高三選修化學(上)第三章液態與溶液

選修化學(上) 第三章 液態與溶液

2015 年 01 月彙編

第一節 水的相變化

一、物質的三態變化

日常生活中接觸的純物質發生狀態轉變時，通常隨著溫度的升高，固體會熔化成液體， 再變化為氣體，歷經三個狀態的改變。

固體 液體 氣體

以水為例，在一大氣壓下，將冰塊加熱，溫度上升至0℃時，溫度暫時不再上升，此時 固體水分子需要吸收足夠能量，掙脫水分子間的吸引力，才能轉變成液態，此為冰的_____ 點。 看過來 0℃的冰塊一莫耳熔化成水所需要的能量，稱為水的莫耳熔解熱，約為 6.01 千焦。 相同的，持續將水加熱至100℃，此時溫度暫時不再上升，吸收的熱量用於掙脫水分子 間的吸引力而轉變成氣態，此時的溫度稱為水的______點。 看過來 100℃的水一莫耳汽化所需要的能量，稱為水的莫耳汽化熱，約為 40.6 千焦。 想一想 沸點與莫耳汽化熱有什麼關聯呢? 昇華 凝華 熔化( 熔 解) 固化( 凝 固) 汽化 液化( 凝 結)

【範例 1】 一莫耳純質固體在定壓下受熱，測得溫度變化與時間如下圖所示： 在定壓下把固體由0℃加熱，單位時間加熱量一定，下列敘述何者正確？ (A)於 CD 間固體與液體同時存在 (B)此物質的熔點為 T2 (C)在 EF 時為氣體狀態 (D)此物質之汽化熱大於熔解熱 (E)固體之比熱較液體為大。 Ans ： (C)(D)(E) 【範例 2】 等量之100℃水和 100℃水蒸氣所含之熱量？ (A)相等 (B)水熱量較多 (C)水蒸氣熱量較多 (D)無法比較。 Ans ： (C)

二、相圖

1、下圖為水的三相圖，當壓力為 0.006 atm，溫度為 0.01℃時，冰塊、水與水蒸氣可以共存， 稱為水的三相點，為下圖上的A 點。 2、如果在小於 0.006 atm 的壓力下，將冰塊持續加熱，此時冰塊會直接昇華為水蒸氣，而不 會經過液態。 【範例 3】 在常溫常壓下，固態直接轉變為氣態的現象，稱為昇華。在日常生活中常常可以見到此類的 物理現象，例如乾冰、碘、樟腦丸等。右圖為二氧化碳的三相圖。今有一乾冰，試問如何能夠

觀察到液態的二氧化碳，需要有什麼條件呢?

第二節 常見的濃度表示法

一、預備： 1.質量(m)＝體積(V)×密度(D)。 2.將密度以 g / mL 作單位之單位除去即為比重(d)之數值。 3.若溶質帶結晶水，溶質在水溶液中的重量必須扣去結晶水重量。 【範例 1】 將572 克的 Na2CO3 •10H2O 溶於 500 克的水中形成比重 1.2 的溶液，則該溶液中溶質 重 克，溶劑重 克，溶液重 克，溶液體積 mL。 Ans ： 212 、 860 、 1072 、 893 二、各種濃度之定義與計算： 1.重量百分率濃度：溶液中，溶質所佔的重量百分率(％) 【公式】 【範例 2】 有比重1.18，濃度為 4％的鹽酸 2.00 升，其所含的氯化氫重若干克。

Ans ： 94.4 g 【範例 3】 於100 克水大量吸收氨氣，而得含氨 31.7％(重量％)，比重 0.890 的濃氨水，則此氨水的體 積約為若干升？ Ans ： 0.164 L 【範例 4】 等莫耳的醋酸和水混合，則醋酸的百分率濃度為何？ Ans ： 76.9 ％ Ans ： x ＝ 2 2.容積莫耳濃度(M；molarity)：一公升溶液中，溶有溶質的莫耳數，記為CM。 【公式】 【範例 5】 500 毫升溶液中溶解 18 克的葡萄糖(C H O6 12 6)，則[C H O6 12 6]＝ M Ans ： 0.2 M 【範例 6】 於27℃時 8.50 克的NH3( )g 溶於40.0 mL 水(密度 1 g /mL)中，比重成為 0.9，則此氨水之CM？ Ans ： 9.3 M 【範例 7】 取294 克 CaCl2•2H2O 溶於 528 克水中，25℃時密度為 1.2 g / mL，試求：

(1)溶質重 (2)溶液重 (3)溶液體積 (4)CM 。(CaCl2＝111) Ans ： (1)222 g 、 (2)822 g(3)685 mL 、 (4)2.92 M 3.重量莫耳濃度(m；mol / kg)：溶劑 1 kg 中所溶解溶質的莫耳數，記為Cm。 【公式】 【範例 8】 氯化鉀(KCl) 40.0 克溶解於水 190 克中，試求其重量莫耳濃度？(KCl＝74.5) Ans ： 2.83 m 【範例 9】 氯仿26.6 克中溶有萘 0.4 克，則Cm？(CHCl3＝119.5、C H10 8＝128) Ans ： 0.12 m 【範例 10】 在20℃氯化鈉飽和水溶液的濃度為 26.3％，則此溶液的Cm？

【範例 11】 用294 克 CaCl2•2H2O 溶於 528 克水中，25℃時密度為 1.2 g / mL，則Cm及百分率濃度若干？ (CaCl2＝111) Ans ： 3.33 m 、 27 ％ 4.當量濃度：每升溶液中含有溶質的當量數(eq)表示其濃度者，以「N」表示，又稱為規 定濃度。 【公式】 N＝ 當量數(溶質) 升(溶液) 5.莫耳分率或莫耳分數(x)： 溶質的莫耳數與溶液總莫耳數的比值，稱為莫耳分率(mole fraction) 【公式一】 【公式二】 【範例 12】 用13.8 克乙醇(C H OH2 5 )溶在 27.0 克水中所成的溶液內乙醇的莫耳分率為若干？ Ans ： 0.167 【範例 13】 一溶液中含有16.0 克甲醇(CH OH3 )，69.0 克乙醇及 54.0 克水。甲醇之莫耳分率及重量百分率 為若干？

Ans ： 0.1 、 11.5 ％ 6.體積百分率： 以溶液100 mL 中所含溶質的毫升數來表示的濃度，稱為體積百分比。 【公式】 V﹪＝ 溶質毫升數（mL） ×100﹪ 溶液毫升數（mL） 7. ppt、ppm、ppb

(1) ppt：parts per thousand (每 103_{克溶液中所含溶質克數)} (2) ppm：parts per million (每 106_{克溶液中所含溶質克數)} (3) ppb：parts per billion （每 109_{克溶液中所含溶質克數）。}

＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊牛 刀 小 試＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊

01. 市售的濃硫酸，其重量百分濃度為 70％，比重為 1.42。試計算該酸的下列各種濃度？ (A)莫耳分率 (B)重量莫耳濃度 (C)體積莫耳濃度。 02. 在 4℃時 100 mL 的水可配成比重 d，濃度 p％的NaOH 溶液若干mL？ (A)100 P d  (B)100 d (C)





100 100 P d －P (D)





100 100 P d P  － (E)





10000 100 d －P 。 03. 市售的濃H PO3 4是85％，密度為 1.70 g/ mL 試計算：(H PO3 4分子量＝98) (A)該酸的莫耳濃度(M)？ (B)磷酸所佔的莫耳分率是多少？ (C)欲製備 250 mL，0.400 M 的磷酸溶液需要多少毫升的濃H PO3 4？ 04. 乾燥空氣中，氪之體積組成為 1.14×10－4_{％，其濃度若以ppm 及 ppb 記應為若干？}

05. 下列敘述何者正確？ (A)重量百分率濃度相同的水溶液，其容積莫耳濃度亦相同 (B)重量百分率濃度相同的水溶液，其重量莫耳濃度亦相同 (C)容積莫耳濃度相同的水溶液，其重量莫耳濃度亦相同 (D)莫耳分率相同的水溶液，其重量莫耳濃度亦相同。 06. 某K CO2 3(式量＝138)溶液測得濃度為 2.10 m，1.82 M，則此溶液之比重為？ (A) 1.12 (B) 1.33 (C) 1.55 (D) 1.88。 07. 氯化鈉(式量：58.5) 3.00 克溶於 100 克水後所得溶液之比重為 1.02，該溶液中氯化鈉的莫 耳濃度約為？ (A) 0.508 (B) 0.523 (C) 0.550 (D) 0.585 莫耳/升。 08. 某硫酸溶液 100 克中，含H SO2 4 98 克水 2.00 克，設該溶液之比重為 1.86，則下列各敘述 何者錯誤？（原子量：S＝32，O＝16，H＝1） (A)容積莫耳濃度為 18.6 M (B)重量莫耳濃度為 37.2 m (C)重量百分率濃度為 98％。 09. 35℃時，將 1 克食鹽溶於 1 升之水中，並把此溶液冷卻至 5℃，則冷卻前後哪一種濃度 有變化？ (A)體積莫耳濃度 (B)重量莫耳濃度 (C)莫耳分率 (D)重量百分率濃度。

10. 將濃度 2 M 溶液一瓶，倒去半瓶再用水加滿，伴勻後再倒去 3/4 瓶，然後再以 3 M 溶液 加滿，則最後濃度為？ 11. 如欲配製 1.00 M 的NaOH，溶液以下何方法最正確？ (A) 4.00 克固體NaOH溶於100 毫升的水中 (B) 4.00 克固體NaOH加水至溶液體積為10 毫升 (C) 4.00 克固體NaOH溶於10 毫升的水中 (D) 4.00 克固體NaOH加水至溶液體積為100 毫升。 12. 於 3 M 硫酸之比重為 1.18，其重量百分率濃度約為_________。 13. 含氦 2.00 及含氧 4.00 克的氣體溶液中，氦的莫耳分率為多少？ 14. 有一濃鹽酸(比重為 1.20)含 36％(重量)的氯化氫。此濃鹽酸的重量莫耳濃度(m)約為？ 15. 2 m 硫酸之比重為 1.28，其重量百分率濃度為若干？ 16. 於 631 mL CH OH3 (比重＝0.792)與 501 mL 水混合的溶液，含甲醇 14.29 M，則 (A)混合後溶液體積為 ______ mL (B)溶液密度為 ______ g/mL (C)含甲醇之重量莫耳濃度 ______ m (D)含甲醇重量百分率濃度為 ______ ％。

