稀溶液的依数性

1、3.结冰的路面撒盐的原因是什么？结冰的路面撒盐的原因是什么？ 提问提问1.高山上煮鸡蛋为什么不熟？高山上煮鸡蛋为什么不熟？2.夏天腌黄瓜为什么夏天腌黄瓜为什么“出汤出汤”？1 1（沸点）（沸点）（渗透压）（渗透压）（凝固点下降）（凝固点下降）第二章第二章 稀溶液的依数性稀溶液的依数性Colligative Properties of Diluted Solution2 2溶液的一般概念溶液的一般概念3 3溶解溶解是一个物理化学过程是一个物理化学过程溶质的物理分散，溶质的物理分散，吸热吸热过程过程溶质分子溶剂化，溶质分子溶剂化，放热放热过程过程 引起溶液的性质不同的因素引起溶液的性质不同的因素溶

2、质的本性溶质的本性 溶液的颜色、导电性、表面张力等。溶液的颜色、导电性、表面张力等。溶液的浓度溶液的浓度 溶液的蒸气压、沸点、凝固点、渗透压等。溶液的蒸气压、沸点、凝固点、渗透压等。 溶液的依数性（稀溶液的通性）溶液的依数性（稀溶液的通性）4 45 5为什么要学习稀溶液的依数性？为什么要学习稀溶液的依数性？人体内包含大量的、形形色色的溶液体系。人体内包含大量的、形形色色的溶液体系。正常的生理功能依赖于内环境（主要是液正常的生理功能依赖于内环境（主要是液体环境）的稳定。体环境）的稳定。当溶液组成改变时，溶液的某些性质将依当溶液组成改变时，溶液的某些性质将依从稀溶液的依数性规律而发生改变。从稀溶液

3、的依数性规律而发生改变。稀溶液的依数性，对细胞内外物质交换与稀溶液的依数性，对细胞内外物质交换与运输、临床输液、水及电解质代谢等问题，运输、临床输液、水及电解质代谢等问题，具有一定的理论指导意义。具有一定的理论指导意义。6 67 7注注 意意 稀溶液的依数性只适用于稀溶液的依数性只适用于难挥发的非电难挥发的非电解质稀溶液解质稀溶液（0.2 molkg-1以下），对电解以下），对电解质溶液或浓度较大的非电解质溶液，由于质溶液或浓度较大的非电解质溶液，由于溶质的溶剂化及溶质微粒间存在着不可忽溶质的溶剂化及溶质微粒间存在着不可忽视的作用力，溶液的依数性规律将发生偏视的作用力，溶液的依数性规律将发生偏

4、差。差。7 78 8本章学习要求及重点本章学习要求及重点理解稀溶液依数性的概念。理解稀溶液依数性的概念。掌握稀溶液的蒸气压降低、凝固点降低、掌握稀溶液的蒸气压降低、凝固点降低、沸点升高、渗透压产生的原因及变化规律。沸点升高、渗透压产生的原因及变化规律。能够熟练应用稀溶液依数性的相关公式进能够熟练应用稀溶液依数性的相关公式进行计算。行计算。了解稀溶液依数性在医学上的意义。了解稀溶液依数性在医学上的意义。8 81. .蒸发蒸发( (evaporation) ) 液相液相气相气相气相气相 液相液相2. .凝结凝结( (condensation) )一、液体的蒸气压一、液体的蒸气压2.1 溶液的蒸气压

5、下降溶液的蒸气压下降9 9 H2O(l)H2O (g)1010对于某一物对于某一物质，质，一定温度一定温度下，其蒸汽压下，其蒸汽压是个是个定值定值。 同一液体，同一液体，温度越高，蒸温度越高，蒸汽压越大；蒸汽压越大；蒸汽压越大，越汽压越大，越易挥发易挥发1111二、溶液的蒸汽压下降二、溶液的蒸汽压下降数数小小时时后后实验结果：实验结果： 在相同温度下，在相同温度下，P P水水 P P葡萄糖葡萄糖。结论：含有难挥发性溶质结论：含有难挥发性溶质溶液蒸气压溶液蒸气压总是总是低于低于同温同温度度纯溶剂纯溶剂的蒸气压的蒸气压左水，右葡萄糖左水，右葡萄糖12121313p p p pp pA A* * p

