稀溶液依数性的简要分析

陈穗营　李国权　马成有

摘要：稀溶液的依数性主要体现在蒸气压下降、沸点升高、凝固点降低、渗透压的产生等四个方面。本文主要对凝固点降低进行了详细分析，以拉乌尔定律为基础近似地推导出相关公式，供大家参考。

关键词：依数性；沸点升高；凝固点降低

基金项目：2013吉林大学本科教学改革研究项目——农学类化学公共基础课的教学改革与实践。

中图分类号： O645 文献标识码： A DOI编号： 10.14025/j.cnki.jlny.2014.22.0086

1 稀溶液依数性

溶解是一个物理化学过程，溶解作用的结果是使溶质和溶剂的性质都有了变化。对于溶液来说，这些变化可以分为两类，第一类变化决定于溶质和溶剂的本性，如溶液的颜色、体积、密度还有电导率等的变化；第二类变化决定于溶液的浓度，而且与溶质的本性无关，如溶液的蒸气压、沸点、凝固点的变化以及溶液渗透压的产生等，这类性质的变化只与溶液中溶质的量的多少有关，这类性质叫依数性。

越是这样的溶液，依数性就会表现得更加明显、更加规律，定量关系更明确。

稀溶液的依数性中，蒸气压的下降用拉乌尔定律进行解释，定量关系明确。有关溶液渗透压的相关公式是经德国植物学家菲弗尔和荷兰理论化学范特霍夫两人先后贡献完成了渗透压公式的求解，公式也是简单易懂。

稀溶液的依数性中还有沸点升高公式和凝固点下降公式，这两者都是在拉乌尔定律蒸气压下降公式基础上，通过近似推导而得。在一般的理论教材中，尤其是对凝固点下降公式只是给出了结论，并没有有力的推导过程，为此论文对凝固点下降公式做了较为详细的推导，供大家参考、讨论。

2 溶液凝固点下降公式的推导

液态纯溶剂的蒸气压随着温度的下降而下降，下降至一定温度时，即凝固点时，液态纯溶剂变成固定纯溶剂。如图1所示，A点为固液转折点，此点固液交换动态平衡，A点所对应的横坐标T3即为凝固点，也称固态的熔点。

在温度T3时，溶液1的蒸气压要低于固态纯溶剂的蒸气压，溶液2的蒸气压更要低于固态纯溶剂的蒸气压。如果将固态纯溶剂与溶液1或溶液2相混合，固态纯溶剂必然要融化，系统温度会降低。所以溶液1、溶液2在温度T3时必不能凝固。

随着系统温降低，固态纯溶剂与溶液1、溶液2的饱和蒸气压必然也会下降。溶液1或溶液2终究会在某一更低的温度点凝结成固体，在此温度点与固态纯溶剂蒸气压曲线相交，图1所示，溶液1在温度T4点与固态纯溶剂蒸气压曲线相交，交点为A7，溶液2在温度T5点与固态纯溶剂蒸气压曲线相交，交点为A3。在温度T4时固态纯溶剂蒸气压与溶液1饱和蒸气压相等，在温度T5时固态纯溶剂蒸气压与溶液2饱和蒸气压相等。

在比T3更低的温度范围内，固态纯溶剂蒸气压降低程度比稀溶液蒸气压降低程度要剧烈，否则不会出现交点。

图1中，横轴代表温度T，纵轴代表大气压P，同样是纯溶剂水和溶液1、溶液2三条蒸气压曲线，表示随着温度的升高，饱和蒸气压上升的趋势，以及随着温度的下降，系统饱和蒸气压下降的变化过程。

纯溶剂水在T3时，出现凝固，此点固液蒸气压达平衡，而溶液1、溶液2在T3时的饱和蒸气压皆要低于A点所对应的蒸气压力，随着温度降低到T4时，此温度点固态纯溶剂的饱和蒸气压和溶液1的饱和蒸气压达平衡，溶液1开始凝固， T4为溶液1的凝固点。温度继续降低到T5时，此温度点固态纯溶剂的饱和蒸气压和溶液2的饱和蒸气压达平衡，溶液2开始凝固， T4为溶液2的凝固点。

参考文献

[1] 赵士铎.普通化学（第2版）.北京：中国农业大学出版社，1999.

[2] 胡忠鯁，金继华，李胜华.现代化学基础[M].北京：高等教育出版社，2000.

[3] 王忠兰，李宝华，赵明宪，梁英，马文英.普通化学[M].辽宁科学技术出版社，1995.

