稀溶液的通性

1、.1第三章 稀溶液的依數(shù)性.2l溶解過程是溶解過程是物理化學(xué)過程物理化學(xué)過程。l當(dāng)溶質(zhì)溶解于溶劑中形成溶液后，溶液的某些當(dāng)溶質(zhì)溶解于溶劑中形成溶液后，溶液的某些性質(zhì)已不同于原來的溶質(zhì)和溶劑。性質(zhì)已不同于原來的溶質(zhì)和溶劑。溶液的性質(zhì)溶液的性質(zhì).3溶液的性質(zhì)溶液的性質(zhì) 1 1、性質(zhì)的變化取決于溶質(zhì)的本性。如：顏色、性質(zhì)的變化取決于溶質(zhì)的本性。如：顏色、體積、導(dǎo)電性、粘度。體積、導(dǎo)電性、粘度。 2 2、性質(zhì)的變化與溶質(zhì)的本性幾乎無關(guān)。如：、性質(zhì)的變化與溶質(zhì)的本性幾乎無關(guān)。如：沸點的升高、凝固點的降低等。此類性質(zhì)即稱為沸點的升高、凝固點的降低等。此類性質(zhì)即稱為依數(shù)性依數(shù)性。 .4內(nèi)內(nèi) 容容l溶液的蒸氣

2、壓下降溶液的蒸氣壓下降l溶液的沸點升高溶液的沸點升高l溶液的凝固點降低溶液的凝固點降低l溶液的滲透壓溶液的滲透壓.5l溶劑的蒸氣壓溶劑的蒸氣壓l溶液的蒸氣壓下降溶液的蒸氣壓下降第一節(jié)第一節(jié) 溶液的蒸氣壓下降溶液的蒸氣壓下降.6.一、溶劑的蒸氣壓一、溶劑的蒸氣壓液體蒸氣壓的產(chǎn)生液體蒸氣壓的產(chǎn)生.7一、溶劑的蒸氣壓一、溶劑的蒸氣壓 定義：一定溫度下，密閉容器中液相和它的氣定義：一定溫度下，密閉容器中液相和它的氣相達到平衡狀態(tài)時蒸氣所具有的分壓，稱為該溫相達到平衡狀態(tài)時蒸氣所具有的分壓，稱為該溫度下該溶劑的飽和蒸氣壓，簡稱度下該溶劑的飽和蒸氣壓，簡稱蒸氣壓蒸氣壓(Vapor pressure)。 符

3、號：符號：p，單位：單位：Pa、kPa 蒸氣壓與物質(zhì)的本性和溫度有關(guān)。蒸氣壓與物質(zhì)的本性和溫度有關(guān)。.8影響蒸氣壓的因素影響蒸氣壓的因素溫度溫度T ( )/K p/kPa T() /K p/kPa 0 273 0.6106 20 293 2.3385 40 310 12.333680 343 47.3426100 373 101.3247150 423 476.0262不同溫度下不同溫度下H2O的蒸氣壓的蒸氣壓.9相同溫度相同溫度( 0 )下不同物質(zhì)的蒸氣壓下不同物質(zhì)的蒸氣壓 物物 質(zhì)質(zhì) 乙醚乙醚 苯苯 乙醇乙醇 水水 汞汞 蒸氣壓蒸氣壓 /kPa 659.9 5.8 2.30.0002影響蒸

4、氣壓的因素影響蒸氣壓的因素物質(zhì)的本性物質(zhì)的本性.10二、溶液的蒸氣壓下降二、溶液的蒸氣壓下降solventsolution 實驗結(jié)果顯示，溶液的蒸氣壓必然比純水的蒸實驗結(jié)果顯示，溶液的蒸氣壓必然比純水的蒸氣壓低，這種現(xiàn)象稱為溶液的氣壓低，這種現(xiàn)象稱為溶液的蒸氣壓下降。蒸氣壓下降。 并且，溶液的濃度越大，其蒸氣壓下降越多。并且，溶液的濃度越大，其蒸氣壓下降越多。難揮發(fā)性難揮發(fā)性非電解質(zhì)非電解質(zhì).11 1887年法國物理學(xué)家年法國物理學(xué)家Raoult根據(jù)實驗結(jié)果得出根據(jù)實驗結(jié)果得出如下結(jié)論：如下結(jié)論： 一定溫度下，難揮發(fā)非電解質(zhì)稀溶液的蒸氣壓一定溫度下，難揮發(fā)非電解質(zhì)稀溶液的蒸氣壓下降與溶質(zhì)的摩爾