6、 = p = p = pp = pA A* * x xB B p p表示溶液的蒸气压下降。表示溶液的蒸气压下降。（2-2 2-2 ）p = p = p pA A* * (1(1- x- xB B ) ) p = p p = pA A* * x xA A式可改写作：式可改写作：在稀溶液中在稀溶液中nAnB，因而：，因而： ABAABABBABBMbMmnnnnnnx 在一定温度下，难挥发性非电解质稀溶液在一定温度下，难挥发性非电解质稀溶液蒸气压蒸气压的下降的下降与溶液的与溶液的质量摩尔浓度质量摩尔浓度成正比，而与溶质的成正比，而与溶质的种种类类和和性质无关性质无关。*AAB*ABpMbpxp p

7、 = K bp = K bB B（2-32-3）2020适用条件：难挥发非电解质的稀溶液适用条件：难挥发非电解质的稀溶液溶液的蒸气压下降溶液的蒸气压下降温度压强纯溶剂纯溶剂C2p2p0p pt21212.2 溶液溶液的沸点升高的沸点升高沸点沸点(boiling point) ：当液体的蒸气压等于外：当液体的蒸气压等于外界压力时，液体开始沸腾，此时的温度就是该界压力时，液体开始沸腾，此时的温度就是该液体的沸点。液体的沸点。 溶液沸点的升高溶液沸点的升高：Tb0 Tb1 Tb2Tb2bB1bB2bB1 bB2Tb1Tb=KbbB Kb-溶剂的沸点升高常溶剂的沸点升高常数，它只与溶剂的性质数，它只与

8、溶剂的性质有关有关（p12表表2-2） 22222323 难挥发性非电解质稀溶液的沸难挥发性非电解质稀溶液的沸点升高的原因是点升高的原因是溶液的蒸气压低于溶液的蒸气压低于纯溶剂的蒸气压。纯溶剂的蒸气压。 溶液沸点升高的原因？溶液沸点升高的原因？ 溶剂中加入难挥发性溶质后，溶液的溶剂中加入难挥发性溶质后，溶液的蒸气压下降蒸气压下降, , 要使溶液蒸气压等于外压，要使溶液蒸气压等于外压，必须提高温度。必须提高温度。2424图图2-3 2-3 稀溶液的沸点升高和凝固点下降稀溶液的沸点升高和凝固点下降 T Tb b2525 由由Raoult定律：在一定温度下，难定律：在一定温度下，难挥发性非电解质稀溶

9、液的蒸气压下降与挥发性非电解质稀溶液的蒸气压下降与溶质的质量摩尔浓度溶质的质量摩尔浓度（bB）成正比。成正比。 因此可以得到：因此可以得到：溶液的沸点上升溶液的沸点上升也也与溶液中所含与溶液中所含溶质的颗粒数有关溶质的颗粒数有关，而于，而于溶质的本性无关溶质的本性无关。2626溶液沸点上升的定量关系为：溶液沸点上升的定量关系为：T Tb b= = T Tb b T Tb b0 0 = = K Kb b b bB B（2-42-4）T Tb b为溶液的沸点升高为溶液的沸点升高；T Tb b为溶液的沸点；为溶液的沸点； T Tb b0 0为纯溶剂沸点；为纯溶剂沸点； K Kb b为溶剂沸点升高常数

10、，只与溶剂本性有关为溶剂沸点升高常数，只与溶剂本性有关27271. 1. 纯溶剂的沸点恒定，溶液的沸点不恒定。纯溶剂的沸点恒定，溶液的沸点不恒定。2. 2. 溶液的沸点是指溶液刚开始沸腾时的温度。溶液的沸点是指溶液刚开始沸腾时的温度。3. 3. 溶剂的沸点升高常数溶剂的沸点升高常数K Kb b只与溶剂的本性有只与溶剂的本性有关，其值可通过实验确定。关，其值可通过实验确定。 式式（2-42-4）的意义在于：的意义在于：溶有难挥发的非电解溶有难挥发的非电解质的稀溶液的沸点升高与溶液的质量摩尔浓质的稀溶液的沸点升高与溶液的质量摩尔浓度成正比。溶液浓度越大，其蒸气压下降越度成正比。溶液浓度越大，其蒸气