作者简介：陈穗营，广东农工商职业技术学院热作系，高级畜牧师，研究方向：饲料生产管理。endprint

摘要：稀溶液的依数性主要体现在蒸气压下降、沸点升高、凝固点降低、渗透压的产生等四个方面。本文主要对凝固点降低进行了详细分析，以拉乌尔定律为基础近似地推导出相关公式，供大家参考。

关键词：依数性；沸点升高；凝固点降低

基金项目：2013吉林大学本科教学改革研究项目——农学类化学公共基础课的教学改革与实践。

中图分类号： O645 文献标识码： A DOI编号： 10.14025/j.cnki.jlny.2014.22.0086

1 稀溶液依数性

溶解是一个物理化学过程，溶解作用的结果是使溶质和溶剂的性质都有了变化。对于溶液来说，这些变化可以分为两类，第一类变化决定于溶质和溶剂的本性，如溶液的颜色、体积、密度还有电导率等的变化；第二类变化决定于溶液的浓度，而且与溶质的本性无关，如溶液的蒸气压、沸点、凝固点的变化以及溶液渗透压的产生等，这类性质的变化只与溶液中溶质的量的多少有关，这类性质叫依数性。

越是这样的溶液，依数性就会表现得更加明显、更加规律，定量关系更明确。

稀溶液的依数性中，蒸气压的下降用拉乌尔定律进行解释，定量关系明确。有关溶液渗透压的相关公式是经德国植物学家菲弗尔和荷兰理论化学范特霍夫两人先后贡献完成了渗透压公式的求解，公式也是简单易懂。

稀溶液的依数性中还有沸点升高公式和凝固点下降公式，这两者都是在拉乌尔定律蒸气压下降公式基础上，通过近似推导而得。在一般的理论教材中，尤其是对凝固点下降公式只是给出了结论，并没有有力的推导过程，为此论文对凝固点下降公式做了较为详细的推导，供大家参考、讨论。

2 溶液凝固点下降公式的推导

液态纯溶剂的蒸气压随着温度的下降而下降，下降至一定温度时，即凝固点时，液态纯溶剂变成固定纯溶剂。如图1所示，A点为固液转折点，此点固液交换动态平衡，A点所对应的横坐标T3即为凝固点，也称固态的熔点。

在温度T3时，溶液1的蒸气压要低于固态纯溶剂的蒸气压，溶液2的蒸气压更要低于固态纯溶剂的蒸气压。如果将固态纯溶剂与溶液1或溶液2相混合，固态纯溶剂必然要融化，系统温度会降低。所以溶液1、溶液2在温度T3时必不能凝固。

随着系统温降低，固态纯溶剂与溶液1、溶液2的饱和蒸气压必然也会下降。溶液1或溶液2终究会在某一更低的温度点凝结成固体，在此温度点与固态纯溶剂蒸气压曲线相交，图1所示，溶液1在温度T4点与固态纯溶剂蒸气压曲线相交，交点为A7，溶液2在温度T5点与固态纯溶剂蒸气压曲线相交，交点为A3。在温度T4时固态纯溶剂蒸气压与溶液1饱和蒸气压相等，在温度T5时固态纯溶剂蒸气压与溶液2饱和蒸气压相等。

在比T3更低的温度范围内，固态纯溶剂蒸气压降低程度比稀溶液蒸气压降低程度要剧烈，否则不会出现交点。

图1中，横轴代表温度T，纵轴代表大气压P，同样是纯溶剂水和溶液1、溶液2三条蒸气压曲线，表示随着温度的升高，饱和蒸气压上升的趋势，以及随着温度的下降，系统饱和蒸气压下降的变化过程。

纯溶剂水在T3时，出现凝固，此点固液蒸气压达平衡，而溶液1、溶液2在T3时的饱和蒸气压皆要低于A点所对应的蒸气压力，随着温度降低到T4时，此温度点固态纯溶剂的饱和蒸气压和溶液1的饱和蒸气压达平衡，溶液1开始凝固， T4为溶液1的凝固点。温度继续降低到T5时，此温度点固态纯溶剂的饱和蒸气压和溶液2的饱和蒸气压达平衡，溶液2开始凝固， T4为溶液2的凝固点。

参考文献

[1] 赵士铎.普通化学（第2版）.北京：中国农业大学出版社，1999.

[2] 胡忠鯁，金继华，李胜华.现代化学基础[M].北京：高等教育出版社，2000.

[3] 王忠兰，李宝华，赵明宪，梁英，马文英.普通化学[M].辽宁科学技术出版社，1995.

