電解質(zhì)溶液的依數(shù)性質(zhì)

3-6電解質(zhì)溶液的依數(shù)性質(zhì)學(xué)習(xí)目標(biāo)：了解電解質(zhì)與非電解質(zhì)溶液之差異，並探討其在依數(shù)性質(zhì)上的應(yīng)用。含非電解質(zhì)之溶液的?蒸氣壓下降量、?沸點(diǎn)上升度數(shù)、?凝固點(diǎn)下降度數(shù)、?滲透壓，與非電解質(zhì)溶質(zhì)的種類(lèi)無(wú)關(guān)，只取決於溶液的濃度，即只依溶質(zhì)的粒子數(shù)目而定，此等性質(zhì)稱(chēng)為

。電解質(zhì)溶液會(huì)具有以上性質(zhì)嗎？依數(shù)性質(zhì)（colligativeproperty）電解質(zhì)溶液的依數(shù)性質(zhì)3-6根據(jù)實(shí)驗(yàn)，同濃度的電解質(zhì)溶液之蒸氣壓下降量、沸點(diǎn)上升度數(shù)、凝固點(diǎn)下降度數(shù)及滲透壓，均較非電解質(zhì)溶液大。以0.0100m溶液為例：若其溶質(zhì)為非電解質(zhì)，則ΔTf

應(yīng)為0.0186℃，而0.0100

mNaCl(aq)的實(shí)測(cè)值為0.0361℃，幾乎為非電解質(zhì)溶液的兩倍，因NaCl

在水中幾乎完全解離成Na＋(aq)與Cl－(aq)。

電解質(zhì)溶液的依數(shù)性質(zhì)3-6因此，電解質(zhì)溶液的依數(shù)性質(zhì)必須以

凡特何夫因數(shù)（van’tHofffactor，i）修正如下：蒸氣壓下降量：沸點(diǎn)上升度數(shù)：凝固點(diǎn)下降度數(shù)：滲透壓：電解質(zhì)溶液的依數(shù)性質(zhì)3-6在極稀薄溶液中，i

值：強(qiáng)電解質(zhì)，例如NaCl、Na2SO4

及CaCl2

等，每莫耳的上述電解質(zhì)可分別解離出2、3、3莫耳離子，理論上i值依序?yàn)?、3、3；弱電解質(zhì)，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(huì)發(fā)生偶合現(xiàn)象，

如圖：i值小於1。電解質(zhì)溶液的依數(shù)性質(zhì)3-6實(shí)際上，i

值與溶液的濃度及溶質(zhì)中離子的性質(zhì)有關(guān)，不同濃度的NaCl(aq)、MgSO4(aq)及Pb(NO3)2(aq)之凡特何夫因數(shù)（i）值，如下表：同濃度同型的電解質(zhì)溶液，若解離出來(lái)的離子電荷愈大，因具有較強(qiáng)的引力，較易形成離子對(duì)，其i值較小。例如：NaCl＞MgSO4。濃度愈稀薄時(shí)，強(qiáng)電解質(zhì)的i值愈趨向理論值。因?yàn)樵谙∪芤褐校x子間距離較大，其引力較小，離子較易單獨(dú)存在，因此i值與理論值相近；電解質(zhì)溶液的依數(shù)性質(zhì)3-625℃時(shí)，水的飽和蒸氣壓為24mmHg。在1大氣壓下，將5.85克食鹽溶於500克水，假設(shè)其為極稀薄的溶液?；卮鹣铝袉?wèn)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(diǎn)為何？(3)該溶液的凝固點(diǎn)為何？(4)假設(shè)溶液的密度為1gmL－1，其滲透壓為何？範(fàn)例3-167選修化學(xué)(上)解答先分別求出溶液的各種數(shù)據(jù)：食鹽的莫耳數(shù)：水的莫耳數(shù)：溶液的重量莫耳濃度：溶液的體積莫耳濃度：範(fàn)例3-168選修化學(xué)(上)解答(1)由＝0.171mmHg故溶液的蒸氣壓下降量為0.171mmHg(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(diǎn)為100.21℃範(fàn)例3-169選修化學(xué)(上)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(diǎn)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9.68atm範(fàn)例3-1610選修化學(xué)(上)0.1m的(甲)酒精、(乙)葡萄糖、(丙)蔗糖、(丁)NaCl、(戊)Na2SO4

