第三章 溶液
第三章 溶液中的离子平衡
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（3）缓冲原理：以HAc－NaAc为例。
加H＋：解离平衡左移，H＋与Ac－结合成HAc，建立新的平衡后，消耗了少量 Ac－，HAc浓度略有增大，而H＋浓度基本不变。（实际上是溶液中大 量的Ac－中和了H＋，抵抗了酸的影响。） 加OH－：H＋浓度降低，这时解离平衡右移，建立新的平衡后，HAc浓度略 有降低，Ac－浓度略有增大，而H＋浓度基本不变。（溶液中大量 HAc的存在补充了被OH－中和的H＋，抵抗了碱的影响）。
11:08 3
AB →A+ + B- (不可逆）强电解质的解离 AB A+ + B-（可逆）弱电解质的解离
弱电解质在水溶液中，存在着解离的正、负 离子和未解离的分子之间的平衡——解离平衡 (dissociation equilibrium)。
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4
§3-1 弱电解质的解离平衡 一、解离平衡和解离常数
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pH<7 pH>7
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二、解离度及其影响因素
1、解离度(degree of ionization)
已解离的分子数 解离的分子浓度 100 ％＝ 100 ％ 分子总数 分子总浓度
解离度与平衡常数的关系：一元弱酸HA HA H A 初始浓度 平衡浓度 c 0 0 c c(1-) c
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（二）溶液pH 值的控制 1、缓冲溶液(buffer solution)的概念 （1）定义：能抵抗少量外来酸、碱或稀释的冲 击，其pH值基本保持不变的溶液。 （2）组成：
弱酸－弱酸盐： HAc NaAc H2CO3 NaHCO 3
H3PO4 NaH2PO4
弱碱－弱碱盐：NH3 H2O NH4Cl NaHCO 3 Na2CO 3 组成缓冲溶液的两种物质称为缓冲对。
第三章 高分子的溶液性质
3、高分子溶液的混合自由能 ΔFM= ΔHM－TΔSM=RT（n1ln φ1＋n2ln φ2＋ χ1n1φ2） 溶液中溶剂的化学位变化和溶质的化学位变化Δμ1、 Δμ2
分别为：
Δμ1 =RT[lnφ1＋（1-1/x）φ2＋χ1φ22] Δμ2 = RT[lnφ2＋（x-1）φ1＋xχ1φ12] lnp1/p10= Δμ1/RT= ln（1-φ2）＋（1-1/x）φ2＋χ1φ22 注意：由高分子溶液蒸汽压p1和纯溶剂蒸汽压p10的测量
4、混合溶剂， δ混= Φ1 δ1 + Φ2 δ2，有时混合溶剂的溶
解能力强于纯溶剂。
第二节 高分子溶液的热力学性质
理想液体的概念:溶液中溶质分子间、溶剂分子 间和溶剂溶质分子间的相互作用能均相等，溶 解过程没有体积的变化，也没有焓的变化。 理想溶液实际上是不存在的，高分子溶液与 理想溶液的偏差在于两个方面：一是溶剂分子 之间、高分子重复单元之间以及溶剂与重复单 元之间的相互作用能都不相等，因此混合热不 为零；二是高分子具有一定的柔顺性，每个分 子本身可以采取许多构象，因此高分子溶液中 分子的排列方式比同样分子数目的小分子溶液 的排列方式多，即其混合熵高于理想溶液的混 合熵。
