1 稀溶液的通性課件

ColligativePropertiesoftheDiluteSolution第三章稀溶液的依數(shù)性1稀溶液的通性溶解過(guò)程是物理－化學(xué)過(guò)程。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(lái)的溶質(zhì)和溶劑。溶液的性質(zhì)21稀溶液的通性溶液的性質(zhì)

1、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。

2、性質(zhì)的變化與溶質(zhì)的本性幾乎無(wú)關(guān)。如：沸點(diǎn)的升高、凝固點(diǎn)的降低等。此類性質(zhì)即稱為依數(shù)性。31稀溶液的通性內(nèi)容溶液的蒸氣壓下降溶液的沸點(diǎn)升高溶液的凝固點(diǎn)降低溶液的滲透壓41稀溶液的通性溶劑的蒸氣壓溶液的蒸氣壓下降第一節(jié)溶液的蒸氣壓下降51稀溶液的通性.............一、溶劑的蒸氣壓液體蒸氣壓的產(chǎn)生61稀溶液的通性一、溶劑的蒸氣壓

定義：一定溫度下，密閉容器中液相和它的氣相達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)蒸氣所具有的分壓，稱為該溫度下該溶劑的飽和蒸氣壓，簡(jiǎn)稱蒸氣壓(Vaporpressure)。符號(hào)：p，單位：Pa、kPa

蒸氣壓與物質(zhì)的本性和溫度有關(guān)。71稀溶液的通性影響蒸氣壓的因素——溫度T(℃)/Kp/kPaT(℃)/Kp/kPa02730.6106202932.33854031012.33368034347.3426100

373101.3247150423476.0262不同溫度下H2O的蒸氣壓81稀溶液的通性相同溫度(0℃

)下不同物質(zhì)的蒸氣壓

物質(zhì)

乙醚

苯

乙醇

水

汞

蒸氣壓

/kPa659.95.82.30.0002影響蒸氣壓的因素——物質(zhì)的本性91稀溶液的通性二、溶液的蒸氣壓下降solventsolution

實(shí)驗(yàn)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)象稱為溶液的蒸氣壓下降。

并且，溶液的濃度越大，其蒸氣壓下降越多。難揮發(fā)性非電解質(zhì)101稀溶液的通性

1887年法國(guó)物理學(xué)家Raoult根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果得出如下結(jié)論：一定溫度下，難揮發(fā)非電解質(zhì)稀溶液的蒸氣壓下降與溶質(zhì)的摩爾分?jǐn)?shù)成正比，而與溶質(zhì)的本性無(wú)關(guān)。其數(shù)學(xué)表達(dá)式為：Δp=p*xBRaoult定律111稀溶液的通性xB=＝MA·bB則Δp=p*xB＝p*·MA

·bB＝K·bB

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(wú)關(guān)。Raoult定律121稀溶液的通性第二節(jié)溶液的沸點(diǎn)升高溶劑的沸點(diǎn)溶液的沸點(diǎn)升高131稀溶液的通性定義：液體蒸氣壓和外界壓力相等時(shí)的溫度。

純液體的沸點(diǎn)是恒定的，并且與外界大氣壓密切相關(guān)。外界大氣壓越高，液體的沸點(diǎn)越高。

液體的沸點(diǎn)隨外界壓力的改變而改變。減壓濃縮、高壓滅菌。一、溶劑的沸點(diǎn)(boilingpoint,Tb)141稀溶液的通性二、溶液的沸點(diǎn)升高

問(wèn)題：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(diǎn)將會(huì)如何變化？溶液的沸點(diǎn)總是高于純?nèi)軇┑姆悬c(diǎn)，這種現(xiàn)象稱為溶液的沸點(diǎn)升高。并且溶液越濃，其沸點(diǎn)越高。151稀溶液的通性水、冰和溶液的蒸氣壓與溫度的關(guān)系161稀溶液的通性

其中Kb為溶劑的沸點(diǎn)升高常數(shù)，只與溶劑的本性有關(guān)，而與溶質(zhì)無(wú)關(guān)。如：H2OKb=0.512C2H5OHKb=1.22

由實(shí)驗(yàn)知，難揮發(fā)非電解質(zhì)稀溶液的沸點(diǎn)升高與溶質(zhì)的質(zhì)量摩爾濃度成正比。即△Tb＝Kb·bB二、溶液的沸點(diǎn)升高171稀溶液的通性應(yīng)用例1

在簡(jiǎn)陋的條件下，于赤道附近用乙醚進(jìn)行手術(shù)是困難的。通過(guò)加入難揮發(fā)性物質(zhì)可以克服這一困難。如果赤道附近的氣溫為38℃，問(wèn)難揮發(fā)性非電解質(zhì)的乙醚溶液的質(zhì)量摩爾濃度最低應(yīng)是多少？已知乙醚的沸點(diǎn)為34.7℃,Kb=2.02K·kg·mol-1答案：bB=1.63mol·kg-1181稀溶液的通性第三節(jié)溶液的凝固點(diǎn)降低溶劑的凝固點(diǎn)溶液的凝固點(diǎn)降低191稀溶液的通性一、溶劑的凝固點(diǎn)(freezingpoint,Tf）定義：物質(zhì)的液相與固相具有相同蒸氣壓而能平衡共存時(shí)的溫度。特征：(1)凝固點(diǎn)是指剛有溶劑固體析出時(shí)的溫度。

