绪论和第一章 溶液（药新）课件.ppt

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1、热烈欢迎各位新同学参加无机化学课程的学习!,徐州医学院化学教研室温儒宝,祝愿女生在大学生活里愈长愈靓,祝愿男生在大学生活里愈长愈帅,绪 论,一、化学研究的对象与内容二、 “无机化学”课程的主要内容三、“无机化学”课程的学习方法,INTRODUCTION,化学研究的对象与内容,1.化学研究的对象:,研究物质的组成、结构、性质及其变化规律和变化过程中能量关系的一门科学.化学研究的对象:物质的化学变化.,2.化学变化的基本特征:,质变;定量;伴随着能量变化.,基本特征,化学:,一、化学研究的对象与内容,无机化学:研究的主要对象:,.,元素及其化合物(除碳、氢化合物及其衍生物).研究的主要内容:,元素

2、、单质及无机物的来源、制备、性质、变化和应用.,无机化学是化学的一个分支学科:,化学是八大朝阳科学的中心学科,化 学,信息科学,材料科学,能源交通,宇宙空间,核科学,生命科学,环境科学,地球科学,20世纪发明了七大技术：,20世纪发明,信息技术,纳米技术,化学合成和分离技术,航空航天和导弹技术,核科学和核武器技术,激光技术,生物技术,化学合成和分离技术领域,化学合成和分离技术,新药物,新材料,分析测试技术,高分子,农药,化肥（氨、尿素）,石油化工,精细化工,从人类对七大技术发明的需要迫切性来看，化学合成和分离技术排名第一,如果没有合成氨、合成尿素和合成农药的技术，世界粮食产量至少要减半，60亿

3、人口有30亿要饿死。 如果没有合成各种抗生素和大量新药物的技术，人类平均寿命要缩短25年。 如果没有合成纤维、合成塑料、合成橡胶的技术，人类生活要受到很大影响。,化学学科的发展对药学研究的影响,1. 新药的开发 组合化学(Combinatoral Chmistry)技术,化学合成组合理论计算机辅助设计机械手,化合物库(Compound library),筛选优化,目标化合物,2. 药物载体 功能化纳米粒子,能穿过组织间隙并被细胞吸收可通过人体最小的毛细血管可通过血脑屏障,药物的定向输送、药物的缓释、提高药物的稳定性、建立新的给药途径,“无机化学”课程的主要内容,应用四大化学平衡的原理进行物质的

4、分离,制备以及鉴定；了解原子结构、分子结构和配合物机构；熟悉常见元素及其化合物的性质以及在检验工作中的应用.,目录,目录,第9章配位化合物,第2章化学反应方向,第3章化学反应速率,第5章酸碱平衡和 沉淀溶解平衡,第1章 溶液,绪论,第8章 分子结构,第7章原子结构,第6章氧化还原与 电极电势,“无机化学”课程的学习方法,努力提高学习的主动性;培养自学能力;提高学习效率;探索适合于自己的学习方法.,注重实验,实验预习时尽量将与实验相关的方法、仪器等有关内容预习一遍,学习要求:,2、学习要求, 抓紧课堂每一个40分钟, 做好每一次实验, 认真预习 预习本（原始记录本） 细致观察 遵守纪律 写好报告

5、,开始,希望经常与我保持联系,E-mail: WRB,电话： 0516- 8178967,欢迎各位同学及时提出宝贵意见,多提宝贵意见！,我希望大家通过四年的深造，都能顺利步入科学的殿堂！,祝您成功！,我希望我的肩膀能成为你们步入科学殿堂的阶梯！,第一章 溶液,1-1 溶液的浓度,溶液的浓度是指溶液中溶质和溶剂的相对含量,溶液的浓度与医药学密切相关,大量输液需采用9gL-1 NaCl 溶液（生理盐水）,若采用,90gL-1 NaCl溶液,红细胞萎缩,0.9 gL-1 NaCl溶液,红细胞破裂(溶血),案例：1998年深圳某医院配制的手术刀消毒液（20gL-1戊二醛溶液）,由于浓度只有0.05gL

