第7節(jié)：稀溶液的依數(shù)性2012年10月修改

1、1 稀溶液的依數(shù)性稀溶液的依數(shù)性依數(shù)性質(zhì)：（依數(shù)性質(zhì)：（colligative properties）指定溶劑的類型指定溶劑的類型和數(shù)量后，這些和數(shù)量后，這些性質(zhì)只取決于所含溶質(zhì)粒子的數(shù)目性質(zhì)只取決于所含溶質(zhì)粒子的數(shù)目，而與溶質(zhì)的本性無關(guān)。溶質(zhì)的粒子可以是分子、離子、而與溶質(zhì)的本性無關(guān)。溶質(zhì)的粒子可以是分子、離子、大分子或膠粒，這里只討論粒子是分子的情況大分子或膠粒，這里只討論粒子是分子的情況 . 依數(shù)性的種類：依數(shù)性的種類： 1.蒸氣壓下降蒸氣壓下降2.凝固點(diǎn)降低凝固點(diǎn)降低3.沸點(diǎn)升高沸點(diǎn)升高4.滲透壓滲透壓2由拉烏爾定律可知由拉烏爾定律可知 ：BAAAxpppp 即即溶劑蒸氣壓下降值溶劑蒸

2、氣壓下降值 p 與溶質(zhì)的摩爾分?jǐn)?shù)成正比與溶質(zhì)的摩爾分?jǐn)?shù)成正比, 比例系數(shù)為同溫下純?nèi)軇┑娘柡驼魵鈮罕壤禂?shù)為同溫下純?nèi)軇┑娘柡驼魵鈮?)1(BAAAAxpxpp 溶劑蒸氣壓下降溶劑蒸氣壓下降 對于二組分稀溶液，加入非揮發(fā)性溶質(zhì)對于二組分稀溶液，加入非揮發(fā)性溶質(zhì)B以后，以后，溶劑溶劑A的蒸氣壓會下降。的蒸氣壓會下降。這是造成凝固點(diǎn)下降、沸點(diǎn)升高和滲透壓的根本原因。這是造成凝固點(diǎn)下降、沸點(diǎn)升高和滲透壓的根本原因。3 溶劑蒸氣壓下降溶劑蒸氣壓下降密閉容器內(nèi)密閉容器內(nèi), 純?nèi)軇┑恼魵鈮罕热芤褐腥軇┱魵饧內(nèi)軇┑恼魵鈮罕热芤褐腥軇┱魵鈮焊邏焊叨荒苓_(dá)到兩液相的平衡而不能達(dá)到兩液相的平衡. 容器內(nèi)氣相中溶容

3、器內(nèi)氣相中溶劑蒸氣相對于純?nèi)軇┪达柡蛣┱魵庀鄬τ诩內(nèi)軇┪达柡? 相對于溶液中的溶相對于溶液中的溶劑又是過飽和劑又是過飽和.4凝固點(diǎn)降低凝固點(diǎn)降低(析出固態(tài)純?nèi)軇┪龀龉虘B(tài)純?nèi)軇?凝固點(diǎn)降低凝固點(diǎn)降低: 溶劑溶劑A和溶質(zhì)和溶質(zhì)B 組成稀溶液組成稀溶液, 若兩者不生若兩者不生成固溶體成固溶體, 則從溶液中則從溶液中析出固態(tài)純?nèi)軇┪龀龉虘B(tài)純?nèi)軇┑臏囟鹊臏囟? 就會低就會低于純?nèi)軇┯诩內(nèi)軇〢在同樣外壓下的凝固點(diǎn)在同樣外壓下的凝固點(diǎn).BffbKT 稀溶液的凝固點(diǎn)下降公式稀溶液的凝固點(diǎn)下降公式:Kf 為凝固點(diǎn)下降系數(shù)為凝固點(diǎn)下降系數(shù).AAm,fus2*ff)(MHTRk 常用溶劑的常用溶劑的 值有表可查。用

