第二章稀溶液依数性(公开课)课件.ppt

1、 第二章第二章 稀溶液的依数性稀溶液的依数性Colligative Properties of Dilute Solution 原理、计算及在医学上的应用原理、计算及在医学上的应用-物质物质 蒸气压蒸气压 p 沸点沸点Tb 凝固点凝固点Tf(b/molKg-1)(mmHg,20)(20)(20)纯水纯水 17.50 100 00.5b蔗糖水蔗糖水 17.31 100.27 -0.930.5b尿素溶液尿素溶液 17.31 100.24 -0.940.5b甘油溶液甘油溶液 17.31 与纯溶剂相比，与纯溶剂相比，溶液的溶液的 p,Tb,Tf 变化与溶质的本性无关变化与溶质的本性无关Colligat

2、ive Properties of Dilute Solution-溶液溶液 蒸气压蒸气压 p （b/molKg-1）（mmHg,20）0.198b蔗糖水蔗糖水 17.50 0.0610.396b蔗蔗糖水糖水 17.50 0.1230.594b蔗糖水蔗糖水 17.50 0.1850.792b蔗糖水蔗糖水 17.50 0.248 p 降低值与溶液的浓度成正相关降低值与溶液的浓度成正相关Colligative Properties of Dilute Solution-第一节溶液的第一节溶液的蒸气压下降蒸气压下降 vapor pressure lowering 一、溶剂（纯液体）的蒸气压，一、溶剂

3、（纯液体）的蒸气压，p/Pa或或kPa水蒸发凝 聚水(g)(l)定义：定义：一定一定，V蒸发蒸发=V凝聚凝聚时时 溶剂蒸气压强恒定溶剂蒸气压强恒定zhengfa p 溶剂本性，溶剂本性，T饱和蒸气压饱和蒸气压-当溶剂中加入当溶剂中加入一种难挥发的一种难挥发的非电解质非电解质将占据一部分溶剂的表面将占据一部分溶剂的表面 p -三、溶液蒸气压下降的三、溶液蒸气压下降的Raoult定律定律 一定温度下，难挥发非电解质稀溶液一定温度下，难挥发非电解质稀溶液 的蒸气压与溶剂的摩尔分数成正比，而的蒸气压与溶剂的摩尔分数成正比，而 与溶质的本性无关。与溶质的本性无关。p=p0A p0：同温度下纯溶剂的蒸气压

4、同温度下纯溶剂的蒸气压 pp0(1xB)p0p pp0 xB pp0 p0 xB-BBBABAnnxnnnAB0B0Mbpxpp对于稀溶液对于稀溶液 nA nBBbKpABAAB/MbMmn定温下一定的溶剂定温下一定的溶剂对于稀溶液对于稀溶液K取决于溶剂本性及取决于溶剂本性及T,与溶质本性与溶质本性及及浓度无关浓度无关BcKp-1.1.非电解质非电解质 2.2.难挥发难挥发 3.3.稀溶液稀溶液四、四、Raoult定律适用范围定律适用范围-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 溶剂（纯液体）的沸点溶剂（纯液体）的沸点 液体沸腾液体沸腾(p液液=p大气大气 )时的温

5、度时的温度 溶液的沸点升高溶液的沸点升高 是溶液蒸气压下降的直接结果是溶液蒸气压下降的直接结果一、溶液的沸点升高一、溶液的沸点升高 boiling point elevation-Kb沸点升高常数沸点升高常数 与溶剂本性有关与溶质本性和浓度无关与溶剂本性有关与溶质本性和浓度无关101.3 p(kPa)373 T(K)纯水纯水水溶液水溶液1 Tb Tb=Kb bB-二、溶液的凝固点降低二、溶液的凝固点降低freezing point depression 1纯纯溶剂的凝固点溶剂的凝固点 在一定外压下，物质固、液两相平衡在一定外压下，物质固、液两相平衡 共存共存(两相两相p相等相等)时的温度时的温

6、度,又称为熔点。又称为熔点。如：H2O(l)H2O(s)273K,101.3kPaPa5.610O(s)HO(l)H22 pp-为什么只有当物质固、液两相为什么只有当物质固、液两相 p 相等相等时，它们才能平衡共存？时，它们才能平衡共存？稀稀浓浓p小小p大大 否则否则 p 大者必向大者必向 p 小者转化。小者转化。-溶液的凝固点溶液的凝固点一定外压下，溶液中溶剂与固态纯溶剂一定外压下，溶液中溶剂与固态纯溶剂平衡共存时的温度。平衡共存时的温度。p 溶液中溶剂（溶液中溶剂（l）p 溶剂溶剂(s)也是溶液蒸气压下降的直接结果也是溶液蒸气压下降的直接结果 溶液的凝固点降低溶液的凝固点降低-Tf Kf