五種水溶液（假設(shè)其體積莫耳濃度等於重量莫耳濃度），請(qǐng)以代號(hào)回答下列問(wèn)題：(1)同溫時(shí)，溶液的蒸氣壓大小順序?yàn)楹危?2)同壓下，溶液的沸點(diǎn)高低順序?yàn)楹危?3)同壓下，溶液的凝固點(diǎn)高低順序?yàn)楹危?4)同溫時(shí)，溶液的滲透壓大小順序?yàn)楹?？練?xí)題3-1611選修化學(xué)(上)(1)同溫時(shí)，溶液的蒸氣壓大小順序?yàn)楹?？解?甲)酒精為揮發(fā)性溶質(zhì)，易揮發(fā)，故酒精溶液的蒸氣壓最大(乙)葡萄糖和(丙)蔗糖為非揮發(fā)性、非電解質(zhì)溶質(zhì)(丁)NaCl

和(戊)Na2SO4

為非揮發(fā)性、電解質(zhì)溶質(zhì)而Cm×i

的大小順序?yàn)?戊)＞(丁)＞(乙)＝(丙)故溶液的蒸氣壓大小順序?yàn)椋?/p>

(甲)＞(乙)＝(丙)＞(丁)＞(戊)溶液的的蒸氣壓愈高，沸點(diǎn)愈低，故沸點(diǎn)高低順序?yàn)?戊)＞(丁)＞(乙)＝(丙)＞(甲)

(2)同壓下，溶液的沸點(diǎn)高低順序?yàn)楹?？練?xí)題3-1612選修化學(xué)(上)(3)同壓下，溶液的凝固點(diǎn)高低順序?yàn)楹危?4)同溫時(shí)，溶液的滲透壓大小順序?yàn)楹?？溶液的凝固點(diǎn)、滲透壓與溶質(zhì)是否具有揮發(fā)性無(wú)關(guān)而Cm×i

的大小順序?yàn)?戊)＞(丁)＞(丙)＝(乙)＝(甲)故溶液的凝固點(diǎn)高低順序?yàn)?/p>

(甲)＝(乙)＝(丙)＞(丁)＞(戊)溶液的滲透壓大小順序?yàn)?/p>

(戊)＞(丁)＞(甲)＝(乙)＝(丙)

解答練習(xí)題3-1613選修化學(xué)(上)將

5.55克氯化鈣固體完全溶於

500克水中，測(cè)得溶液的凝固點(diǎn)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(shù)：溶液的重量莫耳濃度：範(fàn)例3-1714選修化學(xué)(上)由ΔTf＝Kf?Cm?i

0－（－0.465）＝1.86×0.100×i解得

i＝2.50設(shè)氯化鈣的解離度為

解答

CaCl2(aq)?Ca2＋(aq)＋2Cl－(aq)初：0.0500

中：－0.0500

＋0.0500

＋0.0500×2×

平：0.0500－0.0500

0.0500

0.100

0.0500＋0.100

＝0.125

0.100

＝0.0750∴

＝0.750＝75.0％故氯化鈣的解離度為75.0％範(fàn)例3-1715選修化學(xué)(上)又濃度為

0.20m的某弱酸（HA）水溶液。已知

HA的解離度為

20％，則該溶液的凝固點(diǎn)為何？

解答由題意

Cm×i＝0.16＋0.04＋0.04＝0.24又ΔTf＝Kf×Cm×i＝1.86×0.24＝0.446∴Tf＝0－0.446＝－0.446（℃）

HA(aq)?H＋(aq)＋A－(aq)初：0.20

中：－0.20×0.2

＋0.20×0.2

＋0.20×0.2平：0.16

0.04

0.04練習(xí)題3-1716選修化學(xué)(上)水溶液均為0.1m，且假設(shè)電解質(zhì)完全解離，則下列各項(xiàng)性質(zhì)比較，哪些正確？（多重選擇題）(A)蒸氣壓：純水

