郭媛婷 浅谈稀溶液的依数性及应用 - 副本

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1、浅谈稀溶液的依数性及其应用（西北大学化工学院生物工程）摘要本文对稀溶液的依数性进行了较全面的论述,并阐述了稀溶液的依数性的应用。关键词稀溶液的依数性蒸汽压熔沸点渗透压引言：在我们的物化学习中，稀溶液的依数性及其应用是不可缺少的部分。虽然这个知识点并不难，但还是有同学在学习、做题中存在问题，这就有必要对稀溶液的依数性及其应用做一全面的整理。正文：在一定的温度和压力下，将某一难挥发性非电解质溶于溶剂中组成稀溶液时，相对纯溶剂而言，就会产生稀溶液的蒸气压降低、凝固点降低、沸点升高、渗透压等现象。它们数值的大小，只与溶液中所含溶质粒子的浓度有关，而与溶质本身的性质无关，所以称它们为稀溶液的依数性(Co

2、lligativePropertiesofDilutedSolution)。我们讨论稀溶液的依数性一般从溶液的蒸气压下降、溶液的沸点升高和凝固点降低以及溶液的渗透压三个方面考虑。下面分别讨论以上三方面：1溶液的蒸气压下降首先要明白溶液的蒸气压是在一定温度下，在密闭容器中，当液相蒸发的速率与气相凝结的速率相等时，液相和气相达到平衡，此时蒸气所具有的压力称为该温度下的饱和蒸气压，简称蒸气压。蒸汽压的特点有1蒸气压与液体的本性有关，在一定温度下纯净物质具有一定的气压，不同的物质有不同的蒸气压。2固体也具有一定的蒸气压。固体直接蒸发为气体的过程称为升华。冰、碘、樟脑等属于易挥发物质，具有较显著的蒸气压

3、。3蒸气压大的称为易挥发性物质，蒸气压小的称为难挥发性物质。4蒸气压与温度有关。温度升高，蒸气压增大。液体的蒸气压与温度的关系之后才是研究溶液的蒸气压下降，此时就必须说到Raoult定律。19世纪80年代，法国的物理学家Raoult根据大量的试验结果，对难挥发性非电解质稀溶液得出如下规律：在一温度下,难挥发非电解质稀溶液的蒸气压等于纯溶剂的蒸气压与溶剂物质的量分数的乘积。表达式为：p=p0xA其中p0:纯溶剂的蒸气压,P:溶液的蒸气压。2溶液的沸点升高和凝固点降低一方面是溶液的沸点升高。液体的沸点是液体的蒸气压等于外界压强时的温度。液体的正常沸点是指外压为101.3kPa时的沸点。实验表明，难

4、挥发非电解质溶液的沸点总是高于纯溶剂的沸点。这一现象称为溶液的沸点升高(boilingpointelevation)由Raoult定律有：在一定温度下，难挥发性非电解质稀溶液的蒸气压下降与溶质的质量摩尔浓度（bB）成正比。因此可以得到：溶液的沸点上升也与溶液中所含溶质的颗粒数有关，而于溶质的本性无关。溶液沸点上升的定量关系为：溶液的沸点升高(△Tb)＝溶液的沸点(Tb)－纯溶剂的沸点(Tb0)△Tb=Tb－Tb0=Kb·bB（Kb为溶剂沸点升高常数。）溶液沸点升高的原因是溶剂中加入难挥发性溶质后，溶液的蒸气压下降,要使溶液蒸气压等于外压，必须提高温度。难挥发性非电解质稀溶液的沸点升高的原因是溶

5、液的蒸气压低于纯溶剂的蒸气压。另一方面溶液的凝固点降低。凝固点(freezingpoint)是物质的固、液两相蒸气压相等时的温度，此温度下固相与液相平衡共存。纯水的凝固点(273.15K)又称为冰点，即在此温度水和冰的蒸气压相等。实验表明：难挥发非电解质稀溶液的凝固点总是比纯溶剂凝固点低，这一现象称为溶液的凝固点降低(freezingpointdepression)。由Raoult定律有：在一定温度下，难挥发性非电解质稀溶液的蒸气压下降与溶质的质量摩尔浓度（bB）成正比。因此可以得到：溶液的凝固点下降也与溶液中所含溶质的颗粒数有关，而于溶质的本性无关。溶液凝固点下降的定量关系为：溶液的凝固点降

6、低值（△Tf）＝溶液的凝固点(Tf)－纯溶剂的凝固点(Tf0)△Tf=Tf0－Tf=Kf·bB（Kf为溶剂凝固点降低常数）注意：溶液的凝固,开始析出的是溶剂的固体(不含溶质，水为溶剂时析出的是冰)。溶液凝固点降低的原因是溶液的蒸气压下降稀溶液的沸点升高和凝固点下降。稀溶液的沸点升高和凝固点下降3渗透压首先了解一些渗透现象和渗透压的概念。扩散：如蔗糖分子在水中的扩散——由分子本身的热运动引起的。半透膜(semipermeablemembrane)：只允许某些物质透过，而不允许另一些物质透过的薄膜。可作为半透膜的物质：细胞膜、肠衣、火棉胶膜、玻璃纸、萝卜皮等。半透膜示意图渗透(osmosis)：溶

7、剂分子透过半透膜从纯溶剂进入溶液(或从稀溶液向浓溶液)的净迁移。渗透的目标是缩小溶液的浓度差；渗透的条件是(1)半透膜的存在(2)膜两边单位体积内溶剂分子数不相等。（且溶质分子不能透过半透膜，溶剂分子可透过半透膜扩散）渗透现象示意图渗透压力（osmoticpressure）:将纯溶剂与溶液以半透膜隔开时，为维持渗透平衡所需加给溶液的额外压力。符号:Π单位：常用Pa或kPa其次讨论溶液的渗透压力与浓