高中化学常见分子的立体构型(工科化学一三)

2.3液体和液晶

2.3.1.5pH值的相关知识

关于水的性质,我们还要说到pH的相关知识,

pH的定义公式:

高中化学常见分子的立体构型(工科化学一三)(1)

1909年定义的pH值公式,一直在沿用

从公式可以看出pH值是根据氢离子定义的,如果没有氢离子浓度,但知道氢氧根离子浓度,则可以利用水的离子积算出氢离子的含量,然后再求pH值。

高中化学常见分子的立体构型(工科化学一三)(2)

100℃时,中性水的pH值是6.0

关于pH值的相关知识,我们再第五章水溶液化学里再仔细讲。

2.3.2稀溶液的依数性

溶液的部分性能与溶质的粒子数相关,这些性质叫做溶液的依数性。还有部分性能与溶质的粒子数无关,叫做溶液的本性

溶质的本性:颜色、体积、导电性、溶解度等

溶质的依数性:蒸气压、沸点、凝固点等(在较低浓度下才可以讨论,如果浓度大,还要考虑溶质粒子之间的相互作用,稀溶液是忽略溶质粒子之间的相互作用的)

粒子:分子(非电解质)或者离子(电解质)

2.3.2.1拉乌尔定律(饱和蒸汽压的变化)

蒸气压有依数性,其数值受到粒子数的影响

纯水的蒸气压等于其饱和蒸气压

加入非电解质后,其接触面(相面)蒸发减少,导致其蒸发速率减小,蒸气压降低后,其凝聚速率也会减小,达到新的平衡。

高中化学常见分子的立体构型(工科化学一三)(3)

溶液的蒸汽压变小的原因

蒸汽压来自于表面的溶剂分子挥发,而溶质粒子降低了两相界面的水分子含量

高中化学常见分子的立体构型(工科化学一三)(4)

饱和蒸汽压减少的量

这里n(B)/n是物质的量分数,而不是常见的质量分数或者物质的量浓度。

2.3.2.2熔沸点的变化

沸点上升:根据拉乌尔定律,溶剂中溶解非电解质,会导致蒸气压降低,而沸腾需要蒸气压达到外界压力,这就需要更高的温度才能沸腾,即沸点上升

凝固点下降:水溶液中加入了非电解质,蒸气压降低,而固相蒸气压不变,溶剂的蒸气压小于固相,需要在更低温度下溶液的蒸气压才与固相蒸气压相等。

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凝固点下降趋势图

2.3.2.3渗透压

半透膜:允许溶剂分子过,不允许溶质分子过

渗透现象:半透膜的两边浓度不同,溶剂分子穿过半透膜的数量不同

渗透压:要使渗透膜两边的液面相等,需要在高浓度上施加一个向下的压力,这个压力叫做渗透压。使得溶剂分子穿过半透膜的数量相等

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渗透压产生示意图

海水淡化应用的就是渗透压的原理

2.3.2.4依数性的应用举例

举例说明:重氮化反应,冷却环境温度一般控制在-5℃左右

高中化学常见分子的立体构型(工科化学一三)(7)

重氮化反应

循环液用水和酒精的混合物

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不同比例的酒精水溶液,其凝固点也不同

下一节讲液体燃料的相关知识

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