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(jì)分子、離子及其他微小質(zhì)點(diǎn)相 互作用影響的一種溶液。即認(rèn)為溶質(zhì)與溶劑混合成為溶液時(shí),既不放熱,也不吸熱,溶液體積恰為溶質(zhì)和 溶劑的體積之和。理想溶液是人們假設(shè)的溶液,以簡(jiǎn)化化學(xué)計(jì)算。

中文名

理想溶液

外文名

ideal solution(s)

應(yīng)用

熱力學(xué)簡(jiǎn)便計(jì)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(yīng)和體積的變化

領(lǐng)域

物理化學(xué)

簡(jiǎn)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(duì)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(dāng)一種組分的分子被另一種組分的分子取代時(shí),沒有能量的變化或空間結(jié)構(gòu)的變化。換言之,即當(dāng)各組分混合成溶液時(shí),沒有熱效應(yīng)和體積的變化。即這也可以作為理想溶液的定義。除了光學(xué)異構(gòu)體的混合物、同位素化合物的混合物、立體異構(gòu)體的混合物以及緊鄰?fù)滴锏幕旌衔锏瓤梢?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(zhì)。但是因?yàn)槔硐肴芤核牡囊?guī)律較簡(jiǎn)單,并且實(shí)際上,許多溶液在一定的濃度區(qū)間的某些性質(zhì)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(jià)值,而且也有實(shí)際意義。在物理化學(xué)中,只要對(duì)從理想溶液所得到的公式作一些修正,就能用之于實(shí)際溶液。

拉烏爾定律

拉烏爾定律是1887年法國(guó)化學(xué)家拉烏爾(Raoult) 由實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),定溫定壓下,在非電解質(zhì)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?jǐn)?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(zhì)的摩爾分?jǐn)?shù)成正比。

拉烏爾定律是根據(jù)稀溶液的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,總結(jié)而得到的,對(duì)于性質(zhì)相差較大的組分所構(gòu)成的溶液,當(dāng)其濃度大于0.01質(zhì)量摩爾濃度時(shí)就可能產(chǎn)生偏差,而對(duì)于性質(zhì)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(xué)性質(zhì)

(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(guān)系,即

;

(2)理想溶液組元的化學(xué)位服從以下簡(jiǎn)單關(guān)系,即

;

(3)理想溶液由于各組元的體積相差不大,而且混合時(shí)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?jǐn)?shù),與溶液各組元的本性無關(guān),即符合以下關(guān)系:

(6)理想溶液的混合自由能為:

相關(guān)理論

理想溶液是各組成物質(zhì)在全部濃度范圍內(nèi)都服從拉烏爾定律的溶液。對(duì)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(zhì)分子的大小及各種分子間力(如由A、B二物質(zhì)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(zhì)相同。由此可推斷:幾種物質(zhì)經(jīng)等溫等壓混合為理想溶液,將無熱效應(yīng),且混合前后總體積不變。這一結(jié)論也可由熱力學(xué)推導(dǎo)出來。

理想溶液在理論上占有重要位置,有關(guān)它的平衡性質(zhì)與規(guī)律是多組分體系熱力學(xué)的基礎(chǔ)。在實(shí)際工作中,對(duì)稀溶液可用理想溶液的性質(zhì)。