理想溶液 ideal solution(s)溶液中的任一組分在全部濃度范圍內(nèi)都符合拉烏爾定律的溶液稱為理想溶液。

理想溶液忽略不計分子、離子及其他微小質點相 互作用影響的一種溶液。即認為溶質與溶劑混合成為溶液時,既不放熱,也不吸熱,溶液體積恰為溶質和 溶劑的體積之和。理想溶液是人們假設的溶液,以簡化化學計算。

中文名

理想溶液

外文名

ideal solution(s)

應用

熱力學簡便計算

宏觀定義

任一組分符合拉烏爾定律的溶液

微觀定義

沒有熱效應和體積的變化

領域

物理化學

簡要介紹

任一組分在全部濃度范圍內(nèi)都服從拉烏爾定律的溶液稱為理想溶液,這是從宏觀上對理想溶液的定義。從分子模型上講,各組分分子的大小及作用力,彼此相似,當一種組分的分子被另一種組分的分子取代時,沒有能量的變化或空間結構的變化。換言之,即當各組分混合成溶液時,沒有熱效應和體積的變化。即這也可以作為理想溶液的定義。除了光學異構體的混合物、同位素化合物的混合物、立體異構體的混合物以及緊鄰同系物的混合物等可以(或近似地)算作理想溶液外,一般溶液大都不具有理想溶液的性質。但是因為理想溶液所服從的規(guī)律較簡單,并且實際上,許多溶液在一定的濃度區(qū)間的某些性質常表現(xiàn)得很像理想溶液,所以引入理想溶液的概念,不僅在理論上有價值,而且也有實際意義。在物理化學中,只要對從理想溶液所得到的公式作一些修正,就能用之于實際溶液。

拉烏爾定律

拉烏爾定律是1887年法國化學家拉烏爾(Raoult) 由實驗發(fā)現(xiàn),定溫定壓下,在非電解質溶液中,溶劑的蒸氣壓P等于純?nèi)軇┑恼魵鈮篜乘以溶液中溶劑的摩爾分數(shù)X,即:

。該式也可以說明稀溶液中溶劑的蒸氣壓降低值與溶質的摩爾分數(shù)成正比。

拉烏爾定律是根據(jù)稀溶液的實驗結果,總結而得到的,對于性質相差較大的組分所構成的溶液,當其濃度大于0.01質量摩爾濃度時就可能產(chǎn)生偏差,而對于性質相似組分組成的溶液,在所有濃度范圍內(nèi)都符合拉烏爾定律,該溶液稱為理想溶液。

熱力學性質

(1)理想溶液各組元的蒸氣壓和蒸氣總壓都與組成成直線關系,即

(2)理想溶液組元的化學位服從以下簡單關系,即

;

(3)理想溶液由于各組元的體積相差不大,而且混合時相互吸引力沒有變化,因此混合前后體積不變,即

;

(4)由于理想溶液各組元分子間的相互作用力不變,其混合熱等于零,即

;

(5)理想溶液的混合熵只決定于克分子分數(shù),與溶液各組元的本性無關,即符合以下關系:

(6)理想溶液的混合自由能為:

相關理論

理想溶液是各組成物質在全部濃度范圍內(nèi)都服從拉烏爾定律的溶液。對于理想溶液,拉烏爾定律與亨利定律反映的就是同一客觀規(guī)律。其微觀模型是溶液中各物質分子的大小及各種分子間力(如由A、B二物質組成的溶液,即為A-A、B-B及A-B間的作用力)的大小與性質相同。由此可推斷:幾種物質經(jīng)等溫等壓混合為理想溶液,將無熱效應,且混合前后總體積不變。這一結論也可由熱力學推導出來。

理想溶液在理論上占有重要位置,有關它的平衡性質與規(guī)律是多組分體系熱力學的基礎。在實際工作中,對稀溶液可用理想溶液的性質。