稀溶液的依數(shù)性

1、第1頁，共49頁。第2頁，共49頁。 溶液的某些性質(zhì)主要取決于其中所含溶質(zhì)質(zhì)點的濃度，而不是溶質(zhì)本身的性質(zhì)叫做稀溶液的依數(shù)性。 稀溶液的依數(shù)性包括稀溶液的依數(shù)性包括第3頁，共49頁。(一)溶液的蒸氣壓第4頁，共49頁。在一定溫度下，難揮發(fā)性非電解質(zhì)稀溶液的蒸氣壓，總是低于同溫度下純?nèi)軇┑恼羝麎?，這種現(xiàn)象稱為溶液的蒸汽壓下降。溶液的蒸汽壓實際上是指溶液中溶劑(溶質(zhì)難揮發(fā))的蒸汽壓。第5頁，共49頁。 (1887年，法國物理學(xué)家年，法國物理學(xué)家)ABABApnnnPPp)(1 p 溶液的蒸氣壓降低值，溶液的蒸氣壓降低值，kPa；PA 純?nèi)軇┑恼魵鈮?，純?nèi)軇┑恼魵鈮海?kPa ； nA 溶劑的物質(zhì)的

2、量，溶劑的物質(zhì)的量，mol；nB 溶質(zhì)的物質(zhì)的量，溶質(zhì)的物質(zhì)的量，mol。在一定溫度下，難揮發(fā)非電解質(zhì)稀溶液的蒸氣壓下降和溶在一定溫度下，難揮發(fā)非電解質(zhì)稀溶液的蒸氣壓下降和溶解在溶劑中的溶質(zhì)的解在溶劑中的溶質(zhì)的摩爾分?jǐn)?shù)成正比，而與溶質(zhì)的本性無關(guān)。摩爾分?jǐn)?shù)成正比，而與溶質(zhì)的本性無關(guān)。第6頁，共49頁。)(BABBnnnx摩爾分?jǐn)?shù)摩爾分?jǐn)?shù)溶液中某組分的物質(zhì)的量與溶液中全部組分的物質(zhì)的量之比，稱為該組分的摩爾分?jǐn)?shù)。溶質(zhì)B的摩爾分?jǐn)?shù)溶質(zhì)A的摩爾分?jǐn)?shù))(BAAAnnnx第7頁，共49頁。對于稀溶液，溶劑的物質(zhì)的量對于稀溶液，溶劑的物質(zhì)的量nA遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于溶質(zhì)的遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于溶質(zhì)的物質(zhì)的量物質(zhì)的量nB ，即，即nA

3、 nB， nA + nB nA ，即，即ABBABnnnnn)(則則AABABABApnnpnnnPxp)(B第8頁，共49頁。設(shè)溶液的濃度以設(shè)溶液的濃度以1000g溶劑溶劑(水水)中含的溶質(zhì)物質(zhì)的量中含的溶質(zhì)物質(zhì)的量nB為單位為單位, 則溶液的質(zhì)量摩爾濃度則溶液的質(zhì)量摩爾濃度m為：為： m = nB(mol kg-1) nA = 1000/18 = 55.5 mol xB = nB / nA = m/55.5 5.55mppAmKp 難揮發(fā)性的非電解質(zhì)稀溶液，蒸氣壓下降數(shù)值只取決于溶劑的本性(K)及溶液的質(zhì)量摩爾濃度m第9頁，共49頁。水在此溶液上方的蒸汽壓水在此溶液上方的蒸汽壓(即溶液的蒸

4、汽壓即溶液的蒸汽壓)為：為：0104. 0342/10018/500342/100)(BABBnnnx0.0330kPakPa168. 30104. 0BAPxpp = 3.168 kPa 0.0330 kPa = 3.135kPa第10頁，共49頁。當(dāng)液體的飽和蒸汽壓與外界壓力相等時，液體開始沸騰。液體沸騰時的溫度叫做沸點。一種液體的沸點是指其蒸氣壓等于外界大氣壓力時的溫度。純液體的沸點是恒定的。液體的沸點決定于外界壓力。我們把在標(biāo)準(zhǔn)壓力(100kPa或1atm)下液體的沸點，叫做標(biāo)準(zhǔn)沸點或正常沸點。第11頁，共49頁。若在溶劑中加入難揮發(fā)的溶質(zhì)，溶液的沸點就會比純?nèi)苋粼谌軇┲屑尤腚y揮發(fā)的溶

