修改稀溶液依数性

1、第一节 溶液的蒸气压下降 第二节 溶液的沸点升高和凝固点降低第三节 溶液的渗透压力（在医学上具有 特殊意义）主要内容第一页，共五十八页。稀溶液的依数性生产生活健康与医学科学研究第二页，共五十八页。 物质 蒸气压 p 沸点Tb 凝固点Tf(b/molkg-1) (mmHg , 20) (20) (20)纯水 17.50 100 00.5b蔗糖水 17.31 100.27 -0.930.5b尿素溶液 17.31 100.24 -0.940.5b甘油溶液 17.31 与纯溶剂相比， 溶液的 p, Tb, Tf 变化与溶质的本性无关Colligative Properties of Dilute So

2、lution第三页，共五十八页。 溶液 蒸气压 p （b/molkg-1） （mmHg , 20）0.198b蔗糖水 17.50 0.0610.396b蔗糖水 17.50 0.1230.594b蔗糖水 17.50 0.1850.792b蔗糖水 17.50 0.248 p 降低值与溶液的浓度成正相关Colligative Properties of Dilute Solution第四页，共五十八页。 第一节溶液的蒸气压下降 vapor pressure lowering 一、溶剂（纯液体）的蒸气压（p/Pa或kPa）定义：一定，V蒸发=V凝聚时 溶剂蒸气压强恒定zhengfa p 溶剂本性，T饱

3、和蒸气压第五页，共五十八页。 3. p与液体的本性有关 5. 蒸气压与温度有关。温度升高，p增大 4. 易挥发性物质的p大，难挥发性物质的p小1. 蒸气压的大小与液体的量无关2. 与气相中是否存在其它组分无关 讨论： 影响蒸气压的因素第六页，共五十八页。图2-1 蒸气压与温度的关系图第七页，共五十八页。二、溶液的蒸气压下降大量的纯溶剂+少量难挥发非电解质溶质难挥发性溶质的稀溶液问题：稀溶液中溶剂的蒸气压与纯溶剂的蒸气压相比较，有什么变化？第八页，共五十八页。若：溶剂的蒸气压为 p，稀溶液的蒸气压为 p实验证明 p nB定温下一定的溶剂对于稀溶液K取决于溶剂本性及T,与溶质本性及浓度无关稀溶液的

4、p与溶质的质点浓度成正比第十四页，共五十八页。非电解质 2. 难挥发 3. 稀溶液四、Raoult定律适用范围0.1mol葡萄糖含有6.021022个分子0.1molNaCl含有约26.021022个离子否则必须考虑溶质的蒸气压不须考虑溶质分子对溶剂分子的作用力问题：相同条件下0.01molkg1的蔗糖溶液与葡萄糖溶液溶液的蒸气压下降值是否相同?第十五页，共五十八页。第二节 溶液的沸点升高和凝固点降低 溶剂（纯液体）的沸点 液体沸腾( p液 = p大气 )时的温度 一、溶液的沸点升高 boiling point elevation正常沸点：p大气101.3kPa 时的沸点 第十六页，共五十八页

5、。T / K p / kPa T / K p / kPa 273278283293303313323 0.610 60.871 91.227 92.338 54.242 37.375 412.333 6 33334335336337342319.918 335.157 447.342 670.100 1101.324 7476.026 2 问题：根据不同温度下水的蒸气压表 在什么情况下，水在10C可以沸腾？ 水在150C可以沸腾？ 第十七页，共五十八页。 根据液体的沸点与外压的关系，有什么实用价值？减压蒸馏或减压浓缩高压灭菌、煮食物第十八页，共五十八页。 溶液的沸点总是高于纯溶剂的沸点，这一现

6、象称之为溶液的沸点升高。 纯溶剂 溶液溶剂分子溶质分子(a)(b) 溶液沸点升高 溶液的沸点升高 是溶液蒸气压下降的直接结果第十九页，共五十八页。Kb沸点升高常数 与溶剂本性有关与溶质本性和浓度无关101.3 p (kPa) 373 T (K)纯水水溶液1Tbp.17Tb水溶液2 Tb= K p = KKbB Tb= Kb bB单位：Kkgmol-1第二十页，共五十八页。bB=nBmA=mB/MBmATb = KbbBTb = KbbB=KbmB/MBmAMB= KbmBTb mA溶质B的相对分子质量溶剂沸点升高常数沸点升高值，实验测出第二十一页，共五十八页。二、溶液的凝固点降低freezin