7、bBKf 凝固点降低常数凝固点降低常数 单位同单位同Kb T(K)AB0.61273 A:冰冰水共存水共存 溶液溶液 Tf冰冰水水B:冰冰溶液共存溶液共存-三、电解质稀溶液的依数性行为三、电解质稀溶液的依数性行为 1.依数性依数性 溶质的质点浓度溶质的质点浓度 与质点大小、电荷数及符号等无关与质点大小、电荷数及符号等无关 2.电解质稀溶液中溶质质点浓度电解质稀溶液中溶质质点浓度i bB i为电解质为电解质B一个基本单元能解离出的一个基本单元能解离出的 离子数离子数。如如NaCl的的i为为2，CaCl2的的i为为3 电解质稀溶液公式中电解质稀溶液公式中icBicBbBcB-一、渗透作用一、渗透作

8、用 osmosis第三节第三节 溶液的渗透压溶液的渗透压通过半透膜发生表面通过半透膜发生表面上单方面扩散的现象上单方面扩散的现象1.产生条件产生条件半透膜半透膜浓度差浓度差3.限度限度 达到渗透平衡达到渗透平衡2.方向方向 溶剂由稀向浓溶剂由稀向浓osmotic pressure-4.渗透现象产生原因渗透现象产生原因二、渗透压，二、渗透压，/Pa或或KPa恰能阻止纯溶剂通过半透膜向溶液渗透恰能阻止纯溶剂通过半透膜向溶液渗透必须施加于溶液液面上的额外压强必须施加于溶液液面上的额外压强溶质质点浓度溶质质点浓度溶剂进入趋势溶剂进入趋势阻止渗透所需压强阻止渗透所需压强 与浓度与浓度的相关性的相关性-三

9、、渗透压方程三、渗透压方程（Vant Hoff 经验式经验式)V nRT cBRT 具有依数性具有依数性电解质溶液电解质溶液 icBRT当溶液很稀时当溶液很稀时 ibBRT 或或 bBRT 式中单位式中单位:/8.314 KPa L K-1 mol-1，cB/mol L-1,/K,/KPa实验证明实验证明 在数值上符合理想气体方程在数值上符合理想气体方程-四、渗透浓度四、渗透浓度 osmolarity 单位：单位：mmolL-1 混合溶液中能产生渗透效应的溶质混合溶液中能产生渗透效应的溶质微粒（分子或离子）的浓度总和。微粒（分子或离子）的浓度总和。Vnc总OSB,cB,OS(非电解质非电解质)

10、=cB cB,OS(电解质电解质)=icB-正常人各种渗透活性物质的渗透浓度正常人各种渗透活性物质的渗透浓度/mmolL-1渗透活性物质渗透活性物质 Na+K+Ca2+Mg2+Cl-HCO3-HPO42-,H2PO4-SO42-血浆中血浆中14452.51.51072720.5组织间液中组织间液中137472.41.4112.728.320.5细胞內液中细胞內液中1014131410111-续正常人各种渗透活性物质的渗透浓度续正常人各种渗透活性物质的渗透浓度/mmolL-1渗透活性物质渗透活性物质氨基酸氨基酸血浆中血浆中2组织间液中组织间液中2细胞內液中细胞內液中8肌酸肌酸0.20.29乳酸盐

11、乳酸盐1.21.21.5三磷酸腺苷三磷酸腺苷5一磷酸已糖一磷酸已糖3.7葡萄糖葡萄糖5.65.6蛋白质蛋白质1.20.24尿素尿素444cos303.7302.2302.2-例例1 试计算试计算37生理盐水的渗透压和生理盐水的渗透压和 渗透浓度。渗透浓度。生理盐水的质量浓度生理盐水的质量浓度B为为9.0g L-1,T=37+273=310K解：解：BBBcM)Lmol(154.05.580.91(kPa)1094.7310314.8154.022BRTic cB,os=20.1541000=308(mmolL-1)-五、依数性的应用五、依数性的应用 1.1.测定溶质的摩尔质量测定溶质的摩尔质量

12、 例例2 取取0.749g谷氨酸溶于谷氨酸溶于50.0g水中，水中，测得其凝固点为测得其凝固点为-0.188，已知水的已知水的Kf=1.86,计算谷氨酸的计算谷氨酸的MB。ABBfBffmMmKmnKbKTABf解：-fABfBTmmKM)g.mol(148188.00500.0749.086.11-注意单位：注意单位：mBg；mAKgABBfBffmMmKmnKbKTABf解：-例例3一种非电解质一种非电解质,估计它的摩尔质量在估计它的摩尔质量在 12000gmol-1左右左右,问用哪一种依数性问用哪一种依数性 来测定摩尔质量最好来测定摩尔质量最好?解：设解：设200C下下,取取1.00g

13、样品溶于样品溶于100g 水中水中)kPa(1051.30.18/10012000/00.112000/00.134.25B0 xpp)K(103.410010001200000.151.04BbbbKT-)K(106.110010001200000.186.13BffbKTkPa)(02.2293314.810010001200000.1BRTb 常采用渗透压法测高聚物的摩尔质量常采用渗透压法测高聚物的摩尔质量 MB小的物质宜采用凝固点降低法。小的物质宜采用凝固点降低法。-临床上对血液、胃液、唾液、临床上对血液、胃液、唾液、尿液、透析液、组织细胞培养液尿液、透析液、组织细胞培养液等，常用等，