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牛刀小試解答※

1. 0.3、23.8、10.14 M 2. E 3. 14.75 M、0.51、6.8 mL 4. 1.14 ppm、1.14×103 _ppb 5. D 6. A 7. A 8. B 9. A 10. 2.5M 11. D 12. 25％ 13. 0.8 14. 15.4 m 15. 16.4％ 16. 1093、0.916、31.1、49.9

第三節

亨利定律 一.內容：定溫下一定量溶劑所溶解氣體溶質的質量溶解度，與該氣體的 _______成正比； 所溶氣體之體積與該氣體的分壓_______。 1.公式: m ＝ kp （ C M＝ kp ） 2.適用條件：適用於難溶的氣體，不適於極易溶解之氣體。 如：適用於---H2、N2、O2 不適用於---NH3、HCl、SO2、H S2 、Cl2、NO2 二.亨利定律之應用： 1.汽水開瓶之後，CO2容易逸去 2.潛水伕病的防止 【範例 1】 下列何者正確？ (A)氣體之溶解度隨溫度之升高而增加 (B)尚含固體的飽和溶液中溶解和結晶仍進行著，是一種動平衡 (C)過飽和溶液中加入晶體種子後，溶質會全部結晶析出 (D)飽和溶液的濃度即為該物溶解度 (E)配製食鹽水溶液，完全攪拌後，溶液底部有食鹽晶體，則此溶液為過飽和溶液。 Ans ： (B)(D) 【範例 2】 下列敘述何者正確？ (A)鹽類在水中的溶解度均隨溫度增加而增加

(B)混合氣體中某物種在水中的溶解度隨分壓增加而增加 (C)氣體在水中的溶解度隨溫度增加而減少 (D)亨利定律不適用於氯在水中的溶解度 (E)亨利定律在氣體溶解度愈大時愈適用。 Ans ： (B)(C)(D) 【範例 3】 下列何種敘述有誤？ (A)固體之溶解度隨溫度之升高而增大 (B)氣體之溶解通常隨溫之升高而降低 (C)固體顆粒愈細小，溶解度愈大 (D)溫度一定時，溶於一定量液體之氣體體積與壓力無關。 Ans ： (A)(C) 【範例 4】 下列何種氣體不適宜以亨利定律來說明氣體在水中溶解度與壓力的關係？ (A)HCl (B)N2 (C)H2 (D)CH4。 Ans ： (A) 【範例 5】

(1)在 25℃及 1 atm 下，純氮氣對水溶解度為 6.4×10－4 _{mol/L，求 25℃、1 atm 空氣其氮氣對水} 溶解度為若干mol/ L？（氮氣在空氣中之莫耳分率為 0.78）

Ans

： 5.0×10－ 4 _mol/L

(A) 5 (B) 25 (C) 1 (D) 10。 Ans ： (A) (3)在 20℃與 1 大氣壓時，氧在水中的溶解度為 1.38×10-3 _{mol/ L，試求在 20℃與 0.21 大氣壓} 時，求氧在水中的溶解度。 Ans ： 2.9×10－ 4 _mol/L 【範例 6】 純氧在20℃及 760mm Hg 壓力下，1 升水能溶解 0.043 克。在相同的狀況下，1 升水能溶解 0.019 克純氮。 (A)試求亨利定律(m＝kp)中之 k 對O2與N2各為若干？ (B)假定乾燥空氣是由 20％氧及 80％氮（以體積計）所組成，求在 760mm Hg 下，曝露在 空氣中之1 升水，在 20℃時所溶解氧及氮的重量。 Ans ： (A)O2＝ 0.043 、 N 2＝ 0.019 (B)O2＝ 0.0086 g 、 N 2 0.0152 g＝ 【範例 7】 純氧1 atm 在 20℃、1 升水中可溶解 1.50×10－3_{莫耳，則20℃、1 atm 的空氣在 500 mL 的水中} 有多少克溶氧？(20℃，氧之分壓 1/5 atm) Ans ： 4.8×10－ 3 _g

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01. 氣體（如氮氣，氧氣等）在水中的溶解度與溫度之關係是？ (A)溫度上升，其溶解度增加 (B)溫度上升，其溶解度減少 (C)溫度上升，其溶解度不變 (D)溫度與溶解度的關係不一定。 02. 「打開汽水瓶蓋，先有少許氣體逸出，接著又有大量氣泡從沈水中冒出，因此汽水溫度略 為下降」。上述現象詮釋下列事實中的那一項？ (A)水變為水蒸氣時，吸收熱量 (B)該氣體的溶解度與壓力有關；壓力愈大，溶得愈多 (C)水在低壓之下，沸點下降 (D)該氣體是二氧化碳。 03. 有關溶解度的敘述，何者不正確？ (A)液體溶於液體的溶解度大都因本性而不同 (B)固體的溶解度都隨溫度升高而增大 (C)氣體的重量溶解度與其平衡存在之氣體分壓成正比 (D)氣體溶解度隨溫度升高而降低。

04. 在 20℃、1atm 下，純氧溶於水之溶解度為 1.5×10-3 _{mol/L 則 20℃、1atm 下，空氣與水達成} 溶解度平衡時，氧之溶解度為若干g/L？ 05. 已知 0℃，1 atm 下，100 克水可溶解純氧 6.8×10-3_{克，同樣狀況下，可溶解純氮2.8×10}-3 克，今將體積比為2：1 之氧與氮的混合氣體於 0℃，6 atm 下與 100 克水長時接觸，則水 中所溶氣體之總重為若干克？ 06. 氧約占空氣總體積的 21％，若 20℃時氧在右圖甲瓶 水中的溶解度為1.36×10-3_{莫耳/升，則 20℃時氧在} 乙瓶水中的溶解度為？ (A) 2.90×10－4_{莫耳/升 (B) 1.38×10}－3_莫耳/升 (C) 1.75×10－3_{莫耳/升 (D) 6.57×10}－3_{莫耳/升。}

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牛刀小試解答※

1. B 2. B 3. B 4. 9.6×10－3 _{05. 3.28×10}－2 _{06. A}

第四節 理想溶液─拉午耳定律

一、純溶劑的蒸氣壓： 在密閉器內一定溫度下當液體汽化之速率與蒸氣液化之速率相同時，就達平衡狀況

(dynamic equilibrium state)。氣相中蒸氣分子數目保持一定，其對器壁所產生之壓力一定， 此稱為 ，一般簡稱為 。 1. 蒸氣壓的測定： 溶液的蒸氣壓可用氣壓計來測定。如在氣壓 計的底端以滴管加一滴液體，此滴液體會上 升到管柱頂點，而部分液體蒸發使汞柱下降 以達平衡，與1 大氣壓的汞柱相比，汞柱的 下降是液體的蒸氣所呈現的壓力，也就是液 體的蒸氣壓。 2. 一定溫度下，同一液體之(飽和)蒸氣壓一定， 而與容器之體積、形狀 。 3.同一溫度下不同液體的蒸氣壓不同，沸點高的， 其蒸氣壓 。 4. 液體蒸氣壓隨溫度昇高而 。 5.相對溼度： (a) (b)

【範例 1】 氣筒內有氮和少量的液體水，溫度是25℃，筒內之全壓是 600mm Hg ，水的蒸氣壓是 24mm Hg ： (1)用活塞把此氣體壓縮至原體積之一半時(溫度仍是 25℃)，筒內之全壓將為若干？ (2)將活塞外拉，使氣體體積膨脹為原來之 2 倍(溫度仍為 25℃，且仍有液體水留存)，則最終 之總壓力為若干？ (3)將活塞外拉，使氣體體積膨脹為原來之 4 倍(溫度仍為 25℃，己無液體水留存)，測得氣體 總壓力為156mm Hg ，試求筒內水的蒸氣分壓若干？並求筒內相對溼度？ Ans ： (1)1176 mm - Hg ； (2)312 mm - H g ； (3)12 mm - H g ； 50 ％ 【範例 2】 於100℃時 1 L 真空容器中充入 3.2 克氧及 1.8 克水，測得物系總壓為 P atm，將容器體積擴 大為5 L，溫度仍為 100℃，則器內壓力變為若干 P atm？此時容器中相對溼度若干？ Ans ： 0.3 P ； 61.2 ％ 【範例 3】 欲在體積為394 L，溫度為 21℃之室內維持相對溼度 40﹪，若以溼度為 80﹪之外界空氣於 同溫下置換時，應由每升的置換空氣中除水多少克？(水在 21℃時之平衡蒸氣壓為 19 mm-Hg， R＝0.082 K mol L atm   ，H2O＝18)(A) 0.0075 (B) 0.0750 (C) 0.150 (D) 2.20。 Ans ： A 【範例 4】 於80℃，200 mm-Hg 之苯蒸氣於定容下，被冷卻至 50℃時，其壓力為何？（設 50℃苯之飽

和蒸氣壓為272 mm-Hg） Ans ： 18 3 mm-Hg 【範例 5】 一密閉器內裝有乙炔及氧的混合物。乙炔的分壓為100mm Hg ，而氧的分壓為500mm Hg ，溫度為27℃，當通電完全燃燒後，溫度升到 627℃。假設密閉器容積不變，下列有關燃燒 後的敘述中何者正確？ (A)在 627℃時，總壓為 550mm Hg (B)該氣體只含二氧化碳及水蒸氣 (C)在 627℃時，二氧化碳的分壓為 600mm Hg (D)冷卻至 27℃時(水的蒸氣壓為 27mm Hg ，CO2對水之溶解度忽略不計)，總壓為 477 mm Hg (E)冷卻至 27℃時，總壓為 550mm Hg 。 Ans ： ( C )( D ) 【範例 6】 某液體在20℃時之飽和蒸氣壓為 240 mmHg，今有 0.100 莫耳之此液體在 20℃下置入 1 升的 真空容器中，下列敘述何者正確？ (A)達到液─氣相平衡時，氣體之莫耳數為 0.013 莫耳 (B)達到液─氣相平衡時，氣體之莫耳是為 0.100 莫耳 (C)當容器體積增為 8 升時，氣體的莫耳數為 0.100 莫耳 (D)當容器體積增加為 10 升時，此液體的蒸氣壓為 183 mmHg (E)同溫下，增加此液體為 0.200 莫耳，則飽和蒸氣壓增至為 480 mmHg。 Ans ： (A)(C)(D)

