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1、溶液的蒸气压溶液的蒸气压第1页，共29页，编辑于2022年，星期日2 2課程大綱課程大綱溶液的蒸氣壓溶液的蒸氣壓理想溶液理想溶液第2页，共29页，编辑于2022年，星期日3 3溶液的蒸氣壓溶液的蒸氣壓(一一)純溶劑在純溶劑在開口的容器開口的容器中中，液體分子會不液體分子會不斷的以混亂的方式做分子運動，有些斷的以混亂的方式做分子運動，有些分子具有較高的動能，有些分子的動分子具有較高的動能，有些分子的動能較低能較低。在液面上，當分子動能大於在液面上，當分子動能大於與鄰近分子間的引力時，分子就會離與鄰近分子間的引力時，分子就會離開液面而擴散到氣相中，稱為開液面而擴散到氣相中，稱為蒸發蒸發。第3页，共
2、29页，编辑于2022年，星期日4 4溶液的蒸氣壓溶液的蒸氣壓(二二)在在密閉容器密閉容器中的液體，起初的中的液體，起初的蒸發速率蒸發速率很快很快，蒸發到氣相的分子愈來愈多，蒸發到氣相的分子愈來愈多，有些分子會再凝結變成液態，最後達有些分子會再凝結變成液態，最後達到到 蒸發速率蒸發速率=凝結速率凝結速率 時，液體表面的時，液體表面的蒸氣濃度就不再改變，此時蒸氣的壓力稱蒸氣濃度就不再改變，此時蒸氣的壓力稱為該液體在該溫度之為該液體在該溫度之蒸氣壓蒸氣壓。加圖在視加圖在視訊訊第4页，共29页，编辑于2022年，星期日5 5溶液的蒸氣壓溶液的蒸氣壓(三三)在溶液中，因此其自由表面一部分被溶質佔據，所
3、在溶液中，因此其自由表面一部分被溶質佔據，所以溶劑分子從表面逃逸的速率減小，結果以溶劑分子從表面逃逸的速率減小，結果蒸氣壓蒸氣壓會降低，且濃度越濃，溶劑的自由表面越小，會降低，且濃度越濃，溶劑的自由表面越小，蒸氣壓也降越低。蒸氣壓也降越低。結論結論:溶液中溶劑的蒸氣壓溶液中溶劑的蒸氣壓 純溶劑的蒸氣壓純溶劑的蒸氣壓第5页，共29页，编辑于2022年，星期日6 6例例 題題1000g水溶解水溶解15g尿素的溶液，與尿素的溶液，與500g水溶解水溶解57g蔗糖的溶液，將蔗糖的溶液，將此二溶液置於密閉容器中，使其此二溶液置於密閉容器中，使其達成平衡，有幾克的水從尿素溶達成平衡，有幾克的水從尿素溶液移
4、到蔗糖溶液中？（已知尿素液移到蔗糖溶液中？（已知尿素分子量為分子量為60g/mol，蔗糖分子量，蔗糖分子量為為342g/mol）第6页，共29页，编辑于2022年，星期日7 7例例 題題 解解假設有假設有x克的水從尿素溶液移到蔗糖克的水從尿素溶液移到蔗糖溶液中溶液中提示：若兩杯溶液蒸氣壓不等，則水會從濃度小的地方移到提示：若兩杯溶液蒸氣壓不等，則水會從濃度小的地方移到濃度大的地方，直到兩杯溶液重量莫耳濃度相等濃度大的地方，直到兩杯溶液重量莫耳濃度相等第7页，共29页，编辑于2022年，星期日8 8影響蒸氣壓大小的因素影響蒸氣壓大小的因素溫度：溫度愈高，蒸氣壓愈大。溫度：溫度愈高，蒸氣壓愈大。液
