稀溶液的依数性

关于稀溶液的依数性12溶液中溶剂的蒸气压下降(△P)溶液的沸点升高(△Tb)溶液的凝固点降低(△Tf)溶液的渗透压()稀溶液的依数性第2页,共45页，2024年2月25日，星期天3H2O(l)H2O(g)蒸发凝结25℃H2OP0一、溶液的蒸气压下降当v蒸发=v凝结时，水面上的蒸气压不变，此时的蒸气压称为该温度下的饱和水蒸气压，简称蒸气压(P)，单位为kPa。温度升高，水的蒸发速度增大，饱和水蒸气压也相应增大！仔细阅读P9：表2-2，可得出什么结论？？第3页,共45页，2024年2月25日，星期天4在一定温度下，向纯水中加入少量的难挥发的非电解质，测定发现溶液的蒸气压下降了。(a)溶剂分子溶质分子(b)溶质的加入一方面束缚了部分高能的水分子逸出，另一方面又占据了部分水的表面，减少单位面积上的水分子数，因此达到平衡时溶液的蒸气压必然比纯水的蒸气压下降。第4页,共45页，2024年2月25日，星期天5拉乌尔定律：

(1887年，法国物理学家)

p—难挥发性非电解稀溶液的蒸气压下降值；

K—

比例常数；bB—溶液的质量摩尔浓度在一定温度下，难挥发的非电解质稀溶液的蒸气压下降与溶液的质量摩尔浓度成正比，而与溶质的种类和本性无关。如：相同质量摩尔浓度的尿素溶液、葡萄糖溶液、蔗糖溶液，其蒸气压降低值相等。(2-14)第5页,共45页，2024年2月25日，星期天6二、溶液的沸点升高液体的蒸气压随温度的升高而增大，当液体的蒸气压等于外界压力时的温度称为该溶液的沸点。因此沸点与外界压力有关。高山地区由于空气稀薄，外界压力较低，故水的沸点低于100℃[人们在海拔8000多米的珠穆朗玛峰上煮鸡蛋时开水最高只有80℃]。生产中常用该原理，如在减压的条件下进行蒸馏、浓缩液体或干燥。第6页,共45页，2024年2月25日，星期天7【减压浓缩罐】【减压蒸馏装置】【减压干燥箱】【高温灭菌锅】第7页,共45页，2024年2月25日，星期天8

当溶液中加入难挥发的非电解质时，由于蒸气压的下降，要使溶液的蒸气压和外界压力相等，就必须升高温度。因此，溶液的蒸气压和外界压力相等时的温度比纯溶剂的蒸气压和外界压力相等时的温度要高，即溶液的沸点比纯溶剂的沸点高。如：海水的沸点比纯水的沸点高。溶液沸点升高的根本原因是溶液的蒸气压下降，而蒸气压下降的程度仅与溶液的浓度有关，因此沸点升高程度也只取决于溶液的浓度，而与溶质的本性无关。第8页,共45页，2024年2月25日，星期天9难挥发非电解质稀溶液的沸点升高和溶液的质量摩尔浓度成正比：

Tb—沸点升高值；

Tb—溶液的沸点；Tb0

—纯溶剂的沸点；

m—溶液的质量摩尔浓度；

Kb—溶剂的摩尔沸点升高常数，即1mol溶质溶于1kg该溶剂中所引起的沸点升高的度数。不同溶剂的摩尔沸点升高常数Kb值不同，见表2-3(P11)。(2-15)第9页,共45页，2024年2月25日，星期天10三、溶液的凝固点降低溶剂的凝固点是指液态溶剂和固态溶剂平衡共存时的温度，例如：水的凝固点为0℃，此时水的蒸气压和冰的蒸气压相等。溶液和固态溶剂平衡共存时的温度称为溶液的凝固点。溶液的凝固点要比纯溶剂的凝固点低，溶液的浓度越大，凝固点越低。第10页,共45页，2024年2月25日，星期天11溶液的凝固点下降是溶液蒸气压下降的结果，因此溶液的凝固点下降程度只与溶液浓度有关，而与溶质本性无关。难挥发非电解质稀溶液的凝固点下降与溶液的质量摩尔浓度成正比：

