稀溶液的依数性精.ppt

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1、稀溶液的依数性稀溶液的依数性第1页，本讲稿共34页主要内容主要内容第一节第一节 溶液的蒸气压下降溶液的蒸气压下降第二节第二节 溶液的沸点升高和凝固点下降溶液的沸点升高和凝固点下降第三节溶液的渗透压力第三节溶液的渗透压力第2页，本讲稿共34页目的要求目的要求1.1.1.1.了解稀溶液的蒸气压下降、沸点升高、凝固点了解稀溶液的蒸气压下降、沸点升高、凝固点了解稀溶液的蒸气压下降、沸点升高、凝固点了解稀溶液的蒸气压下降、沸点升高、凝固点降低的原因。降低的原因。降低的原因。降低的原因。2.2.2.2.熟悉稀溶液的蒸气压下降、沸点升高、凝固熟悉稀溶液的蒸气压下降、沸点升高、凝固点降低概念及计算。点降低概念

2、及计算。3.3.3.3.掌握溶液渗透压力的概念及渗透浓度掌握溶液渗透压力的概念及渗透浓度 的计算，熟悉渗透压力的医学应用。的计算，熟悉渗透压力的医学应用。的计算，熟悉渗透压力的医学应用。的计算，熟悉渗透压力的医学应用。第3页，本讲稿共34页主要内容主要内容第一节第一节 溶液的蒸气压下降溶液的蒸气压下降*第二节第二节 溶液的沸点升高和凝固点下降溶液的沸点升高和凝固点下降*第三节溶液的渗透压力第三节溶液的渗透压力*本章小结本章小结*参考文献参考文献*第4页，本讲稿共34页第一节 溶液的蒸气压下降一一.蒸气压蒸气压（Vapor Pressure)蒸发蒸发evaporation H2O(l)H2O(g

3、)凝结凝结condensation 当蒸发速率与凝结当蒸发速率与凝结速率相等时，速率相等时，气相和液气相和液相达到平衡，该平衡是相达到平衡，该平衡是一动态平衡一动态平衡。纯溶剂的气、液平衡系统纯溶剂的气、液平衡系统第5页，本讲稿共34页第一节 溶液的蒸气压下降 饱和蒸气压饱和蒸气压饱和蒸气压饱和蒸气压 P P:(Vapor Pressure)定义：在一定温度下与液相处于平衡时的蒸气定义：在一定温度下与液相处于平衡时的蒸气定义：在一定温度下与液相处于平衡时的蒸气定义：在一定温度下与液相处于平衡时的蒸气 所所所所 具有的压力具有的压力具有的压力具有的压力 (简称蒸气压简称蒸气压简称蒸气压简称蒸气压

4、)。单位：单位：单位：单位：Pa,kPaPa,kPa说明：说明：说明：说明：P P与液体的本性有关与液体的本性有关与液体的本性有关与液体的本性有关;同一液体，温度升高，同一液体，温度升高，同一液体，温度升高，同一液体，温度升高，P P 增大增大增大增大;固体物质也有蒸气压，但固体物质也有蒸气压，但固体物质也有蒸气压，但固体物质也有蒸气压，但P P 一般很小一般很小;同温度下，同温度下，同温度下，同温度下，P P大者为易挥发性物质大者为易挥发性物质大者为易挥发性物质大者为易挥发性物质 ，P 小者为难挥发性小者为难挥发性小者为难挥发性小者为难挥发性物质物质物质物质 ；第6页，本讲稿共34页第一节

5、溶液的蒸气压下降几种液体蒸气压与温度的关系几种液体蒸气压与温度的关系第7页，本讲稿共34页第一节 溶液的蒸气压下降二、溶液蒸气压下降二、溶液蒸气压下降(Raoult Law)1.溶液蒸气压下降溶液蒸气压下降p (VaporPressure Lowing)实验结果：实验结果：在相同温度下，在相同温度下，P水水P葡萄糖葡萄糖。结论：含有难挥发性溶质结论：含有难挥发性溶质 溶液蒸气压总是低溶液蒸气压总是低 于同温度纯溶剂的蒸于同温度纯溶剂的蒸 气压气压第8页，本讲稿共34页第一节 溶液的蒸气压下降2.Raoult Lawn n难挥发的非电解质的稀溶难挥发的非电解质的稀溶液的蒸气压液的蒸气压P P与溶

