2017第二章 稀溶液的依数性-基础化学-新

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第二章作业p23第5、7、10、11题

1第二章稀溶液的依数性(Colligativepropertiesofdilutedsolution)

2溶液的性质第一类由溶质本性决定溶液的颜色、酸碱性、导电性、溶解度等第二类与溶质本性无关，只与溶液中单位体积内含溶质的微粒数有关蒸气压下降沸点升高凝固点降低渗透压力溶液的依数性

3溶液的蒸气压下降第一节

4一、液体的蒸气压(vaporpressureofliquid)

5一定温度下，蒸发H2O(液）H2O(气）当V蒸发=V凝结时，气液两相建立平衡，此时蒸气所具有的压力称为该温度下的饱和蒸气压（简称蒸气压）。符号：P单位：kPa或Pa凝结一、液体的蒸气压(vaporpressureofliquid)

6关于蒸气压(P)▲影响蒸气压大小的因素:▲冰的蒸气压:与冰(固相)平衡的水蒸气压力称冰的饱和蒸气压，但较小。H2O(固)H2O(气)①液体的本性凝华升华②温度:同一液体的P随T升高而升高（表2-1）

7纯水和冰的饱和蒸气压温度水p/kPa冰p/kPa150℃476.0100℃101.320℃2.3410℃1.230℃0.6110.611-10℃0.26-20℃0.10蒸气压随温度升高而增大沸点凝固点

8水、冰的蒸气压随温度的变化曲线P/kPaT/KBAA’101.30.611273373Tf0Tb0水的蒸气压曲线冰的蒸气压曲线纯溶剂

9▲稀溶液蒸气压下降的原因:▲难挥发非电解质稀溶液蒸气压下降值△P=-PP0稀溶液P纯溶剂P0二、溶液的蒸气压下降(vaporpressurelowering)同温度下＞

10水和溶液的蒸气平衡原理纯溶剂气—液平衡溶液气—液平衡溶剂分子难挥发溶质微粒

11

12▲难挥发非电解质稀溶液蒸气压下降值△P=-PP0稀溶液P纯溶剂P0(二)溶液的蒸气压下降(vaporpressurelowering)同温度下＞▲稀溶液蒸气压下降的原因:单位时间内从溶液中蒸发出来的溶剂分子数比从纯溶剂中蒸发的分子数少(溶质分子不挥发)

13▲难挥发非电解质稀溶液蒸气压下降值△P=-PP0稀溶液P纯溶剂P0(二)溶液的蒸气压下降(vaporpressurelowering)同温度下＞▲难挥发非电解质稀溶液的蒸气压实指溶液中溶剂的蒸气压。【思考题】蒸气压下降值随浓度如何变化？

14拉乌尔定律(LawofRault)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蒸气压×溶液中溶剂A的摩尔分数∵xA+xB=1～表达式之二表示在一定温度下,难挥发非电解质稀溶液的△P∝xBP=PxA0△P=xB0P-P=xB0P0P0P∴P=(1-xB)=-xB0P0P(2.2)(2.3)～表达式之一

15稀溶液中xB=nBnA+nB≈nBnAnBmA/MA△P=KbB(表达式之三)(表达式之二)nBmA=MA0P△P=0P△P=xB0PmA/MA=nB(2.3)(2.4)Raoult定律仅适用于稀溶液：稀溶液中：∴nA+nB≈nAnA>>nB∴△P=MA0PbB10-3×10-3×10-3

16(表达式之三)在一定温度下,稀溶液的蒸气压下降与溶液的质量摩尔浓度成正比，即△P∝bB说明稀溶液的蒸气压下降(△P)只与一定量的溶剂中所含溶质的微粒数有关,而与溶质种类和本性无关。∴△P是稀溶液的一种依数性△P=KbB(2.4)

17【思考题2-1】排出下列稀溶液在310K时,蒸气压下降(△P)由小到大的顺序。①0.01mol·Kg-1蔗糖溶液②0.01mol·Kg-1葡萄糖溶液0.01mol·Kg-1HAc溶液0.01mol·Kg-1NaCl溶液答案：①=②＜③＜④

