稀溶液依数性在生活中的应用

1稀溶液依数性在生活中的应用摘要稀溶液依数性是指稀溶液中依赖溶质数量的物理性质，与溶质本性无关。这些性质包括蒸汽压下降、沸点升高、凝固点降低和渗透压。通过阐述稀溶液依数性定义，分析依数性在人们生活与生产实践中的应用实例，有利于提高学生运用基本理论解决实际问题的能力。关键词蒸汽压下降；沸点升高；凝固点降低；渗透压；应用实例前言稀溶液依数性描述了稀溶液性质比起所对应纯溶剂性质的一些特殊变化，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。在讨论稀溶液依数性时，要牢牢把握形成稀溶液的溶剂和溶质本性是不能发生改变的，即溶质分子在形成溶液后不能形成聚合物或水解物。稀溶液依数性非常贴近人们的生产和生活实践，可以解释我们身边的很多自然现象和生活规律。本文阐述稀溶液依数性的基本理论，汲取人们日常生活和生产中的一些实例，验证了依数性的基本原理，有助于我们学习过程中加深理解并提高分析解决实际问题的能力。1.渗透压下降在一定温度下，将纯水放入一密闭容器中，当纯水的蒸发速率与凝结速率相等，气相和液相达到平衡时，水蒸气的密度不再改变，这时蒸气所具有的压力称该温度下的饱和为蒸气压力，简称蒸汽压力。而稀溶液的蒸气压比纯溶剂饱和蒸气压低，这种现象叫蒸气压下降。由Raoult定律可知，稀溶液的蒸气压下降值只与溶液中溶质的数量有关而与溶质的种类无关。2.沸点升高2.1基本理论沸点是液体的饱和蒸气压等于外压时的平衡温度。当外压为101.325KPa时的沸点称为正常沸点。在一定外压条件下，当溶液中含有不挥发性溶质时，溶液的沸点比纯溶剂的沸点高，这一现象称为溶液的沸点升高。2.2应用实例在钢铁冶炼工业中，通过观测钢水的沸点来确定其它组分的含量在钢铁工业生产中，技术人员为了配比一定比率的固溶体需要不断的取样测定，不仅重复劳动、工作量大，而且高温作业采样会有很大的潜在危险，于是技术员通过观测安装在熔炉中温度测量仪测定每一个状态时的沸点，就可以确定即时合金中的其他金属的含量，对合金生产起到关键的调控作用。这就依据依数性的沸点上升原理，在纯铁水中加入另一种金属后，沸点会升高，不同的组分含量就对应相应的沸点，通过沸点的变化值就可计算出在某一沸点时另一种金属的含量，对钢铁合金的调节既方便又简捷。23.凝固点降低3.1基本理论在一定外压调节下，物质的液相和固相蒸汽压力相等，两相平衡共存时的温度称为稀溶液的凝固点。在稀溶液中与只析出固态纯溶剂成相平衡时，稀溶液的凝固点比相同压力下纯溶剂的凝固点要低，这种现象叫凝固点下降。3.2应用实例在冬春季节，冰雪天的道路上通过泼洒工业食盐可以加速除冰融雪每逢冬春季节，道路被冰雪覆盖时，路政工作人员就在冰雪上泼洒工依据业食盐，来加速冰雪融化，从而使道路通畅。这就根据依数性的凝固点降低原理，冰雪可以认为是固态纯水，在冰雪中撒一些食盐，食盐溶解在水中后形成稀溶液，由于溶液的凝固点要低一些，依据固相与液相平衡条件，随白天温度稍稍回升，就可以使平衡向溶液方向移动，冰雪就会加速溶解变成液体，从而达到除冰融雪的目的。同样基于凝固点降低的原理，在冬季，汽车的散热器里通常加入丙三醇（俗称甘油）、建筑工地上经常给水泥浆料中添加工业盐等，都是通过降低凝固点来预防冻伤。4.渗透压4.1基本原理在一个U形管中，中间用一个半透膜隔开，在半透膜两边分别装相等高度的纯溶剂和一定浓度的稀溶液，半透膜只允许溶剂通过，当在半透膜两侧达到平衡时，溶液一侧的液面有所上升，为阻止溶剂分子自纯溶剂向溶液一侧渗透，就需要在溶液上方施加一个额外的压力，使半透膜两侧液面再次相平，这个额外的压力就定义为渗透压。4.2应用实例4.2.1海洋海水淡化技术随着人类社会的快速发展，淡水资源不断匮乏，而取之不尽的海水因含有大量的盐分通常不能直接使用，所以海水的淡化技术昭示着非常巨大的经济价值和非常重要的研究意义。海水淡化也称海水化淡或海水脱盐，是指将海水中的多余盐分和矿物质去除得到淡水的技术。目前主要采用的海水淡化方法有蒸馏法、反渗透法、海水冻结法和电渗法。反渗透法就是基于渗透压的原理，通过在半透膜的含海水的一侧用特种高压泵增压，使海水通过反渗透膜而进入纯水一侧，从而达到将海水淡化的目的。反渗透法具有设备简单、易于维护和设备模块化的优点，且脱盐率高，逐步取代蒸馏法成为应用最广泛的方法。经反渗透膜处理后的海水，其水质甚至优于自来水，这样就可供工业、商业、居民及船舶和舰艇使用。4,2.2食品加工行业渗透脱水在食品工业，通过渗透脱水技术进行蔬菜、肉类、鱼类的腌制和水果的蜜制、糖制的加工历史相当悠久。随着人们对渗透理论认识的成熟，渗透脱水技术已经从传统的方法过度到能与干燥、冷冻、杀菌、罐藏等方法的组合应用，从而更好地保持了果蔬加工后的品质，降低了加工能耗，使得渗透脱水技术在食品加工行业中占举足轻重的位置。总结稀溶液依数性在生活中的应用不仅解释了生活规律，还解决了生产难题，丰富了生活和生产。而稀溶液依数性夜不仅仅在生活上有应用，更表现在医学上，比如对细胞内外物质的交换与运输、临床输液、水及电解质的代谢等问题，具有一定的理论指导意义。稀溶液的依数性在更多领域的应用有待我们去发展。参考文献【1】邓崇海，胡寒梅，邵国泉。稀溶液依数性的相图解析与应用，合肥学院学报（自然科学版），32013年2月，第23卷第一期【2】陆艳琦，孙志红。漫谈渗透现象和渗透压，郑州铁路职业技术学院学报，2006年3月，第18卷，第一期