5、體的本性：沸點高的液體其分液體的本性：沸點高的液體其分子間作用力大，蒸發不容易，故子間作用力大，蒸發不容易，故同溫下的飽和蒸氣壓較低。同溫下的飽和蒸氣壓較低。第8页，共29页，编辑于2022年，星期日9 9拉午耳定律拉午耳定律(一一)1887年法國人年法國人拉午耳拉午耳(Raoult)經由實驗發經由實驗發現：現：稱為稱為拉午耳定律拉午耳定律。含有不揮發性非電解質溶質之稀薄溶液，含有不揮發性非電解質溶質之稀薄溶液，其溶液的蒸氣壓與其溶液的蒸氣壓與 溶劑的莫耳分率成正比溶劑的莫耳分率成正比第9页，共29页，编辑于2022年，星期日1010拉午耳定律拉午耳定律(二二)：溶液的蒸氣壓溶液的蒸氣壓 ：純
6、溶劑的蒸汽壓：純溶劑的蒸汽壓 ：溶液中溶劑的莫耳分率：溶液中溶劑的莫耳分率第10页，共29页，编辑于2022年，星期日1111拉午耳定律拉午耳定律(三三)若溶質、溶劑均為易揮發若溶質、溶劑均為易揮發則則而而第11页，共29页，编辑于2022年，星期日1212例例 題題已知某溫度下，甲醇的飽和蒸氣已知某溫度下，甲醇的飽和蒸氣壓為壓為44mmHg，水的飽和蒸氣壓，水的飽和蒸氣壓為為18mmHg，則，則46%的甲醇作為的甲醇作為理想溶液，在此溫度下溶液的飽理想溶液，在此溫度下溶液的飽和蒸氣壓為何？和蒸氣壓為何？第12页，共29页，编辑于2022年，星期日1313例例 題題 解解揮發性溶質的蒸氣壓為揮
7、發性溶質的蒸氣壓為第13页，共29页，编辑于2022年，星期日1414拉午耳定律拉午耳定律(四四)若溶液只含一種溶質，則溶液蒸氣壓下降量若溶液只含一種溶質，則溶液蒸氣壓下降量 P與溶質與溶質的莫耳分率的莫耳分率xB成正比。成正比。溶質為非揮發性時溶質為非揮發性時結論：溶質的存在降低了溶劑的飽和蒸氣壓，而結論：溶質的存在降低了溶劑的飽和蒸氣壓，而蒸氣壓下降量由溶質的濃度決定，與溶質的本性蒸氣壓下降量由溶質的濃度決定，與溶質的本性無關。無關。第14页，共29页，编辑于2022年，星期日1515拉午耳定律的應用拉午耳定律的應用可藉由已知條件可藉由已知條件，求溶質的分子量求溶質的分子量(MB)第15页
8、，共29页，编辑于2022年，星期日1616例題例題一非揮發性溶質一非揮發性溶質2.0克及水克及水90.1克克所形成的溶液，在所形成的溶液，在60時的蒸氣時的蒸氣壓為壓為147.4mmHg，在，在60時純水時純水蒸氣壓為蒸氣壓為148.9mmHg，則溶質的，則溶質的分子量為何？分子量為何？第16页，共29页，编辑于2022年，星期日1717例例 題題 解解第17页，共29页，编辑于2022年，星期日1818拉午耳定律的應用拉午耳定律的應用若溶質為電解質，則解離度若溶質為電解質，則解離度 為為劉雅文加視訊用解離度的圖檔做動畫劉雅文加視訊用解離度的圖檔做動畫第18页，共29页，编辑于2022年，星
9、期日1919拉午耳定律的應用拉午耳定律的應用若溶質為強電解質，則解離度若溶質為強電解質，則解離度=1則總則總mol=n1(a+b)劉雅文加視訊用解離度的圖檔做動畫劉雅文加視訊用解離度的圖檔做動畫第19页，共29页，编辑于2022年，星期日2020理想溶液的定義理想溶液的定義溶液在任何濃度都符合拉午耳定溶液在任何濃度都符合拉午耳定律者稱之。律者稱之。加拉午耳圖加拉午耳圖第20页，共29页，编辑于2022年，星期日2121理想溶液的構成條件理想溶液的構成條件溶液形成時不吸熱也不放熱。溶液形成時不吸熱也不放熱。v此乃因粒子間引力不變，所以距此乃因粒子間引力不變，所以距離不變，未能也不會改變。離不變，
