溶液的相關(guān)性質(zhì)
之前有過一篇關(guān)於溶解的文章,現(xiàn)在這篇是針對溶液的性質(zhì)。
本篇主要參考自普化及高中化學(xué)。
我個人認為溶液在高中是個很雜的單元,恰好最近剛學(xué)完,裡面有一些陰間考點。
溶液的組成(solution composition)
主要由溶液與溶質(zhì)的相態(tài)分成 6 種,分別是 :
應(yīng)該大部分的溶液類型大家都知道(就前五個啦),這種形式確實不太直觀且日常不常看到。
溶液的形成 - 也就是溶解已經(jīng)在之前的一篇提過,就不再提了。
理想溶液(ideal solute)
在下面的主題前,先介紹理想溶液。
理想溶液指的是粒子在混合(即互溶) 前後的分子間作用力不變,但絕對不是 0。
理想溶液會有以下現(xiàn)象 :
1.混合前後體積不變。
2.混合過程沒有焓變,即溫度不變。
3.符合拉午耳定律。
4.通常分子極性越相近,混合越容易形成理想溶液。
蒸氣壓(vapor pressure)
只要是液體,就會有蒸汽壓,蒸氣壓可以視為液體與氣體的動態(tài)平衡,現(xiàn)在就來探討溶液的蒸氣壓。
溶液的蒸氣壓可以由拉午耳定律(Raoult's law) 來計算。
想不到拉午耳的原文這麼特別吧,他是法國人。
拉午耳定律(Raoult's law)
內(nèi)容為 : 一溶液的蒸氣壓,由溶液內(nèi)物質(zhì)粒子的蒸氣壓依莫耳分率加權(quán)平均。
說真的,中文有夠難念的,寫成數(shù)學(xué)式後 :
以 35g NaCl 溶於 175g 水為例 : (就先當(dāng)作有效兩位吧,25度)
就是這樣 !
接下來是理想溶液與真實溶液針對拉午耳定律的比較。
真實溶液相較於理想溶液,就差在分子間作用力的改變,其中蒸氣壓較理論大者為正偏差,反之則為負偏差,以下將相關(guān)性質(zhì)做成表格 :
我在這裡建議以分子間作用力為起始做思考,作用力變大意即分子間吸的比較緊,體積變小,分子也比較不容易離開液面,蒸氣壓變小。
體積變小,熵變小,放熱(可以參考熱力學(xué))。
溶液的熔沸點變化( b.p. elevation and f.p. depression )
相信大家對這個部分的公式有一定的了解了,溶液的熔沸點會受到溶質(zhì)粒子數(shù)影響,
有依數(shù)性(colligative properties),而這邊的公式是實際熔沸點的近似解。
雖然這裡看似只需要背背公式,但還是有一些小事需要注意,以下為注意事項 :
(1) 沸點看的是蒸氣壓
沸點的定義是蒸氣壓 == 外壓,當(dāng)加入的溶質(zhì)是非揮發(fā)性物質(zhì)(NaCl、KCl...)時,蒸氣壓只取決於水的莫耳分率,這時才可以帶沸點公式;如果溶質(zhì)是揮發(fā)性物質(zhì)(alc...),這時的蒸氣壓會介於兩種液體之間,沸點不一定變高變低。
(2) 凝固是水在凝固
上一點提到沸點會取決於溶劑,但凝固點不會,凝固點只跟粒子數(shù)有關(guān)。
依數(shù)性質(zhì)(colligative preperties)
這邊回到依數(shù)性質(zhì)一下,溶液的性質(zhì)如果只跟粒子數(shù)有關(guān),就稱為依數(shù)性質(zhì)。
例如 : 熔沸點變化、滲透壓、蒸氣壓變化。
這裡要注意,上面三個詞,有兩個是變化。
滲透壓(Osmotic pressure)
在此之前,是不是不知道滲透壓的英文 ? 我也不知道。
這邊先給出滲透壓的定義 :
一個用半透膜隔開的溶液與純?nèi)軇內(nèi)軇U散到溶液,但隨著溶液液面的升高,純?nèi)軇U散不進去,此時這個平衡狀態(tài)的液面壓差稱為滲透壓。
這裡我有嘗試畫圖,但實在太醜了,需要的話上網(wǎng)查一下。
公式 :
i : 凡特赫夫因子
CM : 體積莫耳濃度
R : 波茲曼常數(shù)*1莫耳
T : 絕對溫度
凡特赫夫因子(van't Hoff factor : i)
當(dāng)溶質(zhì)是可以解離的電解質(zhì),或是會偶和的物質(zhì),凡特赫夫因子就不會為零。
會解離的 i 會大於 1,會偶合的 i 會小於 1,詳細計算就算了吧。
等張、高張、低張溶液(normal,swollen,shriveled solution)
不知道有沒有人跟我一樣生物有點菜,常常搞不懂這些是什麼。
"張" 可以簡單理解為滲透壓,字面意思,直接把"張"讀成滲透壓就可以了。
至於後續(xù)衍生的問題,不是很重要,這裡就不提了。
本篇就到這裡,如果有錯誤或嚴重缺失請留言靠訴我。
又到了抒發(fā)心情的時候了,
最近該說瓶頸嗎 ? 應(yīng)該不是,畢竟我寫的內(nèi)容跟抄襲差不多,還是歸咎到我懶,快一個月才寫一篇。
最近又涼爽的冬天回到了濕熱夏天(還是說春天?),最近看過不少輕小說後,我發(fā)現(xiàn)夏天的作品我非常喜歡,但夏天實在太溼了,好令人討厭。
=