稀溶液的依数性课件.ppt

1、122.2 2.2 溶液的沸点升高溶液的沸点升高 和凝固点降低和凝固点降低2.1 2.1 溶液的蒸汽压下降溶液的蒸汽压下降2.3 2.3 溶液的渗透压力溶液的渗透压力稀溶液中溶剂的蒸气压下降、凝固点降低、沸点升高和渗透压的数值，只与溶液中溶质的量有关，与溶质的本性无关，故称这些性质为稀溶液的依数性稀溶液的依数性。3 一定温度下，液体蒸发达到平衡时，液面上方蒸一定温度下，液体蒸发达到平衡时，液面上方蒸汽分子所具有的压强，称该液体的饱和蒸汽压汽分子所具有的压强，称该液体的饱和蒸汽压(p)。单位：单位：PaPa、kPakPa1.蒸发蒸发(evaporation)液相液相气相气相气相气相 液相液相2.

2、凝结凝结(condensation)4 水水100 oCP*101.3kPa0 20 40 60 80 100 120T/oCp/kPa乙醇乙醇78.5 oC乙醚乙醚34.6 oC1.1.相同温度下，不同的溶剂具有不同的蒸气压。相同温度下，不同的溶剂具有不同的蒸气压。2.2.蒸发是一个蒸发是一个吸热的过程吸热的过程，同一种溶剂的饱和蒸气压，同一种溶剂的饱和蒸气压随随温度的升高而升高温度的升高而升高。5 1.蒸汽压与液体的本性有关，在一定温度下蒸汽压与液体的本性有关，在一定温度下纯净物质具有一定的蒸汽压，不同的物质有不同纯净物质具有一定的蒸汽压，不同的物质有不同的蒸汽压。的蒸汽压。2.蒸汽压与温

3、度有关。温度升高，蒸汽压增大。蒸汽压与温度有关。温度升高，蒸汽压增大。3.固体也具有一定的蒸汽压固体也具有一定的蒸汽压，温度升高，固体，温度升高，固体的蒸汽压增大。的蒸汽压增大。4.无论是固体还是液体，蒸汽压大的称为易挥无论是固体还是液体，蒸汽压大的称为易挥发性物质，蒸汽压小的称为难挥发性物质。发性物质，蒸汽压小的称为难挥发性物质。6 在纯溶剂中加入少量难挥发的溶质时，液在纯溶剂中加入少量难挥发的溶质时，液体的蒸气压下降体的蒸气压下降-拉乌尔（拉乌尔（RaoultRaoult）定律。）定律。p p*为纯溶剂的蒸气压为纯溶剂的蒸气压p p为稀溶液的蒸气压为稀溶液的蒸气压p=p*p7 实验表明在相

4、同的温度下，水的蒸汽压大于葡萄糖溶液的蒸汽压。8p/kPaT/oC稀溶液稀溶液纯溶剂纯溶剂9溶液的表面被一部分难挥发非电解质的分子占据着，这样在单位时间内从溶液的液面逸出的溶剂分子比纯溶剂减少。纯溶剂纯溶剂 溶液溶液10pxA p*(xA溶剂的摩尔分数溶剂的摩尔分数)p(1-xB)p*=p*xB p*（单一溶质溶液）单一溶质溶液）p*pxB p*pxB p*一定温度下，难挥发非电解质稀溶液的一定温度下，难挥发非电解质稀溶液的蒸气压下降与蒸气压下降与溶质的摩尔分数溶质的摩尔分数成正比，而与成正比，而与溶质的本性无关。溶质的本性无关。11稀溶液（溶剂质量稀溶液（溶剂质量MA1000g）中）中 nA