5、分數(shù)成正比，而與溶質(zhì)的本性下降與溶質(zhì)的摩爾分數(shù)成正比，而與溶質(zhì)的本性無關(guān)。其數(shù)學(xué)表達式為：無關(guān)。其數(shù)學(xué)表達式為：p = p*xBRaoult定律定律.12AABAABABBABmMnMmnnnnnn xB=MAbB則則p = p*xBp*MA bB K bB 可見，一定溫度下溶液的蒸氣壓下降只與溶質(zhì)可見，一定溫度下溶液的蒸氣壓下降只與溶質(zhì)的質(zhì)量摩爾濃度成正比，而與溶質(zhì)的本性無關(guān)。的質(zhì)量摩爾濃度成正比，而與溶質(zhì)的本性無關(guān)。Raoult定律定律.13第二節(jié)第二節(jié) 溶液的沸點升高溶液的沸點升高l溶劑的沸點溶劑的沸點l溶液的沸點升高溶液的沸點升高.14定義：定義：液體蒸氣壓和外界壓力相等時的溫度。液體

6、蒸氣壓和外界壓力相等時的溫度。 純液體的沸點是恒定的，并且純液體的沸點是恒定的，并且與外界大氣壓密與外界大氣壓密切相關(guān)。外界大氣壓越高，液體的沸點越高。切相關(guān)。外界大氣壓越高，液體的沸點越高。 液體的沸點隨外界壓力的改變而改變。減壓濃液體的沸點隨外界壓力的改變而改變。減壓濃縮、高壓滅菌?？s、高壓滅菌。一、溶劑的沸點一、溶劑的沸點(boiling point,Tb).15二、溶液的沸點升高二、溶液的沸點升高 問題：問題：如果在水中加入一種難揮發(fā)的非電解質(zhì)如果在水中加入一種難揮發(fā)的非電解質(zhì)溶質(zhì)，溶液的沸點將會如何變化？溶質(zhì)，溶液的沸點將會如何變化？ 溶液的沸點總是高于純?nèi)軇┑姆悬c，這種現(xiàn)象溶液的沸

7、點總是高于純?nèi)軇┑姆悬c，這種現(xiàn)象稱為溶液的稱為溶液的沸點升高。沸點升高。并且溶液越濃，其沸點越并且溶液越濃，其沸點越高。高。.16水、冰和溶液的蒸氣壓與溫度的關(guān)系水、冰和溶液的蒸氣壓與溫度的關(guān)系.17 其中其中Kb為溶劑的沸點升高常數(shù)，只與溶劑的本性有關(guān)，為溶劑的沸點升高常數(shù)，只與溶劑的本性有關(guān)，而與溶質(zhì)無關(guān)。而與溶質(zhì)無關(guān)。 如：如：H2O Kb= 0.512 C2H5OH Kb= 1.22 由實驗知，難揮發(fā)非電解質(zhì)稀溶液的沸點升高由實驗知，難揮發(fā)非電解質(zhì)稀溶液的沸點升高與溶質(zhì)的質(zhì)量摩爾濃度成正比。即與溶質(zhì)的質(zhì)量摩爾濃度成正比。即TbKb bB二、溶液的沸點升高二、溶液的沸點升高.18應(yīng)用應(yīng)用

