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溶质的特性当多种溶质加入到一种溶剂中之后,该液体就会与原液体发生多种变化。溶剂中存在一种或多种溶质时,将会改变该溶剂中各分子之间的相互作用,减少他们之间的运动空间。因此,从液体到固体(或液体到气体)的转换能力也将会改变。这些改变,我们把它统称为溶质的依数特性(colligativeproperties),它决定于溶液中所存在的溶质的总颗粒数。对于一种简单的化学物质诸如尿素来说,其效应是与溶液中尿素的总摩尔数相关:向对一种可以分解的化学复合物诸如氯化钠来说,钠和氯都将对这种依数特性起作用。因此,从理论来说,我们在氯化钠溶液中所得到的效应比在尿素中所得到的要大两倍(但是,如果分解不完全,其效应则应没有两倍那么大),而这些颗粒的实际质量对此则是毫无关联的。
一个小分子与一个大分子所产生的效应可以是相同的。表1列出了溶液中存在溶质时的四种基本变化。其中任何一种特性的改变都可用来测量溶解于任何溶液中溶质的总摩尔浓度。例如,应用冰点降低(freezing point depression)这一特性时,如果将冰点降低0.93℃,则可知溶液中有0.5摩尔的总溶质。表1:依数特性每公斤溶剂中每摩尔溶液浓度的改变 冰点降低1.86℃沸点升高0.52℃蒸汽压降低0.3mmHg渗透压升高17,000 mmHg渗透压(osmotic pressure)是指以抵挡溶剂透过一种只允许溶剂通过而不允许溶质通过的半透膜的压力。当这种半透膜存在时,其自然趋势是溶剂透过该半透膜以达到在膜的两侧的溶质分子的平衡。为了阻止这种溶剂的运动则需要一种压力(见图1)。反过来,我们可以认为正是这种压力推动了溶剂透过半透膜。一个摩尔的溶质存在于一升溶剂中可产生一个渗透摩尔(osmole)。渗透浓度的测量通常是以容量渗透摩尔浓度(osmolarity)或重量渗透摩尔浓度(osmolality)表示。
容量渗透摩尔浓度是指每升溶液中溶质的摩尔数。由于溶液的体积随加入的溶质的量、温度和压力的变化而变化,因此容量渗透摩尔浓度是难以测量的。重量渗透摩尔浓度是指每公斤溶剂中所存在的溶质微粒的毫摩尔数。由于在温度和压力不变的情况下溶剂的量是不变的,因此重量渗透摩尔浓度是很容易评估的,因而也就成为常用的术语。从技术上来讲,重量渗透摩尔浓度应由渗透后来衡量,但是,渗透压的测量并不那么容易。由于渗透压是与溶质的总摩尔浓度成正比,因此在渗透压与冰点降低或蒸汽压降低(vapor pressure depression)之间存在正相关的关系。所以,其它依数特性的测量通常是以重量渗透摩尔浓度来表示,尽管它在技术上是不够确切的。
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