ΔTb=Kb·m (23) 式中,ΔT—溶液的沸點(diǎn)升高,單位是K;K—溶劑的沸點(diǎn)升高常數(shù),單位是 b b 1 1 K·kg·mol;m—溶液的質(zhì)量摩爾濃度,單位是mol·kg。 三、溶液的凝固點(diǎn)降低 一種物質(zhì)的水浴氮吹儀凝固點(diǎn)或熔點(diǎn)是指一定外部壓力下該物質(zhì)的固、液兩相蒸氣壓 相等時(shí)的溫度。以水溶液為例,當(dāng)水中溶入難揮發(fā)非電解質(zhì)后,由于水溶液的蒸 氣壓下降,因此在水的正常凝固點(diǎn)0℃時(shí),溶液的蒸氣壓就小于冰的蒸氣壓,只 有在更低的溫度下,溶液的蒸氣壓才與冰的蒸氣壓相等,因此溶液的凝固點(diǎn)將下 降。溶液的凝固點(diǎn)下降與溶液的質(zhì)量摩爾濃度(m)之間有如下關(guān)系: ΔT=K·m (24) ff 58第二章 水基分散系 式中,ΔT—溶液的凝固點(diǎn)下降,單位是K;K—溶劑的凝固點(diǎn)下降常數(shù),單位是 ff 11 K·kg·mol;m—溶液的質(zhì)量摩爾濃度,單位是mol·kg。 表22列出了常見(jiàn)溶劑的K、K值。 bf 表22 常見(jiàn)溶劑的Kb、Kf值 溶 劑沸點(diǎn)/KKb/K·kg·mol1凝固點(diǎn)/KKf/K·kg·mol1 水373.10.5122731.85~1.87 氯仿334.33.63// 苯353.22.53278.74.90 醋酸391.03.07289.83.90 萘49
1.15.80351.36.8~6.9 由于溶液的蒸氣壓下降引起的沸點(diǎn)上升和凝固點(diǎn)下降,可以通過(guò)水、冰和水 溶液的蒸氣壓曲線得到很好的解釋。 圖21是水、冰和溶液的蒸氣壓曲線圖。其中,實(shí)線AB是純水的氣、液兩 相平衡曲線,實(shí)線AA′是水的氣、固兩相平衡曲線(冰的蒸氣壓曲線),虛線A′B′ 是溶液的氣、液兩相平衡曲線。由圖可見(jiàn),當(dāng)外界壓力為101.325kPa時(shí),純水 的沸點(diǎn)是10 00℃,而此時(shí)水溶液的蒸氣壓低于外壓,當(dāng)溶液的蒸氣壓等于外壓 時(shí),相應(yīng)的溫度(即溶液的沸點(diǎn))必高于100℃,其與10 00℃之間的差值就是溶 液的沸點(diǎn)升高值。純水的固、液兩相蒸氣壓相等的溫度為0℃,由于溶解了溶 質(zhì),0℃時(shí)溶液的蒸氣壓低于冰的蒸氣壓,當(dāng)溫度下降到A′點(diǎn)時(shí),固、液兩相重新 圖21 水、冰和溶液的蒸氣壓曲線圖 第二節(jié) 稀溶液的依數(shù)性59 達(dá)到平衡,即溶液的蒸氣壓等于冰的蒸氣壓。此時(shí)的溫度即為溶液的冰點(diǎn),此點(diǎn) 與純水的凝固點(diǎn)(0℃)之間的差值就是溶液的凝固點(diǎn)下降值。 四、滲透壓 半透膜是一種特殊的多孔分離膜,它可以選擇性地讓溶劑分子通過(guò)而不讓 溶質(zhì)分子通過(guò),當(dāng)用半透膜把溶劑和溶液隔開(kāi)時(shí),純?nèi)軇┖腿芤褐械娜軇┒紝⑼? 過(guò)半透膜向另一邊擴(kuò)散,但是由
于純?nèi)軇┑恼魵鈮捍笥谌芤旱恼魵鈮海詢舻? 宏觀結(jié)果是溶劑將通過(guò)半透膜向溶液擴(kuò)散,這一現(xiàn)象稱為滲透。為了阻止這種 滲透作用,必須在溶液一邊施加相應(yīng)的壓力。這種為了阻止溶劑分子滲透 而必須在溶液上方施加的最小額外壓力就是滲透壓。圖22就是滲透壓的示 意圖。 圖22 滲透壓示意圖 難揮發(fā)非電解質(zhì)稀溶液的滲透壓與溶液的濃度和溫度相關(guān),范特霍夫(van′tHof ff)于1886年發(fā)現(xiàn)了相關(guān)的規(guī)律,表達(dá)為: Π=nRT/V=cRT(25) 式中,Π—溶液的滲透壓,單位kPa;n—溶質(zhì)的物質(zhì)的量,單位mol;R—摩爾氣體 13 常數(shù)(8.314J·mol·K1);T—絕對(duì)溫度,K;V—溶液的體積,單位dm;c—溶質(zhì) 3 的物質(zhì)的量濃度,單位mol·dm。 該式表明,在一定溫度下,稀溶液的滲透壓只與溶液的物質(zhì)的量濃度有關(guān), 而與溶液中溶質(zhì)的種類無(wú)關(guān)。在一定溫度下,相同濃度的兩個(gè)非電解質(zhì)稀溶液 具有相同的滲透壓,稱為等滲(isotonic)溶液。如果兩個(gè)溶液的滲透壓不等, 則滲透壓高的溶液稱為高滲(hypertonic)溶液,而滲透壓低的溶液則稱作低滲 (hypotonic)溶液。