8、.19第三節(jié)第三節(jié) 溶液的凝固點降低溶液的凝固點降低l溶劑的凝固點溶劑的凝固點l溶液的凝固點降低溶液的凝固點降低.20一、溶劑的凝固點一、溶劑的凝固點(freezing point,Tf）定義：定義：物質(zhì)的液相與固相具有相同蒸氣壓而能平物質(zhì)的液相與固相具有相同蒸氣壓而能平衡共存時的溫度。衡共存時的溫度。特征：特征：(1)(1)凝固點是指剛有溶劑固體析出時的溫度。凝固點是指剛有溶劑固體析出時的溫度。 (2)(2)外壓一定，純液體外壓一定，純液體的凝固點恒定。的凝固點恒定。 (3)(3)凝固過程發(fā)生在一段溫度區(qū)間而非一個溫度點上。凝固過程發(fā)生在一段溫度區(qū)間而非一個溫度點上。其凝固過程為其凝固過程為

9、溫度下降至凝固點，溶劑固體開始析出，溫度下降至凝固點，溶劑固體開始析出，直到形成飽和溶液直到形成飽和溶液; ;溫度繼續(xù)降低，飽和溶液全部凝固，溫度繼續(xù)降低，飽和溶液全部凝固，形成共晶混合物。形成共晶混合物。.21二、溶液的凝固點降低二、溶液的凝固點降低問題：問題：在在00的水及其溶液中分別投入一小塊冰，的水及其溶液中分別投入一小塊冰，會發(fā)生什么現(xiàn)象？為什么？會發(fā)生什么現(xiàn)象？為什么？.22 Kf 為溶劑的凝固點降低常數(shù)，只與溶劑本性有關(guān)而與為溶劑的凝固點降低常數(shù)，只與溶劑本性有關(guān)而與溶質(zhì)無關(guān)。如溶質(zhì)無關(guān)。如 K f (H2O) =1.86 Kkgmol-1 溶液凝固點降低降低的根本原因也是溶液蒸

10、氣壓溶液凝固點降低降低的根本原因也是溶液蒸氣壓的下降。因此，難揮發(fā)非電解質(zhì)稀溶液的凝固點降的下降。因此，難揮發(fā)非電解質(zhì)稀溶液的凝固點降低只與溶質(zhì)的質(zhì)量摩爾濃度成正比，而與溶質(zhì)的本低只與溶質(zhì)的質(zhì)量摩爾濃度成正比，而與溶質(zhì)的本性無關(guān)?？杀硎緸樾詿o關(guān)。可表示為Tf Kf bB二、溶液的凝固點降低二、溶液的凝固點降低.23相對分子質(zhì)量相對分子質(zhì)量Mr的測定的測定l沸點升高法：沸點升高法：Tb Mrl凝固點降低法：凝固點降低法： Tf Mr 由于大多數(shù)溶劑的由于大多數(shù)溶劑的Kf值大于值大于Kb ，因此同一溶液的凝固點，因此同一溶液的凝固點降低值比沸點升高值大，故實驗誤差較??；而且達凝固點降低值比沸點升高

11、值大，故實驗誤差較??；而且達凝固點時溶液中有晶體析出，現(xiàn)象易于觀察；第三，低溫測定不時溶液中有晶體析出，現(xiàn)象易于觀察；第三，低溫測定不至于使樣品破壞和變性。故在醫(yī)學(xué)和生物學(xué)實驗中廣泛的至于使樣品破壞和變性。故在醫(yī)學(xué)和生物學(xué)實驗中廣泛的應(yīng)用凝固點降低法求得溶質(zhì)的相對分子質(zhì)量。應(yīng)用凝固點降低法求得溶質(zhì)的相對分子質(zhì)量。.24例例2 將將0.200g葡萄糖溶于葡萄糖溶于10.0g水中，溶液的凝固水中，溶液的凝固點降低為點降低為0.207，試求葡萄糖的相對分子質(zhì)量。，試求葡萄糖的相對分子質(zhì)量。BABMmm3-10207. 00 .10200. 086. 1 fABfBKmmKM=180（g.mol-1）