18难挥发非电解质稀溶液：△P=KbB难挥发电解质稀溶液：△P=iKbB校正因子i>1i为电解质一个“分子”解离出的离子个数例如NaCli=2CaCl2i=3难挥发强电解质稀溶液

19封闭箱中，一杯纯水和一杯糖水，长时间后，糖水、纯水液面的变化？若改为两杯浓度不同的糖水，其结果又会怎样？1.糖水液面上升，纯水液面下降甚至没有纯水糖水钟罩实验【思考题2-2】Why？2.两杯糖水浓度相同

20钟罩实验中，水有自发从蒸气压高处向蒸气压低处移动的倾向，而糖水的蒸气压低于纯水的蒸气压，所以会有以上结果。纯水糖水放置一段时间后！P23:习题2(2)

21水、冰和溶液的蒸气压曲线P/kPaT/KBB’AA’Tf101.30.611TbTf0Tb0水的蒸气压曲线稀溶液的蒸气压曲线纯溶剂

22溶液的沸点升高和凝固点降低第二节

231.液体的沸点（Tb)液体的蒸气压与外压相等时的温度一、溶液的沸点升高(boilingpointelevation)▲液体的沸点与外压有关▲液体的正常沸点：外压为101.3kPa时的沸点大气压蒸气压

24P/kPaT/KBB’AA’101.30.611TbTb02.溶液的沸点升高稀溶液的沸点TbWhy?水的沸点:373K(100℃)Tb0Tb＞Tb0根本原因:溶液蒸气压下降⊿Tb=Tb-Tb0

252.溶液的沸点升高P/kPaT/KBB’AA’Tb1101.3Tb0∵△Tb∝△P且△P=KbB△Tb=KbbBTb2⊿Tb=Tb-Tb0∴C’C’(2.5)△Tb2△P2△Tb1△P1=

26(2.5)Kb:溶剂的沸点升高常数△Tb=KbbB溶剂Tb/℃Kb/K·kg·mol-1乙酸苯四氯化碳乙醚乙醇水1188076.734.778.41002.932.535.032.021.220.512表2-3(p14)K·kg·mol-1由溶剂本性决定

27说明：稀溶液的△Tb∝bB,即只与一定量的溶剂中所含溶质的微粒数有关,而与溶质种类和本性无关。∴△Tb也是一种依数性△Tb=KbbB(2.5)

28【思考题2-3】排出下列稀溶液在310K时,沸点(Tb)由小到大的顺序。①0.01mol·Kg-1蔗糖溶液②0.01mol·Kg-1葡萄糖溶液0.01mol·Kg-1HAc溶液0.01mol·Kg-1NaCl溶液答案：①=②＜③＜④溶质微粒指的是溶液中实际存在的微粒

29难挥发非电解质稀溶液：△Tb=KbbB难挥发电解质稀溶液：△Tb=iKbbB校正因子i>1i为电解质一个“分子”解离出的离子个数难挥发强电解质稀溶液

30二、溶液凝固点（冰点）降低1.液体的凝固点（Tf）同一物质固液两相蒸气压相等时的温度，即固液两相平衡共存时的温度。例如：Tf(水)=273K冰(固)水(液)(freezingpointdepression)

31P/kPaT/KBB’AA’Tf101.30.611TbTf0Tb02.溶液的凝固点降低Tf＜TfºWhy?水的凝固点Tfº:273K溶液的凝固点:Tf⊿Tf=Tf0-Tf原因:溶液蒸气压下降

322.溶液的凝固点降低P/kPaT/KBB’AA’Tf1273373Tb101.30.611∵△Tf∝△P且△P=KbBTf2⊿Tf=Tf0-Tf△Tf=KfbB∴C’C’(2.6)△Tf2△P2△Tf1△P1=

33(2.6)Kf:溶剂的凝固点降低常数△Tf=KfbB溶剂Tf/℃Kf/K·kg·mol-1乙酸苯四氯化碳乙醚萘水17.05.5-22.9-116.280.00.03.905.1032.01.86.91.86表2-3(p14)K·kg·mol-1由溶剂本性决定

