第一章_稀溶液的依數(shù)性

1、第一章第一章 稀溶液的依數(shù)性稀溶液的依數(shù)性第一節(jié)第一節(jié) 溶液的蒸氣壓下降溶液的蒸氣壓下降第二節(jié)第二節(jié) 溶液的沸點升高和凝固點降低溶液的沸點升高和凝固點降低第三節(jié)第三節(jié) 溶液的滲透壓溶液的滲透壓學習要求學習要求v 熟悉稀溶液的蒸氣壓下降、沸點升高、凝熟悉稀溶液的蒸氣壓下降、沸點升高、凝固點降低的原因和規(guī)律固點降低的原因和規(guī)律v 掌握溶液的滲透壓的概念、計算及其在醫(yī)掌握溶液的滲透壓的概念、計算及其在醫(yī)學上的意義學上的意義 稀溶液依數(shù)性的內(nèi)容：稀溶液依數(shù)性的內(nèi)容： 溶液的溶液的蒸氣壓下降蒸氣壓下降、沸點升高沸點升高、凝固點降低凝固點降低和溶液的和溶液的滲透壓滲透壓 適用范圍：適用范圍： 難難揮發(fā)性、

2、揮發(fā)性、非非電解質(zhì)的電解質(zhì)的稀稀溶液溶液第一節(jié)第一節(jié) 溶液的蒸氣壓下降溶液的蒸氣壓下降一、蒸氣壓一、蒸氣壓系統(tǒng)中物理和化學性質(zhì)都相同的組成部分成為一相系統(tǒng)中物理和化學性質(zhì)都相同的組成部分成為一相H2O (l)H2O (g)飽和蒸氣：與液相處于動態(tài)平衡的氣體飽和蒸氣：與液相處于動態(tài)平衡的氣體 飽和蒸氣壓：一定溫度下飽和蒸氣具有的飽和蒸氣壓：一定溫度下飽和蒸氣具有的壓力，簡稱蒸氣壓壓力，簡稱蒸氣壓AD動態(tài)平衡動態(tài)平衡蒸蒸 發(fā)發(fā)凝凝 結(jié)結(jié)B蒸發(fā)蒸發(fā)C蒸發(fā)蒸發(fā)凝結(jié)凝結(jié)影響蒸氣壓的因素影響蒸氣壓的因素 本性本性一定溫度下，不同物質(zhì)一定溫度下，不同物質(zhì)具有不同的蒸氣壓具有不同的蒸氣壓 溫度溫度溫度越高，蒸

3、氣壓越大溫度越高，蒸氣壓越大同溫度下，蒸氣壓小的物質(zhì)稱為難揮發(fā)性物質(zhì)同溫度下，蒸氣壓小的物質(zhì)稱為難揮發(fā)性物質(zhì)二、溶液的蒸氣壓下降二、溶液的蒸氣壓下降 含有難揮發(fā)性溶質(zhì)含有難揮發(fā)性溶質(zhì)溶溶液的蒸氣壓液的蒸氣壓總是低于同總是低于同溫度純?nèi)軇┑恼魵鈮簻囟燃內(nèi)軇┑恼魵鈮喝芤褐腥芤褐腥軇┤軇┊a(chǎn)產(chǎn)生的蒸氣壓生的蒸氣壓 溶液的單位體積和單位表面上的溶劑分子數(shù)減少，溶液的單位體積和單位表面上的溶劑分子數(shù)減少，造成單位時間逸出液面的溶劑分子數(shù)相應減少，達到造成單位時間逸出液面的溶劑分子數(shù)相應減少，達到平衡時，溶液的蒸氣壓必然低于純?nèi)軇┑恼魵鈮?。平衡時，溶液的蒸氣壓必然低于純?nèi)軇┑恼魵鈮?。時間足夠長時間足夠長實驗