5、 nBABBABBnnnnnxAABAABB/MmnMmnx:1000ABB代入上式代入上式将将 mnbABB1000Mbx opMbpAB1000BA1000bpMoBbKp 在一定温度下，难挥发非电解质稀溶液的蒸气在一定温度下，难挥发非电解质稀溶液的蒸气压下降与压下降与溶质的质量摩尔浓度溶质的质量摩尔浓度成正比，而与溶质的成正比，而与溶质的种类和性质无关种类和性质无关.bB:molkg-1*12例例 已知已知293K时水的饱和蒸汽压为时水的饱和蒸汽压为2.338kPa，将，将6.840g蔗糖蔗糖(C12H22O11)溶于溶于100.0g水中，计算蔗糖水中，计算蔗糖溶液的质量摩尔浓溶液的质量

6、摩尔浓度和蒸汽压度和蒸汽压 。解：解：蔗糖的摩尔质量为蔗糖的摩尔质量为342.0g.mol-1，所以溶液的质，所以溶液的质量摩尔浓度为：量摩尔浓度为：1112212kg0.2000mol100.0gkg1000gmol342.0g6.840g11)OH(C b0.9964l0.02000)mo(5.5495.549molmol342.0g6.840gmol18.02g100.0gmol18.02g100.0g111O)(H2 x 蔗糖溶液的蒸汽压为蔗糖溶液的蒸汽压为 p =p0 xA=2.338kPa0.9964=2.330(kPa)水的物质的量分数为水的物质的量分数为13v 液体的沸点液体的

7、沸点(boiling point,Tb)是液体的蒸汽压是液体的蒸汽压等于外界压强时的温度。等于外界压强时的温度。v液体的正常沸点液体的正常沸点 是指是指外压为外压为101.3kPa101.3kPa时的沸点。时的沸点。14Tb=Tb Tb*p/kPaT/oC稀溶液稀溶液纯溶剂纯溶剂 P*101.3kPaTb*Tb15T Tb bp pT Tb bK Kb bB B T Tb bK Kb bb bB B K Kb b称为溶剂的质量摩尔上升常数，单位是称为溶剂的质量摩尔上升常数，单位是K Kkgkgmolmol-1-1，它只与溶剂的本性有关。，它只与溶剂的本性有关。一定温度下，难挥发非电解质稀溶液沸

8、点一定温度下，难挥发非电解质稀溶液沸点的上升与的上升与溶质的质量摩尔浓度溶质的质量摩尔浓度成正比，而与溶成正比，而与溶质的种类和性质无关。质的种类和性质无关。BbKp16溶剂 水 乙酸 苯乙醇Tb*/1001188078.4Kb/(Kkgmol-1)0.5122.932.531.22溶剂 四氯化碳乙醚萘Tb*/76.734.7218Kb/(Kkgmol-1)5.032.025.8017ABB1000mMmABB1000mnb T Tb bK Kb bb bB B ABBbb1000mMmKT AbBbB1000mTmKM18 二硫化碳二硫化碳(CS2)的沸点是的沸点是46.13 C,将将S溶入

9、其溶入其中形成中形成0.1mol/kg溶液时，沸点上升溶液时，沸点上升0.234 C,求沸求沸点上升常数点上升常数Kb；若将；若将2.830g硫溶解在硫溶解在63.00g CS2中时，沸点上升中时，沸点上升0.41 C,求硫的相对分子质量。求硫的相对分子质量。解：解：Tb0.234K bB 0.1mol/kg 根据：根据：Tb Kb bB1Bfbmolkg34.21.0234.0KbTK00.6341.0830.2100034.2BM=256g/mol例例19 液态纯物质的凝固点液态纯物质的凝固点(freezing point,Tf)是指是指在一定的外压下在一定的外压下(101.3kPa)，该

10、物质的，该物质的液相和固相的蒸气压相液相和固相的蒸气压相等时，即固液两相平等时，即固液两相平衡共存时的温度。衡共存时的温度。20p/kPaTf*T/oC水的蒸汽压水的蒸汽压冰的蒸汽压冰的蒸汽压p*0.6105kPa21P*p1p/kPaTf*TfT/oC纯溶剂纯溶剂稀溶液稀溶液固相蒸气压固相蒸气压Tf Tf*Tf22Tf bB Tf pbB Tf KfbB Kf为溶剂的为溶剂的质量摩尔凝固点下降常数质量摩尔凝固点下降常数，单，单位是位是Kkgmol-1,只与溶剂的本性有关。只与溶剂的本性有关。一定温度下，一定温度下，难挥发、非电解质、稀溶难挥发、非电解质、稀溶液的凝固点的下降与溶液的质量摩尔浓

