中国药科大学 大学化学 第五章 物质的聚集状态

• 依数性的数值仅与溶液中溶质的质点数（浓度） 有关，而与溶质的特性无关，故称这些性质为 依数性。
1 溶液的蒸气压下降
(1) 蒸气压
蒸气分子 液体分子
蒸发：液面上能量较大的分子克服液
体分子间的引力从表面逸出，成为蒸
气分子，又称气化。
凝聚：液面上的空间中蒸气分子不断
运动时，某些蒸气分子可能撞到液面， 为液体分子所吸引而进入液体中的过 程。
R pV nT 101325P a 22.414 10 m 1.0m ol 273.15K
3 3
8.315J · · 8.314 J mmol-1K K-1 ol
1
1
R 的取值 随压力单位的变化而不同 8.31 kPa · 3 · -1 · -1 dm mol K 0.0821 atm · 3 · -1 · -1 dm mol K
Ｔ、P 一定， 气体Ａ：nA, VA= nA(RT/P)
单 独 气体 B ：nB, VB= nB(RT/P)
A B A B 混 总 合 VA /V总 = nA/ (nA+ nB) = nA/ n总 后 ∴ VA= (nA/ n总)V总
T P
nA nB
VA
VB
V = V + V = (n + n ) (RT/P)
“过热”液体：温度高于沸点的液体称为过热 液体，易产生爆沸。
蒸馏时一定要加入沸石或搅拌，以引入小气泡，
产生气化中心，避免爆沸。
四 稀溶液的实验定律- Raoult’s Law
（1）拉乌尔定律 Raoult’s Law (1886)
在稀溶液上方的平衡气相中,溶剂的蒸气压等
于该温度下纯溶剂的蒸气压与它在溶液中的摩尔 分数的乘积。
pA p xA
pA* : 在溶液所处的温度和压力下,纯溶剂的蒸气 压
Hale Waihona Puke A适用于含有非电解质溶质(难挥发或不挥发的）的 稀溶液。
p p A * p A p A * (1 x A )
xB=nB/nA 稀溶液 nA～n总
MA:溶剂的质量 mB=nB/(MA×nA×10-3)
⊿p=PA﹡MAmB/1000=KmB
常数
Definition: 任一组分在全部浓度范围内都遵守Raoult定律 的液体混合物（溶液）称为理想液体混合物（理 想溶液）。
pA p pB p
A B
xA xB
五 难挥发非电解质稀溶液的依数性
• 依数性包括
– 蒸气压降低 – 沸点升高 – 凝固点降低 – 渗透压
蒸气分子 液体分子
V(蒸发) =V(凝聚)
液体和蒸气处于平衡状态，此时，蒸 气所具有的压力叫做该温度下液体的 饱和蒸气压，简称蒸气压。 蒸发 H2O(l) 凝聚 H2O(g)
假定：分子不占有体积 分子间作用力忽略不计
方程的其它形式：
pM RT
M：气体的摩尔质量(kg/mol)
ρ: 气体的密度 (kg/m3) 在任意温度和压力下都遵守理想气体状态方程 的气体称为理想气体 自然界中并不存在真正的理想气体，它是实际
气体在p→0 的一种极限情况。
•理想气体的物理模型 气体的最基本特征：可压缩性和扩散性。
电解质溶液 ( electrolyte solution ) 溶液 非电解质溶液 (non-electrolyte solution) 溶解过程是一个特殊的物理-化学过程， 常伴随着能量、体积、颜色等变化
二
溶液浓度的表示方法
① 物质的量浓度
溶质的物质的量除以溶液的体积
c
n溶 质 V
(m ol dm 或 m ol L )
xi
ni n总
( 单位 1) mol 质的量的总和 mol
n i : 某一组分的物质的量 n 总：溶液中所有物质的物
④ 质量分数
某组分的质量与总质量之比
w
mi m总
( 单位 1) g 量的总和 g
m i : 某一组分的质量 m 总：溶液中所有物质的质
⑤ 摩尔比
溶质的物质的量与溶剂的物质的量之比
r
x (1 x )
( 单一溶质的溶液量纲
1)
⑥ 质量浓度
溶质的质量除以溶液的体积

