拉乌尔、亨利定律(模板不错).ppt

* §3.4 拉乌尔定律和亨利定律 Raoults law, Henry 本章讨论的溶液是指非电解质溶液。讨论的性质为它们的蒸气压。 组成表示法: 混合物的组成用物质的量分数 x 来表示，溶液的组成用溶质B的质量摩尔浓度 bB ，或溶质B的物质的量浓度 cB来表示。 A-溶剂; B-溶质; n-物质的量mol; m-质量kg; M-摩尔质量kg . mol–1 ; ρ-密度kg . m–3 物质的量分数 质量摩尔浓度mol.kg-1 浓度（物质的量浓度）mol.m-3 质量分数 不同组成表示法之间的关系 : (二组分系统) 溶液极稀时： 溶液极稀时： 溶液极稀时： 溶液极稀时： 溶液极稀时： 溶液极稀时： 所谓稀溶液是指xA接近1的溶液， 为纯溶剂饱和蒸气压。 稀溶液中溶剂 A 的蒸气压 pA ，等于同一温度下纯溶 剂的饱和蒸气压p*A与溶液中溶剂A的物质的量分数xA,的乘积： 1. 拉乌尔定律 当溶液仅由溶剂 A 与溶质 B 组成时： 在一定温度下，稀溶液中挥发性溶质 B 在气相中平衡分压pB与其在溶液中物质的量分数 xB（或质量摩尔浓度、物质的量浓度)成正比。比例系数称为亨利系数。 2.亨利定律： 讨论：三个亨利系数的数值是否相同？单位呢？均不同。分别是？ kx,B单位是Pa，kb,B单位是Pa·mol-1 ·kg， kc,B单位是Pa·mol-1 ·m3 当涉及到气体在某一溶剂中的溶解度时，还经常用单位体积中溶解的标准状态下的气体的体积表示浓度。 应用亨利定律时，溶质在溶液中的分子形态必须与气相中相同，例如HCl，在气相中为HCl分子，在苯中也为HCl分子，所以对HCl的苯溶液，可应用亨利定律。 但HCl在水中电离，所以对HCl的水溶液，不可应用亨利定律。 若有几种气体同时溶解于同一个溶剂中形成稀溶液时，每种气体的平衡分压与其溶解度的关系分别适用亨利定律。 *3. 拉乌尔定律和亨利定律的微观解释 选学 4. 拉乌尔定律与亨利定律的对比 有差别，有联系 首先，公式形式相似，都说明某一种组分在蒸气中的平衡分压与该组分在稀溶液中的浓度成线形关系，但所讨论的对象不同：一个是溶液中的溶剂，一个是溶液的溶质。其比例常数不同：一个是纯溶剂的蒸气压，有物理意义，一个是亨利常数，无明确物理意义。 再者，对于实际溶液中的同一挥发性组分，当溶液较稀（x→0）时遵守亨利定律，当溶液较浓（x→1）时，遵守拉乌尔定律，在蒸汽压-组成图（p-x图）两端都可表现出线性关系。 下面讨论这个问题： xB A B p A、B两种液体在一定温度下混合成溶液。以纵座标表示蒸汽压p ，横座标表示B的物质的量分数 xB 。所得图形称为蒸汽压-组成图（p-x图）。 xB kx,B A B xB很小时 xB很大时 p 先看pB与xB的关系： 图中红色实曲线表示 pB与xB的关系。实线下方的虚线表示按拉乌尔定律求得的 pB与xB的关系。实线上方的虚线表示按亨利定律求得pB与xB的关系。 在xB很小(接近0)时，为B在A中的稀溶液，A为溶剂，B为溶质， pB与xB的关系符合亨利定律。 在xB很大(接近1)时，为A在B中的稀溶液， A为溶质，B为溶剂，pB与xB的关系符合拉乌尔定律。 xB A B xA很大时 xA很小时 p kx,A 再看pA与xA的关系： 图中兰色实曲线表示 pA与xA的关系。实线下方的虚线表示按拉乌尔定律求得的 pA与xA的关系。实线上方的虚线表示按亨利定律求得pA与xA的关系。 在xA很小(接近0)时，为A在B中的稀溶液，B为溶剂，A为溶质， pA与xA的关系符合亨利定律。 在xA很大(接近1)时，为B在A中的稀溶液， B为溶质，A为溶剂，pA与xA的关系符合拉乌尔定律。 xB kx,A kx,B A B xA很大xB很小时 xA很小xB很大时 p 在一种组分的浓度很小(接近0)时，另一种组分的浓度则很大(接近1) ，此时为一种组分在另一种组分中的稀溶液，一种组分为溶质， p与x的关系符合亨利定律。另一种组分为溶剂， p与x的关系符合拉乌尔定律。 两者放在一张图上看： 因而这两个定律分别描述同一个气—液平衡系统中p-x曲线两端的稀溶液的极限情况，溶质服从亨利定律，溶剂服从拉乌尔定律。 例 3.4.1 在 97.11°C时,纯水（H2O）的饱和蒸气压为91.3 kPa。在此温度下，乙醇（C2H5OH