10、未能也不會改變。混合前後，體積有加成性。混合前後，體積有加成性。溶質與溶劑分子間的吸引力等於溶質與溶劑分子間的吸引力等於溶質及溶劑單獨存在時的吸引力。溶質及溶劑單獨存在時的吸引力。第21页，共29页，编辑于2022年，星期日2222非理想溶液非理想溶液定義：不符合拉午耳定律。定義：不符合拉午耳定律。種類：種類：v對拉午耳呈現正偏差對拉午耳呈現正偏差v對拉午耳呈現負偏差對拉午耳呈現負偏差第22页，共29页，编辑于2022年，星期日2323對拉午耳呈現正偏差對拉午耳呈現正偏差-1A及及B的分壓與總壓均高於拉午的分壓與總壓均高於拉午耳定律所預測的。耳定律所預測的。當當A、B不同分子間的吸引力低不同分
11、子間的吸引力低於相同分子於相同分子A和和A或或B和和B的吸引的吸引力時，即發生正偏差。力時，即發生正偏差。第23页，共29页，编辑于2022年，星期日2424對拉午耳呈現正偏差對拉午耳呈現正偏差-2A及及B由溶液相往氣相中跑的情形比由溶液相往氣相中跑的情形比理想溶液時嚴重，又由於理想溶液時嚴重，又由於A-B有和有和A-A及及B-B分子遠離的傾向，故混合時分子遠離的傾向，故混合時體積會膨脹。體積會膨脹。打破引力為吸熱打破引力為吸熱 引力形成為放熱引力形成為放熱 故為故為吸熱吸熱第24页，共29页，编辑于2022年，星期日2525對拉午耳呈現負偏差對拉午耳呈現負偏差-1A及及B的分壓都比總壓低的分
12、壓都比總壓低當當A-B分子比相同的分子比相同的A-A或或B-B分子分子間吸引力強時發生此狀況。間吸引力強時發生此狀況。第25页，共29页，编辑于2022年，星期日2626對拉午耳呈現負偏差對拉午耳呈現負偏差-2因因A-B間引力強而與在理想溶液時比較，間引力強而與在理想溶液時比較，使使A和和B逸出氣相更難。故混合時體積逸出氣相更難。故混合時體積會壓縮，此乃會壓縮，此乃A-B間存在強大吸引力。間存在強大吸引力。打破引力為吸熱打破引力為吸熱 引力形成為放熱引力形成為放熱 故為放熱故為放熱第26页，共29页，编辑于2022年，星期日2727各種型式的溶液性質各種型式的溶液性質理想溶液 正偏差 負偏差作
13、 用 力 A-B引力A-A引力或B-B引力A-B引力A-A引力或B-B引力A-B引力A-A引力或B-B引力總壓H零吸熱放熱V 零膨脹縮小T零負正例子苯-甲苯丙酮-二硫化碳丙酮-氯仿第27页，共29页，编辑于2022年，星期日2828例例 題題在在55時，乙醇及甲基環己烷的時，乙醇及甲基環己烷的蒸氣壓分別為蒸氣壓分別為168、280mmHg，此混合溶液中乙醇的莫耳分率為此混合溶液中乙醇的莫耳分率為0.68時，蒸氣壓為時，蒸氣壓為376mmHg，則，則此溶液對拉午耳定律呈現何種偏此溶液對拉午耳定律呈現何種偏差？差？第28页，共29页，编辑于2022年，星期日2929例例 題題 解解若為理想溶液時若為理想溶液時因因376mmHg203.84mmHg 呈現正偏差呈現正偏差第29页，共29页，编辑于2022年，星期日