6、剂摩尔与溶剂摩尔分数分数X XA A成正比成正比:p =pAo .XA XA+XB=l.p=pAo(1-XB)=pAo-pAo XB p=pAo p=pAo XBp K bB结论结论结论结论:T T一定，难挥发性非一定，难挥发性非一定，难挥发性非一定，难挥发性非电解质稀溶液的蒸气压下电解质稀溶液的蒸气压下电解质稀溶液的蒸气压下电解质稀溶液的蒸气压下降（降（降（降（p）与溶质的质量与溶质的质量与溶质的质量与溶质的质量摩尔浓度摩尔浓度摩尔浓度摩尔浓度b bB 成正比，与成正比，与溶质本性无关溶质本性无关第9页，本讲稿共34页第二节第二节 溶液的沸点升高和凝固点降低溶液的沸点升高和凝固点降低一、溶液

7、的沸点升高一、溶液的沸点升高1.液体的沸点液体的沸点Tbo (boiling point)液体的蒸气压等于外压时液体的蒸气压等于外压时的温度。的温度。液体的正常沸点液体的正常沸点 (normal boiling point)外压为外压为 101.3kPa (1atm)时的沸点。时的沸点。第10页，本讲稿共34页第二节第二节 溶液的沸点升高和凝固点降低溶液的沸点升高和凝固点降低2.溶液的沸点升高溶液的沸点升高 (boiling point elevation)难挥发性的非电解质稀难挥发性的非电解质稀溶液的沸点升高（溶液的沸点升高（Tb）只与溶质的质量摩尔只与溶质的质量摩尔 浓度浓度bB 有关，而

8、与溶质有关，而与溶质的本性无关。的本性无关。Tb=Tb-Tb0 =Kb bB第11页，本讲稿共34页第二节第二节 溶液的沸点升高和凝固点降低溶液的沸点升高和凝固点降低二、溶液的凝固点降低二、溶液的凝固点降低1.纯液体的凝固点纯液体的凝固点 Tfo(freezing point)物质的固相纯溶剂的蒸气物质的固相纯溶剂的蒸气压与它的液相蒸气压相压与它的液相蒸气压相等时的温度等时的温度。第12页，本讲稿共34页第二节第二节 溶液的沸点升高和凝固点降低溶液的沸点升高和凝固点降低2.溶液的凝固点降低溶液的凝固点降低(freezing-(freezing-point depression)point de

9、pression)n n难挥发性的非电解质稀溶难挥发性的非电解质稀溶液的凝固点降低（液的凝固点降低（Tf）只与溶质的质量摩尔浓度只与溶质的质量摩尔浓度bB 有关，而与溶质的本性有关，而与溶质的本性无关。无关。Tf=Tfo-Tf=Kf bB第13页，本讲稿共34页第二节第二节 溶液的沸点升高和凝固点降低溶液的沸点升高和凝固点降低三、应用三、应用 测定溶质的相对测定溶质的相对分子质量（特别是小分子质量（特别是小分子），凝固点降低分子），凝固点降低法更常用法更常用。(kgmol-1)第14页，本讲稿共34页第二节第二节 溶液的沸点升高和凝固点降低溶液的沸点升高和凝固点降低比较比较比较比较沸点沸点沸点

10、沸点 凝固点凝固点凝固点凝固点 条件条件条件条件P P(液液液液)=)=P P(外外外外)P P(l l)=)=P P(s)(s)原因原因原因原因纯溶剂：纯溶剂：纯溶剂：纯溶剂：P P0 0=P P(外外外外)T Tb b0 0溶液：溶液：溶液：溶液：P P P P0 0 P P P P(外外外外)要使要使要使要使P P=P P(外外外外)则则则则T Tb b 必必必必纯溶剂纯溶剂纯溶剂纯溶剂:P P(l l)=)=P P(s)(s)T Tf f0 0溶液：溶液：溶液：溶液：P P P P(l l),),要使要使要使要使P P P P(s),(s),冰将融化冰将融化冰将融化冰将融化,则则则则T