7、g point depression 1纯溶剂的凝固点 在一定外压下，物质固、液两相平衡 共存(两相p相等)时的温度，又称为熔点。第二十二页，共五十八页。 为什么只有当物质固、液两相 p 相等时，它们才能平衡共存？稀浓p小p大否则 p 大者必向 p 小者转化。pppp第二十三页，共五十八页。 溶液的凝固点一定外压下，溶液中溶剂与固态纯溶剂平衡共存时的温度。p 溶液中溶剂（l） p 溶剂(s)也是溶液蒸气压下降的直接结果 溶液的凝固点降低第二十四页，共五十八页。Tf Kf bBKf 凝固点降低常数 单位同Kb T (K)AB0.61273 A: 冰水共存 溶液Tf冰水p/kPa Tf B: 冰溶

8、液共存第二十五页，共五十八页。 三、电解质稀溶液的依数性行为 1.依数性 溶质的质点浓度 与质点大小、电荷数及符号等无关 2.电解质稀溶液中溶质质点浓度i bB i为电解质B一个基本单元能解离出的 离子数。如NaCl的i为2，CaCl2的i为3 电解质稀溶液公式中ibBicBbBcB第二十六页，共五十八页。解: NaCl为AB型电解质，i =2 例 计算0.100molkg-1的NaCl溶液的凝固点。已知：水的Kf=1.86 Kkg mol-1Tf(NaCl) = 20.100 molkg-11.86 Kkgmol -1 = 0.372 K Tf(NaCl) = Tf0 -Tf(NaCl) =

9、 - 0.372 。Tf=i KfbB（2-8）第二十七页，共五十八页。生活中常见现象：农作物烧苗用盐水泡过的黄瓜第三节 溶液的渗透压osmotic pressure第二十八页，共五十八页。 淡水中游泳眼睛会胀痛，需要戴上护目镜游泳消除不适感。第二十九页，共五十八页。半透膜半透膜：是一种只允许较小的溶剂分子（如H2O分子）通过，而不允许溶质分子通过的薄膜。 例如：细胞膜、膀胱膜、肠衣、毛细血管壁等。纯水蔗糖溶液一、渗透现象 osmosis第三十页，共五十八页。纯水半透膜蔗糖溶液h第三十一页，共五十八页。 由于半透膜两侧溶质粒子浓度的差异，溶剂分子通过半透膜自发地由浓度较低溶液向浓度较高溶液方向

10、扩散的过程，称为渗透现象，简称渗透。纯水蔗糖溶液h第三十二页，共五十八页。1. 产生条件半透膜浓度差2. 方向 溶剂由稀向浓糖水水半透膜3. 渗透现象产生原因膜两边溶剂分子跨膜扩散速度不同 第三十三页，共五十八页。纯水蔗糖溶液h上升到一定高度后达到渗透平衡，即单位时间内溶剂分子进出半透膜数目相等。4. 限度 达到渗透平衡（不再渗透）第三十四页，共五十八页。二、渗透压， /Pa或kPa 恰能阻止纯溶剂通过半透膜向溶液渗透必须施加于溶液液面上的额外压强。溶质质点浓度溶剂进入趋势阻止渗透所需压强 与浓度的相关性纯水半透膜蔗糖溶液h第三十五页，共五十八页。三、渗透压方程（Vant Hoff 经验式)

11、V nRT cBRT 具有依数性电解质溶液 icBRT当溶液很稀时 bBRT 或 ibBRT 式中单位: /8.314 kPa L K-1 mol-1， cB/mol L-1, /K, /kPa实验证明 在数值上符合理想气体方程第三十六页，共五十八页。 四、渗透浓度 osmolarity 单位：mmolL-1 混合溶液中能产生渗透效应的溶质微粒（分子或离子）的浓度总和。 cB,OS(非电解质)=cB cB,OS(电解质)=icB(mOsmolL-1毫渗量每升)第三十七页，共五十八页。正常人各种渗透活性物质的渗透浓度/mmolL-1渗透活性物质 Na+ K+ Ca2+ Mg2+ Cl- HCO3

