(一)溶液的蒸氣壓下降
將分別盛有純水,蔗糖溶液的兩只燒杯,一起放在一罩子內,過了一段時間后,發(fā)現(xiàn)純水陸續(xù)蒸發(fā)而消失,同時蔗糖溶液增加,這個現(xiàn)象是由于兩只燒杯上部水蒸氣壓力不相等,水自動地從蒸氣壓高的部位(純水)向蒸氣壓低的部位(糖溶液)移動。
這是由于溶質的加入,溶質粒子與溶劑分子比較均勻地分布在溶液中,致使溶劑本身的相對濃度減小,在單位時間內從溶液中蒸發(fā)出的溶劑分子數(shù)比在純溶劑上面的少,也就是難揮發(fā)物質的溶液蒸氣壓低于純溶劑的蒸氣壓、顯然,溶液的濃度越大,溶液的蒸氣壓下降得越多。
拉烏爾(Roult)定律:
在一定溫度下,難揮發(fā)的非電解質,稀溶液的蒸氣壓下降與溶質的摩爾分數(shù)成正比,(只與數(shù)量有關)。
(二)溶液的沸點上升和凝固點下降
由于加入難揮發(fā)物質后,引起溶液的蒸氣壓下降,顯然,溶液的沸點就要高于純溶劑的沸點。
例如:水在1000C時的蒸氣壓是101325Pa,加入溶質后,蒸氣壓要降低,這時蒸氣壓低于外界壓力,雖然仍在1000C,但溶液不會沸騰,要沸騰必須使溫度升高一些。才能使它的蒸氣壓重又達到101325Pa,與外界壓力相等。所以溶人難揮發(fā)溶質后,溶液的沸點必高于純溶劑,溶液愈濃,沸點高得愈多。我們把這現(xiàn)象叫做溶液的沸點上升,這是蒸氣壓下降的必然結果。
凝固點(tf)是一物質在固、液兩相平衡時的溫度。此時兩相的蒸氣壓必然相等,否則蒸氣壓較大的一相就會消失,不能保持兩相平衡共存的狀態(tài),例如:水在0℃以下的蒸氣壓高于冰的蒸氣壓,所以0℃以下的水會全部結冰。反之,則冰融化為水。
溶液的凝固,實質上是溶液中溶劑的凝固,除非對溶質來說已達到飽和,否則溶質不會結晶出來,所以溶液的凝固點是溶液中溶劑的蒸氣壓和固態(tài)純溶劑的蒸氣壓相等時的溫度,此時,固態(tài)純溶劑可以和溶液平衡共存。
由于溶液的蒸氣壓下降程度取決于溶液的濃度,而溶液的蒸氣壓下降又是沸點上升和凝固點下降的根本原因,因此,溶液的沸點上升與凝固點下降必然與溶液的濃度有關。
拉烏爾得出了下列關系:溶液的沸點上升和凝固點下降與溶液的質量摩爾濃度成正比。
(三)滲透壓:
在一定的體積和溫度下,溶液的滲透壓與溶液中所含溶質的分子數(shù)有關,而與溶質和溶劑的本性無關。
從上述稀溶液的通性可以總結出稀溶液定律:難揮發(fā)的、非電解質的、稀溶液的性質(溶液的蒸氣壓下降,沸點上升,凝固點下降和滲透壓)是與一定量溶劑(或一定體積)
的溶液中所溶解的溶質的摩爾數(shù)成正比地變化著,而與溶質的本性無關。
稀溶液定律不適用于濃溶液,這是因為在溶液中溶質的分子數(shù)很多,使溶質分子間的相互影響以及溶質和溶劑分子間的相互影響大大加強了,這些復雜的因素使稀溶液定律就不再適用了,也不適用電解質溶液,這是由于電離或解離或靜電引力引起稀溶液的通性偏高。
將分別盛有純水,蔗糖溶液的兩只燒杯,一起放在一罩子內,過了一段時間后,發(fā)現(xiàn)純水陸續(xù)蒸發(fā)而消失,同時蔗糖溶液增加,這個現(xiàn)象是由于兩只燒杯上部水蒸氣壓力不相等,水自動地從蒸氣壓高的部位(純水)向蒸氣壓低的部位(糖溶液)移動。
這是由于溶質的加入,溶質粒子與溶劑分子比較均勻地分布在溶液中,致使溶劑本身的相對濃度減小,在單位時間內從溶液中蒸發(fā)出的溶劑分子數(shù)比在純溶劑上面的少,也就是難揮發(fā)物質的溶液蒸氣壓低于純溶劑的蒸氣壓、顯然,溶液的濃度越大,溶液的蒸氣壓下降得越多。
拉烏爾(Roult)定律:
在一定溫度下,難揮發(fā)的非電解質,稀溶液的蒸氣壓下降與溶質的摩爾分數(shù)成正比,(只與數(shù)量有關)。
(二)溶液的沸點上升和凝固點下降
由于加入難揮發(fā)物質后,引起溶液的蒸氣壓下降,顯然,溶液的沸點就要高于純溶劑的沸點。
例如:水在1000C時的蒸氣壓是101325Pa,加入溶質后,蒸氣壓要降低,這時蒸氣壓低于外界壓力,雖然仍在1000C,但溶液不會沸騰,要沸騰必須使溫度升高一些。才能使它的蒸氣壓重又達到101325Pa,與外界壓力相等。所以溶人難揮發(fā)溶質后,溶液的沸點必高于純溶劑,溶液愈濃,沸點高得愈多。我們把這現(xiàn)象叫做溶液的沸點上升,這是蒸氣壓下降的必然結果。
凝固點(tf)是一物質在固、液兩相平衡時的溫度。此時兩相的蒸氣壓必然相等,否則蒸氣壓較大的一相就會消失,不能保持兩相平衡共存的狀態(tài),例如:水在0℃以下的蒸氣壓高于冰的蒸氣壓,所以0℃以下的水會全部結冰。反之,則冰融化為水。
溶液的凝固,實質上是溶液中溶劑的凝固,除非對溶質來說已達到飽和,否則溶質不會結晶出來,所以溶液的凝固點是溶液中溶劑的蒸氣壓和固態(tài)純溶劑的蒸氣壓相等時的溫度,此時,固態(tài)純溶劑可以和溶液平衡共存。
由于溶液的蒸氣壓下降程度取決于溶液的濃度,而溶液的蒸氣壓下降又是沸點上升和凝固點下降的根本原因,因此,溶液的沸點上升與凝固點下降必然與溶液的濃度有關。
拉烏爾得出了下列關系:溶液的沸點上升和凝固點下降與溶液的質量摩爾濃度成正比。
(三)滲透壓:
在一定的體積和溫度下,溶液的滲透壓與溶液中所含溶質的分子數(shù)有關,而與溶質和溶劑的本性無關。
從上述稀溶液的通性可以總結出稀溶液定律:難揮發(fā)的、非電解質的、稀溶液的性質(溶液的蒸氣壓下降,沸點上升,凝固點下降和滲透壓)是與一定量溶劑(或一定體積)
的溶液中所溶解的溶質的摩爾數(shù)成正比地變化著,而與溶質的本性無關。
稀溶液定律不適用于濃溶液,這是因為在溶液中溶質的分子數(shù)很多,使溶質分子間的相互影響以及溶質和溶劑分子間的相互影響大大加強了,這些復雜的因素使稀溶液定律就不再適用了,也不適用電解質溶液,這是由于電離或解離或靜電引力引起稀溶液的通性偏高。