第一章-溶液和胶体溶液

第一节溶液第二节稀溶液的依数性第三节胶体溶液第三章溶液和胶体溶液Solution&ColloidalSolution分散系1、定义：一种物质或几种物质分散到另一种物质中所形成的体系成为分散系。2、组成：分散相（分散质）和分散介质3、分类：按分散质颗粒的直径大小分类（1）粗分散系：d>100nm（悬浊液、乳浊液）

（2）胶体：1nm<d<100nm

（3）溶液：d<1nm

第一节溶液一、物质的量浓度(一)物质的量

[定义]是国际单位制（SI制）的一个基本物理量，用来表示物质数量的多少。符号：nB

基本单位：摩尔(mole)，符号为mol十进制单位：mmol或μmol

摩尔的定义：摩尔是一系统的物质的量，该系统中所包含的基本单元数与0.012㎏12C的原子数目相等。0.012㎏12C的原子数目是6.023×1023，阿伏加德罗常数（NA）。【例1-1】计算5.3g无水碳酸钠的物质的量

n(Na2CO3)==0.05(mol)

解：

m(Na2CO3)=5.3gM(Na2CO3)=106g·mol-1（二）物质的量浓度（cB

）定义：溶质B的物质的量(nB)除以溶液的体积(V)。单位：mol·L-1mmol·L-1

μmol·L-1等【例1-2】正常人血浆中每100ml含葡萄糖100mg、HCO3-164.7mg、Ca2+10mg，它们的物质的量浓度（单位mmol·L-1）各为多少？解c(C6H12O6)==5.6(mmol·L-1)

c(HCO3-)=

=27.0(mmol·L-1)

c(Ca2+)=

=2.5(mmol·L-1)

二、质量浓度（ρ

)定义：溶质B的质量(mB)除以溶液的体积(V)

单位：g·L-1或mg·L-1世界卫生组织提议，凡是摩尔质量已知的物质，在人体内的含量统一用物质的量浓度表示；对于摩尔质量未知的物质，在人体内的含量则可用质量浓度表示。三、质量摩尔浓度（bB

）定义：溶质B的物质的量（nB)除以溶剂的质量(mA)

单位：mol·㎏-1或mmol·㎏-1当水溶液很稀时cB

≈bB

【例1-3】将7.00g结晶草酸(H2C2O4·2H2O)溶于93.0g水中，求草酸的质量摩尔浓度b(H2C2O4)。解

M(H2C2O4·2H2O)=126g·mol-1，M(H2C2O4)=90.0g·mol-1在7.00gH2C2O4·2H2O中H2C2O4的质量为：草酸的质量摩尔浓度：

m(H2C2O4)==5.00（g）

溶液中水的质量为：m(H2O)=93.0+(7.00－5.00)=95.0（g）

b(H2C2O4)==0.585(mol·kg–1)

四、摩尔分数(χ)定义：物质B的物质的量除以混合物的物质的量若溶液由溶质B和溶剂A组成，则溶质B和溶剂A的摩尔分数分别为：

χA＋χB=1五、质量分数（ωB

）定义：为物质B的质量（mB）除以混合物的质量（∑imi)对于溶液，溶质B和溶剂A的质量分数分别为

：

ωA＋ωB=1六、体积分数定义：物质B的体积（VB）除以混合物的体积（∑iVi)体积:混合前的体积

【例1-4】市售浓硫酸的密度为1.84kg·L-1，质量分数为0.96，试求该溶液的c(H2SO4)、x(H2SO4)和b(H2SO4)。解：c(H2SO4)=

=18(mol·L-1)

χ(H2SO4)==0.815b(H2SO4)=

=245(mol·kg

-1)

