第一章稀溶液依数性课件.ppt

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1、第一章 稀溶液的依数性,第一节 溶液的蒸气压下降第二节 溶液的沸点升高和凝固点降低第三节 溶液的渗透压力,学习要求,熟悉稀溶液的蒸气压下降、沸点升高、凝固点降低的原因和规律,掌握溶液的渗透压力的概念、计算及其在医学上的意义,稀溶液的依数性(colligative property)：溶液的一类性质，只与溶质、溶剂微粒数的比值有关，而与溶质的本性无关,稀溶液依数性的内容： 溶液的蒸气压下降、沸点升高、凝固点降低和溶液的渗透压力,适用范围： 难挥发性、非电解质的稀溶液,第一节 溶液的蒸气压下降,一、蒸气压,系统中物理和化学性质都相同的组成部分成为一相,H2O (l),H2O (g),饱和蒸气：与液

2、相处于动态平衡的气体,饱和蒸气压：一定温度下饱和蒸气具有的压力，简称蒸气压,A,动态平衡,蒸发,凝结,影响蒸气压的因素,本性,一定温度下，不同物质具有不同的蒸气压,温度,温度越高，蒸气压越大,一定温度下，蒸气压小的物质称为难挥发性物质,固体也有蒸气压，大多数固体的蒸气压都很小,蒸气压大的固体易发生升华现象 冰、碘、樟脑、萘等,二、溶液的蒸气压下降,含有难挥发性溶质的溶液的蒸气压总是低于同温度纯溶剂的蒸气压,溶液中溶剂产生的蒸气压,溶剂的部分表面被溶质所占据，造成单位时间逸出液面的溶剂分子数相应减少，达到平衡时，溶液的蒸气压必然低于纯溶剂的蒸气压。,实验测定25C时，水的饱和蒸气压: p (H2

3、O) = 3167.7 Pa 0.5 mol kg-1 糖水的蒸气压则为: p (H2O) = 3135.7 Pa 1.0 mol kg-1 糖水的蒸气压为: p (H2O) = 3107.7 Pa,结论：溶液的蒸气压比纯溶剂低，溶液浓度越大，蒸气压下降越多,拉乌尔定律,在一定温度下，难挥发非电解质稀溶液的蒸气压等于纯溶剂的蒸气压乘以溶剂的摩尔分数,p = p* xA, 溶液的蒸气压； p* 纯溶剂的蒸气压；xA 溶剂的摩尔分数，设溶质的摩尔分数为xB,p = p*- p = p* xB,p = K bB,K 在一定温度下为常数，K p* MA,温度一定时，难挥发性非电解质稀溶液的蒸气压下降与

4、溶质的质量摩尔浓度成正比，而与溶质的本性无关,应用,干燥剂工作原理 CaCl2、NaOH、P2O5等易潮解的固态物质，常用作干燥剂。因其易吸收空气中的水分在其表面形成溶液，该溶液蒸气压较空气中水蒸气的分压小，使空气中的水蒸气不断凝结进入溶液而达到消除空气中水蒸气的目的。,第二节 溶液的沸点升高和凝固点降低,一、溶液的沸点升高,沸点：液体的蒸气压等于外压时的温度,正常沸点：外压为101.325 kPa时液体的沸点,（一）溶液的沸点,（二）溶液的沸点升高,溶液的沸点要高于纯溶剂的沸点,原因：难挥发性溶质溶液的蒸气压恒低于纯溶剂的蒸气压,纯溶剂,Tb*,Tb,Tb = Tb Tb* = Kb bB,

5、Kb：溶剂的质量摩尔沸点升高常数，只与溶剂的本性有关，单位K kg mol-1,纯溶剂的沸点是恒定的溶液的沸点不断变化,结论： 难挥发性非电解质稀溶液的沸点升高只与溶质的摩尔质量浓度有关，与溶质的本性无关,溶液的沸点是指溶液刚沸腾时的温度,二、溶液的凝固点降低,（一）纯液体的凝固点,纯溶剂,固相纯溶剂,（二）溶液的凝固点降低,难挥发性非电解质稀溶液的凝固点总是比纯溶剂凝固点低,Tf*,Tf,原因：难挥发性溶质溶液的蒸气压恒低于纯溶剂的蒸气压,纯溶剂,固态纯溶剂,Tf = Tf* - Tf = Kf bB,Kf 溶剂的质量摩尔凝固点降低常数， 只与溶剂本性有关， 单位 K kg mol-1,结论

6、： 难挥发性非电解质稀溶液的凝固点降低只与溶质的摩尔质量浓度有关，与溶质的本性无关,纯溶剂的凝固点是恒定的溶液的凝固点不断变化,溶液的凝固点是指固相溶剂刚析出时的温度,冷却曲线,纯溶剂,溶液,沸点升高和凝固点降低的应用,例题,信息素是一类雌性昆虫吸引雄性昆虫的化合物。某种信息素含 C 80.78%，H 13.56%和 O 5.66%；1.00 g该信息素溶于8.50 g苯，所得溶液的凝固点为3.37C。确定该信息素的相对分子质量和化学式。（已知苯的正常凝固点为5.50C）,MB = 281.7 gmol-1 Mr = 281.7,化学式：C19H38O,注意：,1. 大多数溶剂的 KfKb，因