6、-1 （仅为有效浓度的1/400！），造成164名妇女和婴儿被“非结核分枝杆菌”感染。,对一般抗生素不敏感,必须使用多种抗生素,冬眠,伤口暂时愈合，产生抗体,无药可用 !,一、溶液浓度的表示方法,1质量分数 B,溶质的质量（m B）与溶液的质量（m）之比,例 如何将15克氯化钠配制成NaCl=0.25（25%） 的氯化钠溶液? 解: 设可配制x 克该溶液，则 25 : 100 = 15 : x x = 1001525 = 60 mA (溶剂的质量）= m mB = 60 15 = 45 (g),一、溶液浓度的表示方法,1质量分数 B,2摩尔分数B,混合物中物质B的物质的量（n B）与混合物的总

7、物质的量（n 总）之比,xA + xB = 1,附：nB 的计算,STP：Standard Temperature and Pressure 273K（0），101325Pa（1atm）,例题： 质量分数为10%的NaCl溶液中NaClH2O的摩尔分数各为多少？,解：,一、溶液浓度的表示方法,1质量分数 B,3质量摩尔浓度 mB（m）,溶质的物质的量 nB 与溶剂的质量 mA 之比,2摩尔分数B,例题： 求生理盐水(9gL-1)的质量摩尔浓度（设溶 液的密度=1 gml-1）.,m B值不受温度的影响对于很稀的溶液，mBcB,解：,一、溶液浓度的表示方法,1质量分数 B,4质量浓度B,溶质的质

8、量（m B ）与溶液的体积（V ）之比,如：0.9 % 生理盐水,1L溶液中有9g NaCl,5 %葡萄糖溶液,1L溶液中有5g葡萄糖,2摩尔分数B,3质量摩尔浓度 mB（m）,一、溶液浓度的表示方法,1质量分数 B,4质量浓度B,5物质的量浓度cB,溶质B的物质的量（nB , mol）与溶液的体积（V）之比。,2摩尔分数B,3质量摩尔浓度 mB（m）,一、溶液浓度的表示方法,二、浓度的有关计算,1、浓度的换算,例 质量分数为10%的NaCl溶液的密度=1.07 gml-1（283K），求c NaCl = ? molL-1 .,解：,2浓溶液的稀释,例 欲配制1.0 molL-1的H2SO4溶

9、液500ml,需取用=1.84gml-1， =98 %的浓H2SO4 多少ml？如何配制？,解： c 稀 =,1000,M H2SO4,=,10001. 8498,98,= 18.4 (mol . L-1), 稀释前后溶质的量（ n B ）不变 C 浓 V 浓 = C 稀 V 稀,配制方法：取适量水(约200300 ml）置于烧杯中，再用干燥量筒取 27 ml H2SO4缓缓倒入其中，冷却后稀释至 500 ml。,例 试计算深圳某医院制剂室配制的手术刀消毒液浓度。,配料单：200gL-1戊二醛 300 ml NaNO2 90 kg 蒸馏水 60000 ml,为有效浓度（20gL-1）的1 /

10、20！,实际操作： 10g.L-1戊二醛,仅为有效浓度的1 / 400！,1-2 稀溶液的依数性,物质 蒸气压P 沸点t b 凝固点t f （mmHg , 20） ( ) ( ),纯水 17.5 100 00.5m糖水 17.3 100.27 -0.930.5m尿素溶液 17.3 100.24 -0.940.5m甘油溶液 17.30.198m糖水 17.5 0.0610.395m糖水 17.5 0.1230.596m糖水 17.5 0.1860.793m糖水 17.5 0.248, 与纯溶剂相比， 溶液的P，tb，tf 变化与溶质的本性无关 变化与溶液的浓度有关,2022/12/4,一、蒸气压

11、下降,1溶剂的蒸气压,一定温度下，V蒸发=V凝聚时，此时水面上的蒸气压称为该温度下的饱和蒸汽压，简称蒸汽压。,一、蒸气压下降,加入一种难挥发的非电解质,束缚一部分高能水分子占据了一部分水的表面,P,2022/12/4,101.3,纯水,水溶液,t,46.2,在一定温度下，稀溶液的蒸气压下降。,2溶液的蒸气压下降 Raoult定律,一、蒸气压下降 1溶剂的蒸气压,一定温度下，难挥发非电解质稀溶液的蒸气压下降与溶质的摩尔分数成正比，而与溶质的本性无关。,（A溶剂，B溶液）, 非电解质 电解质电离后粒子数 难挥发 消除溶质挥发的影响 稀溶液 可作近似处理,对于稀溶液 n A n B,例题：计算298