C6H12O6

NaCl

CaCl2(B)凝固點(diǎn)：純水

C6H12O6

NaCl

CaCl2(C)導(dǎo)電度：純水

C6H12O6

NaCl

CaCl2(D)沸點(diǎn)：純水

C6H12O6

NaCl

CaCl2(E)滲透壓：純水

C6H12O6

NaCl

CaCl2學(xué)習(xí)成果評(píng)量17選修化學(xué)(上)如下圖，容器以半透膜（僅水分子能通過(guò)）隔成A、B兩區(qū)域，在A、B中分別裝入等高度的兩種溶液。A中為

0.5MBaI2；

B中為

0.5M尿素

A中為

10％

蔗糖；B中為

10％

葡萄糖

A中為

1.0MNaCl；B中為

1.0MNa2SO4A中為

10％

NaCl；B中為

10％

NaIA中為

1.0MNaCl；B中為

0.5MBaI2下列哪些組合，會(huì)使A區(qū)域的溶液升高？（多重選擇題）學(xué)習(xí)成果評(píng)量18選修化學(xué)(上)240克HX（分子量120）溶於5公斤水中，若此酸有25％解離，則此溶液的凝固點(diǎn)若干？先計(jì)算HX的重量莫耳濃度：

HX

?

H+

+

X－1－0.25

+

0.25

+

0.25

i＝1.25代入公式：ΔTf＝Kf?Cm?i

＝1.86?0.4?1.25

＝0.93（℃）即溶液的凝固點(diǎn)為－0.93℃。學(xué)習(xí)成果評(píng)量19選修化學(xué)(上)物質(zhì)三態(tài)間的變化關(guān)係，

如右圖。在定溫時(shí)，固體熔化所吸收的熱量，稱(chēng)為熔化熱；液體汽化時(shí)所吸收的熱量稱(chēng)為汽化熱。描述物質(zhì)的狀態(tài)與溫度及壓力之關(guān)係圖稱(chēng)為相圖。3-1

物質(zhì)的狀態(tài)本章摘要CH3溶質(zhì)顆粒的直徑小於1nm之溶液，稱(chēng)為真溶液；溶質(zhì)顆粒的直徑介於1～1000nm之溶液，

稱(chēng)為膠體溶液。

膠體溶液的特性：(1)廷得耳效應(yīng)；(2)布朗運(yùn)動(dòng)；(3)膠體粒子表面帶有電荷。1千克溶劑中所含溶質(zhì)的莫耳數(shù)

稱(chēng)為重量莫耳濃度。3-2溶液本章摘要CH3定溫時(shí)，在密閉容器中，當(dāng)液體的蒸發(fā)速率與蒸氣的凝結(jié)速率相等時(shí)，液面上的氣體分子所呈現(xiàn)的壓力，稱(chēng)為該液體的飽和蒸氣壓。定溫下，大氣中水蒸氣的壓力與該溫度時(shí)水的飽和蒸氣壓之百分比，稱(chēng)為相對(duì)溼度。亨利定律：在定溫、定量溶劑中，難溶性的氣體溶解的質(zhì)量與該氣體的分壓成正比。拉午耳定律：定溫時(shí)，非揮發(fā)性非電解質(zhì)之稀薄溶液，其蒸氣壓與溶劑的莫耳分率成正比，

即P＝PA。．XA。3-3

蒸氣壓本章摘要CH3揮發(fā)性非電解質(zhì)之稀薄溶液，溶液的總蒸氣壓為溶質(zhì)的蒸氣分壓與溶劑的蒸氣分壓之和，

即Ptotal＝PA＋PB＝PA。．XA＋PB。．XB。3-3

蒸氣壓3-4

溶液的沸點(diǎn)與凝固點(diǎn)非揮發(fā)性非電解質(zhì)溶液之沸點(diǎn)較溶劑的沸點(diǎn)高，

兩者之差稱(chēng)為溶液的沸點(diǎn)上升度數(shù)。

ΔTb＝Kb．Cm溶液的凝固點(diǎn)較溶劑為低，兩者之差稱(chēng)為溶液的

凝固點(diǎn)下降度數(shù)。

ΔTf＝Kf．Cm本章摘要