08 第八章 水溶液.ppt

第1页：第八章 稀溶液的依数性一溶液的饱和蒸气压

第八章稀溶液的依数性一溶液的饱和蒸气压下降二沸点升高和凝固点下降三渗透压

第2页：§8-1 溶液的饱和蒸气压下降

§8-1溶液的饱和蒸气压下降

第3页：一、纯溶剂的饱和蒸气压

一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。

第4页：二、溶液的饱和蒸气压

二溶液的饱和蒸气压(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,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。

第5页：三、解释实验现象过程开始时

三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。

第6页：四、拉乌尔定律

四拉乌尔定律(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= P0-P= P0-P0·x剂= P0(1-x剂) 故有:P= P0·x质对于稀的水溶液:一定温度下, P0亦为常数, 故P0/55.5 也是常数, 令其等于k, 则有：P = k·m (对于不同溶剂, k 值不同)

第7页：§8-2 沸点升高和凝固点下降

§8-2沸点升高和凝固点下降

第8页：一、沸点和凝固点蒸发

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

第9页：二、饱和蒸气压图

二饱和蒸气压图

第10页：1.物质的饱和蒸气压

• 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。
• 373K时,水的饱和蒸气压等于外界大气压强(
• 103×105),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。

第11页：3.冰线和水线的交点

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。

第12页：三、公式

三公式1.沸点升高公式用Tb表示沸点升高值, 即: Tb= Tb-T0b( T0b是纯溶剂的沸点, Tb是溶液的沸点)。 Tb是直接受P 影响的, 有: TbP, 而P = k·m, 故Tbm. 比例系数用kb表示, 则有:Tb= kb·m , kb 为沸点升高常数, 不同的溶剂, kb值不同, 最常见的溶剂是H2O, 其kb= 0.512

第13页：2.凝固点下降公式用

2.凝固点下降公式用Tf表示凝固点降低值, 即: Tf= T0f-TfT0f是纯溶剂的凝固点, Tf是溶液的凝固点.总之, Tf为正值, 且Tf= kf·m, kf: 凝固点降低常数, H2O的kf= 1.86

第14页：四、应用

四应用

第15页：为时间.曲线(1与为温度关系

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.

第16页：也是该种溶液的步冷曲线

• 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
• 的大.低共熔混合物的组成相同, 低共熔点也相同曲线
• 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。

第17页：2.致冷剂

2.致冷剂

第18页：冰盐混合物可用来

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.

第19页：§8-3 渗透压

§8-3渗透压

第20页：一、渗透现象

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

半透膜, 进入溶液的现象

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.

第21页：二、渗透压渗透现象发生以后

二渗透压渗透现象发生以后

• H2O柱的高度降低, 静压减小, 使右行的H2O分子数目减少
• 糖水柱升高,使左行的H2O分子数目增加
• 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.

第22页：三、渗透压公式具有

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. 测得比例系数和气体常数R 相同, 则公式写成: V = nRT