5、質(zhì)，溶液的沸點就會比純?nèi)軇┑姆悬c升高，這一現(xiàn)象稱為溶液的沸點升高。劑的沸點升高，這一現(xiàn)象稱為溶液的沸點升高。第12頁，共49頁。溶液的沸點是不斷變動的。溶液的沸點是不斷變動的。在沸騰過程中，溶劑不斷蒸發(fā)，溶液濃度逐漸增大，其在沸騰過程中，溶劑不斷蒸發(fā)，溶液濃度逐漸增大，其蒸汽壓不斷降低，沸點也越來越高，直至達(dá)到飽和溶液為止。蒸汽壓不斷降低，沸點也越來越高，直至達(dá)到飽和溶液為止。這時溶劑繼續(xù)蒸發(fā)的結(jié)果，造成溶質(zhì)析出，溶液濃度不再變這時溶劑繼續(xù)蒸發(fā)的結(jié)果，造成溶質(zhì)析出，溶液濃度不再變化，蒸汽壓也不變，此時的沸點才恒定。因此化，蒸汽壓也不變，此時的沸點才恒定。因此某一濃度的溶某一濃度的溶液的沸點，是

6、指此溶液剛開始沸騰時的溫度。液的沸點，是指此溶液剛開始沸騰時的溫度。溶液沸點升高的根本原因是溶液的蒸汽壓下降溶液沸點升高的根本原因是溶液的蒸汽壓下降，而蒸，而蒸汽壓下降的程度僅與溶液的濃度有關(guān)，因此溶液的沸點升汽壓下降的程度僅與溶液的濃度有關(guān)，因此溶液的沸點升高程度也只與溶液的濃度有關(guān)，而與難揮發(fā)非電解質(zhì)溶質(zhì)高程度也只與溶液的濃度有關(guān)，而與難揮發(fā)非電解質(zhì)溶質(zhì)的本性無關(guān)。的本性無關(guān)。第13頁，共49頁。難揮發(fā)非電解質(zhì)的沸點升高難揮發(fā)非電解質(zhì)的沸點升高( Tb)和溶液的質(zhì)量摩爾濃和溶液的質(zhì)量摩爾濃度成正比度成正比mKTTTbbb(A)b(l)Kb 溶劑的摩爾沸點升高常數(shù)，溶劑的摩爾沸點升高常數(shù)，K

7、kgmol-1；也就是也就是1mol溶質(zhì)溶于溶質(zhì)溶于1kg該溶劑中所引起的沸點升高的度數(shù)。該溶劑中所引起的沸點升高的度數(shù)。m 溶液的質(zhì)量摩爾濃度，溶液的質(zhì)量摩爾濃度， molkg-1 ； Tb 溶液的沸點升高值，溶液的沸點升高值， K；Tb(l) 溶液的沸點，溶液的沸點， K ；Tb(A) 純?nèi)軇┑姆悬c，純?nèi)軇┑姆悬c， K。不同溶劑的摩爾沸點升高常數(shù)不同溶劑的摩爾沸點升高常數(shù)Kb值不同，其值列于值不同，其值列于表表 4 - 2(P75)。第14頁，共49頁。1000BABbbbMWWKmKT10001000/BABABBMWWWMWm假定溶質(zhì)的質(zhì)量為假定溶質(zhì)的質(zhì)量為WB, g；溶質(zhì)的摩爾質(zhì)量為

8、；溶質(zhì)的摩爾質(zhì)量為MB，g/mol；溶劑的質(zhì)量為；溶劑的質(zhì)量為WA，g ；則；則利用該公式可測定未知溶質(zhì)的摩爾質(zhì)量。利用該公式可測定未知溶質(zhì)的摩爾質(zhì)量。第15頁，共49頁。例例4-2 葡萄糖葡萄糖1.09g溶于溶于20.0g水中所得溶液的沸點升高水中所得溶液的沸點升高了了0.156K，求葡萄糖的摩爾質(zhì)量。，求葡萄糖的摩爾質(zhì)量。1000BABbbbMWWKmKT1000AbBbBWTWKM)molg(18210000 .20156.009.152.01BM第16頁，共49頁。例例4-3 30g水中溶有水中溶有1.5g甘油，求算溶液的沸點。甘油，求算溶液的沸點。解解 查表得，水的查表得，水的K K

9、b b = 0.52 Kkgmol = 0.52 Kkgmol-1-1, ,甘油的摩爾甘油的摩爾質(zhì)量為質(zhì)量為92gmol92gmol-1-1，將數(shù)據(jù)帶入公式，將數(shù)據(jù)帶入公式(4-4)(4-4)，得，得)K28.0100092305 .152.0（bT所得溶液的沸點為所得溶液的沸點為T Tb b = 373 K + 0.28 K = 373.28K = 373 K + 0.28 K = 373.28K或或 T Tb b = 100 = 100 C C + 0.28 + 0.28 C C = 100.28 = 100.28 C C第17頁，共49頁。在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，純液體蒸氣壓和它的固相蒸氣壓相等時