m 溶质 V 溶液
( Kg dm
3
或 Kg L
1
)
⑦ 溶解度(s)
100g溶剂中所能溶解溶质的溶质的最大质量（g）
三 液体的蒸汽压和沸点
（1）液体的蒸气压
( The vapor pressure and boiling point of liquid)
分气体。 分压：组分气体B在相同温度下占有与混合气体相
同体积时所产生的压力，叫做组分气体B的分压。
Dalton分压定律：混合气体的总压等于混合气体中 各组分气体分压之和。
p = p1 + p2 + ， 或
p = pB
Define: 在气体混合物中
pB nB n p xB p
pB : 气体B的分压
P
当温度升高到蒸气压与外界 气压相等时，液体就沸腾，这 个温度就是沸点。
b
沸点与外界压力有关。外界
a
压力等于 101 kPa (1 atm) 时的
沸点为正常沸点，简称沸点。
热源
沸腾是在液体的表面和内部同时气化。
例：水的沸点为 100 °C，但在高山上，由于大气 压降低，沸点较低，饭就难于煮熟。 而高压锅内气压可达到约10 atm，水的沸点约 在180 °C左右，饭就很容易煮烂。
n NO n N
2
2O4

pV RT
5 0 .6 5 1 0
3
1 0 .0 1 0
3
8 .3 1 4 2 9 8 1 5 .2
0 .2 0 4 m o l 0 .3 3 0 m o l
n NO 2 n N
2 2O4
2O4
n N O ( b e fo re re a c tio n )
二 理想气体的状态方程（State equation
of ideal gas)
气体的压力 （Pa) 气体的体积（m3) 气体的物质的量(mol) 气体的热力学温度(K) 摩尔气体常数 (8.315J.mol-1.K-1) Vm: 气体的摩尔体积(m3/mol) P: V: n: T: R:
pV nRT pV m RT
两种或两种以上的物质以分子形态相互 混合成均匀的分散体系称为溶液 (solution) 溶液 气态溶液(气体混合物） 液态溶液 固态溶液 (固溶体) 一般在溶液中含量最多的一种物质称为溶剂 (solvent)，其余的物质称为溶质(solute) 若固体或气体溶于液体而形成溶液，则一般 将固体或气体称为溶质，而将液体称为溶剂。
② 偏离理想气体的程度，取决于：
温度： T 增加，趋向于理想气体 压力： P 减小，趋向于理想气体 气体的性质： 沸点愈高与理想状态偏差愈大
校正的理想气体方程
范德华方程
第二节 溶液
一 溶液的形成
一种或几种物质分散在另一种物质之中
所组成的系统称为分散系统(Dispersed system) 分 散 系 统 均相分散系统 (homogeneous ) – 溶液 多相分散系统 (heterogeneous system) 胶体 粗分散系统
蒸发: 液体表面的气化现象叫蒸发 （evaporation)。 Liquid Vapor
“动态平衡”
在一定的温度下，当液体与其蒸气平衡(即 液体的蒸发速率与其蒸气的冷凝速率相同）时, 液体上方蒸气的压力称为该温度下此液体的饱 和蒸气压(简称为蒸气压)。
液体的蒸汽压与温度的关系
（2） 液体的沸点
否
否 是 是 是 是
P总V分 = P分V总 = n分RT
例: NO2气冷却到室温时，它本身就会按下式反应
而生成一种二聚体N2O4，现将高温下的15.2克NO2
充入10.0dm3烧瓶，将此烧瓶冷却到25oC，测得烧
瓶中气体的总压力为50.65kPa，试求算NO2和N2O4
的分压及物质的量分数各为多少？
3
1
n : 溶 质 的 物 质 的 量 m ol V : 溶 液 的 体 积 d m 或 L (常 用 ) S I 单 位 m
3 1 3
② 质量摩尔浓度
溶质的物质的量除以溶剂的质量
m m
n 溶质 m
溶剂
( mol
kg
1
) Kg
溶剂
: 溶剂的质量
③ 摩尔分数
某种组分物质的量与总物质的量之比
p： 混合气体的总压
x B:
气体B在混合气中的摩尔分数
此定义既适用于理想气体也适用于实际气体
p

B
pB
在理想气体混合物中，某一组分B的分压
即为该气体在与混合气同样温度下，单独占 有混合气总体积时的压力 A(g) +B(g) T,V,p,xB B(g) T ,V ,pB A(g) T,V,pA
单 独
VA
又 ∵ PA/Ｐ总 = nA/ n总 （T,V一定） VB
∴ VA= V总 (PA/Ｐ总) （T,P一定）
P总= P
V总
例 A、B 两种气体在一定温度下，在一容器中混合，混 合后下面表达式是否正确？
1 2 3 4 5 6
PAVA = nART P V = nART PVA = nART PAV = nART PA (VA +VB) = nART (PA+PB) VA = nART
VB
nB RT p
A(g)
T, P, V1
+
B(g)