第一章氣體和稀溶液
一、混合氣體的分壓定律
1、理想氣體的狀態方程
a、理想氣體：氣體分子本身的體積可以忽略、分子間沒有作用力的氣體。理想氣體實
際並不存在。當實際氣體處於低壓（＜100kpa）、高溫（＞273k）時，可近似處理成理想氣體。
b、狀態方程： ，其中r為氣體摩爾常數，標況下，由狀態方程可知
拓展：其中的單位為，故的單位即功的單位，為一種體積功。
2、混合氣體的分壓定律
a、內容：混合氣體的總壓等於各組分氣體的分壓之和。
b、數學表示式：，式中，為混合氣體的總壓，為組分氣體的分壓。
根據理想氣體狀態方程，有
而總壓故由得到
式中稱為組分氣體的摩爾分數。
混合氣體中組分氣體的分體積等於該組分氣體單獨存在並具有與混合氣體相同溫度和壓強時具有的體積。由理想氣體狀態方程易知
式中稱為組分氣體的體積分數。代入③得
二、非電解質稀溶液的依數性——稀溶液的蒸汽壓下降、稀溶液的沸點公升高和凝固點降低、稀溶液的滲透壓能力等。[, , , , , ]
1、五種常見的溶液濃度表示方法（以下表示式中，表示溶質，a表示溶劑）
①物質的量濃度： 單位為
②質量分數：
③質量摩爾濃度：溶液中溶質的物質的量除以溶劑的質量稱為溶質的質量摩爾濃度，用符號表示，單位為。表示式為
④摩爾分數：組分的物質的量與混合物總物質的量之比稱為組分的摩爾分數。用符號表示，單位為1。表示式為
對於由和兩種物質組成的混合物，易知
⑤質量濃度： 其單位是或
2、稀溶液的依數性—只與溶質的微粒數有關而與溶質的本性無關的性質
（一）稀溶液的蒸汽壓下降(核心性質)
在一定溫度下，將純液體引入真空、密閉容器中，當液體的蒸發與凝聚速率相等時，液面上方的蒸汽所產生的壓力稱為該液體的飽和蒸氣壓，簡稱蒸氣壓。記作：，單位：pa或kpa。
a、同一種液體，溫度公升高，蒸氣壓增大；
b、相同溫度下，不同液體蒸氣壓不同；
c、當液體的蒸氣壓等於外界大氣壓時，液體沸騰，此時的溫度稱為該液體的沸點。
在溶劑中溶入少量難揮發的溶質後，一部分液面被溶質分子佔據，在單位時間內從液面逸出的溶劑分子數減少相應地減少。當在一定溫度下達到平衡時，溶液的蒸氣壓必定小於純溶劑的蒸氣壓，這種現象稱為溶液的蒸氣壓下降。
當溶劑或溶液與蒸氣實現平衡時，若使蒸氣壓小於其飽和蒸氣壓，平衡右移，液體汽化；若使蒸氣壓大於其飽和蒸氣壓，平衡左移，氣體液化。
經驗公式
式中，為稀溶液的蒸氣壓，為溶劑的蒸氣壓，為溶劑的摩爾分數。由於，故有。
結合可得
（*）式表明，在一定溫度下，難揮發非電解質稀溶液的蒸氣壓下降值與溶質的摩爾分數成正比，這一結論稱為拉烏爾定律。它僅適用於難揮發非電解質稀溶液。在稀溶液中，由於，因此，則有
代入（*）式得
在一定溫度下，溶劑的蒸氣壓和摩爾質量均為常量，所以也為常量。上式表明，在一定溫度下，難揮發非電解質稀溶液的蒸氣壓下降值與溶質的質量摩爾濃度成正比。這是拉烏爾定律的另一表達形式。
稀溶液的蒸氣壓下降，對植物的抗旱具有重要意義。
（二）稀溶液的沸點公升高和凝固點降低
