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第二章 稀溶液的依数性(1)


第二章 稀溶液的依数性
本章内容 1. 非电解质稀溶液的四个依数性之 非电解质稀溶液的四个依数性之——蒸 蒸 汽压下降、沸点升高、凝固点降低 汽压下降、沸点升高、凝固点降低。 2. 非电解质稀溶液的第四个依数 非电解质稀溶液的第四个依数——渗透 渗透 及其在医学上的应用。 压,及其在医学上的应用。 3. 强电解质稀溶液的依数性行为。 强电解质稀溶液的依数性行为。

本章重点 溶液的沸点升高,凝固点降低, 溶液的沸点升高,凝固点降低,以及渗透压 的相关计算。 的相关计算。 本章难点 四个依数性之间相互转化的计算。 四个依数性之间相互转化的计算。

溶液的性质有两类: 溶液的性质有两类: 一类: 溶质的本性决定, 一类:由溶质的本性决定,如:密度,颜色, 决定 密度,颜色, 导电性,酸碱性。 导电性,酸碱性。 另一类: 溶质粒子数目的多少决定。 另一类:由溶质粒子数目的多少决定。如:溶 决定 液的蒸气压下降,沸点升高,凝固点降低, 液的蒸气压下降,沸点升高,凝固点降低,溶 液的渗透压,该性质称为依数性。 液的渗透压,该性质称为依数性。

第一节 溶液的蒸气压下降 一、蒸气压
液相单位时间内蒸发出的气体 分子数和由气相返回到液相内的 分子数相等, 分子数相等,气液两相处于平衡 状态时的气相所具有的压力叫该 溶液的蒸汽压 蒸汽压。 溶液的蒸汽压。 蒸汽压用符号p表示,单位(Pa) 蒸汽压用符号p表示,单位( 或千帕( 或千帕(kPa) 。

纯水的蒸气压示意图

几点说明: 几点说明: (1)不同的物质有不同的蒸气压,同一物质的 )不同的物质有不同的蒸气压, 蒸气压随温度升高而增大。 蒸气压随温度升高而增大。 (2)固体也具有一定的蒸汽压 但大多数固体蒸 )固体也具有一定的蒸汽压,但大多数固体蒸 汽压都很小。 冰的蒸汽压为0.61kPa。 汽压都很小。如0℃时,冰的蒸汽压为 ℃ 。 难挥发性物质及 (3)根据蒸汽压大小,区分难挥发性物质及易 )根据蒸汽压大小,区分难挥发性物质 挥发性物质。 挥发性物质。

二、 溶液的蒸气压下降 (1) 实验: ) 实验: 实验表明:含有难挥发性溶质的溶液( 难挥发性溶质的溶液 实验表明:含有难挥发性溶质的溶液(如葡萄 糖水溶液)的蒸气压低于纯水的蒸气压。 糖水溶液)的蒸气压低于纯水的蒸气压。这种 现象称为溶液的蒸气压下降 蒸气压下降。 现象称为溶液的蒸气压下降。 (2) 原因 : ) 水的部分表面被难挥发性溶质占据, 难挥发性溶质占据 水的部分表面被难挥发性溶质占据,因此单位 时间逸出液面的水分子数相应减少
多 少

纯溶剂

溶液

(3) 规律:对于难挥发性非电解质稀溶液,蒸气 难挥发性非电解质 ) 规律:对于难挥发性非电解质稀溶液,

压下降符合Raoult定律。 定律。 压下降符合 定律

p=
溶液的蒸气压

0 p

xA

溶剂的物质的量分数

纯溶剂的蒸气压 对于只含一种溶质的稀溶液: 对于只含一种溶质的稀溶液: ?p = p0 - p
质量摩尔浓度

≈ k bB

说明: 说明: 一定温度下,难挥发性非电解质稀溶液的蒸气压下降 一定温度下,难挥发性非电解质稀溶液的蒸气压下降 与溶质的质量摩尔浓度成正比,而与溶质的本性无关。 与溶质的质量摩尔浓度成正比,而与溶质的本性无关。

第二节 溶液的沸点升高和凝固点降低
一、溶液的沸点升高 (一) 溶液的沸点 一定温度下,当溶液的蒸气压等于外压(通常 一定温度下,当溶液的蒸气压等于外压 通常 指一个标准大气压)时,溶液沸腾,这时的温 指一个标准大气压 时 溶液沸腾, 度称为沸点。 度称为沸点。

(二)溶液的沸点升高 (1) 实验表明,溶液的沸点要高于纯水的沸点。 ) 实验表明,溶液的沸点要高于纯水的沸点。 这一现象称为溶液的沸点升高

而言, (2)对难挥发性非电解质稀溶液而言,沸点升高 ) 难挥发性非电解质稀溶液而言 与溶质的质量摩尔浓度成正比, 与溶质的质量摩尔浓度成正比,而与溶质的本性 无关。 无关。 ?Tb 与bB 的关系:?Tb = Kb· bB 的关系:

为溶剂的沸点升高常数, 式中 Kb为溶剂的沸点升高常数,它只与溶剂 的本性有关, 的本性有关,水的 Kb = 1.86 K·kg·mol-1

二、 溶液的凝固点降低 (一)凝固点:物质的固相的蒸气压与它的液相 凝固点: 蒸气压相等时的温度。 蒸气压相等时的温度。 (例如水开始结冰的温度) 例如水开始结冰的温度)

(二) 凝固点下降 (1) 难挥发性非电解质稀溶液的凝固点 f总比纯 难挥发性非电解质稀溶液的凝固点T 溶剂的凝固点低。 溶剂的凝固点低。 (2) 对难挥发性非电解质稀溶液而言,凝固点降 对难挥发性非电解质稀溶液而言, 低正比于溶质的质量摩尔浓度, 低正比于溶质的质量摩尔浓度,而与溶质的本 性无关。 性无关。 ?Tf =Kf bB (Kf 为溶剂的凝固点降低常数,水的 Kf = 1.86 为溶剂的凝固点降低常数, K·kg·mol-1 )

溶液的沸点升高和凝固点降低的性质还有许多 实际应用, 实际应用,汽车散热器的冷却水中常加入适量 乙二醇或甘油,既可以防止冬天水结冰, 乙二醇或甘油,既可以防止冬天水结冰,又可 以防止夏天水沸腾。 以防止夏天水沸腾。 利用溶液的沸点升高和凝固点降低都可测定溶 质的相对分子质量,相比教而言, 质的相对分子质量,相比教而言,凝固点降低 法的应用更广泛。 法的应用更广泛。

例、将 0.900 g 某物质溶于 60.0 g 水中 , 使 溶液的凝固点降低了 0.150 ℃, 求该物质的 相对分子质量 (水的 Kf = 1.86 K·kg·mol-1 ) 水的

难挥发性强电解质 强电解质稀溶液的依数性 三、难挥发性强电解质稀溶液的依数性 (1)强电解质稀溶液的依数性比理论计算值大。 )强电解质稀溶液的依数性比理论计算值大。 原因: 原因:强电解质在水溶液中自发地电离成带电 荷的粒子, 荷的粒子,使其含有的粒子数比同浓度非电解 质多。 质多。

(2)计算强电解质稀溶液的依数性时,必须引入 )计算强电解质稀溶液的依数性时, 一个校正因子。 一个校正因子。

?Tb = i Kb bB ?Tf = i Kf bB Π = i cBRT ≈ i bB RT
校正因子i是一“分子” 校正因子 是一“分子”电解质解离出的粒子个数 是一

第三节 溶液的渗透压力
渗透现象在日常生活中极其常见, 渗透现象在日常生活中极其常见,如在 鲜嫩的蔬菜上撒上盐,立即会渗出水来, 鲜嫩的蔬菜上撒上盐,立即会渗出水来, 蔬菜因失水而发蔫。临床给病人输液, 蔬菜因失水而发蔫。临床给病人输液, 对药物浓度要求非常严格,如0.9%的生 对药物浓度要求非常严格, 0.9%的生 理盐水,浓度大于或小于0.9% 0.9%都会造成 理盐水,浓度大于或小于0.9%都会造成 严重后果甚至死亡。此即临床上的等渗, 严重后果甚至死亡。此即临床上的等渗, 低渗,高渗问题。 低渗,高渗问题。

一、渗透现象和渗透压力
1、渗透现象〔实验〕 、渗透现象〔实验〕 将葡萄糖溶液与纯水用半透膜 隔开, 隔开,不久可见葡萄糖的液面 不断上升, 不断上升,说明水分子不断透 过半透膜进入葡萄糖水热溶液中。 过半透膜进入葡萄糖水热溶液中。 溶剂水分子透过半透膜进入溶液的自发过 我们把溶剂水分 我们把溶剂水分子透过半透膜进入溶液的自发过 程称为渗透 渗透。 程称为渗透。不同浓度的两溶液用半透膜隔开 都有渗透现象发生。 时,都有渗透现象发生。

2、渗透现象产生的原因 、 由于葡萄糖分子不能透过半透膜, 由于葡萄糖分子不能透过半透膜,而水分子可以 自由通过半透膜 半透膜。 自由通过半透膜。膜两侧单位体积内水分子数目 不等, 不等,单位时间内由纯水进入葡萄糖溶液中的水 分子数目比由葡萄糖溶液进入纯水中的数目多。 分子数目比由葡萄糖溶液进入纯水中的数目多。 其净结果是使葡萄糖溶液一侧液面升高, 其净结果是使葡萄糖溶液一侧液面升高,溶液的 浓度降低。 浓度降低。
h 纯水 葡萄 糖水

