液态混合物和溶液

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1、第四章液态混合物和溶液溶体----两种或两种以上物质混合,其分散程度达到分子状态。（多组分单相系）溶体气态溶体固态溶体液态溶体-----气体混合物-----固溶体-----溶液(熔融盐,金属熔渣)几个基本概念4-1溶液组成的表示方法1.摩尔分数XB2.质量分数WB3.溶质的物质的量浓度CB质量百分数无量纲mol.dm-3或mol.m-34.溶质的质量摩尔浓度mBmol.kg-15.各浓度之间的联系4-2拉乌尔定律和亨利定律一、拉乌尔定律（Raoult’sLaw）1.拉乌尔定律的内容一定温度下，在稀溶液中，溶剂的蒸气压pA等于同

2、温度下纯溶剂的蒸气压pA*乘以溶液中溶剂的摩尔分数xA。1886年，法国化学家Raoult从实验中归纳出一个经验定律：T恒定，平衡态气相A组分pAyAB组分pByB液相A组分xAB组分xB气相液相2.拉乌尔定律的其它表示式如果溶液中只有A，B两个组分，则溶剂蒸气压的降低值与纯溶剂蒸气压之比等于溶质的摩尔分数。（相对蒸气压下降）说明:(1).若B为不挥发性溶质，则pA为溶液的蒸气压(2).若B为挥发性溶质，则p=pA+pB拉乌尔定律也可表示为：3.拉乌尔定律的微观解释A组分B组分气相中A分子的含量（pA）与单位液面上A分子数目成

3、比例。稀溶液中，B分子的加入降低了单位液面中A分子的比例，从而导致溶剂A的饱和蒸气压按比例下降。二、亨利定律（Henry’sLaw）1.亨利定律的内容一定温度下，稀溶液中挥发性溶质在平衡气相中的分压与其在溶液中的浓度成正比。1803年英国化学家Henry根据实验总结出一条经验定律：（---亨利常数）2.亨利常数(1).k与溶质、溶剂的性质有关与溶质、溶液性质、温度、浓度单位有关。(2).k与温度有关(3).k值与浓度单位有关极稀溶液各k互成比例.3.拉乌尔定律和亨利定律的对比(1)共同点都表示溶液中组分的蒸气压和浓度间的关系(

4、2)不同点A.拉乌尔定律适用于稀溶液中的溶剂或理想溶液各组分亨利定律适用于稀溶液中的溶质B.拉乌尔定律中比例常数pA*是纯溶剂的蒸气压，只与T、B有关。C.拉乌尔定律中浓度单位必须用摩尔分数浓度xB亨利定律中比例常数k由实验测定，与T、溶质、溶剂有关。亨利定律中浓度可用各种单位，只要值用与该浓度单位相应的值即可。稀溶液区稀溶液区T=常数PAB01XBPA*PB*kx,Akx,B二组分系统中组分的蒸气压与组成的关系图B组分A组分例题：97.11ºC时，3%（质量百分数）的乙醇水溶液上蒸气的总压为101.325kPa。已知此温度下

5、纯水的蒸气压为91.3kPa。试计算在乙醇的摩尔分数为0.02的水溶液上水的蒸气压与乙醇的蒸气压分别为多少？解答此溶液可按照乙醇在水中的稀溶液考虑，溶剂水(A)适用拉乌尔定律，溶质乙醇(B)适用亨利定律。(1).计算水的蒸气分压(2).计算乙醇的蒸气分压先将wB’=3%换算成摩尔分数：根据分压定律：4-3理想溶液一、理想溶液1.定义各组分在全部浓度范围内均符合拉乌尔定律的溶液2.微观模型分子间作用力相同分子体积相同3.稀释效应由于A被B分子代替，所以单位表面积上A逸出速率低于纯A，故平衡时:pA

6、理想溶液的蒸气压1.PA、PB、PPB*PA*1900oC熔炼合金时,已知:Fe(99%,质量)和Mn(1%)二元溶液，各自蒸气压服从拉乌尔定律。计算：解答(1)计算xB(2)计算pB(3)相对蒸气压的下降2.pA、pB、p与气相组成蒸气压大的组分，气相摩尔分数大于与其平衡的液相摩尔分数。(在一定外压下，沸点低的组分:yB>xB)三、理想溶液各组分的化学势与组成的关系1.相平衡条件2.理想气体的化学势设与溶液成平衡的蒸气为理想气体(拉乌尔定律)令:---B组分在T,P下的标准化学势四、混合过程状态函数的变化纯组分理想溶液理想液

7、态混合物中任一组分的偏摩尔体积等于该组分纯液体在同样T、P下的摩尔体积理想液态混合物中任一组分的偏摩尔焓等于该组分纯液体在同样T、P下的摩尔焓混合热等于零说明：液体混合过程是一个自发过程自发过程4-4理想稀溶液一、理想稀溶液1.定义2.微观模型溶剂符合拉乌尔定律，溶质符合亨利定律的稀溶液溶剂:溶质:分类理想溶液各组分理想稀溶液溶质溶剂备注服从拉乌尔定律服从亨利定律标准态为：二、理想稀溶液化学势与浓度关系4-5理想稀溶液的相平衡规律一、西华特定律例:平衡时:双原子气体在金属溶液中的溶解度与气相中平衡分压的平方根成正比或N2、H2

8、溶解于铁液中，凝固时溶解度随温度下降而下降，气泡来不及排出而造成气孔、裂纹、氢脆，因此要设法降低溶解度。改进：（1）使，控制浇铸温度不要过高。（2）使，减少炉气、物料中的水分（真空脱气，Ar气保护浇铸）Pe=常数蒸汽压温度二、稀溶液的凝固点下降oaT0T固态纯溶剂液态纯溶剂溶