《溶液氣液相平衡》課件

溶液氣液相平衡本演示文稿探討了溶液氣液相平衡的基本概念、理論和應(yīng)用，并重點(diǎn)介紹了一些關(guān)鍵參數(shù)和計(jì)算方法。課程目標(biāo)理解溶液氣液相平衡的基本概念掌握溶解度、沸點(diǎn)上升、滲透壓等概念及其計(jì)算方法。熟悉氣液相平衡的定律和理論包括Henry定律、Raoult定律、Dalton定律等。應(yīng)用相平衡圖分析二元、三元體系的相變能夠繪制和分析相圖，并預(yù)測不同條件下的相組成和相平衡。溶解與溶解度溶解是指一種物質(zhì)分散到另一種物質(zhì)中形成均相混合物的過程。溶解度是指在一定溫度下，某物質(zhì)在一定量的溶劑中達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí)溶解的物質(zhì)的量。飽和溶液是指在一定溫度下，溶液中溶質(zhì)的濃度已達(dá)到溶解度的溶液。過飽和溶液是指在一定溫度下，溶液中溶質(zhì)的濃度超過溶解度的溶液。影響溶解度的因素溫度大多數(shù)固體物質(zhì)的溶解度隨溫度升高而增大，但也有例外，例如：氫氧化鈣。壓力氣體的溶解度隨壓力的增大而增大，但液體和固體的溶解度受壓力的影響較小。溶劑的性質(zhì)相似相溶原理：極性溶劑易溶解極性溶質(zhì)，非極性溶劑易溶解非極性溶質(zhì)。沸點(diǎn)上升與摩爾分?jǐn)?shù)概念溶液的沸點(diǎn)總是高于純?nèi)軇┑姆悬c(diǎn)，沸點(diǎn)升高值與溶液的摩爾分?jǐn)?shù)成正比。公式ΔTb=Kb*m變量ΔTb：沸點(diǎn)升高值，Kb：摩爾沸點(diǎn)升高常數(shù)，m：溶液的摩爾濃度。已知溶解度求沸點(diǎn)上升1公式應(yīng)用利用沸點(diǎn)上升公式ΔTb=Kb·m，其中ΔTb為沸點(diǎn)上升，Kb為摩爾沸點(diǎn)上升常數(shù)，m為溶液的質(zhì)量摩爾濃度2溶解度轉(zhuǎn)化將已知溶解度轉(zhuǎn)化為質(zhì)量摩爾濃度m3計(jì)算沸點(diǎn)上升將m代入沸點(diǎn)上升公式，計(jì)算出沸點(diǎn)上升ΔTb已知沸點(diǎn)上升求溶解度公式利用沸點(diǎn)上升公式ΔTb=Kb*m，可以求得溶液的摩爾濃度m。摩爾濃度摩爾濃度m等于溶質(zhì)的摩爾數(shù)除以溶劑的質(zhì)量（單位為千克）。溶解度溶解度是指在一定溫度下，100g溶劑中所能溶解的最大溶質(zhì)質(zhì)量。滲透壓與蒸汽壓降滲透壓溶液通過半透膜進(jìn)入純?nèi)軇┮赃_(dá)到平衡的壓強(qiáng)差蒸汽壓降溶液的蒸汽壓低于純?nèi)軇┑恼羝麎喝苜|(zhì)對溶劑蒸汽壓的影響蒸汽壓降低非揮發(fā)性溶質(zhì)降低溶劑蒸汽壓。分子間作用力溶質(zhì)-溶劑間作用力增強(qiáng)，溶劑分子逃逸到氣相的趨勢減弱。濃度影響溶質(zhì)濃度越高，蒸汽壓降低越明顯。滲透壓的測定方法1滲透壓計(jì)使用滲透壓計(jì)直接測量溶液的滲透壓。2冰點(diǎn)降低法測量溶液的冰點(diǎn)下降值，并根據(jù)公式計(jì)算滲透壓。3蒸汽壓降低法測量溶液的蒸汽壓降低值，并根據(jù)公式計(jì)算滲透壓。滲透壓與分子量1滲透壓溶液中溶質(zhì)濃度對溶劑蒸汽壓的影響2分子量溶質(zhì)的分子量決定了其對溶劑蒸汽壓的影響程度3關(guān)系滲透壓與分子量成正比已知滲透壓求分子量1測量滲透壓使用滲透壓計(jì)或其他適當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)方法測量溶液的滲透壓。2已知溶劑性質(zhì)確定溶劑的溫度、蒸汽壓和摩爾質(zhì)量等性質(zhì)。3計(jì)算分子量利用滲透壓公式和已知參數(shù)計(jì)算溶質(zhì)的摩爾質(zhì)量。相平衡圖相平衡圖是描述多相體系在不同條件下相平衡關(guān)系的圖形。相平衡圖可以幫助我們理解不同條件下體系的相組成和相變化過程。液-液相平衡當(dāng)兩個(gè)互不相溶的液體混合在一起時(shí)，會形成兩個(gè)相，一個(gè)相是富含第一種液體的相，另一個(gè)相是富含第二種液體的相。當(dāng)達(dá)到平衡時(shí)，兩個(gè)相的組成不再發(fā)生變化，并且每個(gè)相的化學(xué)勢相等。