7、此同一溶液的Tf Tb，因此凝固点降低法的测量结果相对误差较小，灵敏度高。,2. 凝固点下降在低温下进行，溶剂难以挥发，可重复测定，重现性好。,3. 低温有利于生物样品的测定，不会使样品失去活性或被破坏。,其它应用：,抗冻剂 甘油或乙二醇的水溶液冷却剂 冰盐混合物,盐和冰的混合物可用作冷却剂，在水产事业和食品贮藏及运输中广泛使用。,NaCl和冰 -22,解释：冰的表面总附有少量水，当撒上盐后，盐溶解在水中成溶液，此时溶液的蒸气压下降，当它低于冰的蒸气压时，冰就会融化。冰融化时将吸收大量的热，于是冰盐混合物的温度就会降低。,CaCl22H2O和冰 -55,例题：,水中加入乙二醇可使水的凝固点降低

8、，从而达到抗冻的目的。为了使溶液的凝固点达到-5，乙二醇的质量浓度应为多少（假设该溶液属理想溶液，所得溶液的密度为1 kgL-1）？,解 Tf = Kf bB,设水的质量为1 kg,第三节 溶液的渗透压力,一、渗透现象和渗透压力,半透膜：只允许溶剂分子通过而溶质分子不能透过,纯溶剂,溶液,溶剂的净转移,渗透现象产生的条件：,半透膜的存在,膜两侧单位体积内溶剂分子数不相等,净渗透的方向：,纯溶剂,溶液,非电解质溶液,稀溶液,浓溶液,为维持只允许溶剂通过的膜所隔开的溶液与溶剂之间的渗透平衡而需要的超额压力等于溶液的渗透压力,反向渗透：在溶液一侧若是施加的外压大于渗透压力，则溶液中会有更多的溶剂分子

9、通过半透膜进入溶剂一侧，这种使渗透作用逆向进行的过程称为反向渗透。,p,反向渗透,依此可实现溶液的浓缩、海水的淡化和污水处理。,二、溶液的渗透压力与浓度及温度的关系,Vant Hoff (范特霍夫),：渗透压力(kPa) V：溶液体积(L)n： 溶质物质的量(mol) T： 温度(K)； b: 溶质的质量摩尔浓度；c：溶质的物质的量浓度；R: 气体常数，R = 8.314 J mol-1 K-1,稀水溶液：,例题：,将 1.00 g 牛血红蛋白溶于适量纯水中，配成 100 mL 溶液，在 20 C 时测得该溶液的渗透压力为 0.366 kPa，求牛血红蛋白的相对分子质量。,MB = 6.661

10、04 gmol-1Mr = 6.66104,c = 1.50 10-5 mol L-1Tf = 2.79 10-5 K, 很难测定,可准确测定,结论：,渗透压力法可用于测定物质的相对分子质量,渗透压力法常用于高分子物质的相对分子质量的测定,凝固点降低法常用于小分子物质的相对分子质量的测定,小 结,1 蒸气压下降,2 沸点升高,3 凝固点降低,4 渗透压力,结论： 蒸气压下降，沸点升高，凝固点降低，渗透压力都是难挥发的非电解质稀溶液的通性；它们只与溶剂的本性和溶液的浓度有关，而与溶质的本性无关。,三、渗透压力在医学上的意义,（一）强电解质溶液的依数性,0.1molkg1 NaCl溶液的凝固点降低

11、值,计算值： 0.1858K,实验值： 0.3470K,Tb = iKb b B Tf = iKf b B = icBRT ibBRT,校正因子 i 是一“分子”电解质解离出的离子个数,（二）渗透浓度,渗透活性物质：溶液中产生渗透效应的溶质微粒,渗透浓度：渗透活性物质的物质的量除以溶液的体积,符号：cos,单位：mmolL1,注意： 渗透浓度与物质的量浓度的关系,非电解质： cos= 1000c,电解质： cos= i 1000c,c：molL-1,例题,有一氯化钠(NaCl)溶液，测得凝固点为 -0.26 ，下列说法哪个正确，为什么？ A 此溶液的渗透浓度为 140 mmolL-1 B 此溶

12、液的渗透浓度为 280 mmolL-1 C 此溶液的渗透浓度为 70 mmolL-1 D 此溶液的渗透浓度为7 153 mmolL-1, A,（三）等渗、高渗和低渗溶液,正常人体的血浆渗透浓度范围为 280320 mmolL1,医学上：,低渗溶液,cos280 mmolL-1,等渗溶液,cos280320 mmolL-1,高渗溶液,cos320 mmolL-1,计算医院补液用的 50.0 gL-1葡萄糖溶液和生理盐水的渗透浓度。,解: C6H12O6是非电解质，NaCl是 i = 2 的强电解质 C6H12O6 和 NaCl的摩尔质量分别为180 g mol-1和 58.5 g mol-1,红细胞在不同浓度溶液中的形态,等渗溶液中形态正常,高渗溶液中皱缩产生栓塞,低渗溶液中溶胀产生溶血,正常 溶血 皱缩280320 mmolL-1 320 mmolL-1,（四）晶体渗透压力和胶体渗透压力,本 章 小 结,1. 难挥发性的非电解质的稀溶液的依数性,2. 依数性的内容,3. 利用稀溶液的依数性测定物质的摩尔质量、相对分子质量,4. 渗透现象及其产生的条件,5. 渗透浓度的计算（非电解质和强电解质）,6. 渗透现象在医学上的意义,作 业,书p.2627: 10、12、19、20、28,