《无机化学》课件-项目五 溶液依数性与渗透现象

化学无机项目五溶液依数性与渗透现象

1.稀溶液的依数性——蒸气压下降稀溶液的依数性颜色密度导电性酸碱性溶质本性1234稀溶液的依数性溶质微粒数目蒸汽压下降沸点升高凝固点降低渗透压1234液相和气相达到平衡，蒸气所具有的压力称为该温度下液体的饱和蒸气压。液相蒸发液相蒸发>气相凝结液相蒸发=气相凝结蒸汽压下降P/kPa101.334.678.5100T/℃乙醚乙醇水聚乙二醇蒸汽压下降对于某一物质，一定温度下，其蒸气压是个定值。同一液体，温度越高，蒸气压越大。

蒸汽压下降●用U型管压力计测纯水和葡萄糖溶液的蒸气压，当打开开关一块时间后我们一起来猜想一下，会产生什么现象呢？蒸汽压下降蒸汽压下降水的饱和蒸气压大于葡萄糖溶液的蒸气压实验结论液面上升液面下降溶剂分子溶质分子a.纯溶剂b.蔗糖溶液蒸汽压下降溶质分子占据液体表面的一些位置，阻碍了水分子的蒸发，导致单位时间内从表面逸出的水分子比纯溶剂少，当蒸发-凝结重新达到平衡后，溶液的蒸气压低于同温度下的纯溶剂的蒸气压。小于0p纯水蔗糖水图纯溶剂与溶液的饱和蒸气压曲线？蒸汽压下降ΔP=KbBΔp

:难挥发非电解质溶液蒸气压下降值K:比例常数（P0.MA）bB:溶质的质量摩尔浓度蒸汽压下降ΔP=KbBΔp

:难挥发非电解质溶液蒸气压下降值K:比例常数（P0.MA）bB:溶质的质量摩尔浓度非电解质溶液的蒸气压只与溶质的质量摩尔浓度有关成正比，与溶质的本性无关CaCl2干燥剂吸潮的原理是什么？化解“现象”CaCl2干燥剂饱和溶液水蒸气分子溶液蒸气压小于水的蒸气压2.稀溶液的依数性—沸点升高

水放在酒精灯上加热，那水什么时候开始沸腾呢？沸点沸点蒸汽压等于外界大气压力时的温度外压沸点沸点为什么高原上不易煮熟食品？高原海拔高，大气压低，水的沸点就降低了。只有七八十度，故而水温达不到食物煮熟的温度。沸点升高为什么临床上采用高压灭菌可以缩短灭菌时间，提高灭菌效能？灭菌器材-压力蒸汽沸点随外界大气压的增大而升高，高压使消毒的液体达到更高的温度，从而可以缩短灭菌时间，提高灭菌效能。插入人物1思考动作，思考内容往烧杯中加入盐水中加入溶质后，沸点会如何变呢

?实验探究实验现象

在水中加入溶质后水停止了沸腾，说明溶液的沸点高于纯溶剂的沸点。现象T

TbTb*纯溶剂溶液沸点升高p沸点升高T

纯溶剂溶液TbTb*

沸点升高。稀溶液的沸点升高与溶液的蒸汽压下降有关非电解质溶液的沸点升高只与溶质的质量摩尔浓度有关成正比，与溶质的本性无关。ΔP=KbbBΔTb:沸点升高数值，Κ/℃Kb:溶剂的沸点升高常数，（Κ.𝑘𝑔)/𝑚𝑜𝑙bB:溶质的质量摩尔浓度,mol/kg沸点升高考考你

3.稀溶液的依数性—凝固点降低（插入动画二脚本中的情景动画1）为什么撒盐可以加速雪的融化？为什么在水箱中加入防冻液？为什么冻梨解冻表面会有一层冰？设疑引课凝固点凝固点：物质固相两相蒸汽压相等并能共存的温度水的凝固点固态的水和液态的水产生的蒸汽压是相等的，为纯水的凝固点

