[科普中国]-稀溶液依数性

稀溶液与纯溶剂相比某些物理性质会有所变化如蒸气压下降、凝固点降低、沸点升高和渗透压的产生。这是多组分系统中化学势随组分数而表现出来的自身变化规律，溶液的依数性只有在溶液的浓度很稀的时候才有规律，而且溶液越稀，其依数性的规律性越强。依数性与溶质的本性无关，由溶质粒子数目的多少决定，因此被称为稀溶液依数性。

定义稀溶液具有共同的性质规律，如溶液的蒸汽压下降、沸点升高、凝固点下降和渗透压等，它们与溶质的本性无关，由溶质粒子数目的多少决定，因此被称为稀溶液的依数性。1

分类非电解质溶液的依数性非电解质溶液中的溶质是以分子形式进入溶剂的,故其依数性很有规律，与溶液中所含溶质的粒子数（即分子数）密切相关。

1、蒸汽压降低

从分子运动论的角度分析可知,液体的蒸气压就是液体和蒸气建立平衡时的蒸气压力,它与单位时间里由液面蒸发的分子数有关。由于加入少量难挥发的非电解质溶质,必然降低了单位体积溶液内所含可挥发溶剂分子的数目,溶液表面也会被部分难挥发的溶质所占据。因此单位时间内逸出液面的溶剂分子数相应减少,这样蒸气中含有较少的溶剂分子（气相）即可与溶液（液相）处于平衡状态,即形成了溶液蒸气压低于纯溶剂蒸气压的状态。同一温下，纯溶剂蒸气压与溶液蒸气压之差称作溶液的蒸气压下降。

实验结果表明，在一定温度时，对于难挥发非电解质的稀溶液，其蒸气压下降值（ΔP）与溶质的摩尔分数成正比。2

2、沸点上升

液体的沸点是液体的蒸气压等于外界压力时的温度。溶液由于蒸气压低于纯水蒸气压，故在100℃时溶液蒸气压小于外界压力，要想使溶液的蒸气压达到101. 3kPa，必须升高温度，因而溶液的沸点高于纯溶剂。溶液的沸点上升(△ Tb ) 与溶液的质量摩尔浓度m（1kg溶剂中所含溶质的物质的量）成正比。3

3、凝固点下降

物质的凝固点是其固态蒸气压等于液态蒸气压时的温度，纯水在0℃ 时结冰，冰的蒸气压等于水的蒸气压。 当难挥发性溶质溶于水形成溶液时，溶液的凝固点就是溶液中溶剂与纯固态溶剂具有相同蒸气压时的温度。因为溶液蒸气压下降，使得冰的蒸气压大于溶液蒸气压，冰、液不能共存。冰溶解,故溶液在0℃ 时不能结冰。 当温度继续降低时，由于冰随温度降低蒸气压下降的程度大， 溶液蒸气压下降的程度小， 在0℃ 以下的某温度时，它们二者可达到相等。此时即为冰、液共存点，也就是此溶液的凝固点。它要比纯溶剂(如水) 的凝固点低。溶液的凝固点下降(△ Tf ) 与溶液的质量摩尔浓度同样是成正比关系。4

4、溶液的渗透压

半透膜具有选择性的允许水或某些小分子透过，而不允许其他分子透过的性质。稀溶液在半透膜表面扩散速率大，浓溶液因为单位体积内溶剂分子数相应减少，溶剂分子在其表高扩散速率小， 结果是稀溶液中的水向浓溶液中渗透，使得浓溶液体积增大。当渗透作用达到平衡时，即半透膜两边溶液浓度相等时，半透膜两边的静压力差称为渗透压。一定温度时，溶液越浓，产生的渗透压越大。5

电解质溶液的依数性电解质溶液与非电解质溶液有所不同,它要复杂的多。因为当电解质物质溶于水时，由于电解质的种类不同，有可以全部电离成离子的强电解质，也有只能部分电离成离子的弱电解质，它们在溶液中的粒子数、质量摩尔浓度等就不可能有一个统一的规律。电解质溶液的依数性，与非电解质溶液依数性的数学表达式大体相同，但考虑到上述原因，通常要加上一个系数i (范特荷夫系数)。6

应用大家熟悉的生理盐水、葡萄糖注射液就是为了维持人体血管里红细胞与周围血浆正常的渗透压，而特别配制成0. 9%、5% 的等渗溶液； 有时为了处理一些因大面积烧伤而严重脱水或因失钠过多而血浆水分增多的特殊病人，也会相应使用低渗溶液或高渗溶液。渗透作用对生物的生命现象也有着十分重要的作用。

冬天汽车散热器里使用的防冻剂,利用的就是凝固点下降的原理。

测定未知物质的相对分子质量通常也是利用稀溶液的依数性来完成的，其中凝固点下降法最为常用，并且较为准确。7

本词条内容贡献者为:

李廉 - 副教授 - 中国矿业大学