Tf—凝固点降低值；

Tf—溶液的凝固点；

Tf0

—纯溶剂的凝固点；

Kf—溶剂的摩尔凝固点降低常数，即1mol溶质溶于1kg该溶剂中所引起的凝固点降低值；

m—溶液的质量摩尔浓度；(2-16)第11页,共45页，2024年2月25日，星期天12溶液的凝固点降低的性质有许多实际应用。如：冰盐混合可作制冷剂[例如：采用NaCl和冰，温度可以降到–22℃，用CaCl2·2H2O和冰，温度可以降到–55℃。]；汽车水箱加入乙二醇或甘油可防止水箱在寒冷气候下冻裂；利用溶液凝固点降低的性质测定某未知物的相对分子质量等。第12页,共45页，2024年2月25日，星期天13工业盐紧急化雪当食盐和冰放在一起时，冰因吸收环境中的热量而稍有熔化，表面上有液态水存在，食盐溶于水中，变成NaCl溶液，降低了凝固点（熔点），所以冰就会迅速融化。第13页,共45页，2024年2月25日，星期天14【例2-7】200g水中溶解2.76g甘油，测得溶液凝固点下降值

Tf=0.279K，已知水的Kf=1.86K·kg·mol-1，求甘油的摩尔质量。解根据公式(2-11)和(2-16)得将数据带入：答：甘油的摩尔质量为92g/mol第14页,共45页，2024年2月25日，星期天15四、溶液的渗透压蓝墨水滴进一杯水中，有何现象？在很浓的蔗糖溶液的液面上加一层清水，则蔗糖分子从下层进入上层，同时水分子从上层进入下层，直到均匀混合浓度一致为止。这个过程称为扩散。扩散的方向：浓到稀纯水向糖水溶液中渗透1.渗透现象和渗透压第15页,共45页，2024年2月25日，星期天16(a)半透膜:只让溶剂分子通过，而溶质分子不能通过的膜。如：动物的膀胱膜、细胞膜、人造羊皮纸及火棉胶膜等。特点：选择性通透，只允许一定分子大小的分子、离子通过。水蔗糖溶液溶剂的净转移(b)Δh当膜两侧液面差达到一定高度时，水分子向两个方向扩散的速度相等，渗透作用达动态平衡，膜两侧液面高度不再变化。第16页,共45页，2024年2月25日，星期天17这种溶剂分子通过半透膜进入溶液的自发过程称为渗透现象。产生渗透现象的必要条件：有半透膜存在；半透膜两侧单位体积内的溶剂分子数目不相等。渗透方向：趋于自发缩小膜两侧溶液的浓度差，即溶剂分子的渗透方向总是从纯溶剂一侧进入溶液一侧或是从稀溶液一侧进入浓溶液一侧。第17页,共45页，2024年2月25日，星期天18为了阻止渗透的进行，即保持膜两侧液面相平，必须在膜内溶液一侧施加一额外压力。为维持溶液与溶剂之间的渗透平衡而需要的超额压力称为渗透压。用符号Π表示，单位是Pa或kPa如在溶液一侧增加更大的压力，溶剂分子的渗透方向会从溶液一侧进入纯溶剂一侧。此操作称为反渗透。依此可实现溶液的浓缩和海水的淡化。第18页,共45页，2024年2月25日，星期天19【回顾舌尖】手把羊肉经近两个小时文火炖煮后，在装盘前才会放盐，可以保持羊肉丰盈鲜美的口感……食材放入的顺序，也在一定程度上决定了菜肴的口感。【专家解读】手把羊肉最后放盐的目的在于，盐作为强电解质，过早放入，会破坏羊肉的细胞膜，使肉质中的水分渗出，失去弹性，从而影响口感。在烹调中，一般提倡晚放盐，这不但因为要达到同样的咸味，晚放盐比早放盐用盐量要少，还因为晚放盐还能让肉较嫩，菜更脆。如果炒蔬菜时盐放得太早，盐与菜共同翻炒时会造成锅内菜的渗透压升高，蔬菜失水，使得炒出来的菜外观“干萎”。第19页,共45页，2024年2月25日，星期天20秋季本就易上火吃8种食物当心火上浇油

这种烤的食物往往太干太咸，一方面过于粗糙划伤口腔黏膜，另一方面形成局部高渗透压脱水造成炎症。吃此类食物时应尽量选原味的，最好不要直接用口嗑，并控制每次吃的量。吃瓜子，嘴里起水泡。第20页,共45页，2024年2月25日，星期天21水0.1mol/L葡萄糖H2O水0.2mol/L葡萄糖H2O(A)(B)