2、对于真实的高分子在溶液中的排斥体积分为两部分：外排 斥体积和内排斥体积。外排斥体积是由于溶剂与高分子链段的 作用能大于高分子链段之间的作用能，高分子被溶剂化而扩张， 使两个高分子不能相互靠近而引起的；内排斥体积是由于高分 子有一定的粗细，链的一部分不能同时停留在已为链的另一部 分所占据的空间所引起的。当溶液无限稀释时，外排斥体积可 以接近零，而内排斥体积永远不为零。如果链段比较刚性或链 段之间排斥作用比较大，则内排斥体积为正；相反，链相互接 触的两部分体积可以小于它们各自的体积之和，则内排斥体积 为负。这种内排斥体积为负的链称为坍陷线团。
无机化学第三章溶液的依数性
无机化学溶液的依数性第三章稀溶液的依数性§本章摘要§1. 溶液的饱和蒸气压下降问题的提出饱和蒸气压拉乌尔定律2. 沸点升高和凝固点下降沸点和凝固点饱和蒸气压图公式应用3. 渗透压渗透现象渗透压渗透压公式§1 溶液的饱和蒸气压下降一问题的提出水自动转移到糖水中去,为什么?这种转移, 只能通过蒸气来进行. 因此, 要研究蒸气的行为, 才能弄清楚问题的实质.二饱和蒸气压1. 纯溶剂的饱和蒸气压(P0)液体气体在密闭容器中, 在纯溶剂的单位表面上, 单位时间里, 有N0个分子蒸发到上方空间中。
随着上方空间里溶剂分子个数的增加, 密度的增加, 分子凝聚, 回到液相的机会增加. 当密度达到一定数值时, 凝聚的分子的个数也达到N0个。
这时起, 上方空间的蒸气密度不再改变, 保持恒定。
此时, 蒸气的压强也不再改变, 称为该温度下的饱和蒸汽压, 用P0表示。
达到平衡. 当蒸气压小于P0时, 平衡右移, 继续气化; 若蒸气压大于P0时, 平衡左移, 气体液化. 譬如, 改变上方的空间体积, 即可使平衡发生移动。
2.溶液的饱和蒸气压(P)当溶液中溶有难挥发的溶质时, 则有部分溶液表面被这种溶质分子所占据, 如图示:于是, 在溶液中, 单位表面在单位时间内蒸发的溶剂分子的数目N要小于N0。
凝聚分子的个数当然与蒸气密度有关. 当凝聚的分子数目达到N, 实现平衡时, 蒸气压已不会改变. 这时, 平衡状态下的饱和蒸气压为:P < P0对溶液来讲, 蒸气压大于P, 液化；蒸气压小于P, 气化。
3. 解释实验现象过程开始时, H2O 和糖水均以蒸发为主; 当蒸气压等于P 时, 糖水与上方蒸气达到平衡, 而P0 > P, 即H2O 并未平衡, 继续蒸发, 以致于蒸气压大于P. H2O 分子开始凝聚到糖水中, 使得蒸气压不能达到P0. 于是, H2O 分子从H2O 中蒸出而凝聚入糖水. 出现了本节开始提出的实验现象.变化的根本原因是溶液的饱和蒸气压下降。
普通化学：第三章 溶液
c c– cα
A+(aq) + 0 cα
B－(aq) 0 cα
c
A B
c
c c c 2
K AB
c AB
c c 1
K 当 c 500 时， 5% AB K c 2 AB
1 1
K
AB
c
稀释定律：在一定温度下，某弱电解质的解离度与其溶液
的平方根成反比，浓度越大， 解离度α越小。
结论： 蒸气压下降，沸点上升，凝固点下降，
渗透压都是难挥发的非电解质稀溶液的通性； 它们只与溶剂的本性和溶液的浓度有关，而与 溶质的本性无关。
§3.2 单相离子反应
阿仑尼乌斯根据电解质溶液不贝尔化学奖。电离理论 认为电解质分子在水溶液中解离成离子，使得溶液中的微粒 数增大，故它们的蒸汽压、沸点、熔点的改变和渗透压数值 都比非电解质大。
§3.1 溶液的通性
2、质量摩尔浓度
b(B) = B物质物质的量
溶剂的质量
n( B) m(solv)
b为质量摩尔浓度的量符号。单位为mol·kg-1。
质量摩尔浓度表达的是1 kg溶剂中溶质的物质的量
§3.1 溶液的通性
3、摩尔分数
x(B)
=
B物质物质的量 各物质的物质的量之和
n( B)
n(A) n(B) ...