10、的溫度為該液體的凝固點。第18頁，共49頁。（二）液體的凝固點下降（二）液體的凝固點下降第19頁，共49頁。非電解質(zhì)稀溶液的凝固點下降非電解質(zhì)稀溶液的凝固點下降( Tf)與溶液的質(zhì)量摩爾濃與溶液的質(zhì)量摩爾濃度成正比，而與溶質(zhì)的性質(zhì)無關(guān)。度成正比，而與溶質(zhì)的性質(zhì)無關(guān)。 Tf 溶液的沸點升高值，溶液的沸點升高值， K； m 溶液的質(zhì)量摩爾濃度，溶液的質(zhì)量摩爾濃度， molkg-1 ；Tf(A) 純?nèi)軇┑姆悬c，純?nèi)軇┑姆悬c， K ；Tf(l) 溶液的沸點，溶液的沸點， K ；Kf 溶劑的摩爾沸點升高常數(shù)，溶劑的摩爾沸點升高常數(shù)，Kkgmol-1 ;也就是也就是1mol溶溶質(zhì)溶于質(zhì)溶于1kg該溶劑中所

11、引起的凝固點降低值。該溶劑中所引起的凝固點降低值。不同溶劑的不同溶劑的Kf值不同，其值列于表值不同，其值列于表 4 - 3(P77)。mKTTTfff(l)f(A)(4 - 5)第20頁，共49頁。1000BABfffMWWKmKT與沸點升高原理一樣，公式與沸點升高原理一樣，公式(4 - 5)可整理為：可整理為：(4 - 6)第21頁，共49頁。例例4-44-4 200g 200g水中溶解水中溶解2.76g2.76g甘油，測得溶液凝固點下降值甘油，測得溶液凝固點下降值 T Tf f = 0.279 K= 0.279 K，已知水的，已知水的K Kf f = 1.86 Kkgmol = 1.86

12、Kkgmol-1-1，求甘油，求甘油的摩爾質(zhì)量。的摩爾質(zhì)量。1000AffWTWKM甘油甘油)molg(0 .921000200279.076.286.11甘油M第22頁，共49頁。通過半透膜發(fā)生的表面上單方向擴散的現(xiàn)象，通過半透膜發(fā)生的表面上單方向擴散的現(xiàn)象，成為滲透現(xiàn)象成為滲透現(xiàn)象由于半透膜兩邊的溶液單位體積內(nèi)水分子數(shù)目由于半透膜兩邊的溶液單位體積內(nèi)水分子數(shù)目不同而引起稀溶液溶劑分子滲透到濃溶液中的傾向。不同而引起稀溶液溶劑分子滲透到濃溶液中的傾向。為了阻止發(fā)生滲透所需施加的壓力，叫溶液的滲透為了阻止發(fā)生滲透所需施加的壓力，叫溶液的滲透壓。壓。第23頁，共49頁。Vant Hoff (范特

13、霍甫范特霍甫)方程方程(1886)nRTV cRT 溶液的溶液的滲透壓滲透壓kPa；V 溶液的體積，溶液的體積，L；n 溶液中溶質(zhì)的物質(zhì)的量，溶液中溶質(zhì)的物質(zhì)的量，mol；R：摩爾氣體常數(shù)，：摩爾氣體常數(shù)， 8.314 J mol-1 K-1 ； T： 熱力學(xué)溫度，熱力學(xué)溫度，K； c：溶液的物質(zhì)的量濃度，：溶液的物質(zhì)的量濃度， mol L-1 ； 非電解質(zhì)稀溶液的滲透壓與溫度、濃度的關(guān)系，同理想氣非電解質(zhì)稀溶液的滲透壓與溫度、濃度的關(guān)系，同理想氣體定律完全符合，即體定律完全符合，即(4-7)在一定體積和溫度下，非電解質(zhì)稀溶液的滲透壓和溶液中所含在一定體積和溫度下，非電解質(zhì)稀溶液的滲透壓和溶液

