式解：由公式 1.61(K)50.0100060.02.61.86W1000MWktABBff tf = tf tf =273.15-1.61=271.54K22 討論：討論： 條件條件 體系溫度體系溫度 0.01， 壓力壓力 0.500KPa 問題問題 冰是融化或生成更多冰是融化或生成

11、更多 冰？冰？ 解答：解答：0.01時時 P（冰）（冰）=0.61KPa ， 0.01時時 P（液）（液）=0.50KPa ， P（冰）（冰）P(液）液） 即：冰的蒸氣壓對于溶液是過飽和態(tài)即：冰的蒸氣壓對于溶液是過飽和態(tài) 冰應(yīng)融化。冰應(yīng)融化。 23 四四 溶液的滲透壓溶液的滲透壓半透膜半透膜僅允許溶劑分子而不允許溶僅允許溶劑分子而不允許溶 質(zhì)分子通過的薄膜。質(zhì)分子通過的薄膜。1 實驗圖示實驗圖示：點擊此處觀看實驗演示點擊此處觀看實驗演示 實驗結(jié)果：實驗結(jié)果： 糖水液面上升糖水液面上升定義滲透壓作用。定義滲透壓作用。 液面升至液面升至 則停止則停止定義滲壓定義滲壓。h原因：原因： 引致引致 P2

12、4 2、發(fā)生滲透作用的條件、發(fā)生滲透作用的條件 條件條件 要有半透膜存在。要有半透膜存在。 半透膜兩側(cè)液體要存在濃度差。半透膜兩側(cè)液體要存在濃度差。 等滲溶液等滲溶液 高滲溶液高滲溶液 低滲溶液低滲溶液 3、定量關(guān)系、定量關(guān)系25范特霍夫范特霍夫(Vant Hoff)定律：定律： 內(nèi)容：非電解質(zhì)稀溶液的滲透壓與溶液的內(nèi)容：非電解質(zhì)稀溶液的滲透壓與溶液的濃度和溫度成正比，而與溶質(zhì)的本性無關(guān)。濃度和溫度成正比，而與溶質(zhì)的本性無關(guān)。 表達式：表達式： = cB RT mB RT 注意：注意： 滲透壓滲透壓(kPa) cB摩爾濃度摩爾濃度(mol/L)； mB質(zhì)量摩爾濃度質(zhì)量摩爾濃度(mol/kg)

13、R氣體常數(shù)氣體常數(shù)(取值取值8.314) 4、應(yīng)用、應(yīng)用26例例4：在在293K時，將時，將1.00g血紅素溶于適量血紅素溶于適量的水中，配成的水中，配成100ml溶液，此溶液的滲透溶液，此溶液的滲透壓為壓為0.366KPa，求：，求：溶液的濃度；溶液的濃度；血血紅素的分子量。紅素的分子量。解：已知解：已知0.10(l),V1.00(g),W,0.366(KPa)B )Kmoll8.314(KPaR293(K),T11 TRc 則則TRc 27)l(mol101.502938.3140.366c14B RTMWnRTVBB RTVWMBB 則則)mol(g106.72938.3140.100.

14、3661.00M14B 又又 則其分子量為：則其分子量為：6.7104 gmolmol-1-1 溶液的濃度為溶液的濃度為1.5010-4mol.l-128例例5 5、測得人體血液的凝固點下降值為測得人體血液的凝固點下降值為0.56K，求人在體溫為求人在體溫為310K時血液的滲透壓。時血液的滲透壓。 解：解：已知：已知：776(kPa)3108.3141.860.56所以 ffKt由m TRKtTRmff 則310(K)T0.56(K),t1.86,Kff 29 解：解： 根據(jù)根據(jù) =cBRT 有：有： 775 = cB 8.314 310 cB = (775/8.314310) =0.3 (mol.L-1) 或或: cB = 0.3180 = 54 (g.L -1)例例6 6：3737時時, ,血液的滲透壓為血液的滲透壓為775kPa775kPa。 問與血液具有相同滲透壓的葡萄糖問與血液具有相同滲透壓的葡萄糖 (C(C6 6H H1212O O6 6) )靜脈注射液的濃度靜脈注射液的濃度(g(g. .L L-1-1) )或或 %=%=？（d=1g/ml）305.4