3.1.1 溶液的蒸气压下降
图3-1 水、冰和溶液蒸气压曲线。 下图说明溶液的蒸气压小于纯溶剂的蒸气压。
10
3.1.1 溶液的蒸气压下降
实验测定25C时，水的饱和蒸气压: p (H2O) = 3167.7 Pa； 0.5 mol ·kg-1 糖水的蒸气压则为: p (H2O) = 3135.7 Pa； 1.0 mol ·kg-1 糖水的蒸气压为: p (H2O) = 3107.7 Pa。
第三章溶液练习题及答案
第三章 溶液练习题一、判断题（说法正确否）：1．溶液的化学势等于溶液中各组分化学势之和。
2．系统达到平衡时，偏摩尔量为一个确定的值。
3．对于纯组分，化学势等于其吉布斯函数。
4．在同一稀溶液中组分B 的浓度可用x B 、m B 、c B 表示，因而标准态的选择是不相同的，所以相应的化学势也不同。
5．水溶液的蒸气压一定小于同温度下纯水的饱和蒸气压。
6．将少量挥发性液体加入溶剂中形成稀溶液，则溶液的沸点一定高于相同压力下纯溶剂剂的沸点。
溶液的凝固点也一定低于相同压力下纯溶剂的凝固点。
7．纯物质的熔点一定随压力升高而增加，蒸气压一定随温度的增加而增加，沸点一定随压力的升高而升高。
8．理想稀溶液中溶剂分子与溶质分子之间只有非常小的作用力，以至可以忽略不计。
9．当温度一定时，纯溶剂的饱和蒸气压越大，溶剂的液相组成也越大。
10．在一定的温度和同一溶剂中，某气体的亨利系数越大，则此气体在该溶剂中的溶解度也越大。
11．在非理想溶液中，浓度大的组分的活度也大，活度因子也越大。
12．在298K 时0.01mol·kg -1的蔗糖水溶液的渗透压与0.01mol·kg -1的食盐水的渗透压相同。
13．物质B 在α相和β相之间进行宏观转移的方向总是从浓度高的相迁至浓度低的相。
14．在相平衡系统中，当物质B 在其中一相达到饱和时，则其在所有相中都达到饱和。
二、单选题：1．1 mol A 与n mol B 组成的溶液，体积为0.65dm 3，当x B = 0.8时，A 的偏摩尔体积V A = 0.090dm 3·mol -1，那么B 的偏摩尔V B 为：(A) 0.140 dm 3·mol -1 ； (B) 0.072 dm 3·mol -1 ；(C) 0.028 dm 3·mol -1 ； (D) 0.010 dm 3·mol -1 。
2．注脚“1”代表298K 、p 0的O 2，注脚“2”代表298K 、2p 0的H 2，那么：(A) 2121，μμμμ≠≠； (B) 因为21μμ≠，1μ与2μ大小无法比较 ；(C) 2121，μμμμ=>；(D) 2121，μμμμ<<。
第三章-高分子的溶液性质课件
1
2
1
2
1 1 1+2 2 2=1 2 1+2 1 2
1
2
1
2
始态
终态
混合过程：0.5 [1—1] + 0.5 [2—2] = [1—2]
式中符号1表示溶剂分子，符号2表示高分子的一 个链段，符号[1—1] 、[2—2] 、[1—2]分别表示相邻 的一对溶剂分子，相邻的一对链段和相邻的一个溶剂 与链段对。
第一节 高聚物的溶解
一、高聚物溶液过程的特点
溶解：溶质分子通过分子扩散与溶剂分子均匀混合成 为分子分散的均相体系。
由于高聚物结构的复杂性，它的溶解要比小分子的溶 解缓慢而复杂得多，高聚物的溶解一般需要几小时、 几天、甚至几个星期。