。凝固点溶液的凝固点溶液中纯固态溶剂开始析出的温度，对水溶液来言，就是水开始变成冰析出的温度，此时水溶液的蒸汽压=冰的蒸汽压。凝固点下面三种液体同时插入干冰中，哪种液体最后结冰呢？

A．蒸馏水

B.蔗糖水

C.食盐水凝固点降低实验现象食盐水<蔗糖水<蒸馏水食盐水<蔗糖水<蒸馏水溶液凝固点降低原理101.325PaT

纯溶剂

Tf

*固体纯溶剂Tb*凝固点降低原理101.325PaT

纯溶剂溶液

Tf

*Tf固体纯溶剂凝固点降低Tb*凝固点降低是蒸汽压下降的结果凝固点降低计算ΔTf

:沸点升高数值，Κ/℃Kf:溶剂的沸点升高常数，（Κ.𝑘𝑔)/𝑚𝑜𝑙bB:溶质的质量摩尔浓度,mol/kgΔTf

=

KfbB溶液的凝固点降低与溶质的质量摩尔浓度有关成正比，与溶质的本性无关。非电解质溶液凝固点降低计算－－－－－－－－++++++++－+－－－+++－－－－－－－－++++++++－+－－－+++－－－－－－－－++++++++－+－－－+++NaCl电离过程凝固点降低计算ΔTf

=

KfbBΔTf

:沸点升高数值，Κ/℃Kf:溶剂的沸点升高常数,(Κ.𝑘𝑔)/𝑚𝑜𝑙bB:溶质的质量摩尔浓度,mol/kgii:一个电解质在水中电离出离子数电解质溶液凝固点降低值“化”解现象现象一：为什么撒盐会加速雪的融化？盐受潮溶解后与雪或混合在一起成为盐水，盐水的凝固点比水低，不容易结冰，能加速积雪融化。“化”解现象现象二：为什么冬季水箱中加入防冻液？防冻液的主要成分是乙二醇、丙三醇等，为溶液，其凝固点较小。“化”解现象现象三：为什么冻梨的表面会结冰糖水凝固点低于0°，外界温度还没达到糖水的凝固点，但是达到了水的凝固点“化”解现象从科学的视角研究溶液从生活的视角感知溶液4.渗透现象渗透方向渗透方向渗透平衡渗透条件渗透平衡疏影横斜水清浅，暗香浮动月黄昏。遥知不是雪，为有暗香来。分子不断的进行热运动扩散现象溶质分子和溶剂分子直接接触时发生渗透是特殊的扩散现象

扩散渗透方向渗透方向渗透平衡渗透条件渗透平衡《说文》曰：“渗，下潞也。”《说文新附》曰：“透，跳也。”

渗透液体穿过

向下滴流半透膜？渗透方向渗透方向渗透平衡渗透条件渗透平衡纯水蔗糖溶液只允许较小的溶剂分子（H2O分子）通过,而不允许溶质分子通过的薄膜半透膜小分子能通过大分子不能通过半透膜渗透方向渗透方向渗透平衡渗透条件渗透平衡扩散现象溶质分子和溶剂分子直接接触时发生渗透现象半透膜将溶剂分子和溶质分子分隔开渗透是特殊的扩散渗透方向渗透方向渗透平衡渗透条件渗透平衡30%蔗糖溶液玻璃纸渗透方向渗透方向渗透平衡渗透条件渗透平衡❓渗透方向渗透方向渗透平衡渗透条件渗透平衡问题①：静置一段时间后，漏斗管内液面为什么会上升？问题②：用纱布代替玻璃纸，漏斗管内液面还会再升高吗？问题③：清水换成同样浓度的蔗糖溶液，结果会怎样？问题④：半透膜两侧浓度不等，漏斗内液面会持续上升吗？渗透实验“四问”渗透方向渗透方向渗透平衡渗透条件渗透平衡V进V出问题①：静置一段时间后，漏斗管内液面为什么会上升？渗透方向渗透方向渗透平衡渗透条件渗透平衡纯溶剂溶液水分子浓度大水分子浓度小（稀溶液）（浓溶液）渗透方向√从纯溶剂到溶液√从稀溶液到浓溶液半透膜渗透方向渗透平衡渗透条件渗透平衡渗透产生的条件溶剂溶质溶剂溶质√半透膜√浓度差问题②：用纱布代替玻璃纸，漏斗管内液面还会再升高吗？问题③：清水换成同样浓度的蔗糖溶液，结果会怎样？溶剂分子透过半透膜由纯溶剂进入溶液或由稀溶液进入浓溶液的现象。渗透现象渗透方向√从纯溶剂到溶液√从稀溶液到浓溶液渗透产生的条件√半透膜√浓度差渗透方向渗透平衡渗透条件渗透平衡水分子动力来源浓度差静水压问题④：半透膜两侧浓度不等，漏斗内液面会持续上升吗？渗透方向渗透条件渗透平衡渗透平衡水分子动力来源浓度差静水压单位时间内进出半透膜的水分子数目相等纯溶剂溶液浓度差静水压问题④：半透膜两侧浓度不等，漏斗内液面会持续上升吗？渗透方向渗透条件渗透平衡渗透现象渗透方向渗透条件渗透平衡

