文章插图
依数性【依数性】溶质的溶解是个物理过程 。溶解的结果是溶质和溶剂的某些性质发生了变化，这些性质变化（即溶液性质）可归纳为两类：一类是由溶质的本性决定的，如密度、颜色、导电性、酸硷性等；而另一类性质是由溶质粒子数目的多少决定的，如溶液的蒸汽压下降、沸点升高、凝固点下降和渗透压等，尤其在非电解质稀溶液中的这些性质与溶质的本性无关，而只与溶质数量有关，故称为溶液的“依数性” 。
基本介绍中文名：依数性
外文名：colligative properties
别称：依数性质
提出者：拉乌尔，范特霍夫，亨利
提出时间：1887
套用学科：化学
适用领域範围：溶液的性质
适用领域範围：测定含量
发现简史拉乌尔（又译娄尔特Raouh）和普费弗(Pfeffer)的基本研究工作奠定了近代溶液理论的基础 。溶液的依数性的发现是伴随着溶液的渗透压、凝固点下降、沸点升高和蒸汽压下降等现象的发现和理论的提出而逐渐发展的 。渗透压的发现18 世纪中叶，安托万·诺莱(Abbé Nollet) 发现：水能自然地透过猪膀胧扩散到酒精溶液内 。他首次揭示了膜分离现象，但限于当时的认识能力，尚不知此为渗透压问题 。首先探明渗透压力问题的是特劳伯(M.Traube)，他在1867年实验人造植物细胞时，发现了一种由亚铁氰化铜(cupric ferrocyanide)製成的半透膜 。但由于这种半透膜不够坚固的原因，欲测定渗透压的绝对数值颇不容易 。1877年莱比锡大学植物教授威廉·普费弗将亚铁氰化铜沉积在素瓦罐壁有孔盆上，製得适用而强固的半透膜，它可以只让水通过而不让溶解的糖透过去，于是普费弗用这种半透膜测量了多种溶液的渗透压，由此发现渗透压与溶液浓度成正比 。但是除植物学家外，这个结论并未众人所熟知 。1884年阿姆斯特丹植物学家德·福利斯(de Vries)特别研究了等渗溶液，并将其研究告诉范特霍夫后，范特霍夫立即看出它在物理化学上的伟大意义 。范特霍夫结合普费弗的实验数据和查尔斯等定律并运用热力学证明了：溶质在溶液中产生的渗透压等于占有和溶液相同体积的气体产生的压力 。其渗透压定律便可以用理想气体状态方程推算 。但在譬如盐酸、强硷和盐等溶液中好像有的代表二倍分子数，当时，范特霍夫发表其溶液学说时，尚不明白为什幺有此类现象，于是用一个因子“i”放入方程式中，以表示反常大的渗透压 。凝固点下降的发现盐水比淡水的凝固点低些的事实，早在1788年卡文迪许（又译凯文第旭）的助手布莱格登(Blagden)就首先研究过，他知道同一化合物的溶液的凝固点下降值和浓度有比例关係，但此后100年，此问题尚未有合理的解释 。直至1878年拉乌尔发表了关于溶液凝固点的第一篇着作，1881年乌拉尔教授主要用有机物进行多次实验，并把结果在1882年列成一张表，表中所示100克水中含有1克的物质的溶液，其凝固点的下降与此物质的相对分子质量的乘积是一个常数 。他说：“这似乎证明，在大多数情况下，有机化合物的分子，被溶解作用简单的分开，成为相同的状态，对水的物理性质产生同样的影响 。”他把凝固点下降数值称为“下降係数”(depression coefficient)，把下降係数和分子量的乘积的常数，称为“分子下降”(molecular depression)，经其种种实验，他发现有机化合物的分子下降乃是分子其中各个原子的“原子下降”的平均数 。至于原子下降是原子的本性，可算出C、H、O、N的原子下降是15、15、30、30，一常规有机化合物CpHqOrNs的分子下降，为(15p+15q+30r+30s)/(p+q+r+s)，他说只要测出下降係数，便可推算出一个化合物的分子式 。举草酸为例，通过燃烧和分析等，草酸的实验式CHO2，其可能分子式C2H2O4、C3H3O6等，但无论用那个分子式，算出的分子下降都是22.5 。乌拉尔测得草酸下降係数为0.255 。故其大概分子量22.5/0.255=88.3，故知C2H2O4（分子量为90）为草酸的正当分子式，这种发现立即引起有机化学家的注意，因为以前无可靠方法测定不挥发物质的分子量，可以在溶液中测定了 。但是，拉乌尔寻求某些化合物的分子下降值时，有时竟然有两个，且一个差不多是另一个的两倍，发现醋酸的值有18和39，甲酸有14和28，硝基苯有36和72，二溴化乙烯有58和118等等，按照乌拉尔实验，许多盐类、强酸、和强盐基的为何都有异常大的凝固点下降和沸点上升，是后来从其他方面才得到的解释 。沸点升高的发现沸点升高的现象也久为人知，1822年法拉第(