高聚物的溶解过程分为两个阶段：
⑴溶胀：溶剂分子渗入高聚物内部，使高聚物体积 膨胀。
生成一对[1—2]时能量的变化： 式中ε11、ε22、ε12分别表示他们的结合能 如果溶液中形成了P12 对 [1—2] 分子，混合时没有体 积的变化，则高分子溶液混合热△HM
(3-19)
式中c1称为Huggins 参数，反映高分子与溶剂混合时 相互作用能的变化。 c1kT表示当一个溶剂分子放到 高聚物中去时引起的能量变化。
(3-10)
(3-11)
(3-12)
式中，p1和p10分别表示溶液中溶剂的蒸气压和纯溶剂 在相同温度下的蒸气压；N是分子数目，X是摩尔分 数，下标1和2分别指溶剂和溶质，k是波尔兹曼常数
高分子溶液与理想溶液的热力学性质的偏差：
⑴ 溶剂分子之间、高分子重复单元之间以及溶剂与高 分子重复单元之间的相互作用都不可能相等，所以混 合热△HiM≠0 ；
DFM = DHM – T DSM
第三章 溶液
25g
x
x 180 g 25g 22.7g
198 g
根据公式
B
mB V
得
(C6H12O6 )
m(C6H12O6 ) V
22.7g 0.5L
45.4g
/
L
答：该葡萄糖注射液的质量浓度是45.4g/L。
化学工业出版社
课堂互动
正常人血浆蛋白的质 量浓度为70g/L，问100ml 血浆中含蛋白多少克？
解 已知M(C6H12O6·H2O) = 198g/mol M(C6H12O6) = 180g/mol m(C6H12O6·H2O) = 25g V = 0.5L 设25g结晶葡萄糖(C6H12O6·H2O)里含葡萄糖(C6H12O6 )为x
化学工业出版社
例题
C6H12O6·H2O 198g
C6H12O6 + H2O 180g
第三章 溶液
学习目标
1．说出分散系的分类、特点。 2．说出几种常用溶液浓度的表示方法，能进行有关的基 本计算和换算。 3．知道溶胶的性质和高分子化合物对溶胶的保护作用。 4．说出渗透现象和渗透压的概念，知道渗透现象产生的 条件。 5．说出影响渗透压大小的因素，会比较渗透压的大小。 6．知道渗透压在医学上的意义。
V(NaC3H5O3)= 20mL = 0.02L
根据公式cB=
mB M BV
得
c(
NaC3H5O3)
=
m( NaC 3H5O3 ) M (NaC3H5O3)V (NaC3H5O3)
2.24g
= 112 g / mol 0.02L = 1mol/L
答：该注射液的物质的量浓度为1mol/L。
高分子物理第三章溶液13要点
而破坏晶格，使溶解得以进行。可在常温下溶解。
3.非极性晶态聚合物 因结晶在常温下不能被破坏，所以 常温下不能溶解。只能升温至熔点以上才能溶解.如
;PE\PP\...
二、高聚物溶液特点
高分子溶液是真溶液
溶解过程比小分子缓慢
几小时——几天甚至几星期
高分子溶液的粘度大得多
比同浓度的小分子溶液粘度大一个或几个数量级 1）分子链由于有内摩擦不易流动 2）大分子链之间作用力使体系相对稳定,不易流动
PVA膜、人造丝
高分子溶液遵循宏观热力学的规律，
但比小分子溶液复杂，达到平衡的时 间特别长。
三、聚合物 溶剂的选择
高聚物/良溶剂体系
良溶剂－链单元间的相互作用力>链单元间的内聚 力, 线团扩张.