氣-液相平衡實(shí)驗(yàn)裝置氣液相平衡的實(shí)驗(yàn)裝置通常包括一個(gè)密閉容器，容器內(nèi)裝有待測的液體和氣體混合物，并配有溫度計(jì)、壓力計(jì)、攪拌器等設(shè)備。相圖氣液相平衡圖通常以溫度為橫坐標(biāo)，壓力為縱坐標(biāo)，表示氣相和液相的平衡狀態(tài)。通過相圖可以了解不同溫度和壓力下的氣液相平衡關(guān)系。溶解度曲線溶解度曲線是指在一定溫度下，溶質(zhì)在溶劑中的溶解度隨溫度變化的曲線圖。溶解度是指在一定溫度下，溶質(zhì)在飽和溶液中所能達(dá)到的最大濃度。溶解度曲線可以幫助我們了解溶質(zhì)在不同溫度下的溶解度變化規(guī)律。例如，我們可以從溶解度曲線上看出，大多數(shù)固體溶質(zhì)在溶劑中的溶解度隨溫度升高而增大，而氣體溶質(zhì)在溶劑中的溶解度隨溫度升高而減小。Henry定律氣體溶解度氣體在液體中的溶解度與氣體分壓成正比。Henry常數(shù)比例系數(shù)稱為Henry常數(shù)，它隨溫度和溶劑性質(zhì)而變化。應(yīng)用Henry定律廣泛應(yīng)用于氣體溶解、氣體分離、氣體吸收等領(lǐng)域。Raoult定律理想溶液該定律適用于理想溶液，其中溶質(zhì)和溶劑之間的相互作用力與溶質(zhì)和溶質(zhì)或溶劑和溶劑之間的相互作用力相同。蒸汽壓降低溶液的蒸汽壓低于純?nèi)軇┑恼羝麎?，降低的程度與溶質(zhì)的摩爾分?jǐn)?shù)成正比。應(yīng)用范圍廣泛應(yīng)用于化學(xué)工程、材料科學(xué)和生物學(xué)等領(lǐng)域，用于計(jì)算溶液的蒸汽壓、沸點(diǎn)和滲透壓。Dalton定律1分壓氣體混合物中，每種氣體對混合氣體總壓的貢獻(xiàn)稱為該氣體的分壓。2總壓混合氣體總壓等于各組分氣體分壓之和。3應(yīng)用Dalton定律用于計(jì)算混合氣體中各組分氣體的分壓，并分析氣體混合物的性質(zhì)。相平衡例題分析1步驟一明確題目條件2步驟二選擇合適公式3步驟三代入數(shù)值計(jì)算4步驟四分析結(jié)果結(jié)論通過例題分析，加深對氣液相平衡理論的理解，并掌握實(shí)際應(yīng)用技巧。二組分系統(tǒng)相圖二組分系統(tǒng)相圖用于表示兩個(gè)組分在不同溫度和壓力下存在的相態(tài)。圖中通常包含液相線、氣相線和共存線，可以幫助我們理解系統(tǒng)的平衡狀態(tài)和相變過程。二組分系統(tǒng)三角圖水-酒精二元相圖圖中橫坐標(biāo)表示酒精的摩爾分?jǐn)?shù)，縱坐標(biāo)表示溫度。水-乙醚二元相圖圖中橫坐標(biāo)表示乙醚的摩爾分?jǐn)?shù)，縱坐標(biāo)表示溫度。三組分系統(tǒng)相圖三組分系統(tǒng)相圖用于表示三個(gè)組分體系的相平衡關(guān)系，它通常采用三維坐標(biāo)系來表示。每個(gè)坐標(biāo)軸對應(yīng)一個(gè)組分的濃度，三個(gè)坐標(biāo)軸相交形成一個(gè)立方體，立方體內(nèi)的每一個(gè)點(diǎn)都代表一個(gè)三組分體系的組成分布。相圖上不同的區(qū)域代表不同的相平衡狀態(tài)，例如，液相區(qū)、氣相區(qū)、固相區(qū)等。相圖可以幫助我們理解三組分體系在不同條件下的相平衡關(guān)系，并預(yù)測體系在特定條件下的相平衡狀態(tài)。三組分系統(tǒng)三角圖三組分系統(tǒng)三角圖是用來表示三組分系統(tǒng)相平衡狀態(tài)的一種圖形。它是一個(gè)等邊三角形，三個(gè)頂點(diǎn)分別代表三種組分，三角形內(nèi)部的任意一點(diǎn)代表一個(gè)三組分的混合物，該點(diǎn)的坐標(biāo)表示該混合物中三種組分的比例。三組分系統(tǒng)三角圖可以幫助我們直觀地了解三組分系統(tǒng)中各個(gè)相的組成和分布，以及相平衡的條件。實(shí)例演示通過具體的實(shí)驗(yàn)案例，展示溶液氣液相平衡的應(yīng)用。例如，可以用實(shí)驗(yàn)來測定特定溫度下溶液的蒸氣壓，并驗(yàn)證Henry定律和Raoult定律的適用性。課程總結(jié)理解溶液氣液相平衡的基本概念和原理。掌握溶解度、沸點(diǎn)升高、滲透壓等相關(guān)概念和計(jì)算方法。能夠