12、-HPO42-, H2PO4- SO42-血浆中14452.51.51072720.5组织间液中137472.41.4112.728.320.5细胞內液中1014131410111第三十八页，共五十八页。续正常人各种渗透活性物质的渗透浓度/mmolL-1渗透活性物质氨基酸血浆中2组织间液中2细胞內液中8肌酸0.20.29乳酸盐1.21.21.5三磷酸腺苷5一磷酸已糖3.7葡萄糖5.65.6蛋白质1.20.24尿素444cos303.7302.2302.2第三十九页，共五十八页。例 试计算37生理盐水的渗透压和 渗透浓度。 生理盐水的质量浓度B为9.0g L-1, T=37+273=310K解：

13、 cB,os = 20.1541000 = 308(mmolL-1)已知：第四十页，共五十八页。五、依数性的应用 1. 测定溶质的摩尔质量 例 取0.749g谷氨酸溶于50.0g水中， 测得其凝固点为-0.188，已知水的Kf =1.86, 计算谷氨酸的MB。第四十一页，共五十八页。注意单位：mBg；mAkg第四十二页，共五十八页。例一种非电解质,估计它的摩尔质量在 12000gmol-1左右,问用哪一种依数性 来测定摩尔质量最好?解：设20下, 取1.00g 样品溶于100g 水中第四十三页，共五十八页。 常采用渗透压法测高聚物的摩尔质量 MB小的物质宜采用凝固点降低法。第四十四页，共五十八

14、页。 临床上对血液、胃液、唾液、尿液、透析液、组织细胞培养液等，常用 “冰点渗透压计”通过测定Tf值来推算渗透压。第四十五页，共五十八页。2. 防冻剂、冷冻剂 汽车水箱中加甘油或乙二醇 Tf 冰盐水冷冻剂 (NaCl与水以某种比例混合)Tf=22 生物抗冻剂(如爱斯基摩人血液中)3.判断物质的纯度（测 Tf ，Tb ） 第四十六页，共五十八页。4.海水淡化或废水处理反渗透淡水海水或废水第四十七页，共五十八页。 生理盐水葡萄糖注射液308mmol/L278mmol/L308mOsm/L278mOsm/L5.等渗输液第四十八页，共五十八页。低渗溶液、等渗溶液和高渗溶液正常人体血浆的渗透浓度 (28

15、0320mmol/L)等渗溶液cos(mmol/L)280320高渗溶液低渗溶液mOsm/L=第四十九页，共五十八页。高渗等渗低渗 红细胞在高渗溶液中皱缩；等渗溶液中维持 原状；低渗溶液中肿胀 甚至破裂。第五十页，共五十八页。 6. 血浆晶体渗透压和胶体渗透压 晶体渗透压：约705.6kPa 维持细胞内、外水平衡。 细胞膜低分子晶体物质第五十一页，共五十八页。 胶体渗透压： 约2.934.00kPa。 维持血浆的正常容量。 毛细血管壁高分子胶态物质第五十二页，共五十八页。7.血液净化 肾衰竭、排毒血液透析液孔径合适的半透膜血透示意图用弥散、对流原理以超滤方式清除代谢废物；调节透析液成分、浓度来

16、调节血液水盐平衡。 第五十三页，共五十八页。 今有葡萄糖、氯化钠、氯化钙三种 溶液，cB均为 0.1 molL-1,试比较三 者渗透压的大小。 : CaCl2 NaCl C6H12O6 用质量相同的下列化合物作为防冻剂，哪一种防 冻效果最好？为什么？ 乙二醇（C2H6O2） 甘油（C3H8O3） 葡萄糖（C6H12O6） 蔗糖（C12H22O11） 乙二醇 MB最小 质量摩尔浓度最大课堂练习第五十四页，共五十八页。 把相同质量的葡萄糖和甘油分别溶于 1000g水中，所得溶液的沸点、凝固点、 蒸汽压和渗透压是否相同？为什么？ 相同 均为非电解质且质量摩尔浓度相同 不同 n 葡糖 = m / 180n 甘油 = m / 92 如果把相同物质的量的葡萄糖和甘油 溶于1000g 水中，结果又怎样？说明之。第五十五页，共五十八页。 0.05 molL-1萘的苯溶液 0.05 molL-1尿素的水溶液 0.05 molL-1 氯化钙的水溶液