高聚物/劣溶剂体系
内聚力使线团收缩，高分子线团塌缩。 当内聚力达到一定程度时,高分子聚集,甚至从溶 剂中沉淀出来。
一、高聚物的溶解过程
高聚物的溶解过程缓慢,包括两个阶段
1 非晶态高聚物的溶解
பைடு நூலகம்
溶胀：溶剂分子渗入高聚物中,聚合物链与溶剂分子大 小相差悬殊，溶剂分子向聚合物渗透快，而聚合物分 子向溶剂扩散慢，结果溶剂分子向聚合物分子链间的 空隙渗入，使之体积胀大，但整个分子链还不能做扩 散运动
溶解：分子链摆脱了其它链段的束缚进入溶液 线性高聚物——溶解
2 结晶高聚物的溶解过程：
结晶的熔融—熔融的高聚物+溶剂—溶解
对同种聚合物而言，结晶使聚合物溶解度降低，结晶度越 高，溶解越困难。
非极性结晶Polymer：
常温下不溶，在Tm附近溶解: 由于非极性晶态聚合物中分子链之间排列紧密， 相互作用强，溶剂分子难以渗入，因此在室温条件下只能微弱溶胀；只 有升温到其熔点附近，使其晶态结构熔化为非晶态，才能溶胀－溶解。
化学初中教材第三章溶液与离子反应
化学初中教材第三章溶液与离子反应溶液与离子反应是化学中重要的概念，我们通过探索溶液的性质以及离子反应的过程来深入了解这一领域的知识。
本文将以化学初中教材第三章为基础，对溶液与离子反应进行探讨。
一、溶液的概念与性质溶液是指将固体、液体或气体溶解于溶剂中形成的混合物。
在溶液中，溶质以离子或分子的形式存在。
根据溶质的性质，溶解度不同，我们可以将溶液分为可溶溶液和不可溶溶液。
1. 可溶溶液可溶溶液是指在一定条件下能够完全溶解的溶液。
在可溶溶液中，溶质成分以离子或分子形式在溶剂中充分分散，溶液呈透明状态。
例如，NaCl溶解于水中的溶液便是可溶溶液。
2. 不可溶溶液不可溶溶液是指在一定条件下不能完全溶解的溶液。
在不可溶溶液中，溶质以颗粒或聚集体的形式悬浮于溶剂中，溶液呈浑浊状态。
例如，沙砾与水的混合物便是不可溶溶液。
二、离子反应的基本原理离子反应是指在溶液中，由于溶质的解离而引发的化学反应。
溶液中的离子在反应中发挥重要的作用，通过离子之间的吸引与排斥，完成化学反应的进行。
在离子反应中，我们常见的有以下几种基本类型：1. 氧化还原反应氧化还原反应是指反应物中的某种物质被氧化，而另一种物质被还原的化学反应。
在离子反应中，氧化还原反应通过电子的转移来实现。
例如，Cu2+与Fe发生反应时，Cu2+接受Fe的电子，还原成Cu，而Fe则被氧化成Fe2+。
2. 酸碱反应酸碱反应是指酸与碱在溶液中发生的化学反应。
酸在水溶液中会释放出H+离子，碱会释放出OH-离子，在反应过程中，H+和OH-结合形成水分子。
例如，HCl与NaOH反应时，H+与OH-结合生成H2O，并产生盐NaCl。
三、实验探究溶液与离子反应通过实验可以进一步了解溶液与离子反应的过程和性质。
在实验室中，我们可以进行各种溶液的制备和观察，以及离子反应的模拟与观察。
1. 溶液的制备实验中，我们可以按照一定的比例将溶质加入溶剂中，搅拌使其充分溶解，制备所需的溶液。
制备过程中，需要准确计量溶质和溶剂的质量或体积，并注意安全操作。
第三章第一节：胶体溶液和高分子化合物溶液
溶剂的概念只适用于溶液，不适用于其他分散系。 意 溶剂的概念只适用于溶液，不适用于其他分散系。
4、浊液、胶体、溶液的区别： 浊液、胶体、溶液的区别： 分散系
2、布朗运动：胶体分散质粒子作不停的，无秩序的运 布朗运动：胶体分散质粒子作不停的， 叫布朗运动。 动，叫布朗运动。 产生原因： 产生原因： （1）胶体微粒自身做无规则的热运动 ） （2）水分子（或其他分散剂粒子）也做无规则的 ）水分子（或其他分散剂粒子） 热运动，它们从各个方向撞击胶体粒子， 热运动，它们从各个方向撞击胶体粒子，每一瞬间 胶体粒子在不同方向受的力不同， 胶体粒子在不同方向受的力不同，因此形成不停的 无秩序的运动。 无秩序的运动。