【範例 7】 某金屬M 0.00163 mol 溶於稀硫酸，所產生的氫氣以排水集水法收集之，在 27℃、 750 mm Hg ，當集氣管內水面與管外等高時，測得所集氣體的體積為41.8 mL，（註：27℃時， 水的飽和蒸氣壓為27mm Hg ）試問： (1) 27℃，集氣管內氫氣的分壓為 mm Hg ，所收集氫氣有 mol。 (2)此氣體在 S.T.P.下之體積應為 mL。 Ans ： (1)723 、 0.0016 ； (2)3 5 . 8 【範例 8】 某容器內只含少量苯，溫度維持在50℃時，容器內苯氣體壓力與容器體積大小關係如圖。 則不正確敘述者為？ (A) 50℃苯之飽和蒸氣壓為 272 mmHg (B)當初所加苯量為 1 mol (C)容器 100 升時，蒸氣壓力為 201 mmHg (D)容器 20 升時之苯蒸氣壓力大於容器 5 升時之苯蒸氣壓力 (E)容器 74 升時所含苯蒸氣分子數大於容器為 20 升時所含苯蒸氣分子數。 Ans ： (D) 二、沸點 1.意義：在任何溫度下，液體都會 。但在某一定溫度下，液體的蒸氣壓剛好等於大 氣壓，液體內部產生氣泡，形成內外氣化的現象稱為 ，沸騰時的溫度稱 為 。

2.正常沸點(Normal boiling Point)：在一大氣壓時的沸點，也就是液體蒸氣壓恰等於 ___ ___ 大氣壓時的溫度。每一種純液體都有一定的正常沸點。 3.沸點與外界大氣壓之關係： 容器體積 (L) 5 20 74 100 苯 蒸 氣 壓 272 (mm)

【範例 9】 已知水在不同溫度時之飽和蒸氣壓如下： 溫度(℃) 100 99.6 95 25 蒸氣壓(mm-Hg) 760 750 634 23.8 則：(1)當大氣壓力 750 mm-Hg 時水在 ℃沸騰。 (2)如欲使水在 95℃沸騰大氣壓壓力須為 mm-Hg，此時水蒸氣壓為 mm-Hg。 (3)如大氣壓力為 23.8 mm-Hg 水在 ℃可沸騰。 (4)如欲使水在 100℃不沸騰大氣壓力須 。 Ans ： (1)99.6 ； (2)634 、 634 ； (3)25 ； (4) ＞ 1 atm 【範例 10】 在高山上(0.95 atm)，將某一液體加熱至沸騰，此時液體蒸氣壓為 mm-Hg，再繼續加熱， 發現液體之溫度繼續上昇，由此知該液體為純物質或溶液？ Ans ： 722 ；溶液 三、液體溶液混合後體積之變化： 1. 兩液體混合成溶液時，若體積具加成性，且在溶解過程中，能量無變化者， 稱為 溶液。其條件為混合後分子間吸引力無變化者。 2. 兩液體混合成溶液後之體積，若較成分體積和為 大 ，可認為混合後分子間之 引力 於其單獨存在時，此時可能相伴著蒸氣壓變 ，形成溶液的過程為 熱。如丙酮 與二硫化碳之混合。 3. 兩液體混合成溶液後之體積，若較成分體積和為 小 ，可認為混合後分子間之 引力 於其單獨存在時，此時可能相伴著蒸氣壓變 ，形成溶液過程為 熱。如 2 4 H SO 與H O2 之混合。 四、理想溶液的蒸氣壓 1. 拉午耳定律(溶質具有揮發性時) 溶液中之各成分之蒸氣壓，等於該成分在溶液中的莫耳分率乘以該溫度下該成分的 飽和蒸氣壓。假設為二種成份之混合溶液，可以用P1 = x1P10與P2 = x2 P20表示之。 (x1、x2為莫耳分率，P10、P20為液體之飽和蒸氣壓) P總壓 = x1P10 + x2 P20 以苯與甲苯混合溶液說明之：

2 利用溶液蒸氣相與液相組成不同，藉以分離溶液中兩種成分液體的方法稱為 。而成 分液體的沸點愈接近，則分離程序愈困難。 【範例 1 1】 假設苯和甲苯互溶形成理想溶液，在25℃時，苯的蒸氣壓為 a 毫米汞柱，甲苯為 b 毫米汞柱。 下列何者為正確？ (A) b＞a (B)當溶液中苯的莫耳分率為 0.5 時，溶液的蒸氣壓為 2 b a (C)苯和甲苯混合互溶的過程為放熱反應 (D)苯和甲苯之分子間沒有作用力。 Ans ： (B) 【範例 12】 於40℃時，庚烷及辛烷的飽和蒸氣壓各為 92 mm-Hg 及 31 mm-Hg，則 1 mol 庚烷和 4 mol 辛 烷所成溶液： (1)在 40℃時的蒸氣壓為若干？ (2)飽和蒸氣中庚烷的莫耳分率占多少？ (3)將蒸氣冷凝，其冷凝液在 40℃時蒸氣壓為若干 mm-Hg？ (4)冷凝液的飽和蒸氣組成如何？ 甲苯 苯 總壓 P P P   0 甲苯 甲苯 甲苯 x P P   0 苯 苯 苯 x P P   0 甲苯 P 0 苯 P

Ans ： (1)43.2 mm-Hg ； (2)0.43 ； (3)57.23 ； (4) 庚烷 0.69 、辛烷 0.31 【範例 13】 乙醇與甲醇之混合視為理想溶液，而20℃時乙醇及甲醇之蒸氣壓各為 44.5 mm-Hg 及 88.7 mm-Hg。現混合 60 克的乙醇及 40 克甲醇。 (1)求甲醇、乙醇混合液中各成分的莫耳分率？ (2)求甲醇及乙醇之分壓並求總蒸氣壓？ (3)求飽和蒸氣中乙醇的莫耳分 Ans ： (1) 甲醇 0.49 、乙醇 0.51 ； (2) 甲醇 43.5mm-Hg 、 乙醇 22.7mm-Hg 、總壓 66.2mm-Hg(3)0.34 【範例 14】 在85℃時，乙醇及水的蒸氣壓分別為 986.7 mm-Hg 及 433.6 mm-Hg。設 x 為乙醇在液相中的 濃度，y 為乙醇在氣相中的濃度。設容器內無其它物質，則在 85℃、1 atm 達平衡時，x 與 y 之值分別為： 、 。(x、y 均指莫耳分率) Ans ： 0.59 、 0.77 3. 不揮發性溶質的溶液蒸氣壓： (1) 溶液蒸氣壓： (2) 蒸氣壓降低之量： (3) 不揮發性溶質溶液，藉其蒸氣相與液相組成的差異，從溶液中分離出揮發性溶劑 的方法，稱為 。 ※溶液蒸氣壓下降的量與溶質的__________成正比，與重量莫耳濃度成正比 ps.重量莫耳濃度相同，則莫耳分率也相同

(a)

(b)

(c)

【範例 15】 100℃時 18.0 克的葡萄糖溶於 180 克的水中，求此溶液： (1)蒸氣壓下降之量＝ mm-Hg (2)蒸氣壓＝ mm-Hg Ans ： (1)7.52 ； (2)752.48 【範例 16】 在20℃時，水的蒸氣壓為 17.54 毫米汞柱。蔗糖 114 克溶於水 1000 克時，蒸氣壓降低 0.105 毫米汞柱，試求蔗糖之分子量及100℃時溶液的蒸氣壓為若干？ Ans ： 343 、 755.5mm-Hg 【範例 17】 已知水在50℃時之蒸氣壓為 92.5 mm-Hg，求 1.00 m 非揮發性溶質之水溶液在 50℃時之蒸氣 壓為 mm-Hg，又其在 100℃時之蒸氣壓為 mm-Hg。 Ans ： 90.9 、 746.6 【範例 18】 (a) 純水 100 克，(b)稀糖水（3.42 克蔗糖溶於 100 克水中），(c)濃糖水（6.84 克的蔗糖溶於 100 克的水中）置放於密閉器內如圖，經充分時間後，下列現象何者 正確？ (A) (a)燒杯乾涸 (B) (b)燒杯增重 100 克 (C) (c)燒杯增重 100 克 (D) 25℃時平衡時器內的水蒸氣壓與原先 25℃時(b)燒杯存在之蒸氣

壓相同 (E)平衡時(b)及(c)之重量莫耳濃度相等。 Ans ： (A)(C)(D)(E) 【範例 19】 於甲、乙、丙三個100 毫升的燒杯中，分別加入三種不同溶液。甲：30.0 毫升 1.00 M 氯化鈉溶 液；乙：20.0 毫升 1.50 M 氯化鈉溶液；丙：10.0 毫升 3.00 M 氯化鈉溶液。並將三燒杯置於密 閉容器中，經充分的時間，整個系統達平衡後，試問三個燒杯中的溶液體積是？ (A)一樣多 (B)甲燒杯中最多 (C)乙燒杯中最多 (D)丙燒杯中最多。 Ans ： (A) 【範例 20】 密閉箱中，定溫下置入溶液A：200 克含 10％的尿素、溶液 B：300 克含 10％的某溶質，保 持溫度不變靜置隔夜，達平衡時，溶液A 重變為 320 克，則溶液 B 中溶質的分子量為若干？ (設二杯溶劑均為水，溶質非揮發性，非電解質) Ans ： 180 【範例 21】 甲燒杯中，將20.0 克蔗糖溶於 100 克水中；乙燒杯中，將 10.0 克蔗糖溶於100 克水中；並將此二燒杯同放在一密閉的大玻璃罩 內，問達平衡後，將有多少克的水自乙燒杯移至甲燒杯中？最後 兩杯的莫耳分率、重量百分率濃度及重量莫耳濃度各若干？