在100g市售浓硫酸中：小结物质的量浓度（cB

）质量浓度（ρB)质量摩尔浓度（bB)摩尔分数(xB)质量分数（ωB

）体积分数溶液浓度间的换算物质的量浓度与质量浓度的换算：【例1-5】已知葡萄糖溶液的物质的量浓度为0.012mol·L-1

，求该葡萄糖溶液的质量浓度。第二节稀溶液的依数性1.与溶质的本性有关与浓度有关2.与溶质的本性无关蒸气压下降沸点升高

凝固点降低渗透压力依数性如颜色、导电性等f(数目）难挥发性非电解质稀溶液一、溶液的蒸气压下降（一）蒸气压(Vaporpressure)一定温度下，V蒸发=V凝聚时，蒸气的压力特定状态的蒸气的压力分子热运动能量分子间作用力凝聚水蒸发水(g)(l)分子碰撞蒸气水分子数n不再改变水稀溶液的依数性此时水面上的蒸气压力称为该温度下的饱和蒸气压，简称蒸气压（P0）。1.

分子间作用力2.温度：T↑，p↑PT(K)蒸气压是一重要的物理量大小取决于蒸气压曲线特定状态:平衡状态易挥发性物质难挥发性物质（二）溶液的蒸气压下降

加入一种难挥发的非电解质占据了一部分水的表面溶液的蒸气压下降降低了蒸发速度蒸发速度蒸气压下降Raoult（拉乌尔）定律在一定温度下，难挥发性非电解质稀溶液的蒸气压等于纯溶剂的蒸气压(P0)乘以溶液中溶剂的摩尔分数(χA)。由于：所以：即：对于稀溶液表明：稀溶液的蒸气压下降与溶液的质量摩尔浓度成正比。即难挥发性非电解质稀溶液的蒸气压下降只与一定量的溶剂中所含溶质的微粒数有关，而与溶质的本性无关。

【例1-6】已知20℃时水的饱和蒸气压为2.338kPa，将17.1g蔗糖(C12H22O11)溶于100g水，试计算溶液的蒸气压是多少？解蔗糖的摩尔质量M=342g·mol-1n(C12H22O11)=

=0.0500(mol)

溶液的蒸气压：

p=p0(H2O)·χ(H2O)=2.338×0.991=2.32(kPa)

H2O的摩尔分数：χ(H2O)==0.991

二、溶液的沸点升高1．沸点(boilingpoint)液体沸腾时的温度2．溶液的沸点升高是溶液蒸气压下降的直接结果P

液

=P

大气100P(kPa)T(K)水100P(kPa)373T(K)纯水水溶液△TbAA’=

ΔTb’

AB’=ΔP’

TBAB’A’B”A”ΔTb

=Kb•bB

Kb

称为沸点升高常数ΔTb∝ΔPΔP∝bB

ΔTb∝bB

AA”=ΔTb”

AB”=ΔP”几种常用溶剂的沸点升高常数溶剂沸点/KKB

水373.00.52

苯353.22.53

三氯甲烷333.23.63

萘491.05.80

乙醚307.42.16三、溶液的凝固点降低1．凝固点（freezingpoint）在一定外压下，物质固、液两相平衡共存时的温度。如：H2O(l)H2O(s)100kPa273KP(s)=P(l)P(kPa)T(K)水冰

TfP(kPa)T(K)水冰溶液AB0.61273

A：冰-水共存⊿Tf

ΔTf=Kf·bBKf称为凝固点降低常数

TfB：冰-溶液共存也是溶液蒸气压下降的直接结果2．溶液的凝固点降低几种常用溶剂的凝固点降低常数溶剂凝固点/KKf

水273.01.86

苯278.54.90

醋酸289.63.90

樟脑452.839.7

萘353.06.90

溴乙烯283.012.5小结稀溶液的依数性：溶液的蒸气压P↓ΔP

=K•bB溶液的沸点Tb↑

ΔTb

=Kb•bB溶液的凝固点Tf↓ΔTf

=Kf•bB1.稀溶液的依数性变化只与溶液的浓度有关；2.稀溶液的依数性本质是溶液的蒸气压下降；3.适用条件：难挥发、非电解质、稀溶液。1、推算溶质的摩尔质量

凝固点降低法同理可推出沸点升高法蒸气压下降法应用

【例1-6】将0.322g萘溶于80g苯中，测得溶液的凝固点为278.34K，求萘的摩尔质量。查表知苯的凝固点Tf0=278.5K，Kf=5.10K·kg·mol-1

