第二章稀溶液依数性

第二章

稀溶液的依数性

ColligativeProperties

ofDiluteSolution

原理、计算及在医学上的应用

物质蒸气压

p

沸点Tb凝固点Tf(b/mol·Kg-1)

(mmHg,20℃)(℃)(℃)纯水17.5010000.5b蔗糖水17.31100.27-0.930.5b尿素溶液17.31100.24-0.940.5b甘油溶液17.31

①与纯溶剂相比，溶液的p↓,Tb↑,Tf↓

②变化与溶质的本性无关ColligativePropertiesofDiluteSolution

溶液

蒸气压

p

（b/mol·Kg-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17.50–0.248③p降低值与溶液的浓度成正相关ColligativePropertiesofDiluteSolution

第一节溶液的蒸气压下降一、溶剂（纯液体）的蒸气压，p

vaporpressure单位：Pa或kPa定义：一定Ｔ，V蒸发=V凝聚时溶剂蒸气压强恒定№zhengfa

p～

溶剂本性，T饱和蒸气压溶剂中加入一种难挥发的非电解质占据一部分溶剂的表面束缚一部分高能水分子p↓

将二、溶液的蒸气压下降—Raoult定律

一定温度下，难挥发非电解质稀溶液的蒸气压与溶剂的摩尔分数成正比，而与溶质的本性无关。p=p0χA

p0：同温度下纯溶剂的蒸气压

p＝p0(1－xB)∴p0－p＝

p＝p0

xB∴p＝p0－p0

xB1.非电解质2.难挥发3.稀溶液对于稀溶液nA>>nB对于一定的溶剂Raoult定律适用范围K取决于溶剂本性及T,与溶质本性及浓度无关第二节溶液的沸点升高和凝固点降低⒈溶剂的沸点boiling

point

液体沸腾(p液

=p大气

)时的温度

⒉溶液的沸点升高

是溶液蒸气压下降的直接结果一、溶液的沸点升高正常沸点：p大气＝101.3kPa时的沸点

∵Δp≈K·bB∴ΔTb≈Kb·bBKb—沸点升高常数单位：K·Kg·mol¯1与溶剂本性有关与溶质本性和浓度无关101.3

p(kPa)

373

T

bT(K)纯水水溶液

Tb几种常用溶剂的沸点升高常数

（参看p.17表2-3）溶剂沸点/KKb/(K·kg·mol-1)水3730.512苯3532.53三氯甲烷3343.85萘4915.80乙醚338.42.02乙醇351.41.22二、溶液的凝固点降低

1．纯溶剂的凝固点freezingpoint

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。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。⒉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⒊溶液的凝固点降低(a)凝固点时，纯溶剂固态、液态的蒸发速度与气态的凝聚速度相等(b)溶液的蒸发速度小于固态纯溶剂的蒸发速度与气态的凝聚速度。∵Δp≈K·bB∴ΔTf≈Kf·bBKf称为凝固点降低常数

单位同KbT(K)AB0.61

Tf

273

A:冰～水共存

B:冰～溶液共存溶液

Tf冰水p/KPa几种常用溶剂的凝固点降低常数

（参看p.17表2-3）溶剂凝固点/KKf/(K·kg·mol-1)水2731.86苯278.65.10醋酸289.83.90樟脑452.839.7萘3536.90乙醚156.81.8乙醇155.71.99（三）电解质稀溶液的依数性行为

∵1.依数性～溶质微粒浓度

2.电解质稀溶液中溶质微粒浓度＝ibB

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

Tb=KbibB

Tf=KfibB（一）渗透作用osmosis三、

溶液的渗透压通过半透膜发生表面上单方面扩散的现象1.产生条件半透膜浓度差3.

限度：达到渗透平衡2.

方向

溶剂由稀向浓糖水水半透膜4.渗透现象产生原因（二）渗透压，

osmotic

pressure/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

溶质微粒浓度↑溶剂进入趋势↑阻止渗透所需压强↑

与浓度的相关性（三）渗透压方程（Van’tHoff经验式)

V＝nRT

或

＝cBRT

具有依数性∴电解质溶液

＝icBRT当溶液很稀时

≈ibBRT或bBRT

式中单位:Ｒ/8.314KPa

·

L

·

K-1

·

mol-1，cB/mol

·

L-1,Ｔ/K,

/KPa实验证明

在数值上符合理想气体方程

（四）渗透浓度osmolarity

单位：mmol·L-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正常人各种渗透活性物质的渗透浓度/mmol·L-1渗透活性物质Na+

K+Ca2+Mg2+Cl-HCO3-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续正常人各种渗透活性物质的渗透浓度/mmol·L-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例1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ρB为9.0g·L-1,T=37+273=310K解：

cB,os=2×0.154×1000=308(mmol·L-1)已知：四、依数性的应用（一）测定溶质的摩尔质量

例2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。注意单位：mB—g；mA—Kg例3

一种非电解质,估计它的摩尔质量在

12000g·mol-1左右,问用哪一种依数性

来测定摩尔质量最好?解：设200C下,取1.00g样品溶于100g水中∴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。

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。（二）防冻剂、冷冻剂（一）测定溶质的摩尔质量

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