4、測定實驗測定25 C時，時，水的飽和蒸氣壓水的飽和蒸氣壓: p (H2O) = 3167.7 Pa 0.5 mol kg-1 糖水的蒸氣壓則為糖水的蒸氣壓則為: p (H2O) = 3135.7 Pa 1.0 mol kg-1 糖水的蒸氣壓為糖水的蒸氣壓為: p (H2O) = 3107.7 Pa溶液的蒸氣壓比純?nèi)軇┑?，溶液濃度溶液的蒸氣壓比純?nèi)軇┑?，溶液濃度越大，蒸氣壓下降越多越大，蒸氣壓下降越?拉烏爾定律拉烏爾定律 在一定溫度下，難揮發(fā)非電解質(zhì)稀溶液的蒸在一定溫度下，難揮發(fā)非電解質(zhì)稀溶液的蒸氣壓等于氣壓等于純?nèi)軇┑恼魵鈮撼艘匀軇┑哪柗謹?shù)純?nèi)軇┑恼魵鈮撼艘匀軇┑哪柗謹?shù)p = p* xA

5、p 溶液的蒸氣壓；溶液的蒸氣壓； p* 純?nèi)軇┑恼魵鈮?；純?nèi)軇┑恼魵鈮?；xA 溶劑的摩爾分數(shù)，設溶質(zhì)的摩爾分數(shù)為溶劑的摩爾分數(shù)，設溶質(zhì)的摩爾分數(shù)為xBp = p*- p = p* xBp = K bBK 在一定溫度下為常數(shù)，在一定溫度下為常數(shù)，K p* MA 溫度一定時，難揮發(fā)性非電解質(zhì)稀溶液的蒸溫度一定時，難揮發(fā)性非電解質(zhì)稀溶液的蒸氣壓下降氣壓下降與溶質(zhì)的質(zhì)量摩爾濃度成正比與溶質(zhì)的質(zhì)量摩爾濃度成正比，而，而與溶與溶質(zhì)的本性無關(guān)質(zhì)的本性無關(guān)第二節(jié)第二節(jié) 溶液的沸點升高和凝固點降低溶液的沸點升高和凝固點降低一、溶液的沸點升高一、溶液的沸點升高 沸點：液體的蒸氣壓等于沸點：液體的蒸氣壓等于外壓外壓

6、時的溫度時的溫度 正常沸點：外壓為正常沸點：外壓為101.3 kPa時液體的沸點時液體的沸點（一）溶液的沸點（一）溶液的沸點Tb*P (kPa)T (K)純?nèi)軇┘內(nèi)軇┕虘B(tài)純?nèi)軇┕虘B(tài)純?nèi)軇㏄ *（二）溶液的沸點升高（二）溶液的沸點升高溶液的沸點要高于純?nèi)軇┑姆悬c溶液的沸點要高于純?nèi)軇┑姆悬c 原因：難揮發(fā)性原因：難揮發(fā)性溶質(zhì)溶液的蒸氣壓溶質(zhì)溶液的蒸氣壓恒低于純?nèi)軇┑恼艉愕陀诩內(nèi)軇┑恼魵鈮簹鈮杭內(nèi)軇┘內(nèi)軇㏕b*Tbp /kPaT /KABCA pB 溶液溶液Tb = Tb Tb* = Kb bB Kb：溶劑的沸點升高常數(shù)，只與溶劑的本性有關(guān)，：溶劑的沸點升高常數(shù)，只與溶劑的本性有關(guān)，單位單位K kg

7、 mol-1純?nèi)軇┑姆悬c是恒定的純?nèi)軇┑姆悬c是恒定的溶液的沸點不斷變化溶液的沸點不斷變化結(jié)論：結(jié)論： 難揮發(fā)性非電解質(zhì)稀溶液的沸點升高只與難揮發(fā)性非電解質(zhì)稀溶液的沸點升高只與溶質(zhì)的摩爾質(zhì)量濃度有關(guān)，與溶質(zhì)的本性無關(guān)溶質(zhì)的摩爾質(zhì)量濃度有關(guān)，與溶質(zhì)的本性無關(guān)二、溶液的凝固點降低二、溶液的凝固點降低（一）純液體的凝固點（一）純液體的凝固點 物質(zhì)的固相純?nèi)軇┪镔|(zhì)的固相純?nèi)軇┑恼魵鈮号c其液相蒸的蒸氣壓與其液相蒸氣壓相等時的溫度氣壓相等時的溫度Tf*純?nèi)軇┘內(nèi)軇﹑ /kPaT (K)固相純?nèi)軇┕滔嗉內(nèi)軇ǘ┤芤旱哪厅c降低（二）溶液的凝固點降低 難揮發(fā)性非電解質(zhì)稀溶液的凝固點總是比難揮發(fā)性非電解質(zhì)稀溶液