一、分散系
定义： 由一种物质（或几种物质） 1、定义： 由一种物质（或几种物质）以粒子形式分散到 另一种物质中所形成的混合物，统称为分散系。 另一种物质中所形成的混合物，统称为分散系。 分散质：分散系中分散成粒子 分散成粒子的物质 2、分散质：分散系中分散成粒子的物质 另一种物质（即分散质分散在其中的物质） 另一种物质（即分散质分散在其中的物质） 分散剂： 3、分散剂：
演示实验
取一只烧杯， 20毫升 取一只烧杯，加20毫升 蒸馏水，加热至沸腾， 蒸馏水，加热至沸腾， 然后向沸水中滴加FeCl 然后向沸水中滴加FeCl3 饱和溶液1 2毫升， 饱和溶液1—2毫升，继 续煮沸， 续煮沸，待液体呈红褐色 停止加热， 停止加热，观察所得到 的液体。 的液体。并与另一烧杯 中的CuSO 溶液做比较。 中的CuSO4溶液做比较。 将上述两个烧杯分别置 于暗处， 于暗处，使一束光射向 两杯液体，从侧面观察。 两杯液体，从聚沉
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1. 溶液的饱和蒸气压下降问题的提出饱和蒸气压拉乌尔定律2. 沸点升高和凝固点下降沸点和凝固点饱和蒸气压图公式应用3. 渗透压渗透现象渗透压渗透压公式§1 溶液的饱和蒸气压下降一问题的提出水自动转移到糖水中去, 为什么?这种转移, 只能通过蒸气来进行. 因此, 要研究蒸气的行为, 才能弄清楚问题的实二饱和蒸气压1. 纯溶剂的饱和蒸气压(P0)在密闭容器中, 在纯溶剂的单位表面上, 单位时间里, 有N0个分子蒸发到上方空间中。
随着上方空间里溶剂分子个数的增加, 密度的增加, 分子凝聚, 回到液相的机会增加. 当密度达到一定数值时, 凝聚的分子的个数也达到N0个。
这时起, 上方空间的蒸气密度不再改变, 保持恒定。
此时, 蒸气的压强也不再改变, 称为该温度下的饱和蒸汽压, 用P0表示。
达到平衡. 当蒸气压小于P0时, 平衡右移, 继续气化; 若蒸气压大于P0时, 平衡左移, 气体液化. 譬如, 改变上方的空间体积, 即可使平衡发生移动。
2.溶液的饱和蒸气压 (P)当溶液中溶有难挥发的溶质时, 则有部分溶液表面被这种溶质分子所占据, 如图示:于是, 在溶液中, 单位表面在单位时间内蒸发的溶剂分子的数目N要小于N0。
凝聚分子的个数当然与蒸气密度有关. 当凝聚的分子数目达到N, 实现平衡时, 蒸气压已不会改变. 这时, 平衡状态下的饱和蒸气压为:P < P0对溶液来讲, 蒸气压大于P, 液化；蒸气压小于P, 气化。
3. 解释实验现象过程开始时, H2O 和糖水均以蒸发为主; 当蒸气压等于P 时, 糖水与上方蒸气达到平衡, 而P0> P, 即H2O 并未平衡, 继续蒸发, 以致于蒸气压大于P. H2O 分子开始凝聚到糖水中, 使得蒸气压不能达到P0. 于是, H2O 分子从H2O 中蒸出而凝聚入糖水. 出现了本节开始提出的实验现象.变化的根本原因是溶液的饱和蒸气压下降三拉乌尔定律(Laoult, 法国)1. 溶液的浓度每溶液中含溶质的摩尔数, 为摩尔浓度. 这种浓度使用方便, 唯一不足, 是和温度有关。
若用每Kg 溶剂中含溶质的摩尔数, 则称为质量摩尔浓度, 经常用m 表示。
摩尔分数:对于稀溶液, 由于n质<< n剂, 故有:对于稀的水溶液, 则有:对于1000g 溶剂水, 则有:这时, n质的意义是 1000g 水中含的溶质的摩尔数, 即质量摩尔浓度 m, 故:这是稀的水溶液中, x质与质量摩尔分数的关系, 其它溶剂, 则不是55.5, 但仍是一个已知数值。