Ans ： 33.3g ； 7.84×10-3 _{； 13 ％ ； 0.44m} 五、非理想溶液的蒸氣壓 A 混合時會有放熱現象發生的溶液，是因為混合時異類分子間的引力大於同類分子間的 引力，各成分的蒸氣壓 拉午耳定律中所預期的蒸氣壓。稱為________。 B 混合時會有吸熱現象者，表示異類分子間的引力小於同類分子間的引力，使每一成分 的蒸氣壓 拉午耳定律所預期者。稱為________。 丙酮和氯仿與溶液的蒸氣壓， 圖中虛線為理想溶液的預測值， 實線為實測值。 丙酮和二硫化碳與溶液的蒸氣壓。 圖中的虛線為理想溶液的預測值， 實線為實測值。

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1. 在某定溫下，甲乙兩種純溶劑之蒸氣壓分別為 250 及 150 mm-Hg，甲與乙混合形成理想溶 液。取0.3 莫耳之甲與一未知量之乙混合，結果與該溶液達平衡之蒸氣中，甲與乙之分壓 正好相等，則該溶液所取用之乙的莫耳數為？ 二硫化碳的莫耳分率 氯仿的莫耳分率

(A) 0.18 (B) 0.36 (C) 0.42 (D) 0.50。 2. 二揮發性液體甲和乙混合可形成理想溶液，且溶液上的蒸氣為理想氣體。若 50℃時，測得 該溶液的蒸氣壓為400 mm-Hg，而在蒸氣中甲的莫耳分率為 0.25，在原溶液中甲的莫耳分 率為0.40，試求？ (1)純甲的蒸氣壓為若干 mm-Hg？ (2)純乙的蒸氣壓為若干 mm-Hg？ 3. 利用 A、B 兩純溶劑混合形成理想溶液，已知在 50℃時 A、B 兩純溶劑之飽和蒸氣壓依次為 300、100 mm-Hg，今於 50℃測得 A、B 混合所成之理想溶液，其蒸氣之組成 XA = 0.5，則 此溶液之總蒸氣壓為？ (A) 120 (B) 150 (C) 200 (D) 240 mm-Hg。 4. 於 25℃時，A、B 兩液體純質之蒸氣壓分別為 120 mm-Hg 和 80 mm-Hg，某 A、B 混合液之 蒸氣成分A 佔 2/3(莫耳分率)，求此混合液在 25℃時之蒸氣壓若干？ 5. 液體 A 與 B 組成一理想溶液。由 1.00 莫耳之 B 與 4.00 莫耳之 A 製備一溶液，於其正常沸 點時，純B 之蒸氣壓為 600 mm-Hg。 (1)問在此溫度時，純 A 之蒸氣壓為何？ (2)當此溶液首先開始沸騰時，蒸氣與溶液達到平衡，則蒸氣中 A 之莫耳分率為？ (3)若另有液體 C 與液體 D 組成一理想溶液，由 1.00 莫耳之 D 與 4.00 莫耳之 C 製備一溶液， 於其正常沸點時，純D 之蒸氣壓為 400 mm-Hg 試問 C、D 理想溶液與 A、B 理想溶液，何 者較易藉蒸餾法分離之。 6. 利用 30％之某不揮發性溶質水溶液在 100℃時之蒸氣壓為 752 mm-Hg，求該溶質分子量？ 又莫耳分率為若干？

甲 _純 乙 水 7. 於相同的甲、乙兩個瓶中，盛以不同量的純水（如圖，乙比甲多）， 試問下列敘述何者正確？ (A)在 25℃時，甲瓶中水的蒸氣壓大於乙瓶中水的蒸氣壓 (B)在 25℃時，乙瓶中水的蒸氣壓大於甲瓶中水的蒸氣壓 (C) 50℃時甲瓶水的蒸氣壓大於 25℃時乙瓶中的蒸氣壓 (D)於甲、乙二瓶中，各加入等量的氯化鈉（使未達飽和），待平衡後，乙瓶中水的蒸氣壓 大於甲瓶中水的蒸氣壓 (E)於甲、乙兩瓶中，各加過量的氯化鈉使二瓶中的溶液均達飽和溶液，乙瓶中水的蒸氣壓 大於甲瓶中水的蒸氣壓。 8. 在一個密封的容器裡放置甲、乙、丙三個燒瓶，其中甲加入 10 毫升，0.1 M 的NaCl溶液， 乙加入10 毫升，0.2 M 的NaCl溶液，丙加入20 毫升，0.1 M 的NaCl溶液。經長時間達成 平衡後，乙燒瓶中NaCl溶液的體積為多少毫升？ (A) 18 (B) 10 (C) 13 (D) 16。 9. 將純水，0.1 m 糖水，1.0 m 糖水，0.5 m 糖水等四杯液面等高液體共置於一真空密封容器 中，最後何者之液面最高？ (A)純水 (B) 0.1 m 糖水 (C) 1.0 m 糖水 (D) 0.5 m 糖水。 10. 液體 A 與液體 B 混合形成理想溶液 AB，其混合體積變化為Vmix，而反應熱變化為 mix H  ，則下列何者為真？

(A) Vmix＝ 0，Hmix≠ 0 (B) Vmix ＝ 0，Hmix＝ 0

(C) Vmix≠ 0，Hmix≠ 0 (D) Vmix ≠ 0，Hmix＝ 0

11. 理想溶液具有下列那些性質？ (A)溶質分子為一質點，其本身不佔有體積 (B)溶質與溶劑之分子間無作用力 (C)溶液形成時不放熱也不吸熱 (D)溶液形成時體積有加成性 (E)遵循拉午耳定律。 12. 在某定溫下甲、乙二液體之蒸氣壓分別為 120 及 160 mm-Hg，以等莫耳數混合甲、乙二液 體，實驗測溶液之蒸氣壓以P表示，以下說明何項正確？

(B)P＝140 mm-Hg 時，表示甲、乙混合成理想溶液 (C)P＝130 mm-Hg 時，表示甲、乙混合後溶液之體積將比原成分體積總和要小 (D)P＝150 mm-Hg 時，表示甲─乙分子間之引力大於甲─甲，乙─乙分子間之引力 (E)P＝140 mm-Hg 時，表示甲─甲、乙─乙、甲─乙分子間引力相同。

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牛刀小試答案※

1. D 2. (1) 250；(2) 500 3. B 4. 102.9 mm-Hg 5. (1) 800 mm-Hg；(2) 0.84；(3) CD 6. 782；0.0105 7. CD 8. D 9. C 10. B 11. CDE 12. BCE

第五節 溶液的沸點上升與凝固點下降

一、溶液的沸點上升： 1. 溶劑中溶有不揮發性的溶質時，溶液的蒸氣壓較純溶劑為 ，其蒸氣壓下降量 0 P P x   _質 ，故溶液中所含的溶質的量(指莫耳分率)愈多，蒸氣壓降得愈多。 2.【公式】 Tb K mb (1)Kb：莫耳沸點上升常數，與溶劑種類有關，與溶質種類無關，對水而言Kb＝ (2)本公式適用於：(a)非揮發、(b)非電解質、(c)稀薄溶液。 (3)如溶質為揮發性時：溶液的沸點，通常介於成分沸點之間。 (4)可用於求溶質分子量。 二、溶液的凝固點下降： 1. 溶劑中溶有溶質時，溶液的凝固點比純溶劑低。

2.【公式】Tf K mf (1)Kf 稱為莫耳凝固點下降常數，與溶劑有關，與溶質種類無關。水的Kf 為_ __ (2)本公式適用於：(a)揮發與非揮發皆可、(b)非電解質、(c)稀薄溶液 (3)可用於求溶質分子量。 三、有二種或二種以上的溶質 1.. Tf K mf( 1m2...) 1 2 ( ...) b b T K m m     2.. 若為電解質 Tf K m if( 1 1m i2 2...) 【範例 1】 1 m C H O6 12 6(aq)及1 m C H O12 22 11(aq)之b.p.＝ ℃，f.p.＝ ℃。 Ans ： 100.52 ； -1.86 【範例 2】 在1 atm 時，純水沸點＝ ℃，1 m 糖水沸點＝ ℃，加水稀釋糖水時，沸點如何改變？ ，又凝固點如何改變？ 。

Ans ： 100 ； 100.52 ；下降；上升 【範例 3】 在1 atm 時 1 m C H OH2 5 (aq)沸點範圍為 ，加水稀釋時，沸點如何改變？ ，又凝固點如何改變？ Ans ： 78 ～ 100 ℃ ；上升； 上升 【範例 4】 1 m 糖水在 100℃時蒸氣壓＝ mm-Hg，在 ℃時蒸氣壓為 1 atm，如何使 1 m 糖水在 100℃時沸騰？ Ans ： 7 46.6 ； 100.52 外壓降為 746.6mm-Hg 【範例 5】 設9.175 mg 樟腦丸溶有 0.525 mg 某化合物，其熔點下降 6.4℃，試求此化合物之分子量？ (Kf 樟腦＝40.0) Ans ： 357.6 【範例 6】 樟腦之莫耳凝固點下降常數為40℃，某化合物 A 克溶於樟腦 B 克後，所得溶液之凝固點下 降度數為t℃，此化合物之分子量等於？

 

A 4 104 A

 

B 4 104 B

 

C 4 103 A

 

D 4 103 A

 

E 40 B t B t A t B t A t A              

Ans ： (A) 【例題 7】 當0.412 克之萘(C H10 8)溶於 20.00 克之樟腦中，溶液之凝固點降低 6.5℃，由此試算出樟腦之 莫耳凝固點下降常數為 ℃/m。 Ans ： 40.6 【範例 8】 某甘油水溶液，其莫耳分率為0.05，該溶液凝固點應在下列那一個溫度範圍？ (A) 0℃～0.1℃ (B)－0.1℃～0.5℃ (C)－0.5℃～－1℃ (D)－5℃以下。 Ans ： (D) 【範例 9】 尿素(NH CONH2 2) 2.6 克溶在 50.0 克水中，求： (1)在 1 大氣壓時，該溶液的沸點和凝固點各若干？ (2) 100℃之蒸氣壓為若干？ Ans ： (1)b.p. 100.45 ℃ 、 m.p. -1.62 ℃ ； (2)748mm-Hg 【範例 10】 乙二醇(分子量＝62)是一種抗凍劑，若要使 6.00 公斤的水在－3.72℃時不凍結，則至少需要 加入若干克乙二醇？(水的Kf ＝1.86) Ans ： 744g 【範例 11】 葡萄糖晶體(C6H12O6．H2O) 49.5 g 溶於 200 g 水中，求其沸點。