12、解：由題意有解：由題意有Tf=0.207，則，則 Tf=Kf bB =Kf .25.26(1)正常正常(0.9%NaCl)(2)皺縮皺縮(1.5%NaCl)(3)破裂破裂(0.4%NaCl)紅細胞在不同濃度溶液中的存在狀態(tài)紅細胞在不同濃度溶液中的存在狀態(tài).27第四節(jié)第四節(jié) 溶液的滲透壓溶液的滲透壓l滲透現(xiàn)象和滲透壓滲透現(xiàn)象和滲透壓l滲透壓與濃度及溫度的關(guān)系滲透壓與濃度及溫度的關(guān)系l電解質(zhì)稀溶液的依數(shù)性電解質(zhì)稀溶液的依數(shù)性l滲透壓在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用滲透壓在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用.28一、滲透現(xiàn)象和滲透壓一、滲透現(xiàn)象和滲透壓1、滲透現(xiàn)象、滲透現(xiàn)象.29l滲透滲透(osmosis)：指溶劑（水）分子透過半透膜：指

13、溶劑（水）分子透過半透膜進入溶液的自發(fā)過程。進入溶液的自發(fā)過程。l滲透條件：滲透條件：（1）半透膜存在；）半透膜存在； （2）膜兩側(cè)單位體積內(nèi)溶劑分子數(shù)不等。）膜兩側(cè)單位體積內(nèi)溶劑分子數(shù)不等。l滲透方向：滲透方向： 1、滲透現(xiàn)象、滲透現(xiàn)象濃溶液濃溶液稀溶液稀溶液半透膜半透膜.302、滲透壓、滲透壓(osmotic pressure).31 定義：定義：將純?nèi)軇┖腿芤河冒胪改じ糸_，為阻止將純?nèi)軇┖腿芤河冒胪改じ糸_，為阻止?jié)B透現(xiàn)象發(fā)生而必須施加于溶液液面上的最小壓滲透現(xiàn)象發(fā)生而必須施加于溶液液面上的最小壓力稱為力稱為滲透壓滲透壓。符號：。符號：，單位：，單位：kPa。 其大小可由液面高度差其大小可

14、由液面高度差h來測定。來測定。 滲透壓是溶液的又一種依數(shù)性。滲透壓是溶液的又一種依數(shù)性。2、滲透壓、滲透壓(osmotic pressure).32.33反滲透凈水設(shè)備反滲透凈水設(shè)備.34二、滲透壓與濃度及溫度的關(guān)系二、滲透壓與濃度及溫度的關(guān)系 1886年，年，Vant Hoff（pV = nRT）指出，）指出，對難揮發(fā)對難揮發(fā)性非電解質(zhì)稀溶液性非電解質(zhì)稀溶液:V=nBRT 或或 = cRT對極稀的溶液：對極稀的溶液：cbB，則則bB RT 結(jié)論：結(jié)論：一定溫度下，難揮發(fā)性非電解質(zhì)稀溶液的一定溫度下，難揮發(fā)性非電解質(zhì)稀溶液的滲透壓力與溶質(zhì)的質(zhì)點濃度成正比，而與溶質(zhì)的本滲透壓力與溶質(zhì)的質(zhì)點濃度成

15、正比，而與溶質(zhì)的本性無關(guān)。性無關(guān)。.35RTMmRTnVBBB VRTmMBB滲透壓的應(yīng)用滲透壓的應(yīng)用l可以通過測定難揮發(fā)非電解質(zhì)稀溶液的滲透壓可以通過測定難揮發(fā)非電解質(zhì)稀溶液的滲透壓來推算溶質(zhì)的摩爾質(zhì)量，從而得到溶質(zhì)的相對來推算溶質(zhì)的摩爾質(zhì)量，從而得到溶質(zhì)的相對分子質(zhì)量。分子質(zhì)量。.36例例3 將將1.82g甘露醇溶于甘露醇溶于100mL水中，水中，10時測得其時測得其滲透壓為滲透壓為232kPa，計算該物質(zhì)的相對分子質(zhì)量。，計算該物質(zhì)的相對分子質(zhì)量。)1-mol185(g 10001002322838.3141.82 mBm /VRTMRTMnRTV解：解：.37例例4 測得某蔗糖溶液的凝