作者简介：陈穗营，广东农工商职业技术学院热作系，高级畜牧师，研究方向：饲料生产管理。endprint

摘要：稀溶液的依数性主要体现在蒸气压下降、沸点升高、凝固点降低、渗透压的产生等四个方面。本文主要对凝固点降低进行了详细分析，以拉乌尔定律为基础近似地推导出相关公式，供大家参考。

关键词：依数性；沸点升高；凝固点降低

基金项目：2013吉林大学本科教学改革研究项目——农学类化学公共基础课的教学改革与实践。

中图分类号： O645 文献标识码： A DOI编号： 10.14025/j.cnki.jlny.2014.22.0086

1 稀溶液依数性

溶解是一个物理化学过程，溶解作用的结果是使溶质和溶剂的性质都有了变化。对于溶液来说，这些变化可以分为两类，第一类变化决定于溶质和溶剂的本性，如溶液的颜色、体积、密度还有电导率等的变化；第二类变化决定于溶液的浓度，而且与溶质的本性无关，如溶液的蒸气压、沸点、凝固点的变化以及溶液渗透压的产生等，这类性质的变化只与溶液中溶质的量的多少有关，这类性质叫依数性。

越是这样的溶液，依数性就会表现得更加明显、更加规律，定量关系更明确。

稀溶液的依数性中，蒸气压的下降用拉乌尔定律进行解释，定量关系明确。有关溶液渗透压的相关公式是经德国植物学家菲弗尔和荷兰理论化学范特霍夫两人先后贡献完成了渗透压公式的求解，公式也是简单易懂。

稀溶液的依数性中还有沸点升高公式和凝固点下降公式，这两者都是在拉乌尔定律蒸气压下降公式基础上，通过近似推导而得。在一般的理论教材中，尤其是对凝固点下降公式只是给出了结论，并没有有力的推导过程，为此论文对凝固点下降公式做了较为详细的推导，供大家参考、讨论。

2 溶液凝固点下降公式的推导

液态纯溶剂的蒸气压随着温度的下降而下降，下降至一定温度时，即凝固点时，液态纯溶剂变成固定纯溶剂。如图1所示，A点为固液转折点，此点固液交换动态平衡，A点所对应的横坐标T3即为凝固点，也称固态的熔点。

在温度T3时，溶液1的蒸气压要低于固态纯溶剂的蒸气压，溶液2的蒸气压更要低于固态纯溶剂的蒸气压。如果将固态纯溶剂与溶液1或溶液2相混合，固态纯溶剂必然要融化，系统温度会降低。所以溶液1、溶液2在温度T3时必不能凝固。

随着系统温降低，固态纯溶剂与溶液1、溶液2的饱和蒸气压必然也会下降。溶液1或溶液2终究会在某一更低的温度点凝结成固体，在此温度点与固态纯溶剂蒸气压曲线相交，图1所示，溶液1在温度T4点与固态纯溶剂蒸气压曲线相交，交点为A7，溶液2在温度T5点与固态纯溶剂蒸气压曲线相交，交点为A3。在温度T4时固态纯溶剂蒸气压与溶液1饱和蒸气压相等，在温度T5时固态纯溶剂蒸气压与溶液2饱和蒸气压相等。

在比T3更低的温度范围内，固态纯溶剂蒸气压降低程度比稀溶液蒸气压降低程度要剧烈，否则不会出现交点。

图1中，横轴代表温度T，纵轴代表大气压P，同样是纯溶剂水和溶液1、溶液2三条蒸气压曲线，表示随着温度的升高，饱和蒸气压上升的趋势，以及随着温度的下降，系统饱和蒸气压下降的变化过程。

纯溶剂水在T3时，出现凝固，此点固液蒸气压达平衡，而溶液1、溶液2在T3时的饱和蒸气压皆要低于A点所对应的蒸气压力，随着温度降低到T4时，此温度点固态纯溶剂的饱和蒸气压和溶液1的饱和蒸气压达平衡，溶液1开始凝固， T4为溶液1的凝固点。温度继续降低到T5时，此温度点固态纯溶剂的饱和蒸气压和溶液2的饱和蒸气压达平衡，溶液2开始凝固， T4为溶液2的凝固点。

参考文献

[1] 赵士铎.普通化学（第2版）.北京：中国农业大学出版社，1999.

[2] 胡忠鯁，金继华，李胜华.现代化学基础[M].北京：高等教育出版社，2000.

[3] 王忠兰，李宝华，赵明宪，梁英，马文英.普通化学[M].辽宁科学技术出版社，1995.

作者简介：陈穗营，广东农工商职业技术学院热作系，高级畜牧师，研究方向：饲料生产管理。endprint