12、K下，含有100g蔗糖和500g水 的溶液的蒸气压降低值？,解：,查表得：,蔗糖的摩尔质量：,水为溶剂，其摩尔质量：,0.01043.1680.0330（KPa）,二、沸点升高,一、蒸汽压下降,1溶剂的沸点 ( boiling point ),液体沸腾时的温度 P 液 = P 大气,2溶液的沸点升高,是溶液蒸气压下降的直接结果, P Km t b K b m Kb 称为沸点升高常数,101.3,373,纯水,水溶液,t b,0,t b,几种常用溶剂的沸点升高常数,溶 剂 沸点/K Kb 水 373.0 0.52 苯 353.2 2.53 三氯甲烷 333.2 3.63 萘 491.0 5.80

13、 乙醚 307.4 2.16,三、凝固点降低,1溶剂的凝固点（freezing point）,在一定外压下，物质固、液两相平衡共存时的温度。,三、凝固点降低,1溶剂的凝固点,2溶液的凝固点降低,一定外压下，溶液中溶剂与固态纯溶剂平衡共存时的温度叫溶液的凝固点。,P 溶液中溶剂（l）= P 溶剂(s),也是溶液蒸气压下降的直接结果,A,B,0.61,tf 273,A ：冰-水共存,tf,0,Tf = Tf0Tf,Tf=KfbB,B ：冰-溶液共存,几种常用溶剂的凝固点降低常数,溶 剂 凝固点/K Kf 水 273.0 1.86 苯 278.5 4.90 醋 酸 289.6 3.90 樟 脑 45

14、2.8 39.7 萘 353.0 6.90 溴乙烯 283.0 12.5,2022/12/4,小结,1. 质量浓度、物质的量浓度、质量摩尔浓度、摩尔分数计算方法。,2. 理解稀溶液的蒸气压降低、稀溶液的沸点升高、稀溶液的凝固点降低。,第一章 溶液,无机化学电子教案,1渗透现象：,四、溶液的渗透压, 产生条件,有半透膜膜两侧有浓度差, 限度：达到渗透平衡,半透膜：可以允许某些物质透过，不允许另一些物质透过的多孔性薄膜。,表面看；水透过膜进入溶液，玻璃管内液面升高。,这种溶剂透过半透膜进入溶液的现象叫渗透。,2022/12/4,由于渗透作用，h,四、溶液的渗透压,渗透平衡状态,h停止不动,此时玻璃

15、管内产生的压力叫该溶液的渗透压,2022/12/4,纯水,法码,活塞,渗透压力():半透膜两边，纯水与溶液产生渗透平衡时，在溶液上所需要增加的压力，称为该溶液的渗透压力,四、渗透压力, V = nRT 或 = cRT 电解质溶液 = icRT,3渗透压方程,实验证明：,1.在同一温度下，溶液的与溶液的浓度成正比。,2.在同一浓度下，溶液的与溶液的K成正比。,Van，t Hoff定律：,理想气体方程P =nRT/V,2022/12/4,例：37时，0.1molg.L-1蔗糖的渗透压力是多少?,解: =bBRT,8.314,=257.7 (kPa),=,0.1,(273+37),3渗透压方程,例

16、有一种蛋白质,它的摩尔质量在 12000gmol-1,取1.00g 样品溶于100g 水 中，温度为200C，求该溶液的渗透压?,解：,NaCl Na+ + Cl-,i=2,MgCl2 Mg2+ + 2Cl-,i=3,Na2CO3 2Na+ + CO32-,i=3,电解质溶液：, = i cB RT,cNaCl=1 molL-1,b = 2 molL-1,3渗透压方程,例：临床上常用的生理盐水 是9.0 gL-1的NaCl溶液,求此溶液在37时的渗透压力(不考虑离子强度),解:,根据:, = i cB RT,NaCl,C = 9.0/58.5 (molL-1), = i cB RT=,=7.9

17、 102(kPa),2,( 9.0/58.5 ),8.314310,i=2,4.等渗、高渗和低渗溶液,（1）渗透浓度：,体液中能产生渗透效应的各种渗透活性物质(分子或离子)的量浓度的总和,molL-1,mmolL-1,符号cOS 单位:,例:求50.0gL-1葡萄糖(M=180)的渗透浓度,渗透浓度cOS =0.278molL-1,c=50.0/180,=278 mmolL-1,=0.278(molL-1),1000,4.等渗、高渗和低渗溶液,渗透浓度=0.154OsmolL-1 =154mOs molL-1,例:求9.0gL-1NaCl(M=58.5)的渗透浓度,c=9.0/58.5=0.1