3、 渗透压力: 、 渗透压力: 溶液液面不断上升,产生的液体压力逐渐增大, 溶液液面不断上升,产生的液体压力逐渐增大, 在该压力作用下, 在该压力作用下,溶液中的溶剂分子在单位时间 内透过半透膜的数目增多。 内透过半透膜的数目增多。当液面上升到一定高 度,单位时间内从半透膜两侧透过的水分子数目 相等,溶液液面不再上升,体系达到渗透平衡。 相等,溶液液面不再上升,体系达到渗透平衡。 溶液增高的这部分水的静压力就等于溶液的渗透压 溶液增高的这部分水的静压力就等于溶液的渗透压。
h 纯水 糖水

渗透压: 在一定的温度下, 渗透压 : 在一定的温度下 , 恰能阻止渗透发生所 需施加的外压力,称为该溶液的渗透压。用符号Π 需施加的外压力,称为该溶液的渗透压。用符号 表示。 表示。

π
糖水

纯水

二、 溶液的渗透压力与温度及浓度的关 系 1、 van’t Hoff定律(稀溶液的渗透压力方程式) 定律( 、 定律 稀溶液的渗透压力方程式) Π V = nRT Π = cB RT

说明: 因此, 说明:对稀溶液 cB ≈ bB ,因此, Π = bB RT

渗透现象在动植物的生命过程中有着重要作用: 渗透现象在动植物的生命过程中有着重要作用: 医学上输液必需输等渗溶液。 医学上输液必需输等渗溶液。 动物体内水份的输送。 动物体内水份的输送。 植物从土壤中吸收水份和营养。 植物从土壤中吸收水份和营养。 求算溶质的分子量。 求算溶质的分子量。

三、渗透压力在医学上的意义 (一)渗透浓度 渗透浓度:渗透活性物质的物质的量除以溶液的 渗透浓度:渗透活性物质的物质的量除以溶液的 体积。 体积。 符号: 符号:cos 单位: 单位:mol· L-1 , mmol· L-1
指溶液中产生渗透效应 的溶质粒子

(二)等渗,高渗和低渗溶液 等渗, 医学上的等渗, 医学上的等渗,高渗和低渗溶液是以血浆的渗 透浓度为标准确定的。 透浓度为标准确定的。 临床上规定: 临床上规定: cos =280~320 mmol· L-1 的溶液为等渗溶液。 的溶液为等渗溶液。 ~ cos> 320 mmol· L-1的溶液称为高渗溶液。 的溶液称为高渗溶液。 cos< 280 mmol· L-1的溶液称为低渗溶液。 的溶液称为低渗溶液。

在临床治疗中,当为病人大剂量补液时,要特 在临床治疗中,当为病人大剂量补液时, 别注意补液的渗透浓度, 别注意补液的渗透浓度,否则可能导致机体内 水分调节失常及细胞的变形和破坏。 水分调节失常及细胞的变形和破坏。 常用补液:50 g/L葡萄糖或 g/LNaCl 常用补液: 葡萄糖或9 葡萄糖或 0.28 mol/L葡萄糖或 葡萄糖或0.15 mol/LNaCl 葡萄糖或

(三) 晶体渗透压和胶体渗透压 晶体渗透压:在医学上,习惯把电解质、 晶体渗透压:在医学上,习惯把电解质、 小分子物质统称为晶体物质, 小分子物质统称为晶体物质,由它们产 生的渗透压力称为晶体渗透压力。 生的渗透压力称为晶体渗透压力。 胶体渗透压:白蛋白、 胶体渗透压:白蛋白、球蛋白等大分子 物质称为胶体物质, 物质称为胶体物质,由它们产生的压力 统称为胶体渗透压力。 统称为胶体渗透压力。 人体血浆的渗透压力主要来源于晶体渗 人体血浆的渗透压力主要来源于晶体渗 透压(705.6 kPa),胶体渗透压只占极少 透压 , 一部分(3.3 kPa)。 一部分 。

晶体渗透压: 晶体渗透压:维持细胞内外水盐平衡 胶体渗透压: 胶体渗透压:维持血管内外水盐平衡 说明: 说明: 细胞膜允许水分子自由透过, 细胞膜允许水分子自由透过,无机盐离 子不易自由透过。 子不易自由透过。 毛细血管闭允许水分子、 毛细血管闭允许水分子、离子和小分子 物质自由透过, 物质自由透过,不允许胶体物质通过

例题讲解
1. 人体血液的凝固点为 人体血液的凝固点为-0.56℃ ,正常人体 ℃ 正常人体 温度为37℃ 温度为 ℃ ,人体血液的渗透压是多 少?


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