11、度成液的凝固点的下降与溶液的质量摩尔浓度成正比，而与正比，而与溶质溶质的的种类种类和和性质无关性质无关。23常见溶剂的常见溶剂的Tb0 Kb和和Tf0Kf值值 溶剂 水 乙酸 苯乙醇四氯化碳乙醚萘Tb*/1001188078.476.734.7218Kb/(Kkgmol-1)0.5122.932.531.225.032.025.80Tf*/0.017.05.5-117.3-22.9-116.280.0Kf/(Kkgmol-1)1.863.905.101.9932.01.86.924AfBfB1000mTmKM3.3.高温溶剂易挥发高温溶剂易挥发,改变溶液的组成量标度改变溶液的组成量标度,测定值

12、的重现性差。测定值的重现性差。1.1.溶剂的溶剂的Kf值一般大于值一般大于Kb值，测定温差时相值，测定温差时相对误差较小。对误差较小。2.2.生物样品生物样品(如蛋白质如蛋白质)高温易被破坏。高温易被破坏。25BffbKT解：解：Tf=20.0K则根据题意：则根据题意：1000g水中应加入水中应加入10.75mol甘油，甘油，其质量为：其质量为：10.7592=989g 甘油的甘油的M(C3H8O3)=92g/molmol/kg75.1086.10.20Bb 为防止汽车水箱在寒冬季节冻裂，需使为防止汽车水箱在寒冬季节冻裂，需使水的冰点下降到水的冰点下降到253K，则在每，则在每1000g水中应

13、水中应加入甘油约多少克？加入甘油约多少克？例例26思考题思考题27电解质稀溶液的依数性行为电解质稀溶液的依数性行为 对于电解质溶液，与非电解质稀溶液一样对于电解质溶液，与非电解质稀溶液一样具有蒸汽压下降、沸点升高、凝固点降低等性具有蒸汽压下降、沸点升高、凝固点降低等性质。质。但是由于电解质在溶液中发生解离，所以但是由于电解质在溶液中发生解离，所以电解质溶液的依数性必须引入电解质溶液的依数性必须引入校正因子校正因子i。i值值又称为又称为Vant Hoff系数。系数。溶液越稀，溶液越稀，i 值越大。在极稀溶液中，不值越大。在极稀溶液中，不同类型电解质的同类型电解质的i 值趋近于值趋近于2，3，4等

14、数值。等数值。28 如如AB型型电解质（如电解质（如KCl、KNO3、CaSO4等等其其i 值趋近于值趋近于2。AB2或或A2B型型电解质（如电解质（如MgCl2、CaCl2、NaSO4等），其等），其i 值趋近于值趋近于3。所以，对于电解质溶液：所以，对于电解质溶液：Tb=i KbbBTf=i KfbB29扩散现象扩散现象 扩散扩散(diffuse)是一种双向运动，是溶质分子是一种双向运动，是溶质分子和溶剂分子相互运动的结果。只要两种不同浓度和溶剂分子相互运动的结果。只要两种不同浓度的溶液相互接触，都会发生扩散现象。的溶液相互接触，都会发生扩散现象。30天然天然：动植物细胞膜、动物膀胱膜、动

