拉乌尔定律与亨利定律ppt课件.ppt

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1、§4.5拉乌尔定律与亨利定律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。理想液态混合物中的任一组分（溶剂及溶质）的蒸气压和理想稀溶液中溶剂的蒸气压均可用拉乌尔定律描述。理想稀溶液中挥发性溶质的蒸气压可用亨利定律描述。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与溶液中溶剂A的摩尔分数xA,的乘积：1.拉乌尔定律：定律适用条件:稀溶液(严格地说是理想稀溶液)中的溶剂.当溶液仅由溶剂A与溶质B组成时：是加入溶质之后引起溶剂蒸气压的下降值。拉乌尔定律最初是从含有不挥发性非电解质的溶液中总结出来的，但后来

2、进一步的实验证明，在含有挥发性非电解质的稀薄溶液中，溶剂也遵守拉乌尔定律。但由于在该情况下，溶液的蒸气压为溶剂与溶质的蒸气压之和，因此溶液的蒸气压不一定低于同温同压下纯溶剂的蒸气压。在等温等压下的稀溶液中，挥发性溶质B在气相中平衡分压pB与其在溶液中摩尔分数xB（或质量摩尔浓度、物质的量浓度）成正比。比例系数kx,B称为亨利系数。2.亨利定律开启易拉罐后，压力减小，CO2气体的溶解度随之减小，从液体中释放出来。热玻棒插入碳酸饮料中，亨利常数随之增大，CO2气体从液体中释放出来。虽然，亨利定律式与拉乌尔定律式形式相似，但亨利定律适用于挥发性溶质B，拉乌尔定律适用于溶剂A。比例系数

3、kx,B并不具有纯溶质B在同温度下液体饱和蒸气压pB*的含义。应用亨利定律时，须注意以下几点：*拉乌尔定律和亨利定律的微观解释亨利定律式与拉乌尔定律都仅适用于稀溶液，且溶液越稀，其行为与这两个定律越符合；反之，偏离越大。另外，不同物质组成的溶液符合这两个定律的浓度范围不同。例如，苯-甲苯溶液能在很宽的浓度范围内符合这两个定律，但丙酮-氯仿溶液则只在很稀的浓度时才能符合。为了对以上现象作出合理的解释，先看一看溶液的微观模型。*拉乌尔定律和亨利定律的微观解释在纯溶剂A中溶解了少量溶质B后，液面层中有一部分A分子被B分子所代替。此时液面上A的蒸气压仍取决于单位时间内从液面层中净逸出液

4、面的A分子数目减少。这就是引起溶液蒸气压下降的原因。由于溶液液面层中A分子数目的减少是溶液中A浓度减少的反映，因而液面上A的蒸气压与溶液中A的摩尔分数成正比，此即为拉乌尔定律。对于稀溶液中的溶质B的分子，其受力情况为A-B间作用力决定。但因为它的周围几乎完全被A分子所包围，所以在相当大的浓度范围内，这种受力情况不随组成的变化而变化。因此B由单位溶液表面积上蒸发的速率，仅正比于B在溶液表面积上的分子数目。所以B在溶解平衡时的平衡分压正比于B在溶液中的摩尔分数。所以有：但因为溶液中A-B间的作用力不同于纯液体B（若纯液体B存在）中的B-B间的作用力，所以亨利定律中的比例系数kx,B

5、不同于纯B的饱和蒸气压拉乌尔定律对于溶剂，及亨利定律对于挥发性溶质，仅对于无限稀溶液，即理想稀溶液成立。实际上在溶质摩尔分数近于0的很小范围内成立。若A与B性质相近，适用的范围还要宽些。例4.4.1在97.11°C时,纯水（H2O）的饱和蒸气压为91.3kPa。在此温度下，乙醇（C2H5OH）的质量分数为3%的乙醇水溶液上，蒸气总压为101.325kPa。今有另一乙醇的摩尔分数为2%的乙醇水溶液，求此水溶液在97.11°C下的蒸气总压。解：两溶液均按乙醇在水中的稀溶液考虑。水H2O（A）适用于拉乌尔定律，乙醇C2H5OH（B）适用于亨利定律。因为已知纯水在该温度下的，乙醇的亨利

6、系数可由题给总蒸气压求出。因为所求溶液组成以乙醇摩尔分数表示，所以要将已给乙醇溶液由质量分数换算为摩尔分数。若以mA,mB分别代表溶液中水和乙醇的质量，MA，MB分别代表水和乙醇的摩尔质量，MA=18.015g·mol-1,MB=46.069g·mol-1。由质量分数换算为摩尔分数的公式为：所以求得：将题给的wB=3%的溶液的数据代入，求得：再将此值及所求摩尔分数为2%的溶液的数据代入总压公式：稀溶液的总蒸气压与各组分的摩尔分数的关系：