8、的凝固點總是比純?nèi)軇┠厅c低純?nèi)軇┠厅c低Tf*Tf 原因：難揮發(fā)性原因：難揮發(fā)性溶質(zhì)溶液的蒸氣壓溶質(zhì)溶液的蒸氣壓恒低于純?nèi)軇┑恼艉愕陀诩內(nèi)軇┑恼魵鈮簹鈮杭內(nèi)軇┘內(nèi)軇﹑ /kPaT /K固態(tài)純固態(tài)純?nèi)軇┤軇〢BCA 溶液溶液B Tf = Tf0 - Tf = Kf bB Kf 溶劑的質(zhì)量摩爾凝固點降低常數(shù)，溶劑的質(zhì)量摩爾凝固點降低常數(shù)， 只與溶劑本只與溶劑本性有關(guān)，性有關(guān)， 單位單位 K kg mol-1結(jié)論：結(jié)論： 難揮發(fā)性非電解質(zhì)稀溶液的凝固點降低只難揮發(fā)性非電解質(zhì)稀溶液的凝固點降低只與與溶質(zhì)的摩爾質(zhì)量濃度有關(guān)溶質(zhì)的摩爾質(zhì)量濃度有關(guān)，與溶質(zhì)的本性無關(guān)與溶質(zhì)的本性無關(guān)純?nèi)軇┑哪厅c是恒定的純

9、溶劑的凝固點是恒定的溶液的凝固點不斷變化溶液的凝固點不斷變化冷卻曲線冷卻曲線純?nèi)軇┘內(nèi)軇┤芤喝芤悍悬c升高和凝固點降低的應用沸點升高和凝固點降低的應用BffBbbbKTbKT BBBABAnmTK bKKmMm ABBmTmKM 例題例題 將將0.638 g 尿素溶于尿素溶于250g 水中，測得此溶液的凝水中，測得此溶液的凝固點為固點為0.079 C。已知水的。已知水的Kf1.86 Kkgmol-1，試求尿素的相對分子質(zhì)量。試求尿素的相對分子質(zhì)量。BABfBffMmmKbKT fABfBTmmKM MB = 60 gmol-1Mr = 60注意：注意： 1. 大多數(shù)溶劑的大多數(shù)溶劑的 KfKb，

10、因此，因此同一溶液的同一溶液的Tf Tb，因此，因此凝固點降低法的測量靈敏度高，凝固點降低法的測量靈敏度高，相對誤差較小相對誤差較小 2. 凝固點下降在低溫下進行，溶劑不至于凝固點下降在低溫下進行，溶劑不至于揮發(fā)，可重復測定，重現(xiàn)性好。揮發(fā)，可重復測定，重現(xiàn)性好。 3. 低溫有利于生物樣品的測定，不會使樣低溫有利于生物樣品的測定，不會使樣品失去活性或被破壞。品失去活性或被破壞。例題：例題： 乙二醇乙二醇CH2(OH)CH2(OH)為非揮發(fā)性物質(zhì)，若將為非揮發(fā)性物質(zhì)，若將 130.2 g 乙二醇溶于乙二醇溶于 2505 g 水中，該溶液的凝固點為水中，該溶液的凝固點為多少？夏天能否將它應用于汽車

11、散熱器？多少？夏天能否將它應用于汽車散熱器？已知乙二醇的摩爾質(zhì)量為已知乙二醇的摩爾質(zhì)量為 62.01 gmol-1。bB 0.8382 molKg1Tf 1.559 KTf 271.4 KTb 0.436 KTb 373.5 K例題：例題： 水中加入乙二醇可使水的凝固點降低，從而達到抗水中加入乙二醇可使水的凝固點降低，從而達到抗凍的目的。為了使溶液的凝固點達到凍的目的。為了使溶液的凝固點達到-5，乙二醇的，乙二醇的質(zhì)量濃度應為多少（假設該溶液屬理想溶液，所得溶質(zhì)量濃度應為多少（假設該溶液屬理想溶液，所得溶液的密度為液的密度為1 kgL-1）？）？ 解解 Tf = Kf bB設水的質(zhì)量為設水的質(zhì)