實驗表明，溶液的沸點總是高於相應的純溶劑的沸點，這一現象稱為溶液的沸點公升高，用表示。溶液沸點公升高的原因是溶液的蒸氣壓低於純溶劑的蒸氣壓。如圖所示，表示純溶劑水的蒸氣壓，表示稀溶液的蒸氣壓。
由圖可知，溶液的蒸氣壓低於相同溫度時純溶劑水的蒸氣壓。純溶劑水的蒸氣壓等於外界壓力時，對應的溫度是純水的沸點。此溫度下，溶液的蒸氣壓小於，當溫度達到時，溶液的蒸氣壓等於外界壓力，溶液才會沸騰。
可見，溶液沸點公升高的根本原因是溶液的蒸氣壓下降。
圖溶液的沸點公升高和凝固點降低
根據拉烏爾定律，溶液沸點公升高與溶質的質量摩爾濃度的關係為
式中，為溶劑的摩爾沸點常數。由上式可知，難揮發非電解質稀溶液的沸點公升高與溶質的質量摩爾濃度成正比，而與溶質的本性無關。
再由質量摩爾濃度定義式可知，，利用此式可計算溶質的摩爾質量。
溶液的凝固點（又稱冰點）是指固態純溶劑和液態溶液平衡時的溫度。這時固態溶劑的蒸氣壓與溶液中溶劑的蒸氣壓相等。如圖所示，是冰的蒸氣壓，點（對應溫度為）是水的凝固點，此時水、冰蒸氣壓相等，而在該溫度時溶液的蒸氣壓低於冰的蒸氣壓，冰和水不能平衡共存；降低溫度到時，溶液的蒸氣壓和冰的蒸氣壓相等，冰和溶液可以共存，就是溶液的凝固點，這一現象稱為溶液的凝固點降低，用表示。
蒸氣壓溶液凝固點降低的根本原因也是溶液的蒸氣壓降低。和沸點公升高一樣，難揮發非電解質稀溶液的凝固點降低與溶液的質量摩爾濃度成正比，而與溶液的本性無關。
式中的稱為溶劑的摩爾凝固點降低常數。同樣地，可得出溶質的摩爾質量計算公式：
注意：a、溶液的凝固點是指剛有溶劑固體析出時的溫度。但是在實驗條件下，觀察溶液的凝固點時，由於較快速強制冷卻，就會出現過冷現象。
因此，適當的過冷使溶液凝固點的觀察變得相對容易，但嚴重過冷時會造成較大的試驗誤差，應注意調節冷卻劑溫度和攪拌速度，以防嚴重過冷。
b、利用溶液沸點公升高和凝固點降低都可以測定溶質的摩爾質量。由於大多數溶劑的值比值大，因此同一溶液的凝固點降低值比沸點公升高值大，故凝固點降低法靈敏度高，實驗誤差小，易於觀察。此外，溶液的凝固點降低法是在低溫下進行的，不會引起樣品的變性或破壞。
c、溶液凝固點降低的性質應用：鹽和水的混合物可作冷卻劑，因而被廣泛應用到水產品和食品的儲藏和運輸。
（三）稀溶液的滲透壓
滲透壓的定義：將純溶劑與溶液用半透膜隔開，為了維持滲透平衡所需要施加於溶液的額外壓力。符號是，單位為或者。
半透膜的存在和膜兩側單位體積內溶劑分子數不相等是產生滲透現象的兩個必要條件。滲透的方向總是溶劑分子從純溶劑向溶液，或者是從稀溶液向濃溶液一方遷移。
滲透壓與濃度，溫度的關係：
對於對水溶液，如果濃度很小，則，因此上式可寫為
通過測定非電解質稀溶液的滲透壓，可以計算溶質的摩爾質量，尤其適用於測定高分子化合物的摩爾質量。滲透壓法不能用於測量小分子溶質的摩爾質量。
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