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滲透定律
鎖定
- 中文名
- 滲透定律
- 發明者
- 範特荷甫
- 發明時間
- 1886年
- 主要榮譽
- 諾貝爾化學獎
規律
1886年範特荷甫(van’t Hoff)根據實驗數據得出一條規律:對稀溶液來説,滲透壓與溶液的濃度和温度成正比,它的比例常數就是氣體狀態方程式中的常數R。這條規律稱為範特荷甫定律。用方程式表示如下:
πV=nRT
或π=cRT
式中π為稀溶液的滲透壓,V為溶液的體積,c為溶液的濃度,R為氣體常數,n為溶質的物質的量,T為絕對温度。
上式稱為範特荷甫公式,也叫滲透壓公式。常數R的數值與π和V的單位有關,當π的單位為kPa,V的單位為升(L)時,R值為8.31kPa·L·K-1·mol-1。
範特荷甫公式表示,在一定温度下,溶液的滲透壓與單位體積溶液中所含溶質的粒子數(分子數或離子數)成正比,而與溶質的本性無關。
對於稀溶液,c近似於質量摩爾濃度,因此上式又可寫成
π=mBRT
對於相同cB的非電解質溶液,在一定温度下,因為單位體積溶液中所含溶質的粒子(分子)數目相等,所以滲透壓是相同的。如0.3mol·L-1葡萄糖溶液與0.3mol·L-1蔗糖溶液的滲透壓相同。但是,相同cB的電解質溶液和非電解質溶液的滲透壓則不相同。例如,0.3mol.L-1NaCl溶液的滲透壓約為0.3mol.L-1葡萄糖溶液滲透壓的2倍。這是由於在NaCl溶液中,每個NaCl粒子可以離解成1個Na 和1個Cl-。而葡萄糖溶液是非電解質溶液,所以0.3mol·L-1NaCl溶液的滲透壓約為0.3 mol·L-1葡萄糖溶液的2倍。
由此可見,滲透壓公式中,對電解質溶液來説,濃度cB(或mB)是1升溶液中能產生滲透效應的溶質分子與離子總物質的量,稱為滲透物質的量濃度。
通過測定溶液的滲透壓,可以計算溶質的相對分子質量。如果溶質的質量為m,摩爾質量為M。實驗測得溶液的滲透壓為π,則該溶質的相對分子質量(數值等於摩爾質量)式求得。