拉烏爾定律和亨利定律

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1、拉烏爾定律和亨利定律--溶液的蒸氣壓?我們知道，液體可以蒸發(fā)成氣體，氣體也可以凝結(jié)為液體。在一定的溫度下，二者可以達成平衡，即液體的蒸發(fā)速度等于蒸氣的凝結(jié)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(guān)，溫度越高，分子具有的動能越大，蒸發(fā)速度越快，因而蒸氣壓越大。溶液的蒸氣壓除與溫度有關(guān)外，還與濃度有關(guān)。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(guān)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(jié)出著名的拉烏爾定律。拉烏爾定律指

2、出：如果溶質(zhì)是不揮發(fā)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?nèi)軇┑恼魵鈮号c其克分子分數(shù)的乘積。即式中p1--溶劑的蒸氣壓，溶質(zhì)是不揮發(fā)性時，即為溶液的蒸氣壓；?x1──溶液中溶劑的克分分數(shù)。拉烏爾定律還可以表述為：在一定的溫度下，當不揮發(fā)物質(zhì)溶解在溶劑中時，溶液的蒸氣壓相對下降等于溶質(zhì)的克分子分數(shù)。即式中△p——溶液的蒸氣壓下降值；x2——溶質(zhì)的克分子分數(shù)。對于溶質(zhì)是揮發(fā)性物質(zhì)，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。?3．3．2亨利定律?亨利定律是18

3、03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(zhì)在溶液中的克分子分數(shù)；p2──該氣體的平衡分壓；kx──常數(shù)。亨利定律中的濃度單位除可用克分子分數(shù)外，也可用其他濃度單位表示，但是采用不同的單位時，常數(shù)k不同。亨利定律可以推廣到具有揮發(fā)性溶質(zhì)溶于液體的稀溶液。但是需要特別注意的是，亨利定律的應(yīng)用是有條件的：只有當溶質(zhì)在液相和在氣相里都以相同的質(zhì)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(tài)存在，因此氣體在

4、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(qū)別?拉烏爾定律和亨利定律是溶液中兩個最基本的經(jīng)驗定律，都表示組元的分壓與濃度之間的比例關(guān)系。它們的區(qū)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(zhì)；（2）拉烏爾定律中的比例常數(shù)p1°是純?nèi)軇┑恼魵鈮海c溶質(zhì)無關(guān)，而亨利定律的比例常數(shù)k則由實驗確定，與溶質(zhì)和溶劑都有關(guān)；（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(shù)。為什么拉烏爾

5、定律中的比例常數(shù)與溶質(zhì)無關(guān)，而亨利定律中的比例常數(shù)卻與溶質(zhì)及溶劑都有關(guān)呢？這是由于稀溶液的溶質(zhì)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(zhì)分子的影響，所以拉烏爾定律中的比例常數(shù)只由溶劑的性質(zhì)就基本可以確定。而對于稀溶液的溶質(zhì)分子來說，它的周圍幾乎全是溶劑分子，所以亨利定律中的比例常數(shù)不能單獨由溶質(zhì)性質(zhì)決定，而必須由溶質(zhì)和溶劑二者共同決定。拉烏爾定律與亨利定律拉烏爾定律適用于稀溶液的溶劑溶劑用A表示：PA=PA*XAP為純A液體在同溫度時的飽和蒸氣壓。溶質(zhì)為非揮發(fā)性。揮發(fā)性溶質(zhì)用B表示：PB=kXXB當B用摩爾分數(shù)表

6、示時。PB=kMmB當B用質(zhì)量摩爾濃度表示時。PB=kCCB當B用體積摩爾濃度時亨利定律適用于稀溶液的溶劑揮發(fā)性溶質(zhì)用B表示：PB=kXXB當B用摩爾分數(shù)表示時。PB=kMmB當B用質(zhì)量摩爾濃度表示時。PB=kCCB當B用體積摩爾濃度表示時?(1)?注意對同一體系，平衡時，PB只有一確定值，而同一溶液，采用什么單位可自由確定，XB,mB,cB數(shù)值不同，故kX,kM,kC數(shù)值不同。(2)上述定律只適用于稀溶液?！》祷刂黜撊芤旱目傉魵鈮悍祷厥醉撊缛軇苜|(zhì)都揮發(fā)時氣相中總壓Ptotal=PA+PB=PA*XA+kXXB下一頁?上一頁稀溶液的化

7、學勢：注意：溶劑服從拉烏爾定律；溶質(zhì)服從亨利定律。規(guī)定不同。溶劑A化學勢推導與理想溶液相同；溶質(zhì)B化學勢推導：μBsol=μBg=μΦ+RTln(PB/PΦ)PB為B的平衡分壓；當用X表示時：=μΦ+RTln（kBx/PΦ)=μΦ+RTln(k/PΦ)+RTlnXB把μΦ+RTln(k/PΦ)記為μ*則有μB=μ*+RTlnXB當用m表示時：=μΦ+RTln(kmmΦmB/mΦPΦ)=μΦ+RTln(kmmΦ/PΦ)+RTln(mB/mΦ)=μ□+RTln(mB/mΦ)當用C表示時：=μΦ+RTln(kCCΦCB/CΦPΦ)=μΦ+RTl

8、n(kCCΦ/PΦ)+RTln(CB/CΦ)=μ△+RTln(CB/Cф)此地。μ為XB→1時仍服從亨利定律的假想溶液中B的化學勢；μ為mB→1時仍服從亨利定律的假想溶液中B的化學勢；μ為CB