4-1溶液组分表示方法分析

1803年亨利根据实验总结出稀溶液的另一条规律：
1、亨利定律：在一定温度和平衡条件下的微溶气体（或挥发性溶 液）在溶液中的组成与该气体的平衡气相分压成正比。
X B K 'X，B PB
K 'X，B 亨利系
亨利定律也可表述为：一定T下，稀溶液中挥发性溶质 在气相中的分压与平衡液相中的组成成正比。即：
1、拉乌尔定律：稀溶液内溶剂的蒸气压PA，等于同一温度
下纯溶剂的蒸气压PA*与溶剂在溶液内的摩尔分数XA的乘
积。
PA P*A X A
对于由A（溶剂）和B（溶质）组成的双 组分系统 ，
XA=1- XB
( P*A -PA）P*A =X B
即溶剂蒸气压下降值与纯溶剂的蒸 气压之比等于溶质的摩尔分数
2、拉乌尔定律微观解释
引言
溶液是常见的多组元混合体系，自然界没有绝对的纯物质。 溶液：由两种或两种以上的组元所组成的体系，在体系内任 何地方的化学组成、化学性质及物理性质都一致，且体系浓 度可以在一定范围内连续变化的混合体系（多组元以分子尺 度均匀混合的单相系统）.
溶液（solution）
广义地说，两种或两种以上物质彼此以分子或离子状 态均匀混合所形成的体系称为溶液。
(g dm3或Kg m3)
mB——物质B的质量 Vmix—溶液的体积
2、质量分数WB
WB mB mB WB单位为1 mB单位为 g或Kg
B
3、浓度CB：
CB
nB Vmix
(mol dm3)
4.摩尔分数XB（或YB）： XB —液相， YB—气相
X B nB
nB
B
5.体积分数：
B
X
BV
拉乌尔定律是溶液中最基本的经验定律之一，稀 溶液中的溶剂的蒸气压遵守拉乌尔定律。
（1）原因：稀溶液中，相对于溶剂而言，溶质的分子数 很少，每个溶剂分子周围仅有少量溶质分子存在，所 以溶剂分子所处的环境与纯溶剂几乎相同，即：
稀溶液中溶剂分子所受的作用力并未因少量溶质 分子的存在而改变，只是由于溶质分子的存在，减少 了溶剂分子占分子总数的分数，所以溶液中溶剂的蒸 气压等于纯溶剂的蒸气压乘上溶液中溶剂的分子分数 （即摩尔分数），而与溶质的性质无关。
③拉乌尔定律中的组成必须用摩尔分数表示；亨利定律中的组成可用多 种方式表示（等），每种对应有不同的亨利系数。
2、图解表示法
A：
左→溶剂→拉氏定律
右→溶质→亨利定律
B：
右→溶剂→拉氏定律
左→溶质→亨利定律
中间：
A、B均不遵守拉氏、 亨利定律，产生 偏差。
图中对拉氏定律产生 负偏差，对亨利 定律产生正偏差。 有的系统正好相 反。
四、拉氏与亨利定律的应用
1、用拉氏定律：测定溶剂的相对蒸气压下降，从而测定非挥 发性溶质的摩尔质量
例[4-2] 1.52g非挥发性溶质溶于100g苯中，20℃时测溶液蒸
气压为9835Pa，20℃纯苯，P*A 9954Pa
求溶质 M B
溶液以物态可分为气态溶液、固态溶液和液态溶液。 根据溶液中溶质的导电性又可分为电解质溶液和非电解质溶 液。
根据体系状态不同，可分为： 1、气态溶液：各种气体的均匀混合，如：空气、 煤气等。 2、液态溶液：气、液、固态物质容于液态物质 而形成。如：糖水、钢液、溶渣等。 3、固态溶液：即固溶体，由多组元组成的固态 物质。如：合金、玻璃、炉渣等。 通常所称溶液，常指液态溶液。
§4-1 溶液组分表示方法 §4-2 拉乌尔定律和亨利定律 §4-3 液态混合物与溶液组分的化学势 §4-4 液态混合物和溶液的相平衡 §4-5 物质在两相间的分配平衡 §4-6 液态混合物与溶液中的化学平衡 §4-7 气体在金属中的溶解平衡
§4-1 溶液组分表示方法
1、质量浓度
ρB：
B
mB Vmix
（2）溶液稀到什么程度才适用拉乌尔定律？
由性质相差较大的组分构成的溶液，即使相当稀与拉乌尔定律有较大 偏差；由性质相近的组分构成的溶液任一组分在全部浓度范围内部都相当 满意地遵守这一定律。
一般来说，拉乌尔定律应用于稀溶液的溶剂，溶液越稀这一定律越符 合实际。
二、亨利定律（ Henry’s Law ）
PB =K w1BWB
PB =K b m1B B
三、拉乌尔定律与亨利定律的比较
1、拉乌尔定律与亨利定律的异同点： （1）相同点：
①都是经验定律； ②都用于平衡系统； ③都用于稀溶液；
④要求液相与气相中分子结构相同。
（2）不同点 ：
①拉乌尔定律用于稀溶液的溶剂，而亨利定律用于稀溶液的溶质。 ②拉乌尔定律中的比例系数为纯溶剂蒸气压，单位Pa，亨利定律中的 比例系数K与T、P溶剂及溶质的性质有关，其中P对K的影响很小。K可 在一定T下由实验测得。
物质在溶液中有电离现象称电解质溶液 （第六章介绍），无电离现象的称非电解质溶 液。
本章主要讨论液态的非电解质溶液。
溶剂（solvent）和溶质（solute）
如果组成溶液的物质有不同的状态，通常将液态物质 称为溶剂，气态或固态物质称为溶质。
如果都是液态，则把含量多的一种称为溶剂，含量少 的称为溶质。
PB K X1B X B
KX1B (K 'X1B )1
2、亨利定律应用于稀溶液中的溶质的平衡分压。 微观解释：因在稀溶液中，虽然溶质分子所处的环境与纯
溶质的大不相同，但每个溶质分子几乎完全被溶剂分子所包 围，因此溶质分子处在一个均匀的环境里，在这样的情况下， 溶质的蒸气压正比于它的浓度。 溶质浓度表示方法不同时，亨利定律会有差别：
混合物（mixture）
多组分均匀体系中，溶剂和溶质不加区分，各组分均可 选用相同的标准态，使用相同的经验定律，这种体系称为混 合物，也可分为气态混合物、液态混合物和固态混合物。
液态混合物：各组分用同一热力学处理方法进行研究。
溶液：分为溶剂、溶质，分别用不同热力学处理方法进行 研究。
结束
第四章 非电解质溶液（液态混合物和溶液）
* mB
X
AV
* mA
A
6、质量摩尔浓度 bB nB mA (mol Kg 1) 7、摩尔比 rB nB nA
结束
§4-2 拉乌尔定律和亨利定律
Байду номын сангаас
一、拉乌尔定律（ Raoult’s Law ）：
纯液体在一定温度下具有一定的饱和蒸气压。若在液 体溶剂中加入溶质，则将使溶剂的蒸气压降低。1887年 拉乌尔根据实验总结出一条规律：