18、54(molL-1),渗透浓度cOS = ic,= 20.154,= 0.308 molL-1,= 308 mmolL-1,1000,例: 求含0.1 molL-1NaCl和0.1 molL-1 MgCl2的溶液的渗透浓度,b=0.1+0.1+0.1+0.2(molL-1),Na+,Cl-,Mg2+,Cl-,=0.5 molL-1,cOS =0.5 molL-1 1000 =500 mmolL-1,（2） 等渗、高渗和低渗溶液,比(与) 体液渗透压 的溶液,高,低,正常人血浆为:303.7 mmolL-1等渗溶液:280320 mmolL-1高渗溶液:大于320 mmolL-1低渗溶液:小于2

19、80 mmolL-1,相等,等渗溶液,高渗溶液,低渗溶液,9.0gL-1NaCl溶液(308 mmolL-1)50.0gL-1葡萄糖溶液(278 mmolL-1)12.5gL-1NaHCO3溶液(298 mmolL-1)18.7gL-1乳酸钠溶液(333 mmolL-1),临床上应用的等渗溶液：,红细胞在不同含量的NaCl溶液中的形态图,在生理盐水(9.0g.L-1NaCl)中,在较稀盐水(5.0g.L-1NaCl)中,在较浓盐水(15g.L-1NaCl)中,红细胞在不同含量的NaCl溶液中的形态图,在生理盐水(9.0g.L-1NaCl)中,在较稀盐水(5.0g.L-1NaCl)中,在较浓盐水

20、(15g.L-1NaCl)中,红细胞在不同含量的NaCl溶液中的形态图,在生理盐水(9.0g.L-1NaCl)中,在较稀盐水(5.0g.L-1NaCl)中,在较浓盐水(15g.L-1NaCl)中,红细胞在不同含量的NaCl溶液中的形态图,溶血！,栓塞！,在生理盐水(9.0g.L-1NaCl)中,在较稀盐水(5.0g.L-1NaCl)中,在较浓盐水(15g.L-1NaCl)中,第四节 电解质溶液,强电解质溶液理论,一.离子相互作用理论,1.强电解质在水中完全解离,2.阴、阳“离子氛”互相牵制，离子运动不完全自由,强电解质溶液理论, 离子对的存在使得自由离子浓度下降, 解离度 100% 称为表观解

21、离度,1. 活度（）：离子的有效浓度,2. 活度系数 一般 1,当 c 0 时（溶液极稀） 1, = c,c 实际浓度 活度系数,二. 活度和活度系数,1离子强度I,c 某种离子的浓度z 某种离子的电荷,2.德拜休克尔极限稀释公式,适用于,298K,1-1价型电解质,c 0.020 molL-1,三. 离子强度与离子活度系数的关系,例： 分别用离子浓度和离子活度计算0.20molL-1 NaCl溶液在298K时的渗透压力,并加以比较。,解： 用离子浓度计算, 用离子活度计算,= 84.0(kPa),实验测定值 86 kPa,=icRT=20.0208.314298=99.1(kPa), 今有葡

22、萄糖、氯化钠、氯化钙三种溶液，它们的 浓度均为0.1 molL-1,试比较三者渗透压的大小。, : CaCl2 NaCl C6H12O6, 用质量相同的下列化合物作为防冻剂，哪一种防 冻效果最好？为什么？ 乙醇（C2H5OH） 甘油（C3H8O3） 葡萄糖（C6H12O6）, m1 最大,课堂练习：, 把相同质量的葡萄糖和甘油分别溶于1000g水中，所得溶液的沸点、凝固点、蒸汽压和渗透压是否相同？为什么？如果把相同物质的量的葡萄糖和甘油溶于1000g 水中，结果又怎样？说明之。, 0.05 molL-1萘的苯溶液、 0.05 molL-1尿素的水溶液、 0.05 molL-1 氯化钙的水溶液凝固点是否相同？说明之。, 不同 n G.S = w / 180 n 甘油 = w / 92 相同 质量摩尔浓度相同,不同,