11、 Tf f 必必必必本质本质本质本质溶液的蒸气压下降溶液的蒸气压下降溶液的蒸气压下降溶液的蒸气压下降定量定量定量定量关系关系关系关系 T Tb b=T Tb b-T Tb b0 0 =K Kb b b bB B（适用稀溶液（适用稀溶液（适用稀溶液（适用稀溶液 ）T Tf f=T Tf fo o-T Tf f=K Kf f b bB B（常用来测分子量（常用来测分子量（常用来测分子量（常用来测分子量 ）第15页，本讲稿共34页第二节第二节 溶液的沸点升高和凝固点降低溶液的沸点升高和凝固点降低例例例例1 1 模拟海水样品模拟海水样品模拟海水样品模拟海水样品1L1L中溶有主要物种的物质的中溶有主要物

12、种的物质的中溶有主要物种的物质的中溶有主要物种的物质的 量（以量（以量（以量（以molmol表示）如下所示，试计算此模表示）如下所示，试计算此模 拟样品的凝固点。拟样品的凝固点。NaNa+:0.458 Mg2+:0.052 Ca2+2+:0.01 K:0.01 K+:0.01 Cl Cl-:0.583 HCO:0.583 HCO3 3-:0.002 SO:0.002 SO4 42-2-:0.028 Br:0.028 Br-:0.001 解：解：c总总 =b=b总总总总=0.458+0.052+0.01+0.01+0.583=0.458+0.052+0.01+0.01+0.583 +0.002+

13、0.028+0.001+0.001=1.144 +0.002+0.028+0.001+0.001=1.144 T Tf f=T Tf fo o-T Tf=K Kf f b bB B=2.13 第16页，本讲稿共34页第二节第二节 溶液的沸点升高和凝固点降低溶液的沸点升高和凝固点降低例例2 2 将将将将0.638 g尿素溶于尿素溶于250 g250 g水中，测得此溶液水中，测得此溶液 的凝固点降低值为的凝固点降低值为0.079 K0.079 K，试求尿素的相，试求尿素的相，试求尿素的相，试求尿素的相 对分子质量。对分子质量。对分子质量。对分子质量。解：解：解：解：第17页，本讲稿共34页第二节第

14、二节 溶液的沸点升高和凝固点降低溶液的沸点升高和凝固点降低例例3 3 一种水溶液的凝固点是一种水溶液的凝固点是一种水溶液的凝固点是一种水溶液的凝固点是 -1.00-1.00，求其沸点，求其沸点，求其沸点，求其沸点 及及及及20时此溶液的蒸气压（已知：时此溶液的蒸气压（已知：时此溶液的蒸气压（已知：时此溶液的蒸气压（已知：K Kf=1.86=1.86 Kkgmol-1-1，Kb b=0.512 Kkgmol=0.512 Kkgmol-1-1，2020时水时水时水时水 的蒸气压为的蒸气压为的蒸气压为的蒸气压为2.34kPa2.34kPa）解：解：T Tf f=T Tf fo o-T Tf f=K

15、Kf f bB b bB B=T Tf f/K Kf f=1/1.86=0.538=1/1.86=0.538 Tb b=T=Tb b-T-Tb b0=K=Kb b b bB=0.5120.538=0.275=0.5120.538=0.275 沸点为沸点为沸点为沸点为100.275 第18页，本讲稿共34页第三节溶液的渗透压力一、渗透现象和渗透压一、渗透现象和渗透压1.渗透现象渗透现象 红细胞放在红细胞放在:(a)生理盐水生理盐水:保持原形保持原形保持原形保持原形(b)浓盐水浓盐水:萎缩萎缩(c)稀盐水稀盐水:肿胀，溶血肿胀，溶血第19页，本讲稿共34页第三节溶液的渗透压力n n渗透渗透:溶剂透