2. 拉乌尔定律 (Laoult)在一定温度下, 溶液的饱和蒸气压等于纯溶剂的饱和蒸气压与溶剂摩尔分数之积.即: P = P0·x剂用P表示溶液的P与纯溶剂P0之差, 则有:P = P- P = P- P·x剂= P(1- x剂) 故有:P = P·x质对于稀的水溶液:一定温度下, P0亦为常数, 故P/55.5 也是常数, 令其等于k, 则有：P = k·m (对于不同溶剂, k 值不同)稀溶液饱和蒸气压下降值, 与稀溶液的质量摩尔浓度成正比。
这是Raoult 定律的另一种表述形式。
§2 沸点升高和凝固点下降一沸点和凝固点蒸发: 表面气化现象称为蒸发;沸腾: 表面和内部同时气化的现象;沸点: 液体沸腾过程中的温度.只有当液体的饱和蒸气压和外界大气的压强相等时, 液体的气化才能在表面和内部同时发生, 这时的温度即是沸点.凝固点: 液体凝固成固体(严格说是晶体)是在一定温度下进行的, 这个温度称为凝固点。
凝固点的实质是, 在这个温度下, 液体和固体的饱和蒸气压相等.即为:液体固体平衡若P固> P液, 则固体要融化(熔解)；P固< P液, 液体要凝固；(和H2O自动向糖水转移是一个道理, 都是蒸气压在起作用)二饱和蒸气压图1.物质的饱和蒸气压P, 对温度T 做图。
左侧是冰, 水, 水溶液的饱和蒸气压图。
随着温度的升高, 冰, 水, 溶液的饱和蒸气压都升高.在同一温度下, 溶液的饱和蒸气压低于H2O 的饱和蒸气压.冰的曲线斜率大, 随温度变化大。
2. 373K时, 水的饱和蒸气压等于外界大气压强(), 故373K 是H2O 的沸点.如图中 A 点. 在该温度下, 溶液的饱和蒸气压小于, 溶液未达到沸点. 只有当温度达到T1时(T1>373K, A’点), 溶液的饱和蒸气压才达到, 才沸腾。
可见, 由于溶液的饱和蒸气压的下降, 导致沸点升高. 即溶液的沸点高于纯水。
3.冰线和水线的交点(B点)处, 冰和水的饱和蒸气压相等. 此点的温度为273K, P ≈611Pa, 是H2O 的凝固点, 即为冰点.在此温度时, 溶液饱和蒸气压低于冰的饱和蒸气压, 即: P冰>P溶, 当两种物质共存时, 冰要融化(熔解), 或者说, 溶液此时尚未达到凝固点.只有降温, 到T2时, 冰线和溶液线相交(B’点), 即: P冰= P溶液, 溶液开始结冰, 达到凝固点. T2<273K, 即溶液的凝固点下降, 比纯水低.即溶液的蒸气压下降, 导致其冰点下降。
三公式1. 沸点升高公式用T b表示沸点升高值, 即: T b = T b- T0b ( T0b是纯溶剂的沸点, T b是溶液的沸点)。
T b是直接受P 影响的, 有: T b P, 而P = k·m, 故T b m. 比例系数用k b表示, 则有:T b= k b·m , kb 为沸点升高常数, 不同的溶剂, k b值不同, 最常见的溶剂是H2O, 其k b= 0.5122. 凝固点下降公式用T f表示凝固点降低值, 即: T f = T0f - T fT0f是纯溶剂的凝固点, T f是溶液的凝固点.总之, T f为正值, 且T f = k f·m,k f : 凝固点降低常数, H2O的k f = 1.863. 公式的成立条件公式由P = k·m 推出, 在推导时, 有条件: 溶质不挥发, 且n质<< n剂, 即为稀溶液。
m(质量摩尔浓度)的大小, 要能与溶液表面上不挥发的质点的多少有定量关系, 溶质必须是非电解质. 若是NaCl, 电解产生Na+ 和Cl-, m = 1时, 质点数可能是2, 且Na+ 和Cl- 之间又有吸引, 则相当于在1－2 之间, 不好定量. Ba(OH)2体系就更加复杂了. 因而, 公式成立的条件是: 不挥发的非电解质的稀溶液1)挥发性溶质: 在后续课程中讲授。