11、压下降越多，则沸点升高值越大。多，则沸点升高值越大。2828 凝固点凝固点( (freezing point) )是物质的固、液是物质的固、液两相蒸气压相等时的温度。此温度下固相两相蒸气压相等时的温度。此温度下固相与液相平衡共存。与液相平衡共存。一、液态纯物质的凝固点一、液态纯物质的凝固点 纯水的凝固点纯水的凝固点( (273.15 K) )又称为又称为冰点冰点，即在此温度水和冰的蒸气压相等。即在此温度水和冰的蒸气压相等。2.3 溶液的凝固点降低溶液的凝固点降低2929二、溶液的凝固点降低二、溶液的凝固点降低 溶液的凝固点溶液的凝固点是指刚有溶剂固体析出是指刚有溶剂固体析出时的温度。时的温度。

12、注意：注意：溶液的凝固溶液的凝固, ,开始析出的是溶剂的固开始析出的是溶剂的固体体( (不含溶质，水为溶剂时析出的是冰不含溶质，水为溶剂时析出的是冰) )。 难挥发非电解质稀溶液的凝固点总是难挥发非电解质稀溶液的凝固点总是比纯溶剂凝固点低，这一现象称为溶液的比纯溶剂凝固点低，这一现象称为溶液的凝固点降低凝固点降低( (freezing point depression) )3030 溶液凝固点降低的原因？溶液凝固点降低的原因？图图2-4 2-4 稀溶液的沸点升高和凝固点下降稀溶液的沸点升高和凝固点下降 溶液的蒸气压下降溶液的蒸气压下降30303131 和沸点升高一样，对于难挥发性的非电解和沸点

13、升高一样，对于难挥发性的非电解质溶液，凝固点降低亦正比于溶液的质量摩质溶液，凝固点降低亦正比于溶液的质量摩尔浓度，而与溶质的本性无关。尔浓度，而与溶质的本性无关。T Tf f 为溶液的凝固点降低值；为溶液的凝固点降低值； T Tf f0 0为溶剂的凝固点；为溶剂的凝固点； T Tf f 为溶液的凝固点；为溶液的凝固点；K Kf f 为溶剂凝固点降低常数，只与溶剂本性有关为溶剂凝固点降低常数，只与溶剂本性有关 式式(2-5)(2-5)的意义：的意义：难挥发非电解质稀溶液的凝难挥发非电解质稀溶液的凝固点降低与溶液的质量摩尔浓度成正比。固点降低与溶液的质量摩尔浓度成正比。T Tf f = = T T

14、f f0 0T Tf f = = K Kf f b bB B（2-52-5）凝固点下降法测分子量凝固点下降法测分子量fBABfABB/KMmmKmMm fABfBTmmKM Tf= KfbB 3232比较比较沸点沸点 凝固点凝固点 条件条件P(液液) = P(外外)P(l)=P(s)原因原因纯溶剂：纯溶剂：P0=P(外外)Tb0溶液：溶液：P P0 PP(外外) 要要使使P=P(外外)则则Tb 必必纯溶剂纯溶剂:P(l)=P(s)Tf0溶液：溶液：PP(l), 要使要使PP(s),冰冰将融化将融化,则则Tf 必必本质本质溶液的蒸气压下降溶液的蒸气压下降定量关定量关系系 Tb = Tb - Tb

15、0 = Kb bB（适用稀溶液（适用稀溶液 ）Tf = Tfo - Tf = Kf bB（常用来测分子量（常用来测分子量 ）333333333434例例1 1 取取0.749g0.749g谷氨酸溶于谷氨酸溶于50.0g50.0g水，测得凝水，测得凝固点为固点为-0.188-0.188，试求谷氨酸的摩尔质量。，试求谷氨酸的摩尔质量。解：解： T Tf f = K= Kf f b bB B = K = Kf f（mmB B/ /MMB B）/m/mA A MMB B = K = Kf f m mB B / /mmA A T Tf f 11Bmolkg0.1480.188K50.0g0.749gmo

