工程化學基礎(chǔ)第三章

工程化學基礎(chǔ)第三章課件第1頁，課件共10頁，創(chuàng)作于2023年2月§3.1溶液的通性溶液是環(huán)境、生活、化學研究、化工生產(chǎn)中重要的介質(zhì)。溶液的類型：固體溶液(固溶體合金、玻璃)

液體溶液(l-g,l-l,l-s分散)

氣體溶液(分壓定律)物質(zhì)的分散狀態(tài)與溶液（1nm=10-9m）分散狀態(tài)粒徑/nm例如特征相系粗>100泥水、牛奶不透明、不穩(wěn)定不穿過濾紙多膠體1-100溶膠、水玻璃(納米材料)微渾濁半透明或不渾濁透明,有Tyndal現(xiàn)象多溶液0.10~1硫酸、鹽水不沉降、穩(wěn)定,穿過濾紙單第2頁，課件共10頁，創(chuàng)作于2023年2月溶液含溶質(zhì)的量(濃度)表示方法：溶質(zhì)B的量濃度——M溶質(zhì)B的質(zhì)量摩爾濃度——m溶質(zhì)B的摩爾分數(shù)/量分數(shù)——x溶質(zhì)B的量濃度——M第3頁，課件共10頁，創(chuàng)作于2023年2月3.1.3

非電解質(zhì)溶液的通性

根據(jù)實驗結(jié)果得知：由難揮發(fā)的非電解質(zhì)所形成的稀溶液的性質(zhì)（溶液的飽和蒸氣壓下降、沸點升高、凝固點下降和有滲透壓）與一定量溶劑中所溶解溶液的數(shù)量（物質(zhì)的量）成正比，而與溶質(zhì)的本性無關(guān)，故稱為依數(shù)性，又稱為稀溶液定律或依數(shù)性定律。1.溶液的蒸氣壓下降液體水揮發(fā)在密閉容器中,在純?nèi)軇┑膯挝槐砻嫔?，單位時間里，有N0

個分子蒸發(fā)到上方空間中。隨著上方空間里溶劑分子個數(shù)的增加，密度的增加，分子凝聚，回到液相的機會增加.當密度達到一定數(shù)值時，凝聚的分子的個數(shù)也達到N0

個。這時上方空間的蒸氣密度不再改變，保持恒定。此時，蒸氣的壓強也不再改變，稱為該溫度下的飽和蒸汽壓，用P0

表示。

（1)純?nèi)軇┑娘柡驼魵鈮?P0)第4頁，課件共10頁，創(chuàng)作于2023年2月達到平衡.當蒸氣壓小于P0

時，平衡右移，繼續(xù)氣化；若蒸氣壓大于P0

時,平衡左移，氣體液化。譬如，改變上方的空間體積，即可使平衡發(fā)生移動。（2)溶液的蒸氣壓溶液p<p*當溶液中溶有難揮發(fā)的溶質(zhì)時,則有部分溶液表面被這種溶質(zhì)分子所占據(jù),于是,在溶液中,單位表面在單位時間內(nèi)蒸發(fā)的溶劑分子的數(shù)目N

要小于N0

。凝聚分子的個數(shù)當然與蒸氣密度有關(guān).當凝聚的分子數(shù)目達到N,實現(xiàn)平衡時,蒸氣壓已不會改變.這時,平衡狀態(tài)下的飽和蒸氣壓為:P<P0,對溶液來講,蒸氣壓大于P而液化；蒸氣壓小于P而氣化。純水p*溶液溫度T冰蒸氣壓下降p遵守拉烏爾定律:即

溶液的p與溶質(zhì)的量分數(shù)x成正比第5頁，課件共10頁，創(chuàng)作于2023年2月2.溶液的沸點上升和凝固點下降沸點:

液體的飽和蒸氣壓達到給定外界壓力時的溫度Tb凝固點:

s、l、g三相共存的溫度Tf比冰的飽和蒸氣壓(O)p*/kPa101.325TOTfTbTb’Tf’BDCA溶液的蒸氣壓下降，引起：溶液的沸點上升和凝固點下降在原沸點Tb時，p在A點<101325Pa，只有升溫至Tb’時，蒸氣壓p才達到外壓

冒泡/沸騰首先，析出的總是能量低的純冰,如冰棍

對應(yīng)OD線不變。但在原Tf時,溶液的蒸氣壓在C點，低,不能三相共存只有在CD與OD相交的Tf’才能共存.第6頁，課件共10頁，創(chuàng)作于2023年2月沸點升高公式凝固點下降公式kf

為凝固點降低常數(shù)，H2O的kf=1.86kb

為沸點升高常數(shù),不同的溶劑,kb

值不同.最常見的溶劑是H2O,其kb=0.512由熱力學還可得到：第7頁，課件共10頁，創(chuàng)作于2023年2月例：已知20℃時,C6H6的飽和蒸氣壓為9999Pa,向90g該溶劑中加入1.0g某種不揮發(fā)的有機溶質(zhì)并溶解后,測得溶液的蒸氣壓為9479Pa,計算溶質(zhì)的相對分子質(zhì)量解：由Raoult定律代入已知數(shù)據(jù)得：3.滲透壓滲透現(xiàn)象在U形管中，用半透膜將等體積的H2O和糖水分開，放置一段時間，會發(fā)生什么現(xiàn)象?一段時間后，糖水的液面升高；而H2O的液面降低。這種溶劑透過半透膜，進入溶液的現(xiàn)象。產(chǎn)生的原因:

在兩側(cè)靜水壓相同的前提下，由于半透膜兩側(cè)透過的H2O分子的數(shù)目不等，在單位時間里，進入糖水的H2O分子多些。第8頁，課件共10頁，創(chuàng)作于2023年2月滲透壓公式滲透壓滲透現(xiàn)象發(fā)生以后

1.H2O柱的高度降低，靜壓減小，使右行的H2O分子數(shù)目減少；

2.糖水柱升高,使左行的H2O分子數(shù)目增加；

3.糖水變稀，膜右側(cè)的H2O分子的分數(shù)增加，亦使左行的H2O分子數(shù)目增加.當過程進行到一定程度時,右行和左行的H2O分子數(shù)目相等，這時達到平衡，即H2O柱不再下降；同時，糖水柱不再升高。液面高度差造成的靜壓，稱為溶液的滲透壓，用∏表示，單位為Pa。具有滲透是溶液的依數(shù)性質(zhì)，它產(chǎn)生的根本原因也是相變界面上可發(fā)生變化的分子個數(shù)不同引起的。經(jīng)過長期研究，人們發(fā)現(xiàn)：

1.溫度相同時，和溶液的體積摩爾濃度成正比；

2.濃度相同時，和溫度T成正比。測得比例系數(shù)和氣體常數(shù)

R相同，則公式寫成:

∏V=nRT第9頁，課件共10頁，創(chuàng)作于2023年2月應(yīng)用舉例致冷劑冰鹽混合物可用來使實驗室局部致冷,將NaCl和冰混合，可做成制冷劑，獲得零下低溫混合物從外界吸熱，冰部分融化吸熱水，冰水共存，應(yīng)為零度，水將NaCl溶解，形成溶液，冰點低于零度，故冰將繼續(xù)融化吸熱變成水。理論上可達到低共熔點的溫度-22C°；用CaCl2

和冰的混合物,可以獲得-55C°的低溫；用Ca