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蒸气压大小看溶液中离子个数多少,渗透压也一样。个数密度大,就降低。拉乌尔定律说了,难挥发非电解质稀溶液,随着饱和蒸气压下降,溶液沸点升高,凝固点下降。本质上就是溶液中粒子的个数密度引起的。熔沸点跟固体本身性质有关,如果是溶液,也跟溶质本身性质有关,再就是分子间是否有氢键等。
判断凝固点高低就是判断溶液中实际存在的粒子的质量摩尔浓度。醋酸为弱电解质,为部分电离;而氯化钾为强电解质,是全部电离。当两者的质量摩尔浓度相同时,氯化钾溶液的钾离子和氯离子浓度之和,大于醋酸溶液氢离子和醋酸根浓度之和。所以磷化加的凝固点要比同浓度的醋酸的凝固点要低。
凝固点是晶体物质凝固时的温度:
不同晶体具有不同的凝固点。在一定压强下,任何晶体的凝固点,与其熔点相同。
同一种晶体,凝固点与压强有关。凝固时体积膨胀的晶体,凝固点随压强的增大而降低;凝固时体积缩小的晶体,凝固点随压强的增大而升高。
在凝固过程中,液体转变为固体,同时放出热量。所以物质的温度高于熔点时将处于液态;低于熔点时,就处于固态。非晶体物质则无凝固点。
难挥发非电解质稀溶液的依数性包括
拉乌尔定律
1887年法国物理学家拉乌尔(Raoult)在溶液蒸气压实验中总结出著名的拉乌尔定律。拉乌尔定律指出:如果溶质是不挥发性的,即它的蒸气压极小,与溶剂相比可以忽略不计,则在一定的温度下,稀溶液的蒸气压等于纯溶剂的蒸气压与其克分子分数的乘积。即
式中
p1--溶剂的蒸气压,溶质是不挥发性时,即为溶液的蒸气压;
x1 ──溶液中溶剂的克分分数。
拉乌尔定律还可以表述为:在一定的温度下,当不挥发物质溶解在溶剂中时,溶液的蒸气压相对下降等于溶质的克分子分数。即
式中
△p——溶液的蒸气压下降值;
x2——溶质的克分子分数。
对于溶质是挥发性物质,它的蒸气压不能忽略时,拉乌尔定律仍然适用,但要注意此时p1 是溶液中溶剂的蒸气压。
3.3.2 亨利定律
亨利定律是1803年由亨利在对气体在液体中溶解度的实验研究中得出的。亨利定律指出:在一定的温度下,气体在液体中的溶解度和该气体的平衡分压成正比。即
p2=kxx2 (3.22)
式中
x2 ──气体溶质在溶液中的克分子分数;
p2 ──该气体的平衡分压;
kx ──常数。
亨利定律中的浓度单位除可用克分子分数外,也可用其他浓度单位表示,但是采用不同的单位时,常数k不同。
亨利定律可以推广到具有挥发性溶质溶于液体的稀溶液。但是需要特别注意的是,亨利定律的应用是有条件的:只有当溶质在液相和在气相里都以相同的质点存在时亨利定律才适用。由于气体在金属中往往以原子状态存在,因此气体在金属中的溶解往往不服从亨利定律。HCl溶于水,由于HCl要分解为H+和Cl-离子,也不服从亨利定律。
3.3.3 拉乌尔定律和亨利定律的区别
拉乌尔定律和亨利定律是溶液中两个最基本的经验定律,都表示组元的分压与浓度之间的比例关系。它们的区别在于:(1)拉乌尔定律适用于稀溶液的溶剂和理想溶液,而亨利定律适用于溶质;(2)拉乌尔定律中的比例常数p1°是纯溶剂的蒸气压,与溶质无关,而亨利定律的比例常数k则由实验确定,与溶质和溶剂都有关;(3)亨利定律的浓度可用各种单位,只要k值与此单位一致就可以,而拉乌尔定律中的浓度只能用克分子分数。
为什么拉乌尔定律中的比例常数与溶质无关,而亨利定律中的比例常数却与溶质及溶剂都有关呢?这是由于稀溶液的溶质浓度很小,对溶剂分子来说,其周围几乎都是溶剂分子,其活动很少受到溶质分子的影响,所以拉乌尔定律中的比例常数只由溶剂的性质就基本可以确定。而对于稀溶液的溶质分子来说,它的周围几乎全是溶剂分子,所以亨利定律中的比例常数不能单独由溶质性质决定,而必须由溶质和溶剂二者共同决定。
难挥发非电解质稀溶液的依数性包括如下:
1、蒸气压下降:难挥发非电解质稀溶液的蒸汽压会低于纯溶剂的蒸汽压。这是由于溶质的加入增加了溶液中的分子数量,使得蒸汽压下降。
2、沸点升高:难挥发非电解质稀溶液的沸点会比纯溶剂的沸点高。这是因为溶液中的溶质分子会与溶剂分子相互作用,使得溶剂分子更难以蒸发,从而提高了溶液的沸点。
3、凝固点降低:难挥发非电解质稀溶液的凝固点会比纯溶剂的凝固点低。这是因为溶质的加入会干扰溶剂分子之间的相互作用,使得溶剂分子更难以形成晶体,从而降低了溶液的凝固点。
4、渗透压:难挥发非电解质稀溶液还具有渗透压。这是由于溶液中的溶质分子会对溶剂分子产生吸引力,使得溶剂分子从浓度低的一侧向浓度高的一侧移动,从而产生了渗透压。
溶液中溶质的质量摩尔浓度是如何影响凝固点的:
溶液中溶质的质量摩尔浓度对凝固点的影响可以通过凝固点降低公式来描述:ΔTf=Kf×bB。其中,ΔTf是凝固点的下降值,Kf是凝固点降低常数,bB是溶质的质量摩尔浓度。
从公式可以看出,溶液的凝固点下降值与溶质的质量摩尔浓度成正比。这是因为溶质的加入会干扰溶剂分子之间的相互作用,使得溶剂分子更难以形成晶体,从而降低了溶液的凝固点。溶质的质量摩尔浓度越大,对溶剂分子相互作用的干扰就越强,凝固点的下降值也就越大。
需要注意的是,凝固点降低公式只适用于非电解质的稀溶液。对于电解质溶液或浓溶液,凝固点的变化可能会受到其他因素的影响。
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