半透膜

浓度差

从无到有

从稀到浓“实验仅仅是研究工作的开始，更重要的是对实验结果的思考。”渗透方向渗透条件渗透平衡渗透方向渗透条件渗透平衡现象①：为什么腌制的蔬菜形态会变瘪？高浓度的食盐溶液会引起强烈的渗透作用，蔬菜就会因为细胞的骤然失去水分而致皱缩。渗透方向渗透条件渗透平衡现象②：热带鱼在淡水为何不易生存？热带鱼在淡水中其渗透平衡被破坏，故难以生存！渗透方向渗透条件渗透平衡5.渗透压的计算纯水半透膜蔗糖溶液h

若要使渗透现象不发生，即：维持渗透平衡，必须在溶液液面上额外加一压力才能实现。恰能阻止渗透现象继续发生而达到动态平衡时的压力。渗透压（Π）复习与回顾雅克比·亨利克·范特霍夫（1852-1911）创立碳四面体学说，为立体化学发展奠定基础发现了化学动力学法则和渗透压定律，开创了物理化学学科世界上第一位诺贝尔化学奖的获得者渗透压定律Π=CBRT范特霍夫公式Π:渗透压，KPaC:物质的量浓度，mol/LR:气体摩尔常数，8.314J/(mol·K)T:绝对温度，K试比较同一室温下0.3mol/L的葡萄糖溶液与0.3mol/L的蔗糖溶液的渗透压大小？渗透压定律Π=CBRT范特霍夫公式Π:渗透压，KPaC:物质的量浓度，mol/LR:气体摩尔常数，8.314J/(mol·K)T:绝对温度，K在一定温度下，非电解质稀溶液的渗透压只取决于单位体积溶液中所含溶质的微粒数，而与溶质本性无关。渗透压定律范特霍夫公式仅适用于非电解质稀溶液Π=CBRT电解质稀溶液的渗透压与浓度关系？溶质发生电离单位体积中溶质的微粒数目要比相同浓度的非电解质溶液多Π=iCBRT引入校正系数i表示一个电解质分子在溶液中电离所能形成的微粒数渗透压定律NaCl溶液的i

值？－－－－－－－－++++++++－+－－－+++－－－－－－－－++++++++－+－－－+++－－－－－－－－++++++++－+－－－+++MgCl2溶液的i值？渗透压定律斯万特·奥古斯特·阿伦尼乌斯

（1859-1927）创立电离理论，在物理化学的发展史上具有重要意义提出活化分子和活化能的概念，导出阿伦尼乌斯方程1903年获得诺贝尔化学奖化学物理渗透压定律斯万特·奥古斯特·阿伦尼乌斯