(2)外壓一定，純液體的凝固點(diǎn)恒定。

(3)凝固過(guò)程發(fā)生在一段溫度區(qū)間而非一個(gè)溫度點(diǎn)上。其凝固過(guò)程為①溫度下降至凝固點(diǎn)，溶劑固體開始析出，直到形成飽和溶液;②溫度繼續(xù)降低，飽和溶液全部凝固，形成共晶混合物。201稀溶液的通性二、溶液的凝固點(diǎn)降低問(wèn)題：在0℃的水及其溶液中分別投入一小塊冰，會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象？為什么？211稀溶液的通性

Kf為溶劑的凝固點(diǎn)降低常數(shù)，只與溶劑本性有關(guān)而與溶質(zhì)無(wú)關(guān)。如

Kf(H2O)

=1.86K·kg·mol-1

溶液凝固點(diǎn)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(diǎn)降低只與溶質(zhì)的質(zhì)量摩爾濃度成正比，而與溶質(zhì)的本性無(wú)關(guān)。可表示為△Tf＝Kf·bB二、溶液的凝固點(diǎn)降低221稀溶液的通性相對(duì)分子質(zhì)量Mr的測(cè)定沸點(diǎn)升高法：ΔTb

Mr凝固點(diǎn)降低法：ΔTf

Mr

由于大多數(shù)溶劑的Kf值大于Kb

，因此同一溶液的凝固點(diǎn)降低值比沸點(diǎn)升高值大，故實(shí)驗(yàn)誤差較?。欢疫_(dá)凝固點(diǎn)時(shí)溶液中有晶體析出，現(xiàn)象易于觀察；第三，低溫測(cè)定不至于使樣品破壞和變性。故在醫(yī)學(xué)和生物學(xué)實(shí)驗(yàn)中廣泛的應(yīng)用凝固點(diǎn)降低法求得溶質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量。231稀溶液的通性例2將0.200g葡萄糖溶于10.0g水中，溶液的凝固點(diǎn)降低為0.207℃，試求葡萄糖的相對(duì)分子質(zhì)量。=180（g.mol-1）解：由題意有△Tf=0.207℃，則△Tf=Kf

bB=Kf

241稀溶液的通性251稀溶液的通性(1)正常(0.9%NaCl)(2)皺縮(1.5%NaCl)(3)破裂(0.4%NaCl)紅細(xì)胞在不同濃度溶液中的存在狀態(tài)261稀溶液的通性第四節(jié)溶液的滲透壓滲透現(xiàn)象和滲透壓滲透壓與濃度及溫度的關(guān)系電解質(zhì)稀溶液的依數(shù)性滲透壓在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用271稀溶液的通性一、滲透現(xiàn)象和滲透壓1、滲透現(xiàn)象281稀溶液的通性滲透(osmosis)：指溶劑（水）分子透過(guò)半透膜進(jìn)入溶液的自發(fā)過(guò)程。滲透條件：（1）半透膜存在；（2）膜兩側(cè)單位體積內(nèi)溶劑分子數(shù)不等。滲透方向：

1、滲透現(xiàn)象濃溶液稀溶液半透膜291稀溶液的通性2、滲透壓(osmoticpressure)301稀溶液的通性

定義：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力稱為滲透壓。符號(hào)：Π，單位：kPa。其大小可由液面高度差h來(lái)測(cè)定。滲透壓是溶液的又一種依數(shù)性。2、滲透壓(osmoticpressure)311稀溶液的通性321稀溶液的通性反滲透凈水設(shè)備331稀溶液的通性二、滲透壓與濃度及溫度的關(guān)系1886年，Van’tHoff（pV=nRT）指出，對(duì)難揮發(fā)性非電解質(zhì)稀溶液:ΠV=nBRT或Π=cRT對(duì)極稀的溶液：c∽bB，則Π∽bBRT