解：△Tf=278.5－278.34=0.16(K)

=

5.10×

=128(g·mol-1)所以，萘的摩尔质量为128g·mol-1。

2、制作防冻剂与冷冻剂四、溶液的渗透压力（一）渗透现象与渗透压力纯水蔗糖溶液高低半透膜一种孔径很小而且均匀的膜，小到只允许水分子自由通过，而蔗糖等体积大一些的分子就被挡住了。如动物的肠衣，动植物的细胞膜，人工制备的羊皮纸等。1、扩散现象2、渗透现象：溶剂分子通过半透膜发生的表面上单方向的迁移。产生条件有半透膜膜两侧有浓度差渗透方向：从稀溶液向浓溶液进行。溶剂溶液溶剂溶液对于溶剂，形同虚设阻止了溶质的扩散额外的外压P溶剂溶液P渗透平衡有半透膜膜两侧有浓度差膜两侧有合适的压力差渗透压力为了维持渗透平衡，必须在溶液液面上施加一超额的压力。符号：单位：Pa或kPa一种外压溶剂溶液（二）渗透压方程(Van’tHoffrule)T不变时∝cC不变时

∝

T

=cBRT或V=nBRT实验证明：单位：KPa当溶液很稀时cB

≈bB∴=bBRT【例1-7】将2.00g蔗糖(C12H22O11)溶于水，配制成50.0ml溶液，求溶液在37℃时的渗透压力。解

:M(C12H22O11)=342g·mol-1c(C12H22O11)==0.117(mol·L-1)

П

=0.117×8.314×310=302(kPa)

渗透压力法测定高分子化合物的分子量

↓渗透压力法

例【1-8】将1.00g血红素溶于适量水中，配制成100ml溶液，在293K时，测得溶液的渗透压力为0.366kPa，试求血红素的分子量。解

:M

(血红素)=

=6.66×104(g·mol-1)

所以血红素的分子量为6.66×104。

五、稀溶液的依数性（一）稀溶液的四个依数性1.蒸气压下降2.沸点升高3.凝固点降低（二）依数性之间的关系4.渗透压力ΔP

=K•bB

ΔTb

=Kb•bBΔTf

=Kf•bB

=cBRT解

例:测得人的眼泪的凝固点为-0.560C，求在310K时人的眼泪的渗透压。

查表知Kf（H2O）=1.86K·㎏·mol-1T0f（H2O）=0

0CΔTf

=T0f-Tf=0.56K

П

=icBRT≈ibBRTi：校正因子

,近似等于一“分子”电解质解离出的粒子个数适用条件：难挥发、非电解质、稀溶液。【例1-9】临床上常用的生理盐水是9.0g·L-1的NaCl溶液，求该溶液在310K时的渗透压力。解：

NaCl在稀溶液中完全解离，i=2，NaCl的摩尔质量为58.5g·mol-1。则：П=icBRT==7.9×102(kPa)第三节渗透压力在医学上的意义一、渗透浓度（一）渗透活性物质

溶液中能产生渗透效应的溶质粒子（分子、离子等）统称为渗透活性物质（二）渗透浓度（osmolarity)符号：cos

单位：mmol·L-1

针对特定的膜而言П

=cosRT可用渗透浓度代替渗透压力

【例1-10】计算50.0g·L-1葡萄糖溶液和生理盐水的渗透浓度（用mmol·L-1表示）。解：葡萄糖(C6H12O6)的摩尔质量为180g·mol-1，50.0g·L-1葡萄糖溶液的渗透浓度为：cos=

=278(mmol·L-1)NaCl的摩尔质量为58.5g·mol-1，生理盐水的渗透浓度为：cos=

2×

=308(mmol·L-1)