16、固點為測得某蔗糖溶液的凝固點為-0.279，求該，求該溶液在溶液在37時的滲透壓力。時的滲透壓力。386(kPa) 31031488612790 .RTfKfT由于由于Tf=Kf bB， 則則 fKfTBb 解：解：由題意由題意 Tf=0-(-0.279)=0.279K.38小小 結(jié)結(jié)l稀溶液的以上各項性質(zhì)（蒸氣壓下降、沸點升高、稀溶液的以上各項性質(zhì)（蒸氣壓下降、沸點升高、凝固點降低和滲透壓），都是由于溶質(zhì)分子溶于凝固點降低和滲透壓），都是由于溶質(zhì)分子溶于溶劑后，引起溶劑濃度減小，導(dǎo)致溶液蒸氣壓下溶劑后，引起溶劑濃度減小，導(dǎo)致溶液蒸氣壓下降的結(jié)果。這些性質(zhì)都決定于一定量溶劑（或溶降的結(jié)果。這些

17、性質(zhì)都決定于一定量溶劑（或溶液）中所含溶質(zhì)粒子數(shù)的多少，而與溶質(zhì)的種類液）中所含溶質(zhì)粒子數(shù)的多少，而與溶質(zhì)的種類無關(guān)。將上述規(guī)律稱為無關(guān)。將上述規(guī)律稱為稀溶液定律稀溶液定律，也叫依數(shù)定，也叫依數(shù)定律。律。.39三、電解質(zhì)溶液的依數(shù)性三、電解質(zhì)溶液的依數(shù)性l稀溶液定律只適用于稀溶液定律只適用于難揮發(fā)性非電解質(zhì)難揮發(fā)性非電解質(zhì)組成的組成的稀溶液稀溶液，不適用于電解質(zhì)溶液和濃溶液。，不適用于電解質(zhì)溶液和濃溶液。l對電解質(zhì)溶液和濃溶液，稀溶液依數(shù)性的定量對電解質(zhì)溶液和濃溶液，稀溶液依數(shù)性的定量關(guān)系會有較大的偏差。關(guān)系會有較大的偏差。l對上述定量公式進行適當(dāng)?shù)男Ｕ?，即可用來描對上述定量公式進行適當(dāng)?shù)男Ｕ?/p>

18、，即可用來描述電解質(zhì)溶液的依數(shù)性規(guī)律。述電解質(zhì)溶液的依數(shù)性規(guī)律。.40對電解質(zhì)稀溶液：對電解質(zhì)稀溶液：Tb= i KbmTf= i Kf m= i cRT i mRT 其中其中i 稱為校正因子，可通過試驗測定得到。表示該稱為校正因子，可通過試驗測定得到。表示該電解質(zhì)在溶液中解離出的質(zhì)點數(shù)目。電解質(zhì)在溶液中解離出的質(zhì)點數(shù)目。三、電解質(zhì)溶液的依數(shù)性三、電解質(zhì)溶液的依數(shù)性.41Vant Hoff方程的修正方程的修正= cosRT 其中其中cos稱為稱為滲透濃度滲透濃度（osmolarity），表示溶），表示溶液中能夠產(chǎn)生滲透效應(yīng)的總的質(zhì)點數(shù)目。單位為液中能夠產(chǎn)生滲透效應(yīng)的總的質(zhì)點數(shù)目。單位為mmol

19、L-1 對非電解質(zhì)：對非電解質(zhì)： cos = cB 對電解質(zhì)：對電解質(zhì)： cos= icB i 近似等于每摩爾強電解質(zhì)解離出的離子的物質(zhì)的量。近似等于每摩爾強電解質(zhì)解離出的離子的物質(zhì)的量。.42 體液中各滲透活性物質(zhì)的滲透濃度體液中各滲透活性物質(zhì)的滲透濃度(mmolL-1） 血漿中濃度血漿中濃度 組織間液中濃度組織間液中濃度 細胞內(nèi)液中濃度細胞內(nèi)液中濃度 Na+ 144 137 10 K+ 5 4.7 141 Ca2+ 2.5 2.4 Mg2+ 1.5 1.4 31 Cl- 107 112.7 4 HCO3- 27 28.3 10 氨基酸氨基酸 2 2 8 葡萄糖葡萄糖 5.6 5.6 蛋白質(zhì)