15、植物细胞膜、动物膀胱膜、肠衣、各种蛋膜、植物根膜。肠衣、各种蛋膜、植物根膜。人造人造：医用透析膜、火棉胶、亚铁氰医用透析膜、火棉胶、亚铁氰 化铜半透膜等。化铜半透膜等。只允许体积较小的水分子通过，体积较只允许体积较小的水分子通过，体积较大的溶质粒子不能通过的薄膜。大的溶质粒子不能通过的薄膜。31 溶剂分子通过半透膜进入到溶溶剂分子通过半透膜进入到溶液中的过程液中的过程,称为渗透称为渗透 。用半透膜将溶液与水分开用半透膜将溶液与水分开,可以看到蔗糖溶液面上升。可以看到蔗糖溶液面上升。32膜内膜内膜外膜外c c(H(H2 2O)O)膜外膜外 c c(H(H2 2O)O)膜内膜内33渗透渗透装置装置

16、 通常把不能透过半透膜的各种通常把不能透过半透膜的各种粒子统称为具有粒子统称为具有渗透活性渗透活性的物质。的物质。如：如：NaNa+、CaCa2+2+、COCO3 32 2、葡萄糖分子、尿素、葡萄糖分子、尿素分子、蛋白质分子等。分子、蛋白质分子等。(1)(1)有半透膜的存在有半透膜的存在(2)(2)膜两测膜两测不能透过半透膜的微粒不能透过半透膜的微粒浓度（渗透活性的物质）浓度（渗透活性的物质）不相等不相等34能否设计这样的永动机？能否设计这样的永动机？35能否设计这样的永动机？能否设计这样的永动机？永动机：1、你如果站在那什么也不做，就可以做功，你就是第一类。2、如果你是火车，火车只加了一次燃

17、料，以后它将所有散失的能量100%地再次利用，你就是第二类永动机。36能否设计这样的永动机？能否设计这样的永动机？河南南街村被曝资不抵债 红色亿元村神话可能终结“班长班长”王宏斌王宏斌,南街村南街村“永动机神话永动机神话”的缔造者的缔造者 http:/ 渗透达到平衡时，升渗透达到平衡时，升高的那段液柱所产生的静高的那段液柱所产生的静水压的压强在数值上等于水压的压强在数值上等于该溶液的渗透压。该溶液的渗透压。符号：符号：单位：单位：PaPa或或kPakPa38c cB B：溶液中具有渗透活性的溶质粒子的浓度。：溶液中具有渗透活性的溶质粒子的浓度。2.2.对于非电解质稀溶液，对于非电解质稀溶液，c

18、 cB B代表溶质的浓度。代表溶质的浓度。3.3.对于强电解质稀溶液，对于强电解质稀溶液，c cB B等于溶质的浓度乘以相应等于溶质的浓度乘以相应的系数的系数i(i(如在极稀溶液中，如在极稀溶液中，NaClNaCl的的i i 2 2，CaClCaCl2 2的的i i 3)3)。c cB BRTRTVVn nB BRTRT注意事项：注意事项：1.1.只适用于稀溶液。只适用于稀溶液。39在溶液一侧在溶液一侧若是施加的外压大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通于渗透压力，则溶液中会有更多的溶剂分子通过半透膜进入溶剂一侧，这种使渗透作用逆向过半透膜进入溶剂一侧，这种使渗透作用逆向进

19、行的过程称为进行的过程称为反向渗透反向渗透。渗渗 透透P P反反向向渗透渗透渗透压力渗透压力依此可实现溶液的浓缩依此可实现溶液的浓缩、海水的淡化海水的淡化和污水处理和污水处理。40 计算计算3737时，时，(NaCl)=5.85(NaCl)=5.85 g/Lg/L 的的NaClNaCl水溶液的渗透压。水溶液的渗透压。解：解：c c(NaCl)=(NaCl)=(NaCl)/M(NaCl)=5.85/58.5=0.1mol/L=c cB BRTRT=2 20.10.18.3148.314(37+273)(37+273)=515.2(kPa)=515.2(kPa)例例41 由由vant Hoff 方