16、lkg1.86K M1molg148 35351.1. 扩散：扩散：如如蔗糖分子在水中的扩散蔗糖分子在水中的扩散 由分子本身的热运动引起由分子本身的热运动引起2.2. 半透膜半透膜( (semipermeable membrane) ) ： 只允许某些物质透过，而不允许另一些只允许某些物质透过，而不允许另一些物质透过的薄膜。物质透过的薄膜。 可作为半透膜的物质：细胞膜、肠衣、可作为半透膜的物质：细胞膜、肠衣、火棉胶膜、玻璃纸、萝卜皮等。火棉胶膜、玻璃纸、萝卜皮等。2.4 溶液的渗透压溶液的渗透压3636半透膜示意图半透膜示意图渗透现象渗透现象3737渗透现象示意图渗透现象示意图3838 渗透渗

17、透( (osmosis) )：溶剂分子透过半透膜溶剂分子透过半透膜从纯溶剂进入溶液从纯溶剂进入溶液( (或从稀溶液向浓溶液或从稀溶液向浓溶液) )的的净迁移。净迁移。 渗透的目标：渗透的目标：缩小溶液的浓度差。缩小溶液的浓度差。产生渗透现象两个的必备条件：产生渗透现象两个的必备条件：渗透方向：渗透方向： 溶剂分子从溶剂分子从纯溶剂向溶液纯溶剂向溶液或是从或是从稀溶液稀溶液向向浓溶液浓溶液渗透。渗透。有半透膜存在；有半透膜存在；半透膜两侧存在浓度差。半透膜两侧存在浓度差。393940403. 3. 渗透压渗透压渗透压示意图渗透压示意图渗透压渗透压阻止阻止渗透作用所施渗透作用所施加与溶液的额加与溶

18、液的额外压力。外压力。渗透压的符号渗透压的符号为为单位单位为为Pa或或kPa。二二 、溶液的渗透压与浓度、温度的关系、溶液的渗透压与浓度、温度的关系稀溶液的渗透压与浓度和温度的关系同理想气体方稀溶液的渗透压与浓度和温度的关系同理想气体方程式一致。程式一致。 V=nRT或或 =cBRT 第二节第二节 稀溶液的依数性稀溶液的依数性 ：渗透压；渗透压； V：溶液体积；溶液体积； R：气体常数；气体常数； n: 溶质物质的量；溶质物质的量； c：物质的量浓度；物质的量浓度； T： 绝对温度；绝对温度； R = 8.314 kPa L mol-1 K-1414141对对非电解质非电解质的稀溶液来说，渗透

19、压的大小可表的稀溶液来说，渗透压的大小可表示为：示为：cBbB故在一定温度下，稀溶液的渗透压可看作故在一定温度下，稀溶液的渗透压可看作近似地与溶液的质量摩尔浓度近似地与溶液的质量摩尔浓度b bB B成正比。成正比。VnRTcBRTbBRT42(1)(1)0.2molL-1葡萄糖溶液与葡萄糖溶液与0.2molL-1蔗糖溶液蔗糖溶液v对于对于电解质溶液电解质溶液，定律应写成：定律应写成： =icRT (2)0.2molL-1NaCl溶液与溶液与0.2molL-1葡萄糖溶液葡萄糖溶液（提示：每个（提示：每个NaCl粒子可以离解成一个粒子可以离解成一个Na+和一个和一个Cl-）请大家比较下列两组物质的