14、常用“冰点渗透压计冰点渗透压计”通过测通过测定定 Tf值来推算渗透压。值来推算渗透压。-2.防冻剂、冷冻剂防冻剂、冷冻剂 1.测定溶质的摩尔质量测定溶质的摩尔质量 汽车水箱中加甘油或乙二醇汽车水箱中加甘油或乙二醇 Tf 冰盐水冷冻剂冰盐水冷冻剂 (NaCl与水以某种比例混合与水以某种比例混合)Tf=22 生物抗冻剂生物抗冻剂(如爱斯基摩人血液中如爱斯基摩人血液中)3.3.判断物质的纯度（测判断物质的纯度（测 Tf，Tb）-4.4.海水淡化海水淡化反渗透反渗透淡水淡水海水海水-5.5.等渗输液等渗输液生理等渗溶液生理等渗溶液 280320 mmolL-1 高渗溶液高渗溶液 320 mmolL-1

15、 低渗溶液低渗溶液 280 mmolL-1-高渗高渗等渗等渗低渗低渗 红细胞在红细胞在高渗溶液中皱缩；高渗溶液中皱缩；等渗溶液中维持等渗溶液中维持 原状；原状；低渗溶液中肿胀低渗溶液中肿胀 甚至破裂。甚至破裂。-)Lmol(167.010010000.6000.11-尿素c例例41.00%尿素溶液尿素溶液50.0ml，需加入多少，需加入多少 克葡萄糖克葡萄糖(C6H12O6)才与血液等渗？才与血液等渗？已知已知 Kf1.86，Tf 血液272.44K，M 葡萄糖180gmol-1-1，M尿素尿素 60.0gmol-1解法解法1 1：Tf,血液=273272.44=0.56(K)-Tf,尿素尿素

16、=Kf b尿素尿素 Kf c尿素尿素 =1.860.167=0.311(K)Tf,葡萄糖葡萄糖=0.560.311=0.25(K)Tf,葡萄糖葡萄糖 Kf c葡萄糖葡萄糖 c葡萄糖葡萄糖=0.25/1.860.13(molL-1)m葡萄糖葡萄糖cVM 0.130.050180 1.2(g)-解法解法2：(若不知若不知Tf,血液血液)由由正常人正常人cB,OS,血液280320mmolL-1 计算计算)Lmol(167.010010000.6000.11-尿素c则应则应cB,葡萄糖(0.2800.167)(0.3200.167)0.1130.153(molL-1 m葡萄糖葡萄糖=cVM =(0.

17、1130.153)0.0501801.021.38(g)-6.血浆晶体渗透压和胶体渗透压血浆晶体渗透压和胶体渗透压 晶体渗透压：晶体渗透压：约约767kPa 维持细胞内、外水盐平衡。维持细胞内、外水盐平衡。低分子晶体物质低分子晶体物质-胶体渗透压：胶体渗透压：约约2.93.9kPa。维持血浆的正常容量。维持血浆的正常容量。高分子胶态物质高分子胶态物质-7.7.血液净化血液净化 肾衰竭、排毒肾衰竭、排毒-今有葡萄糖、氯化钠、氯化钙三种今有葡萄糖、氯化钠、氯化钙三种 溶液，溶液，cB均为均为 0.1 molL-1,试比较三试比较三 者渗透压的大小。者渗透压的大小。:CaCl2 NaCl C6H12

18、O6 用质量相同的下列化合物作为防冻剂，哪一种防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？冻效果最好？为什么？乙二醇（乙二醇（C2H6O2）甘油（甘油（C3H8O3）葡萄糖（葡萄糖（C6H12O6）蔗糖（蔗糖（C12H22O11）乙二醇乙二醇 MB最小最小 质量摩尔浓度最大质量摩尔浓度最大课堂练习课堂练习-把相同质量的葡萄糖和甘油分别溶于把相同质量的葡萄糖和甘油分别溶于 1000g 1000g水中，所得溶液的沸点、凝固点、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？蒸汽压和渗透压是否相同？为什么？相同相同 均为非电解质且质量摩尔浓度相同均为非电解质且质量摩尔浓度相同 不同不同 n 葡糖葡糖=m/180n 甘油甘油=m /92 如果把相同物质的量的葡萄糖和甘油如果把相同物质的量的葡萄糖和甘油 溶于溶于1000g 水中，结果又怎样？说明之。水中，结果又怎样？说明之。-0.05 molL-1萘的苯溶液萘的苯溶液 0.05 molL-1尿素的水溶液尿素的水溶液 0.05 molL-1 氯化钙的水溶液氯化钙的水溶液 凝固点是否相同？说明之。凝固点是否相同？说明之。不同不同 Tf,1 Kf,1c5.100.05Tf,2 Kf,2c1.860.05Tf,3 Kf,3ic1.8630.05作业：作业：p.2425:3、4、6、8、10、11。-