物化4-理想稀溶液幾個(gè)相平衡規(guī)律

1、二、理想稀溶液的幾個(gè)相平衡規(guī)律 稀溶液的依數(shù)性性質(zhì)只與濃度有關(guān)，與溶質(zhì)本質(zhì)無(wú)關(guān)。1、蒸氣壓下降2、沸點(diǎn)升高3、凝固點(diǎn)下降4、分配定律5、西弗特定律6、滲透現(xiàn)象二、理想稀溶液的幾個(gè)相平衡規(guī)律1、蒸氣壓下降 對(duì)溶有非(難)揮發(fā)性、非電解質(zhì)溶質(zhì)的稀溶液，在T溫度下，氣、液平衡時(shí)，由Raoult定律得結(jié)論： 稀溶液的蒸氣壓下降值，僅與溶質(zhì)的數(shù)量有關(guān)，而與溶質(zhì)的種類(lèi)無(wú)關(guān)稀溶液的依數(shù)性。應(yīng)用：考查液體純度；測(cè)定溶質(zhì)分子量；測(cè)定活度等。2、沸點(diǎn)升高： 實(shí)驗(yàn)表明：溶有非揮發(fā)性溶質(zhì)的稀溶液，沸點(diǎn)較純?nèi)軇┯兴?，且其升高值與溶質(zhì)濃度成正比，而與溶質(zhì)種類(lèi)無(wú)關(guān)。 即：Kb沸點(diǎn)升高常數(shù)這是稀溶液蒸氣壓下降的必然結(jié)果。

2、二、理想稀溶液的幾個(gè)相平衡規(guī)律pTpe 溶液純?nèi)軇┒⒗硐胂∪芤旱膸讉€(gè)相平衡規(guī)律沸點(diǎn)升高可有：定性：(4-5-5)(4-5-6)定量：熱力學(xué)證明：對(duì)溶有非揮發(fā)性溶質(zhì)的二元溶液T，p下氣液平衡時(shí)：A(l,T,p,xA) A(g,T,p)討論：yA xA時(shí)，A在氣相富集，溶液沸點(diǎn)低于純A (即： T*b,A Tb T*b,B )。 xAyA時(shí)，A在液相富集，溶液沸點(diǎn)比純A升高(即： T*b,A TbxA時(shí)，A在固相富集，溶液凝固點(diǎn)低于純A（即 T*f,ATf T*f,B ）； xAxA時(shí)，A在液相富集， 溶液凝固點(diǎn)高于純A（即T*f,ATfcB(水) 。二、理想稀溶液的幾個(gè)相平衡規(guī)律分配定律二、理

3、想稀溶液的幾個(gè)相平衡規(guī)律萃取 利用萃取法分離金屬離子金屬離子多價(jià)配位體螯合物溶劑萃取金屬絡(luò)離子異性電荷離子離子締合物溶劑萃取例：乙酰丙酮(AA)萃取體系，從各種合金、天然沉積物及裂變產(chǎn)物中分離鈹；從稀土元素中分離釷和鈧；從裂變產(chǎn)物中分離鈾和釷等。 乙酰丙酮金屬離子六元環(huán)狀結(jié)構(gòu)配合物加溶劑萃?。ɑ蛞炎陨頌槿軇┹腿。?。萃取量的計(jì)算：設(shè)每級(jí)萃取劑()用量為V2 ，水溶液()體積為V1（且萃取前后不變），濃度標(biāo)度以 g/dm3 表示，若萃取前水相含溶質(zhì)m0，n級(jí)萃取后剩mn，則：(4-5-10)二、理想稀溶液的幾個(gè)相平衡規(guī)律萃取例4-4、2L水溶液中含0.02g的I2，用50mLCS2進(jìn)行萃取。已知I

