化学

解决方案

固体溶液在液体中的蒸气压

在纯液体中,整个表面都被液体分子所占据。在溶液中,表面既有溶质分子也有溶剂分子。因此,表面被溶剂分子覆盖的部分减少了。结果,从表面逸出的溶剂分子数量减少。因此,蒸汽压降低。

溶剂蒸汽压的降低取决于溶液中存在的非挥发性溶质的数量,而与其性质无关。



理想的解决方案:在整个浓度范围内遵守拉乌尔定律的溶液称为理想溶液。理想溶液有两个重要的性质。

Δ混合H=0, Δ混合V = 0

这意味着当这些组分混合形成溶液时,没有热量被吸收或产生。溶液的体积等于这两种组分的体积之和。

在分子水平上,溶液的理想行为可以通过考虑两个组分A和b来解释,在纯组分中,分子间的吸引相互作用将是A-A和B-B型。在解决方案中,除了这两种相互作用外,还将出现A-B类型的相互作用。如果A-A和B-B之间的分子间引力几乎等于A-B之间的引力,则形成理想溶液。

理想的解决方案:当一种溶液在整个浓度范围内不服从拉乌尔定律时,它被称为非理想溶液。非理想溶液的蒸汽压可以比拉乌尔定律方程所预测的高或低。正偏差表示蒸汽压较高,负偏差表示蒸汽压较低。当A-B相互作用弱于A-A或B-B相互作用时,存在正偏差。当A-B相互作用强于A-A或B-B相互作用时,存在负偏差。

共沸混合物:在液相和气相中成分相同的二元混合物,在恒定温度下沸腾,称为共沸物。共沸物的组分不能用分馏分离。共沸物有两种类型,分别为:

  1. 最小沸沸共沸物:与拉乌尔定律有较大正偏差的溶液在特定成分下形成最小沸腾共沸物。例如:乙醇-水混合物
  2. 最大沸沸共沸物:与拉乌尔定律有较大负偏差的溶液在特定的组成下形成最大沸腾共沸物。例如:硝酸-水混合物。

依数性:溶液的某些性质取决于溶质粒子相对于溶液中粒子总数的数量。这样的性质被称为依数性质。各种依数性质如下:



蒸汽压相对降低:

溶液蒸气压、摩尔分数与溶剂蒸气压的关系为:

' p_1 = x_1p_1 ^ 0 '

现在,降低溶剂的蒸汽压(Δp1)可提供如下:

“Δp_1 = p_1 ^ 0-p_1 = p_1 ^ 0-p_1 ^ 0 x_1 '

' = p_1 ^ 0 (1-x_1 )` .....................( 1)

我们知道x2' = 1-x_1 '

Δ ' p_1=x_2p_1^0 ' ..............(2)

上式可写成:

”(Δp_1) / (p_1 ^ 0) = x_2 '

或者,”(p_1 ^ 0-p_1) / (p_1 ^ 0) = x_2 '

由上式可知,蒸汽压的相对降低等于溶质的摩尔分数。上式也可以写成:

”(p_1 ^ 0-p_1) / (p_1 ^ 0) =(甲烷)/ (n_1 +甲烷)”

对于稀释溶液n2< < n1

因此,忽略n2分母是

”(p_1 ^ 0-p_1) / (p_1 ^ 0) =(甲烷)/ (n_1) '

或者,”(p_1 ^ 0-p_1) / (p_1 ^ 0) = (w_2xx \ 1) / (M_2xx \ w_1)”

在这里,w1和22质量和M是多少1和M2分别是溶剂和溶质的摩尔质量。

例子:纯苯在一定温度下的蒸汽压为0.850 bar。一种不易挥发的非电解质固体,加入39.0 g苯(摩尔质量78 g mol)时重0.5 g-1).那么溶液的蒸汽压是0.845巴。固体物质的摩尔质量是多少?

答:鉴于:“p_1 ^ 0 = 0.850”酒吧,“p = 0.845”酒吧,1 = 78 g摩尔-1, ' w_2=0.5 ' g和' w_1=39 ' g

固体物质的摩尔质量可计算为:

”(p_1 ^ 0-p_1) / (p_1 ^ 0) = (w_2xx \ 1) / (M_2xx \ w_1)”

' =(0.850文本(bar) -0.845文本(bar)) /(0.850文本(bar)) ' ' = (0.5 g \ xx78g \文本(摩尔)^ (1)/ (M_2xx39g) '

或者,“M_2xx0.005 = (0.850 xx0.5xx78) / (39)

或者,' M_2=(0.850xx0.5xx78)/(39xx0.005)=170 ' g mol-1




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