蒸气压溶液的沸点与凝固点
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第二章溶液与离子平衡
2-3-3 溶液的沸点升高凝固点降低
沸点:蒸气压等于外界压强时,外压无法已知溶剂气化,液体就会沸腾,此时的温度称为沸点。
凝固点:液态蒸汽压与固态蒸气压相等时,液体通过气体变为固
体和固体通过气体变为液体速度相同,此时的温度称为凝固点。
↙左图
为蒸汽
压曲线
2-3 溶液的通性
难挥发、非电解质稀溶液的沸点升高和凝固点降低与溶质的质量摩尔浓度成正比而与溶质本性无关。
ΔT b= K b·b BΔT f= K f·b B
K b、K f分别称为沸点(boiling-point)升高常数、凝固点(freezing-point)降低常数,仅与溶剂有关。
单位:K·kg·mol-1
可以利用沸点升高和凝固点降低求算小分子溶质的相对分子量
ΔT f= K f·b B=K f m B/M B
m A → M B=
K f m B
m AΔT f (方程替代)
习题:1)同为0.1mol/L的NaCl溶液与葡萄糖溶液比较,
谁的沸点更低?高浓度溶液温度变化的趋势增加还是减小?2-3 溶液的通性
习题:2)下列溶液凝固点的高低顺序:⑴0.1mol.kg-1糖的水溶液;
⑵0.1mol.kg-1KCl的水溶液;⑶0.1mol.kg-1Na2SO4的水溶液;
3)下列物质水溶液中,凝固点最低的是( )
A.0.2mol·kg-1 C
12H
22
O
11
B.0.2mol·kg-1 HAc
C.0.2mol·kg-1 NaCl D.0.1mol·kg-1 HAc 2-3 溶液的通性。
为何非电解质稀溶液的蒸气压下降,凝固点下降,沸点上升?1.溶液的蒸气压下降(1)蒸气压如果把一杯液体如水置于密闭的容器中,液面上那些能量较大的分子就会克服液体分子间的引力从表面逸出,成为蒸气分子。
这个过程叫做蒸发又称为气化。
蒸发是吸热过程,也是系统熵值增大的过程。
相反,蒸发出来的蒸气分子在液面上的空间不断运动时,某些蒸气分子可能撞到液面,为液体分子所吸引而重新进入液体中,这个过程叫做凝聚。
凝聚是放热过程,同时系统的熵值减小。
由于液体在一定温度时的蒸发速率是恒定的,蒸发刚开始时,蒸气分子不多,凝聚的速率远小于蒸发的速率。
随着蒸发的进行,蒸气浓度逐渐增大,凝聚的速率也就随之加大。
当凝聚的速率和蒸发的速率达到相等时,液体和它的蒸气就处于平衡状态。
此时,蒸气所具有的压力叫做该温度下液体的饱和蒸气压。
或简称蒸气压。
以水为例,在一定温度下达到如下相平衡时:H2O(g)所具有的压力p(H2O)即为该温度下的蒸气压。
例如100℃时,p(H2O)= 101.325kPa。
(2)蒸气压下降由实验可测出,若往溶剂(如水)中加入任何一种难挥发的溶质,使它溶解而生成溶液时,溶剂的蒸气压力便下降。
即在同一温度下,溶有难挥发溶质B的溶液中,溶剂A的蒸气压力总是低于纯溶剂A的蒸气压力。
在这里,所谓溶液的蒸气压力实际是指溶液中溶剂的蒸气压力,(因为溶质是难挥发的,其蒸气压可忽略不计)。
同一温度下,纯溶剂蒸气压力与溶液蒸气压力之差叫做溶液的蒸气压下降。
溶液的蒸气压力比纯溶剂的要低的原因可以理解如下:由于溶剂溶解了难挥发的溶质后,溶剂的一部分表面或多或少地被溶质的微粒所占据,从而使得单位时间内从溶液中蒸发出的溶剂分子数比原来从纯溶剂中蒸发出的分子数要少,也就是使得溶剂的蒸发速率变小。
纯溶剂气相与液相之间原来势均力敌的蒸发与凝聚两个过程,在加入难挥发溶质后,由于溶剂蒸发速率的减小,使凝聚占了优势,结果使系统在较低的蒸气浓度或压力下,溶剂的蒸气(气相)与溶剂(液相)重建平衡。