Ans ： 100.64 ℃ 【範例 12】 利用100 克水中溶解 1.8 克的C H O6 12 6與1.84 g 之C H OH3 5( )3，試求在1 大氣壓下溶液之沸點 與凝固點。 Ans ： b.p. 100.156 ℃ 、 m.p. -0.558 ℃ 【範例 13】 將46％之甘油(C H OH3 5( )3)水溶液 200 g 加水 200 克後再溶入 68.4 克蔗糖，則凝固點為若干？ Ans ： -7.25 ℃ 【範例 14】 葡萄糖12.00 克溶於水 100 克，其沸點為 100.34℃，試求葡萄糖的分子量？又溶液的凝固點 若干？ Ans ： 183.5 ； -1.22 ℃ 【範例 15】 葡萄糖(C H O6 12 6)3.60 克溶於 100 g 水所形成的溶液與純水的沸點相差 0.104℃，蔗糖若干克 溶於200 克水的溶液與純水的沸點相差 0.052℃，該蔗糖溶液中應含蔗糖若干克？

Ans ： 6.84g 【範例 16】 圖中三曲線甲、乙、丙分別為溶液甲、溶液乙及純溶 劑丙的蒸氣壓曲線。溶液甲、乙的組成如右表， 試求： 溶液 甲 乙 溶質 3 克 0.3 莫耳 溶劑 100 克 300 克 (1)溶液甲的正常沸點最近於若干℃？ (2)溶液甲的重量莫耳濃度為若干？ (3)溶液甲中溶質的分子量為若干？ (4)溶劑丙的莫耳沸點上升常數為若干℃/m？ Ans ： (1) 7 9 ℃ ； (2)0.4m ； (3) 75m ； (4)5 【範例 17】 含5.67％(重量百分率)之葡萄糖溶液 100 克之凝固點為－0.62℃，今須再加若干克水到此溶 液中，才能使溶液之凝固點變為－0.44℃？ Ans ： 38.75g 【範例 18】 某溶液中含有非揮發性非電解質溶質，其莫耳分率為x， 右圖實線部份代表純溶劑的蒸氣壓，虛線部份代表此溶液 的蒸氣壓。 ～高三選修化學(上) 第三章 p31 ～ 1.0 (2) (1) (3) 壓力 (atm) _{ }  1.0 甲乙 丙 溫度 (K) 蒸 氣 壓 330 340 350 360 352 150 350 550 750 760 (mmHg)

(1) 表示什麼意義？ (2) 表示什麼意義？ (3)以溶質的莫耳分率(x)和純溶劑的蒸氣壓(P)表示之量。 Ans ： (1) 溶液沸點上升度數 ( △ T b) ； (2) 溶液凝固點下降度數 ( △ T f) ； (3)ΔP ＝ Px 【範例 19】 已知苯的沸點為80℃，以苯為溶劑，配成 A 及 B 兩種溶液，其數據如下表所示： 溶液 溶質 溶劑（苯） 溶液的沸點 A 25.6 克 250 克 82 B 0.6 莫耳 300 克 85 (1)求苯的沸點上升常數。 (2)求溶液 A 中溶質的分子量 Ans ： (1)2.5 ℃ /m ； (2)128 【範例 20】 將0.3 克、0.6 克、0.9 克之葡萄糖分別溶於 10 克水中，測其凝固點所得數據與濃度（溶質克數 /千克水）關係如右圖 B 線。則： (1)如僅將葡萄糖改成尿素(NH CONH2 2)重作實驗所得圖形 為右圖 曲線。 (2)僅將葡萄糖改成乳酸(CH CHOHCOOH3 )重作實驗所得圖 形為右圖 曲線。（乳酸解離度可忽略） (3)將上述三次實驗之數據改成以凝固點對 （溶質莫耳數/千克水）作圖（標明溶質種類）。 濃度 A 凝固點 -1.86 -2.79 -0.93 B C D

Ans ： (1)D ； (2)C 【範例 21】 同溫時，有一杯葡萄糖水溶液及一杯蔗糖水溶液共置於一密閉容器中，當達成平衡時，兩燒 杯水溶液具有相同之蒸氣壓，則： (A)兩杯溶液之體積莫耳濃度相等 (B)兩杯溶液之莫耳分率濃度相同 (C)兩杯溶液有相同之沸點 (D)葡萄糖的溶液凝固點較蔗糖溶液為高 (E)葡萄糖溶液重量百分率濃度較蔗糖溶液為大。 Ans ： (B)(C) 【範例 22】 將以苯為溶劑之甲、乙二杯溶液並置於密閉容器中，當二溶液在t℃時，容器中苯之蒸氣達 平衡後，分析其組成而知每100 克甲溶液含 1.28 克之萘(C H10 8)，100 克之乙溶液含 2.00 克之 某有機化合物X。（設在此溫度萘及 X 物均為非揮發性，且甲、乙均為理想溶液）則： (A)甲與乙溶液之重量百分率濃度相同 (B)甲與乙溶液之重量莫耳濃度相同 (C)甲與乙溶液之凝固點相同 (D) X 之分子量約為 200 (E) X 之分子量約為 128 Ans ： (B)(C)(D) 【範例 23】 取3.60 克葡萄糖溶於 500 克的水中，測得溶液的凝固點為－0.0744℃，若將此溶液繼續冷卻， 當溫度降至－0.372℃時，葡萄糖尚未結晶析出，則約可得到固體冰多少克重？ Ans ： 400g 【範例 24】

已知純質A 與純質 B 的正常沸點為 tA℃及 tB℃且 tA＞tB，則下列敘述中正確者為？ (A)在 1 atm 下沸騰時，兩者之蒸氣壓相等 (B)若欲使純質 A 在 tB℃沸騰，純質 B 在 tA℃沸騰，則兩純質液面所施壓力 A＜B (C)莫耳汽化熱 A＞B (D)在 tB℃時之飽和蒸氣壓 A＞B (E)兩純質之沸點均隨加熱時間之增加而維持不變。 Ans ： (A)(B)(C)(E) 【範例 25】 含蔗糖之稀薄水溶液在25℃時之蒸氣壓為 23.45 mm-Hg，而純水在此溫度的蒸氣壓為 23.76 mm-Hg，試求： (1)此溶液在 100℃蒸氣壓若干？ (2)該溶液的重量莫耳濃度？ (3)此蔗糖水溶液的正常沸點及凝固點各為若干℃？ Ans ： (1)750mm-Hg ； (2)0.73m ； (3)100.38 ℃ 、 -1.36 ℃

＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊ 牛 刀 小 試 ＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊

1. 溶液中含有不揮發性溶質時，會造成何種現象？ (m p. .表凝固點，b p. .表沸點，P表溶液蒸氣壓)

(A) m p. .升高，b p. .及P降低 (B) m p. .降低，b p. .及P升高 (C)皆升高 (D) m p. .及P降低，b p. .升高 (E) b p. .降低，m p. .及P升高。 2. 分子量為 144 的某非揮發性，非電解質 0.7208 克溶於 100 克的乙醇中，測得該溶液之沸點 比乙醇高0.061℃，則乙醇的莫耳沸點上升常數為？ (A) 0.86 (B) 1.2 (C) 1.36 (D) 0.5 ℃/ m。 3. 同重量的下列物質作為抗凍劑，那一種最有效？ (A)甘油 (B)乙二醇 (C)葡萄糖 (D)蔗糖。 4. 寒帶冬季道路積雪，常灑鹽以除雪之原因是？ (A)鹽溶解時放熱，使冰雪熔化 (B)使水溶液的凝固點下降,雪易熔化成水 (C)增加接觸表面積，可增加雪的溶化速率 (D)鹽可吸收水分，使路面變乾。 5. 利用溶液沸點上升及凝固點下降公式，求溶質分子量時所用之溶劑，理論上 選用何者最佳？ (A)水(Kb＝0.52，Kf ＝1.86 ) (B)苯(Kb＝2.5，Kf ＝5.12 ) (C)酚(Kb＝3.56，Kf ＝4.7 ) (D)氯仿(Kb＝3.63，Kf ＝7.3) 。 6. 右圖：是不揮發性溶質所成之蒸氣壓曲線圖，則下列敘述正確者？ (A) a 為純溶劑時，則 b、c 為溶液，且 b 之濃度較大 (B)沸點高低為 a ＞ b ＞ c (C) b 為純溶劑時，則 a、c 為溶液，且 c 之濃度較大 (D) a 為純溶劑時，則 b、c 為溶液，且 c 之濃度較大。 7. 有甲、乙、丙三種非揮發性的非電解質，各自配製成 三種不同濃度的水溶液，並測定其凝固點。再以所得 凝固點的溫度與對應濃度作圖，如右圖所示。 甲乙 凝固點 -1 -2 -3

試問甲、乙、丙三種化合物分子量的大小順序為何？ (A)甲＞乙＞丙 (B)乙＞甲＞丙 (C)丙＞乙＞甲 (D)甲＝乙＝丙。 8. 今有甘油(分子量＝92)及蔗糖(分子量＝342)的水溶液,二者之凝固點相同， 下列敘述何者錯誤？ (A) 1 atm 時，兩者之沸點相同 (B)兩者之重量莫耳濃度相同 (C)蔗糖之重量百分率濃度比甘油大 (D)蔗糖之莫耳分率大於甘油之莫耳分率。 9. 於 57℃時純水蒸氣壓 150 mmHg，若於水中置入尿素後，溶液之蒸汽壓在 57℃為 145 mmHg (1)此溶液之重量莫耳濃度為若干？ (2)此溶液之重量百分率濃度為何？ (3)此溶液在一大氣壓下凝固點為何？ 10. 下列有關凝固點和沸點的敘述，何者錯誤？ (A)在沸點時，液體的蒸氣壓與大氣壓力相等 (B)溶質的分子量愈大，溶液的沸點愈高 (C) 1 m 的氯化鈉水溶液的凝固點比 1 m 的蔗糖水溶液的凝固點低 (D)在雪地上灑鹽可以降低水的凝固點。 11. 下列物質溶在 1 kg 水中所成溶液沸點最低者？