20、蛋白質(zhì) 1.2 0.2 4 .43l等滲低滲和高滲溶液等滲低滲和高滲溶液l晶體滲透壓和膠體滲透壓晶體滲透壓和膠體滲透壓四、滲透壓在醫(yī)學(xué)上的意義四、滲透壓在醫(yī)學(xué)上的意義.441、等滲、低滲和高滲溶液、等滲、低滲和高滲溶液(1)劃分依據(jù)劃分依據(jù) 在醫(yī)學(xué)上以血漿的滲透濃度在醫(yī)學(xué)上以血漿的滲透濃度(cos,血漿血漿=300mmolL-1)為標(biāo)為標(biāo)準將溶液劃分為等滲、低滲和高滲溶液。準將溶液劃分為等滲、低滲和高滲溶液。(2)定義定義等滲溶液等滲溶液: cos= 280 320 mmolL-1低滲溶液低滲溶液: cos 320 mmolL-1.45 等滲溶液：等滲溶液：（溶液）（溶液）= （血漿）（血漿）

21、 B（NaCl） = 0.009 B（葡萄糖）（葡萄糖）= 0.05 高滲溶液：高滲溶液：（溶液）（溶液）（血漿）（血漿） B（葡萄糖）（葡萄糖）=0.50 低滲溶液：低滲溶液：（溶液）（溶液） （血漿）（血漿） B（葡萄糖）（葡萄糖）= 0.0051、等滲、低滲和高滲溶液、等滲、低滲和高滲溶液.46輸液規(guī)定輸液規(guī)定 通常大量補液時必須使用與血漿通常大量補液時必須使用與血漿等滲等滲的溶液，否則會的溶液，否則會造成機體水分失調(diào)及細胞的變形與破壞。造成機體水分失調(diào)及細胞的變形與破壞。 正常正常(0.9%NaCl) 皺縮皺縮(1.5%NaCl) 破裂破裂(0.4%NaCl).47例例5 計算計算 =

22、0.050葡萄糖的滲透濃度；葡萄糖的滲透濃度； =0.0090NaCl的滲透濃度。的滲透濃度。解：解： c(葡萄糖葡萄糖) = cos=0.2781000=278mmolL-1 1 -Lmol278018010000500 .1-Lmol308. 025 .5810000090. 0(NaCl)c cos= 0.3081000=308mmolL-1 .482 2、晶體滲透壓和膠體滲透壓、晶體滲透壓和膠體滲透壓 血漿的成分血漿的成分 晶體滲透壓晶體滲透壓 膠體滲透壓膠體滲透壓低分子晶體物質(zhì)低分子晶體物質(zhì)（Na+、Cl-、葡萄糖，、葡萄糖，HCO3-） 高分子膠體物質(zhì)高分子膠體物質(zhì)（蛋白質(zhì)、核酸（

23、蛋白質(zhì)、核酸 等）等）滲透壓滲透壓(總總770kPa)高（約高（約766kPa，占，占99.5 ）低低(3.85kPa，占，占0.5)生理功能生理功能維持細胞內(nèi)外水分維持細胞內(nèi)外水分的平衡的平衡調(diào)節(jié)毛細血管內(nèi)外的調(diào)節(jié)毛細血管內(nèi)外的水和電解質(zhì)平衡水和電解質(zhì)平衡應(yīng)用應(yīng)用輸入生理鹽水調(diào)節(jié)輸入生理鹽水調(diào)節(jié)水鹽失調(diào)水鹽失調(diào)輸入代血漿恢復(fù)血漿輸入代血漿恢復(fù)血漿的膠體滲透壓的膠體滲透壓.49例例6 某精制蛋白質(zhì)，其相對分子質(zhì)量約為某精制蛋白質(zhì)，其相對分子質(zhì)量約為5104。（1）298.15K時水的密度為時水的密度為997kgm-3時，估計溶質(zhì)時，估計溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)為質(zhì)量分數(shù)為0.02的該蛋白質(zhì)溶液的沸點升高、凝固的該蛋白質(zhì)溶液的沸點