16、过半透膜进溶剂透过半透膜进入溶液而使溶液一侧的入溶液而使溶液一侧的液面升高和浓度稀释的液面升高和浓度稀释的自发过程自发过程.n n渗透条件：渗透条件：半透膜半透膜 膜两侧溶液浓度不等膜两侧溶液浓度不等n n渗透方向渗透方向:溶剂分子从纯溶剂分子从纯溶剂溶剂溶液，或是从稀溶液，或是从稀溶液溶液浓溶液。浓溶液。第20页，本讲稿共34页第三节溶液的渗透压力2.渗透压力渗透压力 （osmotic pressure）n n定义：为维持只允定义：为维持只允许溶剂通过的膜所许溶剂通过的膜所隔开的溶液与溶剂隔开的溶液与溶剂之间的渗透平衡而之间的渗透平衡而需要的超额压力需要的超额压力n n单位单位:Pa或或kP

17、a。渗透压渗透压第21页，本讲稿共34页第三节溶液的渗透压力n n注意注意:若半透膜隔开若半透膜隔开的浓度不等的两个非的浓度不等的两个非电解质溶液，为了防电解质溶液，为了防止渗透现象发生，必止渗透现象发生，必须在浓溶液液面上施须在浓溶液液面上施加一超额压力，此压加一超额压力，此压力是两溶液渗透压力力是两溶液渗透压力之差。之差。Concentrated solutionDilute solutionSemipermeable membrane第22页，本讲稿共34页第三节溶液的渗透压力3.3.溶液的渗透压力与浓度、温度的关系溶液的渗透压力与浓度、温度的关系溶液的渗透压力与浓度、温度的关系溶液的渗

18、透压力与浓度、温度的关系 Vant Hoff Vant Hoff 定律定律定律定律 n n内容：稀溶液渗透压力的大小仅与单位体积溶内容：稀溶液渗透压力的大小仅与单位体积溶液中溶质质点数的多少有关，而与溶质的本性液中溶质质点数的多少有关，而与溶质的本性无关无关n n关系式：关系式：关系式：关系式：=cRTcRT 其中其中其中其中 cB B 物质的量浓度物质的量浓度(molL(molL-1-1)R R 常数常数常数常数 8.314 JK8.314 JK-1-1molmol-1-1 T T 绝对温度绝对温度绝对温度绝对温度 (273+(273+)第23页，本讲稿共34页第三节溶液的渗透压力n n说明

19、说明说明说明:适用范围：稀溶液适用范围：稀溶液;C-C-总的质点数的浓度总的质点数的浓度总的质点数的浓度总的质点数的浓度 :非电解质：非电解质：非电解质：非电解质：c=cB，电解质：电解质：电解质：电解质：c=i cc=i cB B，（A-B型型型型 i=2,AB2或或或或A A2 2B型型型型 i=3i=3）公式其他两种形式公式其他两种形式公式其他两种形式公式其他两种形式 :对稀水溶液来说对稀水溶液来说c cB BbB B ：RT bRT bB B 测分子量：测分子量：测分子量：测分子量：MMB=mB BRT/(V)第24页，本讲稿共34页第三节溶液的渗透压力4.4.电解质稀溶液的依数性电解

20、质稀溶液的依数性n n蒸气压下降蒸气压下降蒸气压下降蒸气压下降 p =p pA Ao o p =i i K bK bBn n沸点升高沸点升高沸点升高沸点升高 T Tb=b=T Tb-T Tb b0 0 =i Kb b b bBn n凝固点降低凝固点降低凝固点降低凝固点降低 T Tf=T Tfo o-T Tf f=i i Kf f b bBn n渗透压力渗透压力渗透压力渗透压力 =i i c cB B RTRT 其中其中:i i 校正因子，是指校正因子，是指校正因子，是指校正因子，是指 一一一一“分子分子分子分子”电解质电解质电解质电解质 解离出的粒子个数解离出的粒子个数解离出的粒子个数解离出的

