12.8 : 蒸汽压降低

溶液的某些性质取决于溶质的类型。盐酸水溶液 使 pH 试纸变成红色，而氢氧化钠溶液使 pH 纸 变成蓝色。溶液的其他性质只 取决于溶质的浓度或颗粒数量，而不是溶质的类型。这些被称为依数性质。一种这样的性质是溶液的蒸气压。液体的蒸气压是指 在密闭容器中液体和气体处于动态平衡状态时，由于蒸发而产生的液体上方的 气体压力。溶液的蒸气压 始终小于纯溶剂的蒸气压。考虑在将非挥发性溶质 即没有可测量的蒸气压力）添加到挥发性溶剂中时制得的溶液。在纯溶剂中，液体的整个表面都是 溶剂颗粒。这些粒子中的一些逃逸进入气态，从而产生蒸气，而上方的某些气体分子 会凝结回到液态。当蒸发速率等于 冷凝速率时，达到动态平衡。在溶液中，液体表面 既有溶质颗粒又有溶剂颗粒。因此，较少数量的表面溶剂颗粒 可以蒸发。冷凝速率降低，以与降低的蒸发速率 重新建立动态平衡，现在气体状态下的 溶剂颗粒浓度较低。溶液的蒸气压可以 通过拉乌尔定律来计算，该定律指出溶液的分压 等于溶剂的摩尔分数 chi 乘以纯溶剂的蒸气压 P naught。例如，25°C 下，溶液中含有 1.5 摩尔的非挥发性 溶质（如甘油）和 3.5 摩尔的水。溶剂的摩尔分数为 0.70，纯水的蒸气压为 23.8 托。可以使用拉乌尔定律 计算得出溶液的蒸气压 为 16.7 托，是纯溶剂蒸气压的 70％蒸气压降低 ΔP 的方程式 也可以从拉乌尔定律得出。由于溶剂的摩尔分数 等于 1 减去溶质的摩尔分数，因此可以将其代入拉乌尔定律。这可用于创建一个方程，其中蒸汽压降 与溶质的摩尔分数成正比。回顾前面的例子，溶质的摩尔分数 是 1 减去溶剂的摩尔分数。插入该值，得出溶质的摩尔分数为 0.3。假设纯水的蒸气压为 23.8 托，则计算得出蒸气压降为 7.14 托。将 ΔP 与溶液的蒸气压相加，即可获得纯溶剂的蒸气压。