(A) 10 克NaCl (B) 10 克CaCl2 (C) 10 克(NH2 2) CO (D) 40 克葡萄糖 (E) 40 克蔗糖。

※

牛刀小試答案

※

1. D 2. B 3. B 4. B 5. D 6. D 7. A 8. D 9. 1.92、10.3％、-3.57℃ 10. B 11. E

第六節 滲透壓

一、半透膜：對於不同物質的通過具有選擇性(即有些物質可通過，有些不能通過)的薄膜稱

為 __ 。 二、滲透作用：溶劑從純溶劑或稀薄溶液經過半透膜，到較濃溶液的現象稱為滲透作用。 三、滲透壓：為阻止溶劑經由半透膜進入溶液所需加於溶液的壓力等於滲透壓。 1. 取長頸漏斗一隻，以半透膜包緊漏斗口，漏斗內放糖液，倒 放在純水中，如圖，則見漏斗內糖水液面逐漸升高，到某一 高度才停止。此時糖液面的高度與純水面高度的差，稱為滲 透壓。 2. 滲透現象的起因 在半透膜兩邊單位面積分佈的水分子數不相等。在同一時間內，糖液內的水分子穿過 半透膜進入純水的數目比水分子從純水進入糖液為 。換言之，滲透作用乃是因為 水分子從純水一邊擴散到溶液的速率較溶液中的水分子從溶液擴散到純水的速率為快 而引起的，以致糖水液面升高、漏斗內溶液體積增加，糖水濃度逐漸變 ，但最後 二邊的液面高度 。 3. 滲透壓的測定 為阻止 經由半透膜進入溶液，所需加於 溶液的外界壓力等於滲透壓，滲透壓可以由實驗測 得，在一不鏽鋼容器中，以半透膜隔開成兩個區域 ，並加裝一個壓力計及一個壓力活塞。在有壓力計 和活塞的一邊裝入溶液，另一邊放入純溶劑。為了 保持溶液體積一定，所加的壓力就是溶液的滲透壓 ，可以由壓力計讀出。 4. 滲透壓方程式 在稀薄溶液中，滲透壓的大小π，與溶質的莫耳數 n 和絕對溫度 T 成正比，與溶液的 體積V 成反比，而與溶質和溶劑的種類無關。此種關係與理想氣體的狀態方程式： PV＝nRT 所表示的很相似，也可以用式子表示： πV＝ nRT 或 π＝ CMRT (CM表濃度) 其比例常數也等於氣體常數R。因此如同在理想氣體，由氣體的壓力、體積、質量、溫 度可求氣體的分子量。可由溶液的滲透壓、溶液的體積、溶質的質量w、溶液的溫度， 求得溶質的分子量M。即 RT M w V＝  V wRT  ＝ M  【範例 1】 半透膜

( 甲 ) ( 乙) ( 丙) ( 丁) 蔗糖34.2 mg 溶於水後，在 20℃時配成 100.0 mL，試求此蔗糖溶液在 20℃時的滲透壓。 Ans ： 0.024atm 四、滲透作用對生物體的影響 1. 細胞的滲透作用：利用滲透作用能夠使水分傳送到生物體的每一個細胞。細胞膜是一 種 ，可使水分進出。生物體的細胞膜也容許某些溶質滲透，因此可使養分與廢料 通過。細胞膜的滲透作用具有選擇性，而與溶質粒子大小不一定有關。 2. 靜脈注射時必須考慮滲透壓：血液的平均滲透壓約為 7.7 大氣壓(剛吃飽時較高，然後 會降低)，如果溶液中有紅血球，而這溶液的滲透壓較平常血液的滲透壓高時，水分 將從紅血球滲透出去，到懸浮物沈下為止。如果把血球放在比血球滲透壓低的溶液時， 血球可吸收水分到血球 為止。因此，打針的溶液必須調整(以食鹽水為主)到其滲 透壓(濃度)與血液相等時，才可以使用。 【範例 2】 小明的紅血球在不同濃度的蔗糖溶液中，浸泡半小時之後的結果如下圖。依照血球外形的變 化判斷，蔗糖溶液的濃度，由高而低排列，何者正確？ (A)甲＞乙＞丙＞丁 (B)丙＞乙＞丁＞甲 (C)丙＞丁＞甲＞乙 (D)丁＞甲＞乙＞丙。 Ans ： (B) 五、逆滲透 1. 如果加一大於滲透壓的外力於溶液，則溶劑將被迫由溶液進入純溶劑中，此過程稱為 逆滲透。 2. 加外力於水溶液一端，若外力大於滲透壓，則水分子由水溶液進入純水的速率將比水 分子由純水進入水溶液為快，因此可以將水分子由溶液中抽出。可應用於海水淡化和 水的淨化。 【範例 3】 如右圖以半透膜將容器分隔成甲、乙二區，甲區為糖水，乙區為純水，則：

(A)甲區水面會上升 (B)不會有水分子從甲區進入乙區 (C)開始時糖分子會經半透膜進入乙區 (D)平衡時二區濃度相同 (E)對甲區施加壓力(大於滲透壓)，則乙區液面也會上升。 Ans ： (A)(E) 【範例 4】 將6.84 g 的蔗糖溶於水，形成 100 mL 的水溶液。在 37℃，將人的紅血球浸在蔗糖水溶液中， 紅血球會發生什麼現象？(人的血液之滲透壓為 7.5 atm) Ans ： 膨脹 【範例 5】 血液的平均滲透壓為7.7 atm，則：(設NaCl完全解離，稀溶液之密度為1 ₃ cm g ，溫度37℃) (1)滲透壓和血液相當之葡萄糖水溶液之濃度約若干 M？ (2)滲透壓和血液相當之生理食鹽水(主要為 NaCl)之重量百分率濃度為若干％？ Ans ： (1)0.303 ； (2) 0.88 ％ 【範例 6】 血液的平均的滲透壓約為7.7 大氣壓，下列相關的敘述何者正確？ (A)為病人靜脈注射葡萄糖水溶液時，葡萄糖濃度最好約為 0.3 M (B)若靜脈點滴水溶液中，只含有等莫耳數的葡萄糖及食鹽，食鹽濃度最好約為 0.15 M (C)將人的紅血球置入 0.2 M NaCl水溶液中(37℃)，紅血球會皺縮 (D)剛吃飽時，血液的平均的滲透壓會升高，然後會再降低

Ans ： (A)(C)(D)(E) 【範例 7】 一截面積為1.00 cm2_{之U 形管，正中間以一半透膜隔開如右圖。} 在27℃時，U 形管一邊注入 10.0 毫升純水，試問另一邊應注入 多少毫升之1.0×10－4 _{M NaCl 水溶液，才能使純水的液面保持原} 來的高度？（假設鹽水及純水密度皆為1.00 克/毫升，半透膜只 許水分子進出，1 atm＝1.00×103 _{cm 水柱高）} (A) 10.0 (B) 12.5 (C) 14.9 (D) 17.4 。 Ans ： (C) 【範例 8】 某聚乙烯的分子量大約在十萬左右，以下列方法測其分子量，最精確方法為？ (A)測其蒸氣密度 (B)取已知重量百分率濃度之聚乙烯溶液，測其凝固點下降 (C)取已知重量百分率濃度之聚乙烯溶液，測其蒸氣壓 (D)取已知重量百分率濃度之聚乙烯溶液，測其滲透壓。 Ans ： (D) 【範例 9】 截面積為5 cm2_{之玻璃圓筒底面被半透膜包緊，筒內放入0.02 M 葡萄糖水溶} 液，在27℃時放入右圖之水中並固定，今放一個重量可忽略之板浮在溶液 上， 並在板上放置重物W，結果一、二日後並無看到有何變化。求： (1)此水溶液之滲透壓？(1 atm = 1033 g/cm2₎

(2)W 有若干克？ Ans ： (1)0.492atm ； (2)2541g 【範例 10】 光合作用使植物持續生長，實驗証實植物利用根部細胞的滲透膜，將土壤中的水分吸入根部 再傳送至樹梢，以便樹梢的葉子得以順利進行光合作用。假設熱雨林區內的氣壓與溫度經年 保持在1 atm 與 27℃，則： (1)植物細胞內的電解質總濃度，相當於 0.1M 的KCl水溶液，密度約為1.033g/ cm3_。若土壤 中的電解質濃度極低，則熱帶雨林區內的植物高度最高可達幾公尺？ (A) 20 (B) 50 (C) 100 (D) 150 (E) 200。 Ans ： (B) (2)土壤中若溶有電解質，而其濃度均為 0.01M，則在含有下列哪一種電解質的土壤中，植物 生長高度最高? (土壤中的pH 值可以不考慮) (A)硫酸鈣 (B)硫酸銨 (C)硫酸鈉 (D)硝酸鈣 (E)氯化鈣。 Ans ： (A) 【範例 11】 容器中以半透膜分成甲、乙兩個區域，如下圖。若裝入下表中的水溶液時，判斷哪一區域的 溶液將會升高，為什麼？ 溶 液 甲 溶 液 乙 (1) 10％ C H O12 22 11(蔗糖) 10％ C H O6 12 6(葡萄糖) (2) 10％ NaCl 10％ NaI (3) 0.5 M BaI2 0.5 M H NCONH2 2(尿素) (4) 1.0 M NaCl 1.0 M Na SO2 4