結(jié)論：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(diǎn)濃度成正比，而與溶質(zhì)的本性無(wú)關(guān)。341稀溶液的通性滲透壓的應(yīng)用可以通過(guò)測(cè)定難揮發(fā)非電解質(zhì)稀溶液的滲透壓來(lái)推算溶質(zhì)的摩爾質(zhì)量，從而得到溶質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量。351稀溶液的通性例3將1.82g甘露醇溶于100mL水中，10℃時(shí)測(cè)得其滲透壓為232kPa，計(jì)算該物質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量。解：361稀溶液的通性例4測(cè)得某蔗糖溶液的凝固點(diǎn)為-0.279℃，求該溶液在37℃時(shí)的滲透壓力。由于△Tf=Kf

bB，

則解：由題意△Tf=0-(-0.279)=0.279K371稀溶液的通性小結(jié)稀溶液的以上各項(xiàng)性質(zhì)（蒸氣壓下降、沸點(diǎn)升高、凝固點(diǎn)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)致溶液蒸氣壓下降的結(jié)果。這些性質(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)的種類無(wú)關(guān)。將上述規(guī)律稱為稀溶液定律，也叫依數(shù)定律。381稀溶液的通性三、電解質(zhì)溶液的依數(shù)性稀溶液定律只適用于難揮發(fā)性非電解質(zhì)組成的稀溶液，不適用于電解質(zhì)溶液和濃溶液。對(duì)電解質(zhì)溶液和濃溶液，稀溶液依數(shù)性的定量關(guān)系會(huì)有較大的偏差。對(duì)上述定量公式進(jìn)行適當(dāng)?shù)男Ｕ纯捎脕?lái)描述電解質(zhì)溶液的依數(shù)性規(guī)律。391稀溶液的通性對(duì)電解質(zhì)稀溶液：△Tb=iKbm△Tf=iKfmΠ=icRT∽imRT

其中i稱為校正因子，可通過(guò)試驗(yàn)測(cè)定得到。表示該電解質(zhì)在溶液中解離出的質(zhì)點(diǎn)數(shù)目。三、電解質(zhì)溶液的依數(shù)性401稀溶液的通性Van’tHoff方程的修正Π=cosRT

其中cos稱為滲透濃度（osmolarity），表示溶液中能夠產(chǎn)生滲透效應(yīng)的總的質(zhì)點(diǎn)數(shù)目。單位為mmol·L-1

對(duì)非電解質(zhì)：

cos=

cB

對(duì)電解質(zhì)：

cos=icBi近似等于每摩爾強(qiáng)電解質(zhì)解離出的離子的物質(zhì)的量。411稀溶液的通性

體液中各滲透活性物質(zhì)的滲透濃度(mmol·L-1）

血漿中濃度組織間液中濃度細(xì)胞內(nèi)液中濃度

Na+14413710K+54.7141Ca2+2.52.4Mg2+1.51.431Cl-107112.74HCO3-2728.310

氨基酸228

葡萄糖5.65.6

蛋白質(zhì)1.20.24421稀溶液的通性等滲低滲和高滲溶液晶體滲透壓和膠體滲透壓四、滲透壓在醫(yī)學(xué)上的意義431稀溶液的通性1、等滲、低滲和高滲溶液(1)劃分依據(jù)在醫(yī)學(xué)上以血漿的滲透濃度(cos,血漿=300mmol·L-1)為標(biāo)準(zhǔn)將溶液劃分為等滲、低滲和高滲溶液。(2)定義等滲溶液:cos=280~320mmol·L-1低滲溶液:cos<280mmol·L-1高滲溶液:cos>

320mmol·L-1441稀溶液的通性

等滲溶液：Π（溶液）=Π（血漿）

ωB（NaCl）

=0.009ωB（葡萄糖）=

0.05

高滲溶液：Π（溶液）＞Π（血漿）

ωB（葡萄糖）=0.50

低滲溶液：Π（溶液）＜Π（血漿）

ωB（葡萄糖）=0.0051、等滲、低滲和高滲溶液451稀溶液的通性輸液規(guī)定

通常大量補(bǔ)液時(shí)必須使用與血漿等滲的溶液，否則會(huì)造成機(jī)體水分失調(diào)及細(xì)胞的變形與破壞。

正常(0.9%NaCl)

皺縮(1.5%NaCl)

破裂(0.4%NaCl)461稀溶液的通性例5

計(jì)算①

=0.050葡萄糖的滲透濃度；②

=0.0090NaCl的滲透濃度。解：①c(葡萄糖)=

cos=0.278×1000=278mmol·L-1

cos=0.308×1000=308mmol·L-1

②471稀溶液的通性2、晶體滲透壓和膠體滲透壓

血漿的成分

晶體滲透壓

膠體滲透壓低分子晶體物質(zhì)（Na+、Cl-、葡萄糖，HCO3-）高分子膠體物質(zhì)（蛋白質(zhì)、核酸等）滲透壓(總770kPa)高（約766kPa，占99.5﹪）低(3.85kPa，占0.5﹪)生理功能維持細(xì)胞內(nèi)外水分的平衡調(diào)節(jié)毛細(xì)血管內(nèi)外的水和電解質(zhì)平衡應(yīng)用輸入生理鹽水調(diào)節(jié)水鹽失調(diào)輸入代血漿恢復(fù)血漿的膠體滲透壓481稀溶液的通性例6某精制蛋白質(zhì)，其相對(duì)分子質(zhì)量約為5×104。（1）298.15K時(shí)水的密度為997kg·m-3時(shí)，估計(jì)溶質(zhì)質(zhì)量