4、2在水相及二硫化碳相分配系數(shù)為0.00167，求一級(jí)萃取及五級(jí)等量萃取后，水溶液中所剩的I2量。解：表明：一定量的萃取劑，多級(jí)萃取的效果大大優(yōu)于一級(jí)萃取。二、理想稀溶液的幾個(gè)相平衡規(guī)律萃取 5、西弗特定律氣體在金屬中的溶解平衡* 因溶質(zhì)在氣液兩相存在形態(tài)不同，所以亨利定律不適用西弗特定律(4-5-11) 一定溫度下，雙原子分子氣體在金屬中的溶解度與其氣相平衡分壓的平方根成正比。 通常，氣體在金屬中的溶解為放熱過(guò)程，但雙原子分子的解離為吸熱過(guò)程。因此其溶解度隨T 的變化需視具體物質(zhì)而定。二、理想稀溶液的幾個(gè)相平衡規(guī)律366、滲透壓與反滲透技術(shù) 溶液的滲透現(xiàn)象：純?nèi)軇┩ㄟ^(guò)半透膜自動(dòng)擴(kuò)散到溶液中，使

5、其稀釋的現(xiàn)象。 滲透壓。對(duì)于稀溶液，滲透壓僅與溶質(zhì)濃度有關(guān)，與溶質(zhì)種類(lèi)無(wú)關(guān)。即：二、理想稀溶液的幾個(gè)相平衡規(guī)律溶劑溶劑溶液hpppp+反滲透滲透溶液溶劑溶液pp半透膜溶劑溶液ppp+加壓h溶劑hpp滲透溶液溶劑溶液pp半透膜溶劑溶液pp+加壓 反滲透溶劑溶液ppp+h6、滲透壓與反滲透技術(shù)二、理想稀溶液的幾個(gè)相平衡規(guī)律58 當(dāng)溫度及溶劑不變，*A(l,T,p)不變； 溶液組成及壓力改變時(shí)，要維持滲透平衡，應(yīng)滿足其： d A(sln，xA) 0二、理想稀溶液的幾個(gè)相平衡規(guī)律滲透壓的熱力學(xué)推導(dǎo)：(4-5-12) 滲透壓。對(duì)于稀溶液，滲透壓僅與溶質(zhì)濃度有關(guān)，與溶質(zhì)種類(lèi)無(wú)關(guān)。二、理想稀溶液的幾個(gè)相平衡

6、規(guī)律滲透壓 值得注意的是，稀溶液的滲透壓相當(dāng)可觀，如25時(shí)，0.1moldm-3溶液的滲透壓為： 這相對(duì)于25m高水柱所產(chǎn)生的靜壓力。而一般植物細(xì)胞液的滲透壓大約可達(dá)2000kPa。 利用滲透壓測(cè)量高分子化合物的相對(duì)分子質(zhì)量有其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。二、理想稀溶液的幾個(gè)相平衡規(guī)律滲透壓例4-5、將1.00g血紅素溶于適量水中，配成100cm3溶液，此溶液的滲透壓為0.366kPa(20)。求血紅素的相對(duì)分子質(zhì)量；估算此溶液的沸點(diǎn)升高和凝固點(diǎn)降低值。解： 即：血紅素的相對(duì)分子質(zhì)量為 6.66104。 Tb=KbbB KbcB=0.521.5010-4=7.8010-5 Tf =Kf bB Kf cB= 1

7、.861.5010-4=2.7910-4 可見(jiàn)，測(cè)量具有較大分子量的物質(zhì)時(shí)，溶液的沸點(diǎn)升高和凝固點(diǎn)降低值很小，測(cè)量困難，常采用滲透壓法。反滲透技術(shù)的利用膜分離技術(shù)之一 膜分離技術(shù)：微濾、超濾、反滲透、透析等； 優(yōu)點(diǎn)：常溫、低能耗、裝置簡(jiǎn)單、易操作； 主要問(wèn)題是，需要一種高強(qiáng)度的耐高壓半透膜。p = p(溶液) - p(溶劑) 產(chǎn)生反滲透二、理想稀溶液的幾個(gè)相平衡規(guī)律反滲透技術(shù)反滲透 如圖所示，當(dāng)在溶液一側(cè)加一大于滲透壓的壓力時(shí)，溶劑將從溶液一方向溶劑一方擴(kuò)散反滲透現(xiàn)象。53反滲透技術(shù)的利用 海水淡化(所需能量?jī)H為蒸餾法的30左右)、污水凈化、高純水制備等。 例：國(guó)家海洋二所制，CAB(醋酸丁酸