Ans ： (1) 乙； (2) 甲； (3) 甲； (4) 乙

第七節 溶液的依數性質

一、依數性質(Colligative properties)： 溶液的有些性質與溶質的 ________ 無關，而只決定於溶液的濃度，亦即只依溶質的_____ ___ 而定，這種性質叫做 依數性質 (Colligative properties)，例如 蒸氣壓降低 、 沸點上 升 、 凝固點下降 、 滲透壓 等性質，均只決定於溶質的粒子數目。 二、在稀薄溶液中， 蒸氣壓降低 、 沸點上升 、 凝固點下降 、 滲透壓 等均與溶質的粒子數 目成正比，因此電解質溶液對這些性質的影響要比非電解質溶液來得大。 三、下表為實際測定的電解質凝固點下降度數，與同濃度非電解質凝固點下降度數的比較。 由表可知，溶液愈稀比例愈大，而愈趨近於每一化學式中所含離子的數目。 電 解 質 離子化合物 在同濃度時電解質的Tf 與非電解質Tf 值之比 化學式中的 離子數 0.10 m 0.050 m 0.010 m 0.0050 m NaCl 1.87 1.89 1.93 1.94 2 KCl 1.86 1.88 1.94 1.96 2 4 MgSO 1.42 1.43 1.62 1.69 2 2 4 K SO 2.46 2.57 2.77 2.86 3 1、公式修正： P  ＝ b T  ＝ f T  ＝  ＝ 2、

i

的討論：

(1)非電解質：

i

＝ (2)完全解離時：

i

＝ 2，3，4 (3)部分解離時：

i

＝ 【範例 1】 利用1 克HF溶於500 克水中，所成溶液之凝固點為-0.198℃，試求HF在水中解離度？ Ans ： 6.45 ％ 【範例 2】 硝酸汞3.24 克溶解在水 1000 克中，其凝固點為-0.0558℃。氯化汞 10.84 克溶解在水 1000 克 時，溶液的凝固點為-0.0744℃。試問何者能在水溶液中分解成離子？(Hg＝200；Cl＝35.5) Ans ： 硝酸汞 【範例 3】 若知0.10m NaCl 的 i 值＝1.87，則其電離度為若干％？ Ans ： 87 【範例 4】 若知0.10m K2SO4(aq)的i 值＝2.46，則其電離度為若干％？ Ans ： 73 【範例 5】

電解質的Tf（凝固點下降度數），以下何者正確？

(A) 0.10 mNaCl(aq)＞ 0.05 mNaCl(aq) (B) 0.10 m K SO2 4(aq)＞ 0.10 mNaCl(aq) (C) 0.05 mMgSO4(aq)＞0.05 mKCl(aq) (D) 0.01 mK SO2 4(aq)＞ 0.01 m MgSO4(aq) Ans ： (A)(B)(D) 【範例 6】 如右圖，甲、乙兩燒杯的溶液，置於密閉容器中，其溶液的組成如下： 溶 液 水 重 溶 質 量 甲 600 克 葡萄糖180 克（1 莫耳） 乙 600 克 氯化鈉58.5 克（1 莫耳） 於25℃時，容器內兩邊的下列何者相等？ (A)體積莫耳濃度(M) (B)重量莫耳濃度(m) (C)溶液的蒸氣壓 (D)重量百分率濃度(％) (E)莫耳分率。 Ans ： (B)(E) 【範例 7】 承範例6 打開活門，使容器相通，當溶液的蒸氣壓平衡時，下列何者錯誤？ (A)甲燒杯的水重變為 400 克 (B)兩溶液中重量百分率相等 (C)兩溶液的沸點相等 (D)兩溶液中重量莫耳濃度(m)相等 (E)兩溶液的莫耳分率相等。 Ans ： (B)(D)(E) 【範例 8】 於0.1 m 之下列各水溶液：(1)酒精、(2)葡萄糖、(3)蔗糖、(4)NaCl、(5)Na SO2 4，則其 (1)沸點順序： _________________ 。 甲 活門 乙

(2)凝固點順序： ________________ 。 (3)同溫時溶液之蒸氣壓大小： ________________ 。 (4)重量百分率濃度： ________________ 。 Ans ： (1)5 ＞ 4 ＞ 2 ＝ 3 ＞ 1 ； (2)1 ＝ 2 ＝ 3 ＞ 4 ＞ 5 ； (3)1 ＞ 2 ＝ 3 ＞ 4 ＞ 5 ； (4)3 ＞ 2 ＞ 5 ＞ 4 ＞ 1 【範例 9】 於1％之下列各水溶液：(1)乙醇、(2)蔗糖、(3)甘油、(4)尿素、(5)NaCl、 (6)CaCl2，其 (A)沸點高低順序： _________________ 。 (B)凝固點高低順序： _________________ 。 (C)同溫時蒸氣壓大小順序： _________________ 。 (D)重量莫耳濃度大小順序： _________________ 。 Ans ： ( A )5 ＞ 6 ＞ 4 ＞ 3 ＞ 2 ＞ 1 ； ( B )2 ＞ 3 ＞ 4 ＞ 1 ＞ 6 ＞ 5 ； ( C )1 ＞ 2 ＞ 3 ＞ 4 ＞ 6 ＞ 5 ； ( D )1 ＞ 5 ＞ 4 ＞＞ 3 ＞ 6 ＞ 2 【範例 10】 取四支試管，將試管倒置於汞液中，如右圖，分別加入一滴下列 液體，完全平衡後，汞柱高度h 最小者為？ (A)純水 (B) 1 m 糖水 (C) 2 m 糖水 (D) 1 m 食鹽水。 Ans ： (A) 【範例 11】 有關溶液性質的下列敘述那些不正確？ h

(B)在同溫時 0.1 m 蔗糖水溶液和 0.2 m 葡萄糖水溶液的飽和蒸氣壓相同 (C)任何兩種液體的混合溶液的飽和蒸氣壓相同 (D) 0.1 M 葡萄糖溶液與 0.1 M 食鹽水的凝固點相同 (E)食鹽水的飽和蒸氣壓比純水低。 Ans ： (B)(C)(D) 【範例 12】 右圖的封閉容器中有A、B、C 三個燒杯，各裝有 20 毫升的水， 20 毫升的 1 M 食鹽水溶液，及 20 毫升的 2 M 食鹽水溶液，完全 平衡時，A、B、C 中液體的體積比是 ____ ：____ ：1。 Ans ： 0 ： 0.5 【範例 13】 有一硫酸鈉水溶液57l 克，測其凝固點為－5.58℃，則：(Na＝23，S=32，水之 Kf＝1.86) (1)此溶液之重量百分率濃度為何？ (2)通過 5.0 法拉第之電量電解之，設電流效率 100﹪，且電解中水不蒸發，則電解後溶液之 重量莫耳濃度為何？ (3)測定電解後溶液之凝固點為何？ Ans ： (1)12.4 ％ (2)1.1m(3)-6.14 ℃ 【範例 14】 0.01 M 之弱酸HX 其沸點為100.0054 ℃，求其 Ka 值。 Ans ： 1.6×10-5

＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊ 牛 刀 小 試 ＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊

1. 甲、乙、丙分別為重量 1％的NaCl、1％的Na SO2 4及1％的MgSO4水溶液。假設其密度均相 等，則在一大氣壓時，三溶液開始沸騰的溫度由高至低的順序為何？

(原子量：Na＝23.0，Cl＝35.5，Mg＝24.3，S＝32) (A)甲＞乙＞丙 (B)乙＞丙＞甲 (C)丙＞甲＞乙 (D)甲＞丙＞乙。 2. 重量莫耳濃度(m)相等的氯化鈉(甲)、氫氧化銨(乙)及葡萄糖(丙)三種溶液，其沸點上升度數 的大小比較是？ (A)甲＝乙＝丙 (B)甲＝乙＞丙 (C)甲＞乙＞丙 (D)甲＞乙＝丙 (E)甲＞丙＞乙。 3. 將 2.37 克之某物，溶於 50.0 g 水中，測其正常沸點為 100.52℃，則此物可能是？ (A)C H OH2 5 (B)C H O6 12 6 (C)KCl (D)Na SO2 4 (E)C H O12 22 11。 4. 蒸氣壓、沸點、凝固點之比較何項正確（水溶液，1 atm 下）？

(A)蒸氣壓：1％尿素溶液＞1％葡萄糖溶液 (B)沸點：1 m CaCl2＞1 m NaCl (C)凝固點：2％ C H OH2 5 ＞1％ C H OH2 5 (D)沸點：2 m C H O6 12 6＞2 M C H O6 12 6 (E)沸點：2％H SO2 4＞0.2 m H SO2 4。 5. 下列有關溶液蒸氣壓的敘述何者錯誤？ (A) 1.0 m 蔗糖溶液與 1.0 m 葡萄糖溶液有相等蒸氣壓 (B) 1.0 m 蔗糖溶液之蒸氣壓小於 1.0 m 食鹽溶液 (C) 17 克蔗糖與 17 克葡萄糖分別溶在 100 克水中所成之溶液擁有相等的蒸氣壓 (D) 17 克細沙與 100 克水混合靜置後之蒸氣壓等於純水之蒸氣壓 (E) 1.0 m 酒精水溶液之蒸氣壓大於 1.0 m 蔗糖溶液之蒸氣壓。 6. 濃度均為 1％的下列各溶液，那一溶液之沸點最高？ (A)蔗糖 (B)葡萄糖 (C)甘油 (D)氯化鈉 (E)Na SO2 4 7. (甲) 0.5 mNaCl(aq) (乙) 0.3 mNa SO2 4(aq) (丙) 1.5 mC H OH2 5 (aq) (丁) 1.8 mC H OH2 5 (aq) (戊) 1.2 mC H O6 12 6(aq) ，下列敘述正確者為何？

(A)沸點：戊＞甲＞乙 (B)蒸氣壓：乙＞甲＞戊 (C)沸點：丁＞丙＞戊 (D)凝固點：戊＞丙＞丁 (E)蒸氣壓：丁＞丙＞甲。 8. 利用 5.55 克CaCl2(分子量＝111)溶於 500 克水所得的溶液凝固點為－0.483℃，在此溶液 中CaCl2的解離度為若干？ 9. 下列溶液之性質，那些為依數性質(Colligative properties)？ (A)導電度 (B)pH 值 (C)沸點上升度數 (D)密度 (E)滲透壓。 10. 以三氯甲烷為溶劑，由苯甲酸（分子量 122）溶液的凝固點下降實驗所測得之苯甲酸分 子量常介於122 與 244 之間。有關此現象的適宜解釋是？ (A)苯甲酸溶液不依據凝固點下降原理 (B)實驗技術差，因此實驗結果有誤差 (C)苯甲酸在三氯甲烷中部分解離 (D)苯甲酸部分聚合成二聚體（二分子聚合物）。 11. 吾人發現一莫耳的化合物 AB 全溶於二公斤的水中，並解離為A及_B_{離子。此時，水溶} 液的凝固點為－1.75℃。若水之莫耳凝固點下降常數為 1.86℃/m，則此化合物在水中之解 離度為？ (A) 100％ (B) 88％ (C) 68％ (D)48％。 12. 若糖水與食鹽水具有相同的蒸氣壓，則下列那些性質也會相同？

