依数性
XiaO / 2021-12-18
难挥发的非电解质的稀溶液,溶液的饱和蒸气压、凝固点、沸点以及渗透压的变化只与溶质的浓度(溶质的质点数量)有关,而与溶质的种类无关的性质,称为依数性。数,即数量,指粒子的个数。
饱和蒸气压降低
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饱和蒸气压:当蒸汽的凝聚速率和液体的蒸发速率相等时,体系处于一种动态的气 ‒ 液平衡,液体上方空间的蒸气密度不再发生变化,蒸气压强不再改变,此时蒸气即达到饱和。此时,饱和蒸气所具有的压强叫做该温度下液体的饱和蒸气压。
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对于理想溶液,平衡时的饱和蒸汽压由拉乌尔特定律(Raoult’s law)给出:$$ p=p_{\mathrm{A}}^{\star} x_{\mathrm{A}} + p_{\mathrm{B}}^{\star} x_{\mathrm{B}}+\cdots $$ 其中,
$p_i^{\star}$
是纯组分的蒸汽压(i = A, B, …),$x_{\mathrm{i}}$
是溶液中各组分的摩尔百分含量。 -
对于有一种溶剂(A)和一种非挥发性的非电解质(B)的稀溶液,
$p=p_{\mathrm{A}}^{\star} x_{\mathrm{A}} $
。则相对于纯溶剂而言,该稀溶液的蒸汽压的降低值:$$ \Delta p=p_{\mathrm{A}}^{\star}-p=p_{\mathrm{A}}^{\star}\left(1-x_{\mathrm{A}}\right)=p_{\mathrm{A}}^{\star} x_{\mathrm{B}} $$
可见,饱和蒸汽压的降低值与溶质的摩尔百分数成正比。 -
电解质溶液的饱和蒸气压降低值,只需使用其解离后的粒子数的百分比矫正上述公式即可。
沸点升高
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沸点:当液体的饱和蒸气压和外界大气压强相等时,汽化同时在液体表面和内部发生,此时可观察到沸腾现象。此刻液体的温度即为液体在该大气压强下的沸点。通常我们所说的某种液体的沸点,即指其在一个标准大气压下的沸点。
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难挥发性非电解质稀溶液沸点升高,与其饱和蒸气压降低的数值成正比。
凝固点降低
渗透压变化
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渗透压:为维持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。即为阻止渗透作用进行而需施加的最小额外压力。
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恒定温度下,稀溶液的渗透压与其浓度成正比。溶液的渗透压与它的绝对温度成正比。这些都类似于气体的波义耳定律和查尔斯定律。同样,理想溶液也类似于理想气体综合定律,
$PV = nRT$
,即:$$ \Pi=\frac{n R T}{V}=c R T, (n = cV) $$
其中,$\Pi$
为溶液的渗透压 ($kPa$
);c 为溶质的质点浓度 ($mo1/L$
); R 为气体常数,$8.31 kPa・L・mol^{-1}・K^{-1}$
;T 为体系的绝对温度。