（1859-1927）“实验仅仅是研究工作的开始，更重要的是对实验结果的思考。”雅克比·亨利克·范特霍夫（1852-1911）电离学说渗透压定律渗透压定律溶液中能产生渗透效应的各种分子和离子的总浓度分子的浓度渗透压定律非电解质稀溶液Π=CBRT电解质稀溶液Π=iCBRT离子的浓度渗透浓度Cos渗透压定律能力升级题1计算渗透浓度：0.278mol/L（即5%）葡萄糖溶液0.154mol/L（即0.9%）NaCl

溶液思路：COS=i·CB答案：278mmol/L

308mmol/L

CB=278mmol/L葡萄糖是非电解质Cos=CB=278mmol/LCB=154mmol/LNaCl是强电解质Cos=iCB=308mmol/L渗透压定律的应用能力升级题2比较渗透压的大小：0.1mol/LNaCl

溶液与0.1mol/LMgCl2溶液思路：首先计算COS，渗透压与渗透浓度成正比答案：ΠNaCl

＜

Π

MgCl低渗溶液高渗溶液渗透压定律的应用6.渗透压与反渗透复习与回顾渗透产生的方向从无到有从稀到浓渗透产生的条件半透膜浓度差复习与回顾30%蔗糖溶液玻璃纸复习与回顾渗透平衡问题1：漏斗管内液面会不会持续上升？浓度差静水压水分子动力来源渗透平衡V进V出浓度差静水压纯溶剂溶液单位时间内进出半透膜的水分子数目相等。浓度差静水压水分子动力来源渗透平衡渗透压问题2：怎样才能维持初始液面不变呢？h纯水半透膜蔗糖溶液渗透压问题2：怎样才能维持初始液面不变呢？若要使渗透现象不发生，即：维持渗透平衡，必须在溶液液面上额外加一压力才能实现。渗透压问题2：怎样才能维持初始液面不变呢？渗透压（Π）恰能阻止渗透现象继续发生而达到动态平衡时的压力。渗透压问题3：如果在溶液一侧施加的压力大于渗透压时，又会有什么样的现象产生呢？反渗透渗透压7.晶体渗透压与胶体渗透压蛋白质、核酸等晶体渗透压和胶体渗透压生物体液NaCl、KCl、葡萄糖、氨基酸等小分子物质大分子物质相对分子质量小，颗粒数目多相对分子质量大，颗粒数目少769.8kPa晶体渗透压胶体渗透压766kPa3.8kPa99.5%0.5%晶体渗透压和胶体渗透压血浆细胞内液细胞间液水水、晶体物质细胞膜毛细血管壁晶、胶体物质胶体物质细胞外液晶体渗透压胶体渗透压调节细胞内外渗透平衡调节毛细血管内外渗透平衡晶、胶体渗透压的生理功能晶体渗透压和胶体渗透压细胞内液细胞外液水晶、胶体物质晶体渗透压维持细胞内外水分平衡机体缺水大量饮水晶体渗透压和胶体渗透压机体缺水大量饮水细胞外液晶体渗透压增加水由细胞内向细胞外渗透细胞失水细胞外液晶体渗透压减小水由细胞外向细胞内渗透细胞肿胀晶体渗透压和胶体渗透压组织间液血浆水和晶体物质胶体物质胶体渗透压维持毛细血管内外水分平衡晶体渗透压和胶体渗透压长期营养不良胶体渗透压维持毛细血管内外水分平衡机体血浆蛋白质减少组织间液增多血浆胶体渗透压减小水、晶体物质进入组织间液8.等渗、低渗与高渗溶液物质渗透浓度物质渗透浓度Na+144氨基酸2K+5肌酸0.2Ca2+2.5乳酸盐1.2Mg2+1.5葡萄糖5.6Cl-107蛋白质1.2HPOI42-1尿素4HCO3-27总渗透浓度303.7正常人血浆中各组分渗透浓度（mmol/L)）渗透活性物质渗透浓度一、渗透浓度等渗溶液cos(mmol/L)280320高渗溶液低渗溶液二、等渗、低渗和高渗溶液正常人体血浆的渗透浓度(280~320mmol/L)二、等渗、低渗和高渗溶液生理盐水葡萄糖注射液