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2011化工工程师考试：无机化学 学习方案汇总

第二章 溶液(4学时)

基本要求

1.掌握产生非电解质稀溶液依数性的原因和相应的计算。

2.了解电解质溶液活度，离子强度等产生的原因和有关概念。

本章重点、难点

溶液根据溶质在溶液中存在的电性状态可以分为电解质溶液和非电解质溶液。对难挥发性非电解质的稀溶液，其某些性质(如：蒸气压下降，沸点升高，凝固点下降和渗透压等)具有特殊性——只取决于溶液中所含溶质离子的数目(或浓度)而与溶质本身的性质无关。稀溶液的这些性质称为“依数性”(colligative properties)。本章将重点介绍非电解质稀溶液依数性的产生原因和相应的计算以及渗透压在医学上的意义。

电解质溶液中因离子氛的存在，离子相互牵制，使离子真正发挥作用的浓度比完全电离应达到的离子浓度要低，其表观电离度<100%，因此对电解质溶液中可起作用的离子浓度(又称为有效浓度)用活度(activity)表示。

基本概念

蒸气压;蒸气压下降;拉乌尔(Raoult)定律;摩尔分数;质量摩尔浓度;沸点升高;凝固点;凝固点下降;半透膜;渗透现象;渗透压;离子氛;活度和活度系数;离子强度。

讲授要点

一 非电解质稀溶液的依数性

难挥发性非电解质的稀溶液的其某些性质，如：蒸气压下降，沸点升高，凝固点下降和渗透压等具有特殊性——只取决于溶液中所含溶质离子的数目(或浓度)而与溶质本身的性质无关。稀溶液的这些性质称为“依数性”(colligative properties)。

当溶质是电解质，或是非电解质但溶液浓度很大时，溶液的依数性规律就会发生很大的变化，因此本章只讨论难挥发非电解质稀溶液的依数性规律。

(一)蒸气压下降——拉乌尔(Raoult)定律

1. 蒸气压的概念：

在一个密闭容器中，一定温度下，单位时间内由液面蒸发出的分子数目和由气相回到液体内的分子数目相等时，气液两相处于平衡状态，此时蒸气的压强称为该液体的饱和蒸气压，简称为蒸气压(vapor pressure)。

蒸气压的大小仅与液体的本质和温度有关系，与液体的数量以及液面上方空间的体积无关。

2. 溶液的蒸气压下降：

在相同温度下，将难挥发的非电解质溶于溶剂形成溶液后，因为溶剂的部分表面被溶质占据，在单位时间内逸出液面的溶剂分子数就相应的减少，结果达到平衡时，溶液的蒸气压必然低于纯溶剂的蒸气压。这种现象即称为溶液(相对于溶剂)的蒸气压下降(vapor pressure lowering)。

3. 拉乌尔(Raoult)定律：

十九世纪八十年代，法国物理学家拉乌尔(Raoult)提出：在一定温度下，难挥发性非电解质稀溶液的蒸气压等于纯溶剂的蒸气压与溶剂摩尔分数的乘积。即

P = P0.xA

设xB为溶质的摩尔分数，

∵ xA + xB = 1

∴ P = P0(1 – xB)

P0- P = P0xB

ΔP = P0xB

上式表明，在一定温度下，难挥发非电解质稀溶液的蒸气压下降值ΔP和溶质的摩尔分数成正比，而与溶质的本性无关。这一结论称为拉乌尔定律。

4. 拉乌尔(Raoult)定律的应用形式：

设nA为溶剂的物质的量，nB为溶质的物质的量，MA 为溶剂的摩尔质量，则有

xB = nB/(nA + nB)，

当溶液很稀时， nA>>nB ，因此 xB ≈ nB/nA ，如取1000克溶剂，则有

xB = nB/(nA + nB)≈nB/nA = (m×MA)/1000

对稀溶液

ΔP = P0xB = P0. (m×MA)/1000 = K.m ( 2-1 )

式中K为比例常数，等于P0. MA/1000。上式表示：在一定温度下，难挥发非电解质稀溶液的蒸气压下降与溶液的质量摩尔浓度成正比，比例常数取决于纯溶剂的蒸气压和摩尔质量。

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