:AB

例：第21页,共45页，2024年2月25日，星期天220.1mol/L葡萄糖溶液0.2mol/L蔗糖溶液（A）（B）练习0.2mol/L葡萄糖溶液0.2mol/L蔗糖溶液2、1、渗透平衡判断渗透方向第22页,共45页，2024年2月25日，星期天231886年,Van’tHoff（荷兰，范特霍夫）提出：

V=nRT或

=cRT在一定温度下，稀溶液的只决定于单位体积溶液中所含溶质粒子数，与溶质本性无关！2.渗透压与浓度、温度的关系V—溶液的体积，m3；n—

溶液中溶质的物质的量，mol；R

—摩尔气体常数，其值为8.31J/(mol·K)；T

—

热力学温度，K；c

—溶液的物质的量浓度，mol/L；

第23页,共45页，2024年2月25日，星期天24对于稀溶液，其物质的量浓度近似等于质量摩尔浓度，因此范特霍甫公式可改写成：对于电解质溶液，在计算渗透压时应考虑电解质的电离，因此渗透压公式引进了校正系数i：对强电解质稀溶液，i可近似看成1mol电解质能够解离出离子的物质的量。如：NaCl，i≈2；CaCl2，i≈3等。对难挥发性强电解质稀溶液的其他三个依数性，也应校正为：第24页,共45页，2024年2月25日，星期天25【例2-8】人的血浆在272.44K结冰，求在体温310K时血浆的渗透压。解：因水的凝固点为273K，故血浆的凝固点下降

Tf为：根据公式：故Tf=273–272.44=0.56(K)得将数据带入公式答：体温310K时血浆的渗透压为776.0kPa。第25页,共45页，2024年2月25日，星期天26例4-7在276.15K时，测得血红蛋白水溶液的渗透压为344.3Pa，其浓度为10.0g·L-1，求血红蛋白的相对分子量。解：根据公式将数据带入：得：答：血红蛋白的相对分子量为6.67×104g/mol。第26页,共45页，2024年2月25日，星期天273.渗透压在医学上的意义渗透浓度：渗透活性物质的物质的量除以溶液的体积，即溶液中能产生渗透效应的所有溶质粒子的总浓度，用符号COS表示，常用单位为mmol/L。渗透活性物质：溶液中能产生渗透效应的各种溶质粒子(分子或离子)。(1)渗透浓度第27页,共45页，2024年2月25日，星期天28【例2-11】计算补液用的50.0g/L葡萄糖溶液和9.00g/LNaCl溶液（生理盐水）的渗透浓度。解

M葡萄糖=180g/mol50.0g/L180g/mol×1000=278(mmol/L)对于强电解质NaCl：9.00g/L58.5g/mol×2×1000=308(mmol/L)COS(葡萄糖)=COS(NaCl)=答：50.0g/L葡萄糖溶液渗透浓度为278mmol/L，9.00g/LNaCl溶液渗透浓度为308mmol/L。第28页,共45页，2024年2月25日，星期天29(2)等渗、低渗和高渗溶液

渗透压相等的两种溶液称为等渗溶液。渗透压不同的两种溶液，把渗透压相对高的溶液叫做高渗溶液，把渗透压相对低溶液叫做低渗溶液。对同一类型的溶质来说，浓溶液的渗透压比较大，稀溶液的渗透压比较小。在发生渗透作用时，水会从低渗溶液（即稀溶液）进入高渗溶液（即浓溶液），直至两溶液渗透压平衡为止第29页,共45页，2024年2月25日，星期天30

在临床上，所谓等渗、低渗或高渗溶液均是以血浆总渗透压作为判断标准。由于正常人血浆总渗透压的正常范围相当于280～320mmol/L，在此范围内的溶液称为生理等渗溶液。高于320mmol/L为高渗溶液，低于280mmol/L为低渗溶液。临床常用的生理盐水（9.0g/LNaCl溶液）和50g/L葡萄糖溶液都是等渗溶液。低渗等渗高渗<280mmol/L>320mmol/L第30页,共45页，2024年2月25日，星期天31等渗溶液在医学上具有重要意义：给病人换药时，通常用与组织细胞液等渗的生理盐水冲洗伤口；眼组织对渗透压变化较敏感，为防止刺激或损伤眼组织，配制的眼药水也必须与眼粘膜细胞的渗透压力相同；

