基础化学课件:第二章稀薄溶液依数性
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第二章 稀溶溶解是一个物理化学过程。
溶解作用的结果不仅使溶质的性质发生了变化,也使溶剂的一些性质发生改变,如蒸气压下降、沸点升高、凝固点降低以及渗透现象等。
这些性质只与溶质、溶剂微粒数的比值有关,而与溶质的本性无关。
物理化学之父—德国的Ostwald F W 把这些性质称为依数性(colligative properties)。
稀溶液的依数性有明显的规律。
稀溶液的依数性,尤其是溶液的渗透压力对生命科学极为重要。
本章主要介绍难挥发的非电解质稀溶液的依数性,电解质溶液的依数性以及渗透压力在医学上的意义。
第一节 溶液的蒸气压下降一、 蒸气压在密闭容器中注入纯水,在一定温度下,一部分动能较高的水分子将自水面逸出,扩散到水面上部的空间,形成气相(研究系统中物理性质和化学性质都相同的组成部分成为一相),这一过程称为蒸发(evaporation)。
同时,气相的水分子也会接触到水面并被吸引到液相中,这一过程称为凝结(condensation)。
开始阶段,蒸发过程占优势,但随着水蒸气密度的增加,凝结的速率增大,最后蒸发速率与凝结速率相等,气相和液相达到平衡:(2.1)式中l 代表液相(liquid phase), g 代表气相(gas phase)。
这时水蒸气的密度不再改变,它具有的压力也不再改变。
我们将与液相处于平衡时的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(vapor pressure),用符号p 表示,单位是Pa(帕)或kPa(千帕)。
蒸气压与液体的本性有关,不同的物质有不同的蒸气压。
如在20℃,水的蒸气压为2.34 kPa ,而乙醚却高达57.6 kPa 。
蒸气压随温度的变化而改变。
液体的蒸发是吸热过程,因此当温度升高时,式(2.1)表示的液相与气相间的平衡将向右移动,即蒸气压将随温度升高而增大。
水的蒸气压与温度的关系见表2-1。
表2-1 不同温度下水的蒸气压H 2O(l )H 2O (g)T / K p / kPa T / K p / kPa273 278 283 293 303 313 3230.610 60.871 91.227 92.338 54.242 37.375 412.333 633334335336337342319.918 335.157 447.342 670.100 1101.324 7476.026 2图2-1反映了乙醚、乙醇、水、聚乙二醇等液体的蒸气压随温度升高而增大的情况。