(A)沸點 (B)凝固點 (C)溶質莫耳分率 (D)重量莫耳濃度 (E)體積莫耳濃度。 13. 將 0.05 莫耳的Na O2 、Ba OH( )2、醋酸及食鹽分別溶入一升的水中。在20℃下，那一溶 液的飽和蒸氣壓最低？ (A)Na O2 溶液 (B)Ba OH( )2溶液 (C)醋酸溶液 (D)食鹽溶液。 14. 在 25℃時(水蒸氣壓為 23.8 mm-Hg)1.0 mNaCl溶液其蒸氣為若干mm-Hg？ (A) 24.2 (B) 23.8 (C) 23.4 (D) 23.0。

※

牛刀小試答案

※

1. A 2. E 3. D 4. BE 5. BC 6. D 7. ABDE 8. 79.8％ 9. CE 10. D 11. B 12. AB 13. A 14. D

第八節

膠體溶液

一、構成真溶液的粒子為分子或離子，其大小約在10-9_～10-10_公尺。 比這個大的粒子，直徑有10-9_～10-7_{公尺，是高分子或由於粒子的聚合或離子吸附溶} 劑分子所構成的原子集團，原子數目達103 _{~ 10}9_{個，由這種粒子所構成的溶液即} 為 溶液，例如咖啡、牛奶、豆漿、蛋白、澱粉液等。 二、膠體溶液中相當於溶液的溶劑稱為 ，存在裡面的微粒稱為 ，所 得混合物稱為 。 三、分散系的種類：共 大類。

分散質 分散媒 分散系種類 例 子 氣體 液體 泡沫 氣泡、肥皂泡 氣體 固體 固體泡沫 浮石、聚脲酯泡沫 液體 氣體 液態氣溶膠 雲、霧 液體 液體 乳液 牛奶、奶油、沙拉油 液體 固體 固態乳液 乳白色玻璃、真珠 固體 氣體 固態氣溶膠 烟、塵埃 固體 液體 溶膠 膠水、墨水、油漆、油墨、牙膏 固體 固體 固態溶膠 有色寶石 【例子僅供參考】 四、真溶液與膠體溶液的比較 真溶液 膠體溶液 懸浮液 粒子直徑(m)：10-10 ₁₀-9_～10-7 _>10-7 1 粒子中的原子數 1～103 個 103_～109_{(原子團) 10}9_{以上(有粒子沉澱)} 超顯微鏡不能觀察 超顯微鏡能觀察存在 普通顯微鏡能觀察形狀 行布朗運動 不行布朗運動 透過普通紙過濾 不透過普通紙過濾 安定，不沉澱 相當穩定，不沉澱 不穩定，靜置後立刻生沉澱 不分散光線 分散光線(廷得耳效應) 分子或離子 高分子，粒子結合離 不均勻相 五、膠體溶液的特性： 1.廷得耳效應： 光線通過膠體溶液，則顯示一條光亮的通路，此現象 稱為廷得耳效應。真溶液則沒有這種現象，因為膠質 粒子較大， 光線的緣故，如圖(右)所示。 2.布朗運動 當光線通過膠體溶液，以顯微鏡在垂直於光線的方向觀察時， 可見有無數光點，並且不停地作急速運動，此稱為布朗運動。

布朗運動的成因，乃因在同一個時間，膠質粒子受許多溶劑粒子的碰撞而造成。如圖 (右)所示。當膠質粒子在 A 的位置時，受到許多溶劑分 子不平衡的碰撞，在下邊的溶 劑分子數較多，使得膠質粒子向上移動到B 的位置，在 B 的位置時，又受到不平衡的 碰撞，使得膠質粒子移動到C 的位置。 3.膠質粒子的帶電： 膠質粒子帶有電荷，是由於膠質粒子吸附溶液中已有的離子或極性分子而來，如金屬 的氫氧化物常帶 ，金屬的硫化物常帶 。如圖所示，硫化鎘(CdS)吸附溶液中 的硫氫離子HS_而帶電。 若於膠體溶液中，加入 或 通電，則膠質粒子所帶的電荷，立 即被電性相反的離子或電荷 凝聚析出。如加石膏於豆漿中，則其中的蛋 白質即凝成豆花。加醋酸於牛乳中，可使酪 素凝聚。又如於豆漿中加非電解質的糖即成 為甜豆漿。加入醋酸或鹽則其中的膠質凝聚 析出，鹹豆漿之所以成為蛋花狀者，就是這 個緣故。 【範例 1】 為什麼膠體溶液不會沉澱？ Ans ： (1) 布朗運動； (2) 膠質粒子帶有同種電荷， 產生靜電斥力，使膠體粒子分散 【範例 2】 直徑在10-7_～10-9_{公尺的粒子所構成的溶液稱為膠體溶液，下列有關膠體溶液性質的敘述，} 何者正確？ (A)膠質粒子間相互碰撞而造成布朗運動 (B)膠體溶液通電可促使膠質凝聚 (C)在膠體溶液中加入少許電解質，可防止膠質凝聚 (D)廷得耳效應是因膠質粒子散射光線造成 (E)通常膠質粒子可吸附溶液中的離子而帶電荷，故易分散於水溶液中。

【範例 3】 硫化砷(III)形成的膠體溶液，用下列何者來凝聚此凝膠最有效？ (A)KCl (B)MgCl2 (C)Al SO2( 4 3) (D)Na PO3 4。 Ans ： (C) 【範例 4】 空氣中含有氮、氧、氫、二氧化碳等多種氣體。若將空氣視為氣態溶液，則可以何者為溶劑？ (A)氮 (B)氧 (C)氫 (D)二氧化碳。 Ans ： (A) 【範例 5】 下列何者不是溶液？ (A)空氣 (B) 24K 金 (C)碘酒 (D)黃銅。 Ans ： (B) 【範例 6】 下列對溶液的敘述何者正確？ (A)必以水為溶劑 (B)溶液在常溫常壓一定為液態 (C) 18 K 金為一種溶液 (D)兩物質形成溶液時均可以任意比例混合。 Ans ： (C) 【範例 7】 對溶液而言，下列各項中何者正確？ (A)只有一相 (B)只有一種成分 (C)表面上所受壓力越大時，沸點愈低 (D)一定可以導電。 Ans ： (A)

＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊牛 刀 小 試＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊

一、單一選擇題： 1. 下列各項操作，何者不會使豆漿中的膠質粒子凝聚析出？　 (A)加石膏於豆漿中　(B)加食醋於豆漿中　(C)加食鹽於豆漿中　(D)加糖於豆漿中。

2. 下列敘述何者正確？　 (A)膠體溶液的分散質，直徑為 10–3_～10–5_{公尺，分散媒直徑約為 10}–6_公尺 (B)光線通過膠體溶液，顯出一條光亮的通路，此即布朗運動　 (C)光線通過膠體溶液，以顯微鏡觀察，可見膠質粒子成無數光點，並作急速運動， 此即廷得耳效應　(D)膠質粒子吸附溶液中的離子因而帶電荷。 3. 有關膠體溶液性質，何者錯誤？　 (A)分散媒即相當於真溶液中之溶劑　 (B)布朗運動是由於膠質粒子相互碰撞所造成的　 (C)膠質粒子常因吸附作用而帶有電荷　 (D)通電於膠體溶液中，可產生凝聚的現象。 4. 下列何者不是膠體溶液？　(A)牛乳　(B)豆漿　(C)醬油　(D)高粱酒 5. 有關膠體溶液，下列敘述何者正確？　 (A)咖啡為膠體溶液　 (B)溶質粒子直徑大約為 10－11_～10－9_公尺 (C)洗潔劑濃度高時為膠體溶液，不因稀釋而變為真溶液　(D)牛奶加糖則酪素凝聚 6. 氯化鐵與水起水解依FeCl33H O2 Fe OH( )33HCl反應，除去HCl後(用透析法)可得 氫氧化鐵膠體溶液，欲使此膠體溶液凝聚，下列何項物質最佳？　 (A)BaCl2　(B)NaBr　(C)K SO2 4　(D)Al NO( 3 3) 。

7. 加入等莫耳數的下列電解質於氫氧化鋁的膠體溶液，何者產生的凝聚作用最為有效？　 (A)NaBr　(B)Na PO3 4　(C)Na SO2 4　(D)Zn NO( 3 2) 。 8. 工廠之煙囟常置一靜電極板，以除去大量的煙塵，此乃下列何種原理之應用？　 (A)廷得耳效應　(B)布朗運動　(C)膠質粒子帶有電荷　(D)碳粒子的導電性。 二、多重選擇題： 1. 有關廷得耳效應的下列敘述何者正確？　 (A)存在於溶液中的微粒直徑約 10–9_～10–7_{公尺　(B)是因粒子所帶同性電互斥而發生} (C)是因粒子在強光下，運動加快而發生　 (D)是因粒子散射光線而發生　 (E)是因溶液中的粒子受溶劑粒子的碰撞而發生。 2. 下列液態物質，何者照光時會顯出廷得耳效應？　 (A)濃食鹽水溶液　 (B)牛奶　 (C)咖啡 　(D)95％酒精水溶液 　(E)醬油。 3. 下列敘述何者正確？　 (A)一般溶液的溶質相當於膠體溶液的分散質　 (B)一般溶液的溶劑相當於膠體溶液的分散媒　 (C)分散質與分散媒混合成分散系　 (D)膠體溶液中，膠質粒子CdS 常帶正電荷　 (E)鹹豆漿之所以成為蛋花狀是由於凝聚的緣故。 4. 下列何者可發生廷得耳效應？ (A)碘酒　 (B)糖水　 (C)牛乳　 (D)豆漿　 (E)Al OH( )3之懸浮液。

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牛刀小試解答※

一、單一選擇題： 1. D 2. D 3. B 4. D 5. A 6. C 7. B 8. C