21、粒子个数 AB型型型型 (如：如：如：如：KClKCl、CaSOCaSO4 4、NaHCONaHCO3 3等等等等 )i=2 AB AB2 2或或或或A2 2B B型（如：型（如：MgClMgCl2 2、NaNa2 2SOSO4等等等等 )i=i=3 3第25页，本讲稿共34页第三节溶液的渗透压力例例 临床上常用的生理盐水是临床上常用的生理盐水是 9.0 gL-1的的 NaCl溶液，求溶液在溶液，求溶液在37时的时的。解解 NaCl:i 2,摩尔质量为摩尔质量为 58.5 gmol-1 由由 =icBRT 有：有：第26页，本讲稿共34页第三节溶液的渗透压力n n小结性质性质定义定义关系式关系

22、式蒸气压下降蒸气压下降p=pp=pA Ao o-p-pA Ap=pp=pA Ao o x xB B沸点升高沸点升高TTb b=T=Tb b-T-Tb bo oTTb b=K=Kb b b bB B凝固点降低凝固点降低TTf f=T=Tf fo o-T-Tf fTTf f=K=Kf f b bB B渗透压力渗透压力=cRT=bRT=cRT=bRT注意注意:非电解质：非电解质：c=cc=cB B，电解质：，电解质：c=icc=icB B第27页，本讲稿共34页第三节溶液的渗透压力二、渗透压力在医学上的意义二、渗透压力在医学上的意义1.渗透浓度渗透浓度cos(osmolarity)渗透活性物质：溶液

23、中产生渗透效应的渗透活性物质：溶液中产生渗透效应的溶质粒子溶质粒子(分子、离子分子、离子)的统称。的统称。定义：渗透活性物质的物质的量除以溶定义：渗透活性物质的物质的量除以溶液的体积。液的体积。(即即 渗透活性物质的物质的渗透活性物质的物质的量浓度量浓度)第28页，本讲稿共34页第三节溶液的渗透压力n n单位：单位：molL-1 或或 mmolL-1n n注意注意:cos=c，代表总的质点数的浓度，代表总的质点数的浓度(非电解非电解 质：质：c=cB，电解质：，电解质：c=i cB)T一定，一定，C，比较渗透压的大小只比较渗透压的大小只 需要比较需要比较cos的大小的大小 常用：常用：Cos=

24、C=Tb/Kb=Tf /Kf=/RT第29页，本讲稿共34页第三节溶液的渗透压力2.2.等渗等渗等渗等渗(isotonic solution)(isotonic solution)、高渗、高渗、高渗、高渗(hypertonic solution)(hypertonic solution)和低渗和低渗和低渗和低渗(hypotonic solution)(hypotonic solution)溶液溶液溶液溶液 (a)(a)生理盐水生理盐水生理盐水生理盐水 (等渗等渗等渗等渗)(b)(b)浓盐浓盐浓盐浓盐(高渗高渗高渗高渗)(c)(c)稀盐稀盐稀盐稀盐(低渗低渗低渗低渗)(9gL9gL-1-1 Na

25、Cl)(15gL NaCl)(15gL-1-1 NaCl)(5gL NaCl)(5gL-1-1 NaCl)NaCl)保持原形保持原形保持原形保持原形 萎缩萎缩萎缩萎缩 肿胀，溶血肿胀，溶血肿胀，溶血肿胀，溶血第30页，本讲稿共34页第三节溶液的渗透压力n n医学上的等渗、高渗和低渗溶液是以血医学上的等渗、高渗和低渗溶液是以血浆的渗透压力为标准确定的。正常人浆的渗透压力为标准确定的。正常人血浆的渗透浓度：血浆的渗透浓度：303.7 mmolL-1n n临床上规定：临床上规定：等渗溶液：等渗溶液：cos 280 320 mmolL-1 高渗溶液：高渗溶液：cos 320 mmol L-1 低渗溶液