2) 电解质溶液: 离解后, 相当于多少个粒子, 定量关系不确切. 不能用此公式计算, 但同样0.1 m 的Al2(SO4)3总比0.1m 的NaCl 产生的粒子多. 可以定性的推理, 即仍有蒸气压下降, 沸点升高和凝固点降低等性质.3) 浓溶液: 由于分子间的作用复杂, 虽然也有升高和降低等现象, 但定量关系不准确。
例题：将 1.09g 葡萄糖溶于20g 水中, 所得溶液的沸点升高了0.156K, 求葡萄糖的分子量。
解: 先求出m和实际分子量180 相近利用凝固点法, 测分子量更准确. 因为k f比k b要大, 温度差要更明显一些. 就测定方法本身来讲, 凝固点的测定比沸点测定精确度高四应用稀溶液的依数性除了如例题所示, 可以用来测定分子量, 还可以解释一些现象和应用于实际中.1. 水和溶液的步冷曲线在冷却过程中, 物质的温度随时间而变化的曲线, 叫做步冷曲线.在步冷曲线中, 纵坐标为温度, 横坐标为时间.曲线(1)是H2O 的步冷曲线.AB段是H2O, 液相, 温度不断下降;B点开始结冰;BC段温度不变;C点全部结冰;CD段冰的温度不断下降.从C’点析出的冰盐混合物, 叫低共熔混合物, C’点的温度称为低共熔点。
溶质相同而浓度不同的溶液, 析出的低共熔混合物的组成相同, 低共熔点也相同.曲线(3)也是该种溶液的步冷曲线, 从B”的温度比B’温度低, 看出溶液的浓度要比(2)的大.低共熔混合物的组成相同, 低共熔点也相同曲线(2)是水溶液的步冷曲线. A’B’段是液相, 温度不断下降; B’点低于273K, 溶液的冰点下降. 有冰析出, 溶液的浓度增加, 冰点更低, 温度下降, 故B’C’段温度不恒定; C’点时, 冰和溶质一同析出; 且二者具有固定的比例, 即和此时溶液的比例相同. 这样析出冰和溶质时, 溶液的组成不再改变, 故C’D’段呈现平台D’全部析出, 成为固体, D’E’继续降温。
2. 致冷剂冰盐混合物可用来使实验室局部致冷将NaCl和冰混合, 可做成制冷剂, 获得零下低温混合物从外界吸热, 冰部分融化吸热水, 冰水共存, 应为零度, 水将NaCl溶解, 形成溶液, 冰点低于零度, 故冰将继续融化吸热水. 理论上可达到低共熔点的温度, -22C°.用CaCl2和冰的混合物, 可以获得-55 C°的低温.用CaCl2 , 冰和丙酮的混合物, 可以致冷到- 70 C°以下§3 渗透压一渗透现象在U 形管中, 用半透膜将等体积的H2O和糖水分开, 放置一段时间, 会发生什么现象?一段时间后, 糖水的液面升高; 而H2O的液面降低. 这种溶剂透过半透膜, 进入溶液的现象, 称为渗透现象产生的原因: 在两侧静水压相同的前提下, 由于半透膜两侧透过的H2O分子的数目不等, 在单位时间里, 进入糖水的H2O分子多些.二渗透压渗透现象发生以后,1. H2O柱的高度降低, 静压减小, 使右行的H2O分子数目减少;2. 糖水柱升高,使左行的H2O分子数目增加;3. 糖水变稀, 膜右侧的H2O分子的分数增加, 亦使左行的H2O分子数目增加.当过程进行到一定程度时, 右行和左行的H2O分子数目相等, 这时, 达到平衡, 即H2O柱不再下降; 同时, 糖水柱不再升高. 液面高度差造成的静压, 称为溶液的渗透压, 用表示, 单位为Pa三渗透压公式具有渗透压, 是溶液的依数性质, 它产生的根本原因也是相变界面上可发生变化的分子个数不同引起的. 经过长期研究, 人们发现:1. 温度相同时, 和溶液的体积摩尔浓度成正比;2. 浓度相同时, 和温度T 成正比. 即:测得比例系数和气体常数R 相同, 则公式改写成:即: V = nRT。