4、實(shí)驗(yàn)測定值有表可查。用實(shí)驗(yàn)測定 值，查出值，查出 ，就可計(jì)算溶質(zhì)的摩爾質(zhì)量。，就可計(jì)算溶質(zhì)的摩爾質(zhì)量。fkfkfT5凝固點(diǎn)下降的定性解釋凝固點(diǎn)下降的定性解釋fT fTpATpamb 一定一定oa稀溶液的凝固點(diǎn)降低稀溶液的凝固點(diǎn)降低),(s*A),A(lf AfpTxpTA(g)A*(s)A(l) A(s)A(l) 由由相相平平衡衡條條件件 ppRTppRT A(s)A(g)A(l)A(g)lnln A(s)A(l)pp可見在液固平衡溫度下可見在液固平衡溫度下, 揮發(fā)性組分在液揮發(fā)性組分在液態(tài)和固態(tài)時的蒸氣壓相等態(tài)和固態(tài)時的蒸氣壓相等.由此可定性解由此可定性解釋凝固點(diǎn)下降的原因釋凝固點(diǎn)下降的原因

5、(見圖見圖).6凝固點(diǎn)降低凝固點(diǎn)降低(析出固態(tài)純?nèi)軇┪龀龉虘B(tài)純?nèi)軇?將均相的紅色染料水溶液降將均相的紅色染料水溶液降溫溫, 溶劑溶劑(水水)沿管壁凝固成冰沿管壁凝固成冰, 染料仍留在溶液中染料仍留在溶液中, 使溶液的使溶液的顏色越來越深顏色越來越深, 即濃度越來越即濃度越來越高高, 凝固點(diǎn)隨之越來越低凝固點(diǎn)隨之越來越低. 在一定壓力下在一定壓力下, 純液體純液體有有恒定的凝固溫度恒定的凝固溫度; 而而溶液溶液由于由于在凝固過程中不斷發(fā)生組成在凝固過程中不斷發(fā)生組成變化變化, 其凝固溫度就不斷降低其凝固溫度就不斷降低 (直到另一組分也從溶液中飽直到另一組分也從溶液中飽和析出和析出).7 例例 4

6、.9.1 在在 25.00 g 苯中溶入苯中溶入 0.245 g 苯甲酸，測得苯甲酸，測得凝固點(diǎn)降低凝固點(diǎn)降低 。試求苯甲酸在苯中的分子式。試求苯甲酸在苯中的分子式。 已知苯甲酸已知苯甲酸 的摩爾質(zhì)量為的摩爾質(zhì)量為 ，故苯甲酸在苯中以二聚體的形式故苯甲酸在苯中以二聚體的形式 存在。存在。6 65 5C C H H C C O O O O H H1 10 0. . 1 12 22 2 k kg g m m o ol l- -( () )6 65 52 2C C H H C C O O O O H HBfffbKTkgmolKK 由由凝凝固固點(diǎn)點(diǎn)降降低低公公式式查查的的苯苯的的解解：由由表表,.0

7、7. 51 . 9 . 4111.243. 0.252048. 0245. 007. 5 molkgmolkgmTmKMmMmKTAfBfBABBffK2048. 0Tf 8pAT稀溶液的沸點(diǎn)上升稀溶液的沸點(diǎn)上升 bTbTpamb純?nèi)軇┑娘柡驼魵鈮杭內(nèi)軇┑娘柡驼魵鈮呵€遵守克曲線遵守克-克方程克方程 )/ln(*mvapCRTHpp 沸點(diǎn)沸點(diǎn): 液體飽和蒸氣壓等于外壓時的液體飽和蒸氣壓等于外壓時的溫度溫度; 在外壓為在外壓為101.325kPa下的沸點(diǎn)下的沸點(diǎn)稱為稱為正常沸點(diǎn)正常沸點(diǎn), 簡稱沸點(diǎn)簡稱沸點(diǎn). 溶質(zhì)不揮發(fā)溶質(zhì)不揮發(fā)的稀溶液的沸點(diǎn)上升的稀溶液的沸點(diǎn)上升, 定性解釋見右圖定性解釋見右圖

