依数性的相关应用
利用凝固点下降原理,将食盐和冰(或雪)混合,可以使温度降低到251 K。氯化钙与冰(或雪)混合,可以使温度降低到218 K。体系温度降低的原因是:当食盐或氯化钙与冰(或雪)接触时,在食盐或氯化钙的表面形成极浓的盐溶液,而这些浓盐溶液的蒸气压比冰(或雪)的蒸气压低得多,冰(或雪)则以升华或熔化的形式进入盐溶液。
进行上述过程都要吸收大量的热,从而使体系的温度降低。利用这一原理,可以自制冷冻剂。冬天在室外施工,建筑工人在砂浆中加入食盐或氯化钙;汽车驾驶员在散热水箱中加入乙二醇等等,也是利用这一原理,防止砂浆和散热水箱结冰。
溶液凝固点下降在冶金工业中也具有指导意义。一般金属的Kf都较大,例如Pb的Kf≈130 K kg/mol,说明Pb中加入少量其它金属,Pb的凝固点会大大下降,利用这种原理可以制备许多低熔点合金。
金属热处理要求较高的温度,但又要避免金属工件受空气的氧化或脱碳,往往采用盐熔剂来加热金属工件。例如在BaCl2(熔点1 236 K)中加入5%的NaCl(熔点1 074 K)作盐熔剂,其熔盐的凝固点下降为1 123 K;若在BaCl2中加入22.5%的NaCl,熔盐的凝固点可降至903 K。应用溶液凝固点下降还可以测定物质,尤其是高分子物质的分子量。 溶液的渗透压在生物学中有很重要的作用,植物细胞汁的渗透压可高达2.0×10 Pa,土壤种水分通过这种渗透作用,送到树梢。鲜花插在水中,可以数日不萎缩,海水中的鱼不能在淡水中生活,都与渗透压有关。给病员补液,特别是大量补液常常用等渗溶液(就是渗透压与人体血液的渗透压相等的溶液。人体的血液,在310 K时,渗透压约为7.7~7.8×10 Pa)。
工业上常常利用渗透的对立面-反渗透来为人类服务。所谓反渗透,就是在溶液上加一个额外的压力,如果这个压力超过了溶液的渗透压,那么溶液中的溶剂分子就会透过半透膜向纯溶剂一方渗透,使溶剂体积增加,这一过程叫做反渗透。
反渗透原理在工业废水处理、海水淡化、浓缩溶液等方面都有广泛应用。用反渗透法来淡化海水所需要的能量仅为蒸馏法的30%,已成为一些海岛、远洋客轮、某些缺少饮用淡水的国家获得淡水的方法。反渗透法处理无机废水,去除率可达90%以上,有的竟高达99%。对于含有机物的废水,有机物的去除率也在80%以上。
作为反渗透的物质有醋酸纤维素膜、尼龙66、聚砜酰胺膜,以及氢氧化铁、硅藻土制成的新型超过滤膜等等。