渗透定律是将
溶液和
水置于U型管中,在
U型管中间安置一个
半透膜,以隔开水和溶液,可以见到水通过半透膜往溶液一端跑,若于溶液端施加
压力,而此压力可刚好阻止水的
渗透,则称此压力为
渗透压,渗透压的大小和溶液的重量摩尔浓度、溶液温度和溶质解离度相关,因此有时若得之渗透压的大小和其他条件,可以反推出大分子的分子量。范霍夫因为渗透压和
化学动力学等方面的研究获得第一届
诺贝尔化学奖。
1886年范特荷甫(van’t Hoff)根据实验数据得出一条规律:对稀溶液来说,渗透压与溶液的浓度和温度成正比,它的比例常数就是气体状态方程式中的常数R。这条规律称为范特荷甫定律。用方程式表示如下:
对于相同cB的
非电解质溶液,在一定温度下,因为单位体积溶液中所含溶质的粒子(分子)数目相等,所以渗透压是相同的。如0.3mol·L-1葡萄糖溶液与0.3mol·L-1蔗糖溶液的渗透压相同。但是,相同cB的
电解质溶液和非电解质溶液的渗透压则不相同。例如,0.3mol.L-1NaCl溶液的渗透压约为0.3mol.L-1葡萄糖溶液渗透压的2倍。这是由于在NaCl溶液中,每个NaCl粒子可以离解成1个Na 和1个Cl-。而葡萄糖溶液是非电解质溶液,所以0.3mol·L-1NaCl溶液的渗透压约为0.3 mol·L-1葡萄糖溶液的2倍。
通过测定溶液的渗透压,可以计算溶质的
相对分子质量。如果溶质的质量为m,摩尔质量为M。实验测得溶液的渗透压为π,则该溶质的相对分子质量(数值等于摩尔质量)式求得。