8、.沸點(diǎn)上升公式沸點(diǎn)上升公式BbbbKT Am,vapA2bb)(HMTRK 沸沸點(diǎn)點(diǎn)上上升升系系數(shù)數(shù)沸點(diǎn)上升沸點(diǎn)上升(溶質(zhì)不揮發(fā)溶質(zhì)不揮發(fā)) 常用溶劑的常用溶劑的 值有表可查。值有表可查。 測定測定 值，查出值，查出 ，就可以計(jì)算溶質(zhì)的摩爾質(zhì)量。，就可以計(jì)算溶質(zhì)的摩爾質(zhì)量。bTbkbk9沸點(diǎn)上升例題例例 在在100g苯中加入苯中加入13.76g聯(lián)苯聯(lián)苯(C6H5C6H5), 所形成溶液的沸所形成溶液的沸點(diǎn)為點(diǎn)為82.4. 已知純苯的沸點(diǎn)為已知純苯的沸點(diǎn)為80.1. 求求(1)沸點(diǎn)升高常數(shù)沸點(diǎn)升高常數(shù); (2)苯的摩爾蒸發(fā)焓苯的摩爾蒸發(fā)焓.以以A代表苯代表苯, B代表聯(lián)苯代表聯(lián)苯. 13B13A

9、molkg10211.154,molkg10113.78 MM11ABBBkgmol89228. 0kgmol1 . 0211.154/76.13/)1( mMmbkgmolK578. 2kgmolK89228. 0) 1 .804 .82(11Bbb bTK1132bA2bAm,vapAm,vapA2bbmolkJ44.31molkJ579. 210113.78353.258314)()()2( KMTRHHMTRK 得得由由104. 滲透壓滲透壓如圖所示，在半透膜左如圖所示，在半透膜左邊放溶劑，右邊放溶液。邊放溶劑，右邊放溶液。只有溶劑能透過半透膜。只有溶劑能透過半透膜。由于純?nèi)軇┑幕瘜W(xué)勢

10、由于純?nèi)軇┑幕瘜W(xué)勢 大于溶液中溶劑的化學(xué)大于溶液中溶劑的化學(xué)勢勢 ，所以溶劑有自左，所以溶劑有自左向右滲透的傾向。向右滲透的傾向。*AA11為了阻止溶劑滲透，在為了阻止溶劑滲透，在右邊施加額外壓力，使右邊施加額外壓力，使半透膜雙方溶劑的化學(xué)半透膜雙方溶劑的化學(xué)勢相等而達(dá)到平衡。勢相等而達(dá)到平衡。這這個額外施加的壓力就定個額外施加的壓力就定義為滲透壓義為滲透壓 。 12滲透平衡時滲透平衡時, 溶液一方壓力的變化對溶劑化學(xué)勢溶液一方壓力的變化對溶劑化學(xué)勢的影響抵消了組成的影響的影響抵消了組成的影響, 從而有從而有 A(l)AA(l)A(l)ln xRT滲透發(fā)生的原因滲透發(fā)生的原因: 滲透壓滲透壓R

11、TnVB 范特霍夫滲透壓公式范特霍夫滲透壓公式:RTcB 21ppCB是溶質(zhì)的濃度。濃度不能太大。是溶質(zhì)的濃度。濃度不能太大。13滲透壓例題11ffBkgmol301. 0molkg1.86KK560. 0 KTb則則 cB = 998.2 kg m 30.301 mol kg 1 = 301 mol m 3 = 301.0 mol m 38.314 J K 1 mol 1310.2 K = 776 kPa = cBRT對稀溶液對稀溶液: cB = A bB例例 人的血漿的凝固點(diǎn)為人的血漿的凝固點(diǎn)為0.560, 求求37.0時血漿的滲透時血漿的滲透壓壓. 已知已知37 時水的體積質(zhì)量時水的體積質(zhì)量(密度密度)為為998.2 kg m 3, 水的凝水的凝固點(diǎn)降低常數(shù)固點(diǎn)降低常數(shù)Kf = 1.86 K kg mol 1 .