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2013岩土工程师考试普通化学:稀溶液的通性

2013-08-28  点击: 次  建培教育

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 1.溶液的蒸汽压下降

  (1)蒸汽压(饱和蒸汽压)P0:在一定温度下,液体和它的蒸汽处于平衡时,蒸汽所具有的压力。

  试验现象: 一封闭钟罩中放一杯纯水A和一杯糖水B,静止足够长时间发现,A杯变成空杯,B杯中水满后溢出。

  此试验证明:溶液的蒸汽压总是低于纯溶剂的蒸汽压,其差值称为溶液的蒸汽压下降(ΔP)。

  2)拉乌尔定律:在一定温度下,难挥发的非电解质稀溶液的蒸汽压下降(ΔP)和溶质(B)的摩尔分数成正比。

  (2)溶液的的沸点上升和凝固点下降

  1)沸点:液相的蒸汽压等于外界压力时的温度。

  2)凝固点:液向蒸汽压和固相蒸汽压相等时的温度。

  3)汽化热:恒温恒压下,液态物质吸热汽化成气态,所吸收的热量称为汽化热。

  试验证明:溶液的沸点总是高于纯溶剂的沸点;溶液的凝固点总是低于纯溶剂的凝固点。

  利用凝固点下降的原理,冬天可在水箱中加入乙二醇作为防冻剂。

  4)拉乌尔定律:难挥发非电解质稀溶液的沸点上升(ΔTb)和凝固点下降(ΔTf)与溶液的质量摩尔浓度(m)成正比。

  ΔTb=kbm ΔTf=kfm

  kb: 溶剂的摩尔沸点上升常数;kf: 溶剂的摩尔凝固点下降常数.

  拉乌尔定律可用来计算溶液的沸点、凝固点或溶质的摩尔质量。

  例:将18.0g葡萄糖C6H12O6溶于100.0g水中,计算此溶液的凝固点和沸点。

  解:葡萄糖的摩尔质量为180.0g,其质量摩尔数浓度为:

  ;水的摩尔沸点上升常数kb=0.52

  ΔTb=kbm =0.52×1.000=0.52OC; 因此溶液的沸点为:100+0.52=100.52 OC;

  水的凝固点下降常数kf=1.85,

  ΔTf=kfm=1.85×1.000=1.85 OC; 因此溶液的凝固点为:0-1.85=-1.85 OC;

  (3)渗透压

  1)半透膜:动物的肠衣、细胞膜、膀胱膜等只允许溶剂分子透过,而不允许溶质分子(或离子)透过的膜称半透膜.

  2)渗透现象:溶剂透过半透膜而浸入溶液的现象.

  若在溶液的液面上施加一定的压力,则可阻止溶剂的渗透.为了使渗透停止必须向溶液液面施加一定的压力.

  3) 渗透压(π):为维持被半透膜所隔开的溶液与纯溶剂之间的渗透平衡而需要的额外压力。

  4)渗透压的规律:当温度一定时,稀溶液的渗透压和溶液的摩尔浓度c成正比;当浓度一定时,稀溶液的渗透压π和温度T成正比。

  πv=nRT π=cRT

  渗透压的规律可用来计算溶液的渗透压和溶质的摩尔质量。

  溶液的蒸汽压下降、沸点上升、凝固点下降和渗透压这些性质,与溶质的本性无关,只与溶液中溶质的粒子数有关,称为溶液的依数性。

  (4)说明:电解质溶液,或者浓度较大的溶液也与非电解质稀溶液一样具有溶液蒸汽压下降、沸点上升、凝固点下降和渗透压等依数性.但是,稀溶液定律所表达的这些依数性与溶液浓度的定量关系不适用于浓溶液和电解质溶液。对于电解质稀溶液,蒸汽压下降、沸点上升、凝固点下降和渗透压的数值都比同浓度的非电解质稀溶液的相应数值要大。

  对同浓度的溶液来说,沸点高低或渗透压大小顺序为:

  1)A2B或AB2型强电解质溶液>AB型强电解质溶液>弱电解质溶液>非电解质溶液

  对同浓度的溶液来说,蒸汽压或凝固点的顺序正好相反:

  2)A2B或AB2型强电解质溶液

  例1, 将质量摩尔浓度均为0.10 mol·kg-1的BaCl2, HCl, HAc, 蔗糖水溶液的粒子数、蒸气压、沸点、凝固点和渗透压按从大到小次序排序:

  解:按从大到小次序排序如下:

  粒子数 : BaCl2 →HCl → HAc → 蔗糖

  蒸气压 : 蔗糖 → HAc → HCl → BaCl2

  沸点: BaCl2 → HCl → HAc → 蔗糖

  凝固点 : 蔗糖→ HAc → HCl → BaCl2

  渗透压: BaCl2 → HCl → HAc → 蔗糖

  例2,下列水溶液蒸气压及凝固点的高低顺序为:

  0.1mol kg-1蔗糖﹥0.1mol kg-1HAc﹥0.1mol kg-1NaCl﹥0.1mol kg-1CaCl2

 

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