普通化學、9.物質平衡

 9.物質平衡

三相點  *單成分系統不可能出現四相點

水相圖特點：固/液體共存線 斜率 < 0    ；氣/液體共存線有終點=超臨界流體

比熱：物體的吸熱或散熱能力，J/(kg · K)   ex水=4200 J/(kg·K)

蒸氣凝結 = 放熱  △S熵變化=負  △H=負  △S自由能=正  莫耳蒸發熱=所需吸熱

杜隆-伯第定律：正常溫度下固態元素比熱*莫耳質量接近25 J/(mol.K)   比熱*原子量定值

 ΔS=熵變=亂度  ΔH=焓=能量    ΔG=自由能=如自發則為 ( - )

蒸氣壓計算：

ΔHvap：莫耳汽化熱

ln (P1/P2) =  - (ΔHvap/R) *  [(1/T1) - (1/T2)]

 ln(壓力比)P/P"=  – 物質莫耳汽化熱/ 8.314 (常數) * ( 1/T – 1/T" )

   

ΔHvap：液體的汽化焓。R：理想氣體常數，8.314 J/(K × Mol)。

T1：蒸氣壓起始溫度。   T2：求蒸氣壓時的最終溫度。

ln( P1和P2 )：溫度為T1和T2時的蒸氣壓  mmHg    ，題目會給 ln值

      *改變壓力P~P" ： ln (P / P") = 反應速率常數* t  (t=秒=反應時間)

拉午耳定律 (混合溶液的蒸汽壓)：P溶液=P1溶劑*X1溶劑 + P2溶劑*X2溶劑......

P溶液：整個溶液的蒸氣壓    P溶劑：溶劑的蒸氣壓(mm Hg)   X溶劑：溶劑的莫耳%數

理想溶液=不吸/放熱，符合拉午耳蒸氣壓定律   (苯+甲苯接近

非理想溶液 (不合拉午耳定律)

放熱ΔH < 0 ，蒸氣壓小於拉午耳計算，負偏差   (產生氫鍵放熱)    (丙酮+氯仿/水)
吸熱ΔH > 0 ，蒸氣壓大於拉午耳計算，正偏差   (極性加非極性)    (丙酮+CS2)

依數性質：  i：范特霍夫因子（莫耳溶質解離出的離子數 *非電解質不解離=1，NaCl的i = 2)

沸點上升：∆Tb = i* Kb *Cm （Cm：重量莫耳濃度，Kb：沸點上升常數） 水Kb=0.52 C/m

            *注意高揮發性，如醇類酒精的沸點特低    ： 酒精沸點 < NaCl溶液

凝固點下降量 ：∆Tf = i *Kf *Cm （Cm：重量莫耳濃度，Kf：凝固下降常數）水Kf=1.86 C/m

            △Tf’(凝固點下降量)=Tf – (加入物解離離子數mol / 原溶液L [重量莫耳濃度])*Kf

                     *水中離子增加，凝固點下降(海水不結冰)，沸點上升

滲透壓： 𝝿 = i *CM*R*K    （ 解離離子數 * 重量莫耳濃度m *  0.082 *  K溫度）

            𝝿=  torr / 760    (torr題目會給，或要求)

*極性易溶於極性

稀溶液依數性：定溫等量溶液，離子數目越多，蒸氣壓/凝固點越低，非電解質蒸氣壓最高

*兩溶液凝固點相同=非揮發粒子數相同 ； 反之，溶質離子數目越多，沸點越高

溶度積：難溶電解質飽和溶液，沉澱的溶解平衡常數    Ksp         c = 溶解度 c%

 物質  M_mA_n ⇌ mMⁿ⁺(aq) + nA^m-(aq)，其溶度積  K_sp = [c(Mⁿ⁺)]^^m · [c(A^m-)]^ⁿ

酸鹼萃取：

加酸  >鹼性中和轉鈉鹽>進水層，減壓萃取；剩的有機層加鹼中和>水層萃取酸

酸性化合物溶於有機溶劑中，加入稀氫氧化鈉溶液轉鹽類，而中性物質仍留在有機層內。
                                           鹼性則用稀鹽酸轉鹽類分離

有機物親水溶解基：-CO、 -O-、  -OH、 -COOH、-NH2 越多，碳數越少 = 溶解度好

相轉移藥劑：冠醚：讓非極性溶解有機化合物，
                                        12-冠-4 抓 Li+ ；15-冠-5 抓 Na+ ；18-冠-6 抓 K+

8.液體、固體   ↼  9.物質平衡   ⇀ 10.熱力學