20、程式可得：方程式可得：RTMmRTnVBBBRTVmMBB故：42 将血红素将血红素1.000g1.000g溶于适量水中，配成溶于适量水中，配成100.0ml100.0ml溶液。溶液。293K293K时测得该溶液的渗透压为时测得该溶液的渗透压为0.3666kPa,0.3666kPa,求血红素的相对分子质量。求血红素的相对分子质量。所以血红素的相对分子质量为所以血红素的相对分子质量为6.666.6610104 4RTVmMB解：解：2938.314100/10000.36661.000)mol(g106.6614例例43渗透作用与生理现象渗透作用与生理现象 渗透活性物质：渗透活性物质：溶液中产生

21、渗透效应的溶质溶液中产生渗透效应的溶质粒子粒子(分子分子,离子离子)统称为渗透活性物质。统称为渗透活性物质。根据根据Vant Hoff定律，在一定温度下，对定律，在一定温度下，对于任一稀溶液，于任一稀溶液，与与c成正比。成正比。1.渗透浓度渗透浓度(osmolarity）：）：因此可以用渗透活性物质的量浓度来衡量溶因此可以用渗透活性物质的量浓度来衡量溶液的渗透压大小。液的渗透压大小。44 渗透浓度渗透浓度(osmolarity）：）：所谓渗透浓度就是渗透活性物质的物质所谓渗透浓度就是渗透活性物质的物质的量除以溶液的体积。的量除以溶液的体积。符号：符号：cos单位：单位：mol L-1或或mmo

22、l L-145 数值上等于溶质的物质的量浓度以数值上等于溶质的物质的量浓度以mmolmmolL L-1-1为单位。为单位。egeg：1mmol/L1mmol/L的葡萄糖（的葡萄糖（C6H12O6）溶液）溶液(GS)(GS)egeg：GSGS=50g/L=50g/L的葡萄糖溶液的葡萄糖溶液:280mmol/L18010503GScc cosos=280 mOsm=280 mOsmL L-1-1c cosos=1mOsm/L=1mOsm/L46 数值上等于溶质的物质的量浓度以数值上等于溶质的物质的量浓度以mmolL-1为单位的为单位的i 倍。倍。egeg：NaCl=9g/L的的NaCl溶液：溶液：

23、egeg：1mmol/L的的NaCl溶液：溶液：154mmol/L58.51093NaClccos=1542=308mOsmL-1cos=2mOsm/L47cos:280320 mOsmL-1 等渗溶液等渗溶液cos：320 mOsmL-1 高渗溶液高渗溶液cos：280 mOsmL-1 低渗溶液低渗溶液临床常见的等渗溶液临床常见的等渗溶液：9g/L NaCl；50g/L 葡萄糖；葡萄糖；12.5g/L NaHCO3；18.7g/L 乳酸钠乳酸钠 人体血浆的平均渗透压约为人体血浆的平均渗透压约为770kPa即平即平均渗透浓度约为均渗透浓度约为300300mOsmL-1。48渗透活性物质渗透活性

24、物质血浆中浓度血浆中浓度组织间液中浓度组织间液中浓度细胞内液中浓度细胞内液中浓度mmolL-1mmolL-1mmolL-1NaKCa2Mg2ClHCO3HPO42-H2PO4-SO42磷酸肌酸磷酸肌酸肌肽肌肽氨基酸氨基酸肌酸肌酸乳酸盐乳酸盐三磷酸腺苷三磷酸腺苷一磷酸己糖一磷酸己糖葡萄糖葡萄糖蛋白质蛋白质尿素尿素14452.51.51072720.520.21.25.61.24374.72.41.4112.728.320.520.21.25.60.2410141314101114514891.553.744cos303.7302.2302.2表表25正常人血浆、组织间液和细胞内液中各种渗透活性物