在临床上，病人需要大量输液时必须使用等渗溶液，否则将产生严重后果，甚至危及生命。第31页,共45页，2024年2月25日，星期天32红细胞在等渗、高渗和低渗溶液中的形态变化中红细胞逐渐皱缩，皱缩的红细胞互相聚结成团。这是因为红细胞内的水向外渗透引起。红细胞的形态没有改变，因为细胞内外液处于渗透平衡状态。红细胞逐渐胀大，最后破裂，释放出红细胞内的血红蛋白使溶液染成红色，即溶血。这是因为细胞外的水向细胞内渗透引起。9g/LNaCl15g/LNaCl5g/LNaCl正常皱缩溶血第32页,共45页，2024年2月25日，星期天33

大量输液时，应用等渗原理是基本原则。但在某种治疗上输入少量的高渗溶液是允许的，因为当高渗溶液缓缓注入体内时，可被大量体液稀释成等渗溶液。需注意的是，用高渗溶液作静脉注射时，用量不能太大，注射速度不可太快，否则易造成局部高渗引起红细胞皱缩。第33页,共45页，2024年2月25日，星期天34(3)晶体渗透压力与胶体渗透压力

血浆中既含有小分子物质（如氯化钠、葡萄糖和碳酸氢钠等），又有高分子物质（如蛋白质）。血浆中的渗透压是两类物质产生渗透压的总和。小分子物质产生的渗透压叫做晶体渗透压，高分子物质产生的渗透压叫做胶体渗透压。由于小分子物质的质点数远大于大分子物质的质点数，故晶体渗透压力大于胶体渗透压力。人体内半透膜的通透性不同，晶体渗透压和胶体渗透压在维持体内水盐平衡功能上也不相同。第34页,共45页，2024年2月25日，星期天35运动饮料真的适合训练饮用吗？

训练后补充水分的重点，除了摄取的水量之外，还包括身体保留水量的能力。

因为训练后会使人体流失如纳、钾之类的电解质，使得人体处于不平衡的状态之下，这时候饮用补充的水分，常常会直接排出体外，而不能被良好的保存在身体里，供身体运用。由于电解质流失，使得人体的晶体渗透压失衡，这时候除了需要补充水分，更需要补充适当的电解质，以帮助人体体内的压力回复到平衡的状态，使摄取的水分被保留在体中供人体运用。第35页,共45页，2024年2月25日，星期天36细胞膜是体内的一种半透膜，它将细胞内液和细胞外液隔开，并只让水分子自由通过膜内外，而K+、Na+不易自由通过。因此，水在细胞内外的流通，要受盐所产生的晶体渗透压的影响。晶体渗透压对维持细胞内外水分的相对平衡起重要作用。第36页,共45页，2024年2月25日，星期天37毛细血管壁也是体内的一种半透膜，它与细胞膜不同，它间隔着血浆和组织间液，可以让小分子如水、葡萄糖、尿素、氨基酸及各种离子自由透过，而不允许高分子蛋白质通过。所以，晶体渗透压对维持血液与组织液之间的水盐平衡不起作用。胶体渗透压虽然很小，但在调节毛细血管内外水盐平衡、维持血容量方面起重要作用。如果由于某种原因造成血浆中蛋白质减少时，血浆的胶体渗透压就会降低，血浆中的水就通过毛细血管壁进入组织间液，致使血容量降低而组织液增多，这是形成水肿的重要原因之一。第37页,共45页，2024年2月25日，星期天38肾是一个特殊的渗透器，它让代谢产生的废物经渗透从尿排出体外，而将蛋白质保留在肾小球内，所以尿中出现蛋白质是肾功能受损的标志。渗透原理被用来处理尿毒症。在人工肾，病人的血液在玻璃软管(用作半透膜)循环，血液里的小分子废物向管外渗透，从而使血液得到净化。第38页,共45页，2024年2月25日，星期天39渗透现象在生活中的应用：植物吸收水分和养料

浓肥烧死苗盐碱地第39页,共45页，2024年2月25日，星期天40总结1、难挥发稀溶液的蒸汽压、沸点、凝固点、渗透压等性质具有依数性。蒸汽压下降