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文檔簡介

1、精選優質文檔-傾情為你奉上道爾頓分壓定律(也稱道爾頓定律)描述的是的特性。這一經驗定律是在由所觀察得到的。在任何容器內的氣體混合物中,如果各組分之間不發生化學反應,則每一種氣體都均勻地分布在整個容器內,它所產生的壓強和它單獨占有整個容器時所產生的壓強相同1。也就是說,一定量的氣體在一定容積的容器中的壓強僅與溫度有關。例如,零攝氏度時,1mol 氧氣在 22.4L 體積內的壓強是 101.3kPa 。如果向容器內加入 1mol 氮氣并保持容器體積不變,則氧氣的壓強還是 101.3kPa,但容器內的總壓強增大一倍。可見, 1mol 氮氣在這種狀態下產生的壓強也是 101.3kPa 。 2(Dalt

2、on)總結了這些實驗事實,得出下列結論:某一氣體在氣體混合物中產生的分壓等于在相同溫度下它單獨占有整個容器時所產生的壓力;而氣體混合物的總壓強等于其中各氣體分壓之和,這就是氣體分壓定律(law of partial pressure)。 需要注意的是,實際氣體并不嚴格遵從道爾頓分壓定律,在高壓情況下尤其如此。當壓力很高時,所占的體積和分子之間的空隙具有可比性;同時,更短的分子間距離使得分子間作用力增強,從而會改變各組分的分壓力。這兩點在道爾頓定律中并沒有體現。§3.3 拉烏爾定律和亨利定律-溶液的蒸氣壓力 我們知道,液體可以蒸發成氣體,氣體也可以凝結為液體。在一定的溫度下,二者可以達

3、成平衡,即液體的蒸發速度等于蒸氣的凝結速度。達到這種平衡時,蒸氣有一定的壓力,這個壓力就叫做此液體的飽和蒸氣壓(簡稱蒸氣壓)。蒸氣壓與溫度有關,溫度越高,分子具有的動能越大,蒸發速度越快,因而蒸氣壓越大。 溶液的蒸氣壓除與溫度有關外,還與濃度有關。拉烏爾定律和亨利定律所描述的就是溶液蒸氣壓和濃度之間的關系。 3.3.1 拉烏爾定律   1887年法國物理學家拉烏爾(Raoult)在溶液蒸氣壓實驗中總結出著名的拉烏爾定律。拉烏爾定律指出:如果溶質是不揮發性的,即它的蒸氣壓極小,與溶劑相比可以忽略不計,則在一定的溫度下,稀溶液的蒸氣壓等于純溶劑的蒸氣壓與其克分子分數的乘積。即 式中 p1

4、-溶劑的蒸氣壓,溶質是不揮發性時,即為溶液的蒸氣壓;   x1 溶液中溶劑的克分分數。 拉烏爾定律還可以表述為:在一定的溫度下,當不揮發物質溶解在溶劑中時,溶液的蒸氣壓相對下降等于溶質的克分子分數。即 式中 p溶液的蒸氣壓下降值; x2溶質的克分子分數。 對于溶質是揮發性物質,它的蒸氣壓不能忽略時,拉烏爾定律仍然適用,但要注意此時p1 是溶液中溶劑的蒸氣壓。 332 亨利定律 亨利定律是1803年由亨利在對氣體在液體中溶解度的實驗研究中得出的。亨利定律指出:在一定的溫度下,氣體在液體中的溶解度和該氣體的平衡分壓成正比。即 p2=kxx2 (3.22) 式中 x2 氣體溶質在溶液中的克

5、分子分數; p2 該氣體的平衡分壓; kx 常數。 亨利定律中的濃度單位除可用克分子分數外,也可用其他濃度單位表示,但是采用不同的單位時,常數k不同。 亨利定律可以推廣到具有揮發性溶質溶于液體的稀溶液。但是需要特別注意的是,亨利定律的應用是有條件的:只有當溶質在液相和在氣相里都以相同的質點存在時亨利定律才適用。由于氣體在金屬中往往以原子狀態存在,因此氣體在金屬中的溶解往往不服從亨利定律。HCl溶于水,由于HCl要分解為H+和Cl-離子,也不服從亨利定律。 3.3.3 拉烏爾定律和亨利定律的區別   拉烏爾定律和亨利定律是溶液中兩個最基本的經驗定律,都表示組元的分壓與濃度之間的比例關系。它們的區別在于:(1)拉烏爾定律適用于稀溶液的溶劑和理想溶液,而亨利定律適用于溶質;(2)拉烏爾定律中的比例常數p1°是純溶劑的蒸氣壓,與溶質無關,而亨利定律的比例常數k則由實驗確定,與溶質和溶劑都有關;(3)亨利定律的濃度可用各種單位,只要k值與此單位一致就可以,而拉烏爾定律中的濃度只能用克分子分數。 為什么拉烏爾定律中的比例常數與溶質無關,而亨利定律中的比例常數卻與溶質及溶劑都有關呢?這是由于稀溶液的溶質濃度很小,對溶劑分子來說,其周圍幾乎都是溶劑分子,其活動很少受到溶質分子的影響,所以拉烏爾定律中的比例常

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