20、渗透压：请大家比较下列两组物质的渗透压：43434444例例 将将2.00 g2.00 g蔗糖蔗糖(C(C1212HH2222O O1111) )溶于水，配成溶于水，配成50.0 50.0 mLmL溶液，求溶液在溶液，求溶液在3737时的渗透压力。时的渗透压力。解解: : C C1212HH2222O O1111的摩尔质量为的摩尔质量为342.0gmol342.0gmol-1-1，则则Vnc )OH(C11221211Lmol0.1170.0500Lmol342g2.00gRTcB 310KmolKL8.314kPaL0.117mol111kPa3024545利用稀溶液的依数性可以测定溶质的相

21、利用稀溶液的依数性可以测定溶质的相对分子质量：对分子质量： 测定大分子物质的相对分子质量一般测定大分子物质的相对分子质量一般用测渗透压力的方法；用测渗透压力的方法； 而测定小分子物质的相对分子质量一而测定小分子物质的相对分子质量一般用凝固点降低法。般用凝固点降低法。4646三、渗透压在医学上的意义三、渗透压在医学上的意义 渗透活性物质：渗透活性物质：溶液中产生渗透效应的溶液中产生渗透效应的溶质粒子溶质粒子( (分子分子/ /离子离子) )统称为渗透活性物质。统称为渗透活性物质。 根据根据Vant Hoff 定律，在一定温度下，对定律，在一定温度下，对于任一稀溶液，于任一稀溶液，与与c c成正比

22、。成正比。 1. 1. 渗透浓度渗透浓度( (osmolarity）：）： 因此可以用因此可以用渗透活性物质的量浓度渗透活性物质的量浓度来来衡量衡量溶液的溶液的渗透压大小渗透压大小。4747 渗透浓度渗透浓度( (osmolarity）：）： 所谓渗透浓度就是渗透活性物质的物所谓渗透浓度就是渗透活性物质的物质的量除以溶液的体积。即渗透活性物质质的量除以溶液的体积。即渗透活性物质的总浓度。的总浓度。符号：符号：cos单位：单位：mol L-1或或mmol L-1 表表2-42-4列出了正常人血浆、组织间液和细列出了正常人血浆、组织间液和细胞内液中各种渗透活性物质的渗透浓度。胞内液中各种渗透活性物

23、质的渗透浓度。48482.2. 等渗、高渗和低渗溶液等渗、高渗和低渗溶液 等渗溶液：等渗溶液：渗透压相等的两种溶液。渗透压相等的两种溶液。 高渗溶液：高渗溶液：渗透压不等的两种溶液，则渗透渗透压不等的两种溶液，则渗透压相对高的称为高渗溶液。压相对高的称为高渗溶液。 低渗溶液：低渗溶液：渗透压相对低的称为低渗溶液。渗透压相对低的称为低渗溶液。 医学上以血浆渗透压作为标准规定在医学上以血浆渗透压作为标准规定在280280320mmolL320mmolL-1-1的溶液为等渗溶液。高于此范围的溶液为等渗溶液。高于此范围者为高渗溶液。反之，为低渗溶液。者为高渗溶液。反之，为低渗溶液。 如：如：50.0

24、gL-1的葡萄糖溶液、生理盐水的葡萄糖溶液、生理盐水(9.0 gL-1)、12.5 gL-1的的NaHCO3溶液等是等溶液等是等渗溶液。渗溶液。4949 将红细胞置于不同浓度的将红细胞置于不同浓度的NaCl溶液中，在溶液中，在显微镜下观察发现：显微镜下观察发现：a.a.在生理盐水中在生理盐水中b.b.在较浓的在较浓的NaClNaCl溶液中溶液中c. c.在较稀的在较稀的NaClNaCl溶液中溶液中红细胞逐渐皱缩，皱缩的红细胞互相聚结红细胞逐渐皱缩，皱缩的红细胞互相聚结成团。这是因为红细胞内液的渗透压力低成团。这是因为红细胞内液的渗透压力低于浓于浓NaClNaCl溶液，红细胞内的水向外渗透引溶液，红细胞内的水向外渗透引起。起。红细胞的形态没有什么改变，因为红细胞的形态没有什么改变，因为生理盐水与红细胞内液的渗透压力生理盐水与红细胞内液的渗透压力相等，细胞内外液处于渗透平衡状态。相等，细胞内外液处于渗透平衡状