26、低渗溶液：cos 280 mmolL-1第31页，本讲稿共34页第三节溶液的渗透压力3.3.晶体渗透压力和胶体渗透压力晶体渗透压力和胶体渗透压力 晶体渗透压晶体渗透压晶体渗透压晶体渗透压胶体渗透压胶体渗透压胶体渗透压胶体渗透压概念概念概念概念由晶体物质由晶体物质由晶体物质由晶体物质(电解质和电解质和电解质和电解质和小分子小分子小分子小分子)产生的产生的产生的产生的由胶体物质由胶体物质由胶体物质由胶体物质(高分子物高分子物高分子物高分子物质质质质)产生的产生的产生的产生的生理功能生理功能生理功能生理功能调节细胞间液和细胞调节细胞间液和细胞调节细胞间液和细胞调节细胞间液和细胞内液之间的水分转移内液

27、之间的水分转移内液之间的水分转移内液之间的水分转移 调节细胞间液与血浆调节细胞间液与血浆调节细胞间液与血浆调节细胞间液与血浆之间的水分转移之间的水分转移之间的水分转移之间的水分转移半透膜半透膜半透膜半透膜细胞膜细胞膜细胞膜细胞膜毛细血管壁毛细血管壁毛细血管壁毛细血管壁应用实例应用实例应用实例应用实例医生对烧伤或失血过多处理：补充生理盐水，医生对烧伤或失血过多处理：补充生理盐水，医生对烧伤或失血过多处理：补充生理盐水，医生对烧伤或失血过多处理：补充生理盐水，输入血浆等输入血浆等输入血浆等输入血浆等第32页，本讲稿共34页本章小结本章小结 依数性只与溶质、溶剂微粒数的比值有关，依数性只与溶质、溶剂

28、微粒数的比值有关，而与溶质的本性无关而与溶质的本性无关性质性质定义定义关系式关系式蒸气压下降蒸气压下降p=pAo-pAp=pAo xB沸点升高沸点升高Tb=Tb-TboTb=Kb bB凝固点降低凝固点降低Tf=Tfo-TfTf=Kf bB渗透压力渗透压力=cRT=bRT注意注意:非电解质：非电解质：c=cB，电解质：，电解质：c=i cB第33页，本讲稿共34页参考文献参考文献1.1.(美美美美)Nash L K.)Nash L K.稀溶液依数性定律稀溶液依数性定律稀溶液依数性定律稀溶液依数性定律.谢高阳译谢高阳译谢高阳译谢高阳译.化学通报，化学通报，化学通报，化学通报，1982.(10)19

29、82.(10)：4952 4952 2.2.高执棣高执棣高执棣高执棣.渗透平衡的三种效应及渗透温概念渗透平衡的三种效应及渗透温概念渗透平衡的三种效应及渗透温概念渗透平衡的三种效应及渗透温概念.大学化学，大学化学，大学化学，大学化学，1991.1991.6(4)6(4)：1719 1719 3.3.傅献彩傅献彩傅献彩傅献彩.大学化学大学化学大学化学大学化学(上册上册上册上册).).北京：高等教育出版社，北京：高等教育出版社，北京：高等教育出版社，北京：高等教育出版社，1999.1999.64696469，77 77 4.4.华彤文，杨骏英，陈景祖等华彤文，杨骏英，陈景祖等华彤文，杨骏英，陈景祖等华彤文，杨骏英，陈景祖等.普通化学原理：第二版普通化学原理：第二版普通化学原理：第二版普通化学原理：第二版.北京：北京大学出版社，北京：北京大学出版社，北京：北京大学出版社，北京：北京大学出版社，1993.5570 1993.5570 5.5.华彤文，杨骏英，陈景祖等华彤文，杨骏英，陈景祖等华彤文，杨骏英，陈景祖等华彤文，杨骏英，陈景祖等.普通化学原理：第二版普通化学原理：第二版普通化学原理：第二版普通化学原理：第二版.北京：北京：北京：北京：北京大学出版社，北京大学出版社，北京大学出版社，北京大学出版社，1993.5570 1993.5570 本章结束本章结束第34页，本讲稿共34页