12、量為1 kg)kgmol(69. 286. 151ffB KTb1BB2.69 62143(g L )(10002.69 62)1000mV 其它應用：其它應用：抗凍劑抗凍劑 甘油或乙二醇的水溶液甘油或乙二醇的水溶液冷卻劑冷卻劑 冰鹽混合物冰鹽混合物 鹽和冰的混合物可用作冷卻劑，在水產(chǎn)事業(yè)和鹽和冰的混合物可用作冷卻劑，在水產(chǎn)事業(yè)和食品貯藏及運輸中廣泛使用。食品貯藏及運輸中廣泛使用。NaCl和冰和冰 -22 解釋：冰的表面總附有少量水，當撒上鹽后，鹽溶解釋：冰的表面總附有少量水，當撒上鹽后，鹽溶解在水中成溶液，此時溶液的蒸氣壓下降，當它低于解在水中成溶液，此時溶液的蒸氣壓下降，當它低于冰的蒸氣壓

13、時，冰就會融化。冰融化時將吸收大量的冰的蒸氣壓時，冰就會融化。冰融化時將吸收大量的熱，于是冰鹽混合物的溫度就會降低。熱，于是冰鹽混合物的溫度就會降低。CaCl22H2O和冰和冰 -55第三節(jié)第三節(jié) 溶液的滲透壓溶液的滲透壓一、滲透現(xiàn)象和滲透壓一、滲透現(xiàn)象和滲透壓半透膜：只允許溶劑分子半透膜：只允許溶劑分子通過而溶質(zhì)分子不能透過通過而溶質(zhì)分子不能透過純?nèi)軇┘內(nèi)軇┤芤喝芤喝軇┑娜軇┑膬艮D(zhuǎn)移凈轉(zhuǎn)移溶劑的溶劑的凈轉(zhuǎn)移凈轉(zhuǎn)移純?nèi)軇┘內(nèi)軇┤芤喝芤喊胪改ぐ胪改?滲透現(xiàn)象產(chǎn)生的條件：滲透現(xiàn)象產(chǎn)生的條件： 半透膜的存在半透膜的存在 膜兩側(cè)單位體積內(nèi)溶劑分子數(shù)不相等膜兩側(cè)單位體積內(nèi)溶劑分子數(shù)不相等 凈滲透的方向：

14、凈滲透的方向：純?nèi)軇┘內(nèi)軇┤芤喝芤悍请娊赓|(zhì)溶液非電解質(zhì)溶液稀溶液稀溶液濃溶液濃溶液純?nèi)軇┘內(nèi)軇┤芤喝芤喊胪改ぐ胪改?為維持只允許溶劑通過的膜所隔開的溶液與為維持只允許溶劑通過的膜所隔開的溶液與溶劑之間的滲透平衡而需要的超額壓力等于溶溶劑之間的滲透平衡而需要的超額壓力等于溶液的液的滲透壓滲透壓溶劑的溶劑的凈轉(zhuǎn)移凈轉(zhuǎn)移純?nèi)軇┘內(nèi)軇┤芤喝芤喊胪改ぐ胪改ぴ谌芤阂粋?cè)若是施加的外壓大在溶液一側(cè)若是施加的外壓大于滲透壓力，則溶液中會有更多的溶劑分子通于滲透壓力，則溶液中會有更多的溶劑分子通過半透膜進入溶劑一側(cè)，這種使?jié)B透作用逆向過半透膜進入溶劑一側(cè)，這種使?jié)B透作用逆向進行的過程稱為進行的過程稱為反向滲透反向

15、滲透。滲滲 透透p p反向滲透反向滲透滲透壓力滲透壓力依此可實現(xiàn)溶液的濃縮、海水的淡化和污水處理。依此可實現(xiàn)溶液的濃縮、海水的淡化和污水處理。 二、溶液的滲透壓與濃度及溫度的關(guān)系二、溶液的滲透壓與濃度及溫度的關(guān)系Vant Hoff (范特霍夫范特霍夫) nRTV bRTcRT ：滲透壓滲透壓(kPa) V：溶液體積溶液體積(L)n： 溶質(zhì)物質(zhì)的量溶質(zhì)物質(zhì)的量(mol) T： 溫度溫度(K)； b: 溶質(zhì)的質(zhì)量摩爾濃度；溶質(zhì)的質(zhì)量摩爾濃度；c：溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度；溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度；R: 氣體常數(shù)，氣體常數(shù)，R = 8.314 J mol-1 K-1稀水溶液：稀水溶液：例題：例題： 將將 1.0