8、纖維)膜的平板式反滲透裝置，10MPa壓力下，對(duì)3-3.5%NaCl溶液處理，在產(chǎn)水量為0.36-0.43 m3 /(m2d)條件下，脫鹽率達(dá)99-99.5%。二、理想稀溶液的幾個(gè)相平衡規(guī)律反滲透技術(shù)4-6 真實(shí)液態(tài)混合物及溶液一、實(shí)際溶液對(duì)理想情況產(chǎn)生偏差理想稀溶液理想液態(tài)混合物：溶劑：溶質(zhì)：p*Ap*B0A1BxBpkA,xkB,xp*Ap*B0A1BxBpkA,x64、66實(shí)際溶液1 對(duì)理液正偏差；1 對(duì)理稀液正偏差；1 對(duì)理稀液的溶質(zhì)產(chǎn)生正偏差； 1 對(duì)理稀液的溶質(zhì)產(chǎn)生負(fù)偏差； =1 等同于理稀液之溶質(zhì)。61實(shí)際溶液 k 的確定： 以 kx 為例：二、活度及活度系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)態(tài)的選擇0 0.

9、1 0.2 0.3 0.4xB例：如圖為30時(shí)，乙醚丙酮溶液中丙酮kx的測(cè)算。8070605040求得：kx = 78.4 kPa 3、實(shí)際溶液的相平衡規(guī)律 經(jīng)過(guò)活度的修正后，4-4中所討論的理想稀溶液的相平衡規(guī)律均可用于實(shí)際溶液。 溶液中各組分的蒸氣壓（視蒸氣為理想氣體）：溶液之溶劑：混合物：(4-6-2)溶液之溶質(zhì)：(4-6-3)二、活度及活度系數(shù)實(shí)際溶液的相平衡規(guī)律例3-5、773K時(shí)，Cd-Pb合金中Cd的百倍質(zhì)量分?jǐn)?shù)%Cd=1時(shí)實(shí)測(cè)Cd的蒸氣壓pCd=94.7Pa；當(dāng)%Cd=20時(shí)實(shí)測(cè)pCd=1095Pa。已知773K是純Cd的蒸氣壓 p*Cd=1849Pa。試計(jì)算773K時(shí)%Cd=

10、20的合金體系中Cd 的活度及活度系數(shù)。 (l) 以T,p下純 Cd(l)為標(biāo)準(zhǔn)態(tài)； (2)以%Cd=1仍服從Henry定律的T, p下的Cd為標(biāo)準(zhǔn)態(tài)。解：（1）以Raoult定律為參考：（2）以Henry定律為參考： 實(shí)際溶液的沸點(diǎn)（視蒸氣為理想氣體）溶質(zhì)非揮發(fā)時(shí)：溶質(zhì)揮發(fā)時(shí)：試分析：實(shí)際溶液的沸點(diǎn)比原某一組分是升或是降。(4-6-4)二、活度及活度系數(shù)實(shí)際溶液的相平衡規(guī)律 實(shí)際溶液的凝固點(diǎn)析出固溶體時(shí)時(shí)：(4-6-5)二、活度及活度系數(shù)實(shí)際溶液的相平衡規(guī)律析出純固體A時(shí)：試分析：實(shí)際溶液的凝固點(diǎn)比原某組分是升或是降。 實(shí)際溶液的滲透壓（視蒸氣為理想氣體）(4-6-6)二、活度及活度系數(shù)實(shí)際溶液的相平衡規(guī)律4、實(shí)際溶液的化學(xué)平衡 理想液態(tài)混合物體系的化學(xué)平衡標(biāo)準(zhǔn)態(tài)：T,p下純液態(tài)組分B。二、活度及活度系數(shù)實(shí)際溶液的化學(xué)平衡*（2）理想稀溶液體系的化學(xué)平衡標(biāo)準(zhǔn)態(tài)：T,p下純液態(tài)組分A；及 T,p下 b/b=1 組分B、