25、质的渗透浓度正常人血浆、组织间液和细胞内液中各种渗透活性物质的渗透浓度49(NaCl)=25g(NaCl)=25g L L-1-1(NaCl)=9g(NaCl)=9g L L-1-1(NaCl)=0.5g(NaCl)=0.5g L L-1-1细胞皱缩细胞溶胀细胞正常等渗溶液低渗溶液高渗溶液5051 临床上常用临床上常用高渗的山梨醇高渗的山梨醇或或高渗的右旋糖苷高渗的右旋糖苷作脱水剂，作脱水剂，治疗颅内水肿，降低颅内压。治疗颅内水肿，降低颅内压。对于对于心、肾功能差心、肾功能差的老年、幼儿患者输入大量的等渗溶的老年、幼儿患者输入大量的等渗溶液易液易造成电解质潴留造成电解质潴留而出现水肿等并发症，

26、故儿科临床上而出现水肿等并发症，故儿科临床上根据病人的情况反而以根据病人的情况反而以低渗输液低渗输液更为常见。更为常见。对对患脑血管障碍伴脑水肿患脑血管障碍伴脑水肿病人治疗时常给予病人治疗时常给予高渗输液高渗输液。GSGS=500g/L=500g/L的葡萄糖溶液给的葡萄糖溶液给急救病人或血糖偏低的急救病人或血糖偏低的病人病人进行静脉注射。但进行静脉注射。但用量不能太多用量不能太多，注射，注射速度不要太快速度不要太快。52概念概念生理功能生理功能半透膜半透膜晶体渗透压晶体渗透压由晶体物质由晶体物质(电解质和电解质和小分子小分子)产生的产生的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

27、液之间的水分转移 细胞膜细胞膜胶体渗透压胶体渗透压由胶体物质由胶体物质(高分子物高分子物质质)产生的产生的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毛细血管壁毛细血管壁53 晶体渗透压力晶体渗透压力:低分子晶体物质产生的渗透低分子晶体物质产生的渗透压力压力 如：电解质、葡萄糖、氨基酸等。如：电解质、葡萄糖、氨基酸等。血浆中含量血浆中含量 渗透压力渗透压力 晶体物质晶体物质 7.5 gL-1 705.6 kPa 胶体物质胶体物质 70 gL-1 3.3 kPa 胶体渗透压力胶体渗透压力:高分子胶体物质产生的渗透高分子胶体物质产生的渗透压力。如：蛋白质、糖类、脂质等。压力。如

28、：蛋白质、糖类、脂质等。血浆总渗透压力是这两种渗透压力的总和。血浆总渗透压力是这两种渗透压力的总和。但是总渗透压力绝大部分是由低分子晶体物质产但是总渗透压力绝大部分是由低分子晶体物质产生的。生的。54 临床上对大面积烧伤或由于失血过多而造成临床上对大面积烧伤或由于失血过多而造成血容量降低的患者进行补液时血容量降低的患者进行补液时,除补以生理盐除补以生理盐水外水外,同时还需要输入血浆或右旋糖酐等代血同时还需要输入血浆或右旋糖酐等代血浆浆,以恢复血浆的胶体渗透压力并增加血容量。以恢复血浆的胶体渗透压力并增加血容量。二者的生理作用不同：二者的生理作用不同：晶体渗透压力对维持细胞内外的水、电晶体渗透压

29、力对维持细胞内外的水、电解质平衡及血液细胞的正常形态和功能起主要解质平衡及血液细胞的正常形态和功能起主要作用作用;胶体渗透压力对保持血浆和组织间液的液胶体渗透压力对保持血浆和组织间液的液体量平衡方面起着重要的作用。体量平衡方面起着重要的作用。55 测得人体血液的凝固点降低值测得人体血液的凝固点降低值Tf=0.56oC，求在体温求在体温37 oC时的渗透压力。时的渗透压力。解：解：因为因为kPa107.81J1kPa37)K(273molK8.314Jmolkg1.86K0.56K2111 故人体血液在体温故人体血液在体温37oC时的渗透压力为时的渗透压力为7.8102 kPa。BffbKT ffBBbcKTRTKTRTcffB56教学基本要求教学基本要求2.掌握溶液渗透的概念、计算及其在医学上的意义。1.了解水的蒸汽压及溶液的蒸汽压下降、沸点升高、凝固点减低的原因、规律和计算。