14、中所含溶質(zhì)的物質(zhì)的量成正比，而與溶質(zhì)的本性無關(guān)。溶質(zhì)的物質(zhì)的量成正比，而與溶質(zhì)的本性無關(guān)。第24頁，共49頁。mRT如果兩個溶液的濃度相同，則它們的滲透壓相如果兩個溶液的濃度相同，則它們的滲透壓相等，稱之為等滲溶液。如果兩個溶液的滲透壓不相等，等，稱之為等滲溶液。如果兩個溶液的滲透壓不相等，則濃度叫高的溶液成為高滲溶液，濃度較低的溶液稱則濃度叫高的溶液成為高滲溶液，濃度較低的溶液稱為低滲溶液。為低滲溶液。對于很稀的水溶液，溶液的物質(zhì)的量濃度近似對于很稀的水溶液，溶液的物質(zhì)的量濃度近似等于其質(zhì)量摩爾濃度，因此范特霍甫公式可改寫成等于其質(zhì)量摩爾濃度，因此范特霍甫公式可改寫成（4-8）第25頁，共4

15、9頁。例例4-54-5 在在310K310K時，計算濃度為時，計算濃度為5%(g/ml)5%(g/ml)的葡萄糖溶液的滲透壓？的葡萄糖溶液的滲透壓？葡萄糖的摩爾質(zhì)量葡萄糖的摩爾質(zhì)量M M(C(C6 6H H1212O O6 6) = 180gmol) = 180gmol-1-1。解：解： 先求先求5%5%葡萄糖溶液的物質(zhì)的量濃度葡萄糖溶液的物質(zhì)的量濃度1Lmol3 .018010001005C根據(jù)公式根據(jù)公式得得)kPa(773310314. 83 . 0cRT第26頁，共49頁。例例4-64-6 人的血漿在人的血漿在272.44K272.44K結(jié)冰，求在體溫結(jié)冰，求在體溫310K310K時血

16、漿的時血漿的滲透壓。滲透壓。解：解： 因水的凝固點為因水的凝固點為273K273K，故血漿的凝固點下降，故血漿的凝固點下降 T Tf f為：為：根據(jù)公式根據(jù)公式將數(shù)據(jù)帶入，得將數(shù)據(jù)帶入，得)kPa(776310314. 886. 156. 0 T Tf f = 273 272.44 =0.56 = 273 272.44 =0.56 （K K）mKTffffKTm得得將數(shù)據(jù)帶入公式將數(shù)據(jù)帶入公式(4-8) (4-8) ，得，得RTKTff第27頁，共49頁。例例4-74-7 在在276.15K276.15K時，測得血紅蛋白水溶液的滲透壓為時，測得血紅蛋白水溶液的滲透壓為344.3Pa344.3P

17、a，其濃度為，其濃度為10.0gL10.0gL-1-1，求血紅蛋白的相對分子量。，求血紅蛋白的相對分子量。解：根據(jù)公式解：根據(jù)公式(4-7)(4-7)將數(shù)據(jù)帶入，得將數(shù)據(jù)帶入，得VMRTWVnRTBB得得VRTWMBB)molkg(7 .661103 .34415.276314. 8100 .10133BM141Bmolg1067. 6molkg7 .66M第28頁，共49頁。例例4-84-8 25 25 C C海水的平均滲透壓約為海水的平均滲透壓約為3.043.0410106 6PaPa，計算與海，計算與海水等滲的尿素溶液的濃度？水等滲的尿素溶液的濃度？解：解：由題意可知尿素溶液的滲透壓應(yīng)為

18、由題意可知尿素溶液的滲透壓應(yīng)為3.043.0410106 6PaPa根據(jù)公式根據(jù)根據(jù)公式根據(jù)公式公式(4-7)(4-7)得得cRTRTc將數(shù)據(jù)帶入，得將數(shù)據(jù)帶入，得)Lmol(23. 1298314. 8101004. 3136c第29頁，共49頁。結(jié)論：結(jié)論： 蒸氣壓下降，沸點上升，凝固點下降，蒸氣壓下降，沸點上升，凝固點下降，滲透壓都是難揮發(fā)的非電解質(zhì)稀溶液的通性；滲透壓都是難揮發(fā)的非電解質(zhì)稀溶液的通性；它們只與溶劑的本性和溶液的濃度有關(guān)，而與它們只與溶劑的本性和溶液的濃度有關(guān)，而與溶質(zhì)的本性無關(guān)。溶質(zhì)的本性無關(guān)。第30頁，共49頁。在醫(yī)學(xué)上，稱在醫(yī)學(xué)上，稱50gL- 1的葡萄糖水溶液或的