二、等渗、低渗和高渗溶液(一）概念等渗溶液：渗透压力相等的溶液高渗溶液：渗透压力高的溶液低渗溶液：渗透压力低的溶液（二）临床应用临床上规定：渗透浓度在280～320mmol·L-1范围内的溶液称为等渗溶液(50g·L-1葡萄糖溶液、9g·L-1NaCl溶液）溶血皱缩晶体渗透压力：小离子和小分子物质所产生的渗透压力胶体渗透压力：高分子物质所产生的渗透压力(a)在生理盐水中(b)在低渗NaCl溶液中(c)在高渗NaCl溶液中红细胞在不同浓度NaCl溶液中的形态示意图溶血质壁分离将相同质量的葡萄糖和甘油分别溶解在100g水中，则形成溶液的ΔP、ΔTb、ΔTf、П均相同。（A）对（B）错

与非电解质稀溶液依数性有关的因素是A、溶液的体积B、溶液的温度C、溶质的本性D、溶质的浓度下列各对溶液中，中间用半透膜隔开，有较多水分子自左向右渗透的是A、0.1mol·L-1NaCl

┃0.1mol·L-1葡萄糖B、0.1mol·L-1NaCl

┃0.1mol·L-1BaCl2C、0.1mol·L-1葡萄糖

┃0.1mol·L-1蔗糖D、0.1mol·L-1CaCl2┃0.1mol·L-1Na2SO4质量分数0.03的某Na2CO3(M=106g·mol-1)溶液，溶液的质量摩尔浓度(单位：mol·kg–1)为（A）0.0292（B）292（C）0.292（D）0.000292

血红细胞置于下列哪种溶液中将会引起溶血现象？

A、9g·L-1NaCl溶液B、50g·L-1葡萄糖溶液

C、5g·L-1葡萄糖溶液

D、29g·L-1NaCl溶液人的血浆在-0.56℃凝固，则37℃的渗透浓度为（已知Kf=1.86）(A)0.301mmol.L-1（B）301mmol.L-1

（C）775mmol.L-1（D）0.775mmol.L-1

将两种或两种以上的等渗溶液按任意体积比混合，所得的溶液依然是等渗溶液（A）对（B）错将0.450g某物质溶于30.0g水中，使冰点降低了0.150℃，这种化合物的分子量是（已知Kf=1.86）

(A)100(B)83．2(C)186(D)204

Each 100ml blood plasma contains K+ of 20mg and Cl

-

of 366mg.Counttheir amount of substace concentration,with the unit mmol·L-1.

解：

The amount ofsubstace concentration of K+ and Cl

-

are：

c(K+)==5.13(mmol·L-1)c(Cl

-)==103(mmol·L-1)

质量分数为3％的某Na2CO3溶液，密度为1.05g·ml-1，试求溶液的c(Na2CO3)、x(Na2CO3)和b(Na2CO3)。解：

M(Na2CO3)=106g·mol-1

c(Na2CO3)==0.297(mol·L-1)x(Na2CO3)==0.005b(Na2CO3)==0.292(mol·kg

–1)有两种溶液在同一温度时结冰，已知其中一种溶液为1.5g尿素[CO(NH2)2]溶于200g水中，另一种溶液为42.8g某未知物溶于1000g水中，求该未知物的摩尔质量（尿素的摩尔质量为60g·mol-1）。解：由于两溶液在同一温度下结冰，则△Tf（尿素）=△Tf（未知物）M（未知物）=342.4(g·mol-1

即该未知物的摩尔质量为342.4g·mol-1

Kf×=Kf×

将1.01g胰岛素溶于适量水中配制成100ml溶液，测得298K时该溶液的渗透压力为4.34kPa，试问该胰岛素的分子量为多少？解：所以胰岛素的分子量为5.77×103。M（胰岛素）=RT=×8.314×298=5.77×103(g·mol-1)

8.测得人体血液的凝固点降低值△Tf=0.56K，求在310K时人体血液的渗透压。解：Π=776kPa查表知Kf（H2O）=1.86K·㎏·mol-1，由于=，则=

9.排出下列