16、0 g 牛血紅蛋白溶于適量純水中，配成牛血紅蛋白溶于適量純水中，配成 100 mL 溶液，在溶液，在 20 C 時測得該溶液的滲透壓為時測得該溶液的滲透壓為 0.366 kPa，求牛血紅蛋白的相對分子質(zhì)量。求牛血紅蛋白的相對分子質(zhì)量。VRTmMBB RTMmnRTVBB MB = 6.66104 gmol-1血紅素的濃度僅為血紅素的濃度僅為 1.5010-4 mol L-1凝固點下降僅為凝固點下降僅為2.7910 4 很難測定很難測定滲透壓力相當于滲透壓力相當于37.3 mmH2O柱柱 可準確測定可準確測定結(jié)論：結(jié)論： 滲透壓法可用于測定物質(zhì)的相對分子質(zhì)量滲透壓法可用于測定物質(zhì)的相對分子質(zhì)量

17、滲透壓法常用于滲透壓法常用于高分子高分子物質(zhì)的相對分子質(zhì)物質(zhì)的相對分子質(zhì)量的測定量的測定 凝固點降低法常用于凝固點降低法常用于小分子小分子物質(zhì)的相對分物質(zhì)的相對分子質(zhì)量的測定子質(zhì)量的測定小小 結(jié)結(jié)1 蒸氣壓下降蒸氣壓下降2 沸點上升沸點上升BbKp 3 凝固點下降凝固點下降BffbKT 4 滲透壓滲透壓RTbcRTB 結(jié)論：結(jié)論： 蒸氣壓下降，沸點上升，凝固點下降，滲蒸氣壓下降，沸點上升，凝固點下降，滲透壓透壓都是都是難難揮發(fā)揮發(fā)的的非非電解質(zhì)電解質(zhì)稀稀溶液溶液的通性；它的通性；它們只與溶劑的本性和溶液的濃度有關(guān)，而與溶們只與溶劑的本性和溶液的濃度有關(guān)，而與溶質(zhì)的本性無關(guān)。質(zhì)的本性無關(guān)。Bbb

18、bKT 三、滲透壓在醫(yī)學上的意義三、滲透壓在醫(yī)學上的意義（一）強電解質(zhì)溶液的依數(shù)性（一）強電解質(zhì)溶液的依數(shù)性0.1molkg1 NaCl溶液的凝固點降低值溶液的凝固點降低值計算值：計算值： 0.1858K實驗值：實驗值： 0.3470KTb = iKb b B Tf = iKf b B = icBRT ibBRT 校正因子校正因子 i 是一是一“分子分子”電解質(zhì)解離出的粒子個數(shù)電解質(zhì)解離出的粒子個數(shù) （二）滲透濃度（二）滲透濃度滲透活性物質(zhì)：溶液中產(chǎn)生滲透效應的溶質(zhì)微粒滲透活性物質(zhì)：溶液中產(chǎn)生滲透效應的溶質(zhì)微粒滲透濃度：滲透活性物質(zhì)的物質(zhì)的量除以溶液的體積滲透濃度：滲透活性物質(zhì)的物質(zhì)的量除以溶

19、液的體積符號：符號：cos單位：單位：mmolL1注意：注意： 滲透濃度與物質(zhì)的量濃度的關(guān)系滲透濃度與物質(zhì)的量濃度的關(guān)系非電解質(zhì)：非電解質(zhì)： cos= 1000c 電解質(zhì)：電解質(zhì)： cos= i 1000cc：molL-1例題例題 有一氯化鈉有一氯化鈉(NaCl)溶液，測得凝固點為溶液，測得凝固點為 -0.26 ，下列說法哪個正確，為什么？下列說法哪個正確，為什么？ A 此溶液的滲透濃度為此溶液的滲透濃度為 140 mmolL-1 B 此溶液的滲透濃度為此溶液的滲透濃度為 280 mmolL-1 C 此溶液的滲透濃度為此溶液的滲透濃度為 70 mmolL-1 D 此溶液的滲透濃度為此溶液的滲透濃度為7 153 mmolL-1 A（三）等滲、高滲和低滲溶液（三）等滲、高滲和低滲溶液正常人體的血漿滲透濃度范圍為正常人體的血漿滲透濃度范圍為 280320 mmolL1醫(yī)學上：醫(yī)學上：低滲溶液低滲溶液cos280 mmo