19、葡萄糖水溶液或9.0gL-1的的NaCl水溶液為生理等滲溶液。水溶液為生理等滲溶液。第31頁，共49頁。第32頁，共49頁。iTTTTPPffbb電解質(zhì)在稀溶液中，如果完全電離且每個分電解質(zhì)在稀溶液中，如果完全電離且每個分子電離為子電離為n個粒子，則它的依數(shù)性為相同濃度非個粒子，則它的依數(shù)性為相同濃度非電解質(zhì)溶液的電解質(zhì)溶液的n倍，即倍，即i = n；如果是部分電離，則；如果是部分電離，則 i = 1n。第33頁，共49頁。電解質(zhì)在溶液中由于電離，單位體積溶電解質(zhì)在溶液中由于電離，單位體積溶液中粒子數(shù)增加了，因而所含粒子數(shù)要比相液中粒子數(shù)增加了，因而所含粒子數(shù)要比相同濃度的非電解質(zhì)溶液所含的溶

20、質(zhì)離子數(shù)要同濃度的非電解質(zhì)溶液所含的溶質(zhì)離子數(shù)要多，所以蒸汽壓下降、沸點升高以及凝固點多，所以蒸汽壓下降、沸點升高以及凝固點下降的變化增大。下降的變化增大。第34頁，共49頁。第35頁，共49頁。第36頁，共49頁。2. 電離度電離度(degree of dissociation)%100原有分子總數(shù)已電離的分子數(shù)第37頁，共49頁。第38頁，共49頁。3. 電離度的物理意義電離度的物理意義第39頁，共49頁。（2）電離度的大小還與電解質(zhì)溶液的濃度、溫度、溶）電離度的大小還與電解質(zhì)溶液的濃度、溫度、溶劑的性質(zhì)等外界因素有關(guān)。劑的性質(zhì)等外界因素有關(guān)。 同一弱電解質(zhì)溶液，濃度愈小，電離度愈大，所同

21、一弱電解質(zhì)溶液，濃度愈小，電離度愈大，所以弱電解質(zhì)的電離度隨溶液濃度的降低而增大。當(dāng)溶液以弱電解質(zhì)的電離度隨溶液濃度的降低而增大。當(dāng)溶液極稀時，任何電解質(zhì)都接近完全電離了。極稀時，任何電解質(zhì)都接近完全電離了。第40頁，共49頁。強電解質(zhì)在水溶液中是完全解離的，它們不存在分強電解質(zhì)在水溶液中是完全解離的，它們不存在分子，全部都以離子形式存在。理論上，它們的解離子，全部都以離子形式存在。理論上，它們的解離度應(yīng)為度應(yīng)為100%。但從一些實驗結(jié)果表明，其解離度。但從一些實驗結(jié)果表明，其解離度并不是并不是100%。第41頁，共49頁。第42頁，共49頁。電解質(zhì)離子相互作用理論離子相互作用理論(ion i

22、nteraction theory 1923 Debye&Hckel)n強電解質(zhì)在水中是全部解離的強電解質(zhì)在水中是全部解離的；n離子間通過靜電力相互作用，每一個離子都被周圍電離子間通過靜電力相互作用，每一個離子都被周圍電荷相反的離子包圍著，形成所謂離子氛荷相反的離子包圍著，形成所謂離子氛(ion atmosphere)第43頁，共49頁。第44頁，共49頁。一般來說，由于一般來說，由于 B cB ，故，故 B1 。溶液愈。溶液愈稀，活度與濃度間的差別愈小。因此；稀，活度與濃度間的差別愈小。因此；(1) 當(dāng)溶液中的離子濃度很小，且離子所帶當(dāng)溶液中的離子濃度很小，且離子所帶的電荷數(shù)也少時，

23、活度接近濃度，即的電荷數(shù)也少時，活度接近濃度，即 B 1。(2) 溶液中中性分子也有活度和濃度的區(qū)別，溶液中中性分子也有活度和濃度的區(qū)別，不過不像離子的區(qū)別那么大，所以通常把中性不過不像離子的區(qū)別那么大，所以通常把中性分子的活度因子視為分子的活度因子視為1。(3) 對于弱電解質(zhì)溶液，因其離子濃度很小，一對于弱電解質(zhì)溶液，因其離子濃度很小，一般可以把弱電解質(zhì)的活度因子也視為般可以把弱電解質(zhì)的活度因子也視為1第45頁，共49頁。離子強度離子強度I 反映了離子間作用力的強弱，反映了離子間作用力的強弱，I 值愈大，值愈大，離子間的作用力愈大，活度因子就愈??；離子間的作用力愈大，活度因子就愈??；反之，反之，I 值愈小，離子間的作用力愈小，活度因值愈小，離子間的作用力愈小，活度因子就愈大。子就愈大。第46頁，