這就是拉烏爾定律用于稀溶液時(shí)的數(shù)學(xué)表達(dá)式。因?yàn)闇囟纫欢〞r(shí)，純水的蒸汽壓P?是一定值，如果溶液中溶劑的量n?不變，此時(shí)ΔP和n成正比。所以，如知道溶液的濃度即可用拉烏爾定律計(jì)算溶液的蒸汽壓下降。
二、溶液的沸點(diǎn)升高和凝固點(diǎn)下降
1.溶液的沸點(diǎn)上升(Δt沸)。在1個(gè)大氣壓下，純水的沸點(diǎn)是100°C，這是因?yàn)?00°C時(shí)水的蒸汽壓為760毫米錄柱，和外界大氣壓相等。當(dāng)溶質(zhì)為難揮發(fā)性的非電解質(zhì)溶液時(shí)，由于其蒸汽壓下降，在100°C時(shí)，溶液的蒸汽壓就低于760毫米錄柱，因而溶液也就不能沸胸。要使此溶液沸騰，只有將其加熱到高手100°C的某一溫度。從圖6-7可以看出，只有使溶液的溫度上升至b'時(shí)，溶液的蒸汽壓才達(dá)到760毫米汞柱，其相應(yīng)的沸點(diǎn)t沸比純水的沸點(diǎn)(100°C)高Δt沸
2.溶液的凝圓點(diǎn)下降(Δt凝)。在1個(gè)大氣壓下，水的凝固點(diǎn)是0°C。因?yàn)?°C時(shí)水和冰能平衡共存，此時(shí)水的蒸汽壓和冰的 蒸汽壓相等( 4.6毫米汞柱)。如果是非揮發(fā)性的非電解質(zhì)溶液，在0°C時(shí)就不會(huì)結(jié)冰。這是由于溶液的蒸汽壓下降，0°C時(shí)溶液的燕汽壓必小于4.6毫米汞柱，冰和水就不能共存。由于冰和溶液的蒸汽壓都隨溫度降低而減小，但減小的速率不同，冰的蒸汽壓減小的速率比溶液的快得多，因此當(dāng)溫度下降到一-定值，冰的蒸汽壓和溶液的蒸汽壓相等時(shí)，冰和溶液又能共存，這時(shí)的溫度就是溶液的凝固點(diǎn)。所以，溶液的凝固點(diǎn)比純水的低。圖6-7中ab表示冰的蒸汽壓曲線。從圖中可以看出ab線較bb'線陡，這說明冰的蒸汽壓隨溫度降低而減小的速率比溶液的快。在b點(diǎn)，冰和溶液的蒸汽壓相等，其相應(yīng)的溫度就是溶液的凝固點(diǎn)。它比純水 的凝固點(diǎn)a (0°C)低Δt凝。
3. Δt沸和Δt凝的計(jì)算。溶液的沸點(diǎn)上升和凝固點(diǎn)下降的程度，取決于溶液的濃度。這是因?yàn)槿芤旱恼羝麎合陆狄鹆朔悬c(diǎn)上升和凝固點(diǎn)下降，而蒸汽壓下降又是和溶液的濃度成正比的。根據(jù)拉烏爾的實(shí)驗(yàn)，確立了如下關(guān)系:
難揮發(fā)的非電解質(zhì)稀溶液的沸點(diǎn)上升值(Δt沸)和凝固點(diǎn)下降值(Δt凝)與溶液的重量克分子濃度(m)成正比，而與溶質(zhì)的本質(zhì)無關(guān)。
Δt沸=K沸m
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在生產(chǎn)中，常利用某些溶液凝固點(diǎn)下降這一性質(zhì)，例如冬天在汽車散熱水箱中加入乙二醇以防止結(jié)冰。
三、溶液的滲透壓
滲透現(xiàn)象在自然界中廣泛存在，如人在淡水中游泳時(shí)睜開限睛時(shí)間長(zhǎng)了，便有脹痛的感覺。這就是由于水滲入眼球，使眼球細(xì)胞膨脹了的緣故。植物之所以能夠吸收土壤中的水分和養(yǎng)料，雖然原因很多，但主要是靠滲透作用。在這里我們著重介紹滲透原理及其在水處理方面的應(yīng)用。
1.滲透現(xiàn)象。為了說明滲透現(xiàn)象，需先了解擴(kuò)散現(xiàn)象。在日常生活中可看到一杯水中滴入幾滴墨水，墨水會(huì)逐漸向四周散開，經(jīng)過一段時(shí)間后，基水就會(huì)均勻地分布到整個(gè)溶液里，這種現(xiàn)象稱為擴(kuò)散。顯然擴(kuò)散是由于溶質(zhì)和溶劑都在運(yùn)動(dòng)所致。
什么是滲透呢?可以通過一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)來說明，裝置如圖6-9。在大燒杯內(nèi)放一個(gè)倒置的長(zhǎng)頸漏斗，漏斗口用半透膜扎緊。在燒杯里裝入純水，而在長(zhǎng)頸漏斗中裝入蔗糖水，并使燒杯里與管子里的液面相平。經(jīng)過一段時(shí)間后，便可看到管子里的糖水液面慢慢上升，這就說明水透過半透膜進(jìn)入溶液，使溶液的液面上升。這種只有水單方面透過半透膜的現(xiàn)象叫滲透。
為什么會(huì)發(fā)生滲透現(xiàn)象呢?這是由于在與半透膜內(nèi)外表面接觸的液體中，單位體積內(nèi)水分子數(shù)不同而引起的。顯然在上述實(shí)驗(yàn)中，由于蔗糖分子占有了一部分體積，其中水分子數(shù)相對(duì)地比純水的少。因?yàn)樗肿幽茏杂傻赝高^半透膜，而蔗糖分子不能透過，所以在單位時(shí)間內(nèi)，膜兩側(cè)透過的水分子數(shù)不相等，從純水一側(cè)透過的水分子數(shù)多于蔗糖水一側(cè)的，結(jié)果使蔗糖溶液液面逐漸上升，純水液面逐漸下降，產(chǎn)生了滲透現(xiàn)象。
若將較稀的蔗糖溶液代替純水，水同樣會(huì)從稀溶液一側(cè)通過 半透膜向濃度較高的一側(cè)滲透。 總之，只要半透膜兩側(cè)的溶液存在著濃度差，就會(huì)產(chǎn)生滲透現(xiàn)象。
2.滲透壓。在上述實(shí)驗(yàn)中，隨著滲透的進(jìn)行，漏斗頸中液面不斷上升，產(chǎn)生的靜水壓越來越大，迫使蔗糖水中的水分子向純水中滲透速率加快，并使純水中的水分子滲透速率減慢，當(dāng)液柱高度達(dá)到一定值時(shí)，半透膜兩側(cè)水分子滲透的速度相等，達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡。此時(shí)，從表面上看，蔗糖溶液的液柱不再升高，滲透作用已不再進(jìn)行。這個(gè)阻止?jié)B透作用繼續(xù)進(jìn)行的壓力，叫做該溶液的滲透壓。漏斗頸中的液面與燒杯中純水液面之間的距離“h”，即可作為滲透壓的量度，一般“h”以厘米水柱(實(shí)際上是溶液柱)表示。也可以在蔗糖溶液面上加一壓力，阻止?jié)B透進(jìn)行，使蔗糖溶液面與純水液面保持相平，此壓力即溶液的滲透壓。溶液的濃度愈大，其滲透壓也愈大。
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.jpg "水、冰、溶液的蒸汽壓曲線")
.jpg "溶液蒸汽壓下降示意")
.jpg "公式")
.jpg "滲透壓示意")
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