34说明：稀溶液的△Tf∝bB,即只与一定量的溶剂中所含溶质的微粒数有关,而与溶质种类和本性无关。∴△Tf也是一种依数性△Tf=KfbB(2.6)

35【思考题2-4】排出下列稀溶液在310K时,凝固点(Tf)由小到大的顺序。①0.01mol·Kg-1蔗糖溶液②0.01mol·Kg-1葡萄糖溶液0.01mol·Kg-1HAc溶液0.01mol·Kg-1NaCl溶液答案：①=②>③>④

36难挥发非电解质稀溶液：△Tf=KfbB难挥发电解质稀溶液：△Tf=iKfbB校正因子i>1i为电解质一个“分子”解离出的离子个数难挥发强电解质稀溶液

37【思考题2-5】若在273K时，将小块冰投入糖水溶液，冰将发生什么变化？答案冰将溶化

38【例2-1】1%(g/ml)蔗糖(C12H22O11)溶液的密度为1(g/ml)(蔗糖Mr=342),计算该溶液的沸点和凝固点。解：先算溶液的质量摩尔浓度bB=nB/mA=(1/342)×1000/(100×1-1)=0.030(mol.kg-1)沸点：△Tb=KbbB=0.512×0.030=0.015Tb=△Tb+373=0.015+373=373.015(K)或=△Tb+100=0.015+100=100.015(℃)

39【例2-1】1%(g/ml)蔗糖(C12H22O11)溶液的密度为1(g/ml)(蔗糖Mr=342),计算该溶液的沸点和凝固点。解:溶液的凝固点：△Tf=KfbB=1.86×0.030=0.056Tf=273-△Tf=273-0.056=272.944(K)或=0.0-△Tf=0.0-0.056=-0.056(℃)

40在下列水溶液中，溶液凝固点降得最多的是（）0.02mol·L-1KCl0.01mol·L-1K2SO4C.0.02mol·L-1NaOHD.0.02mol·L-1BaCl2思考题D

41凝固点降低原理的实际应用①可制作防冻剂和冷冻剂②测定小分子溶质的分子量:△Tf=KfbB=KfmB/MBmAMB=KfmB△TfmAmB:溶质的质量(g)mA:溶剂的质量(kg)

42【例2-2】将0.638g尿素溶于250g水中，测得此溶液的凝固点降低值为0.079K，试求尿素的相对分子量（Kf=1.86K·kg·mol-1)解:=1.86×0.638/(0.079×0.25)=60(g.mol-1)MB=KfmB△TfmA△Tf=KfbB=KfmB/MBmAnBmA=Kf

43【例2-3】将0.322g萘溶于80g苯中,测得溶液凝固点为278.34K.求萘的分子量。解:查表（2-3）Tf°=5.5℃Kf,苯=5.10△Tf=(273+5.5)-278.34=0.16(K)=5.10×0.322/(0.16×0.080)=128(g.mol-1)MB=KfmB△TfmA△Tf=KfbB=KfmB/MBmA

44溶液的渗透压力第三节

45一、渗透现象和渗透压力二、渗透压力与浓度、温度的关系三、渗透压力在医学上的意义本节内容：

469g·L-1临床上用的生理盐水浓度是人在淡水中游泳，会觉得眼球胀痛淡水鱼和海水鱼不能互换环境施过化肥的农作物，需要立即浇水？思考

471.渗透现象:溶剂分子通过半透膜进入溶液的现象一、渗透现象与渗透压力渗透条件:①有半透膜存在②膜两侧溶液存在浓度差渗透方向:溶剂分子①纯溶剂溶液②稀溶液浓溶液2.渗透压力Π：为阻止半透膜所隔开的纯溶剂和溶液之间的渗透，必须在溶液液面上方施加的超额压力。单位：Pa或kPa渗透压是溶液固有的特性

48【思考题】如果被半透膜隔开的是两种不同浓度的溶液，为维持渗透平衡，①应在哪一侧施加一超额压力？②此压力代表什么？浓溶液稀溶液半透膜图1-3(c)渗透压力示意图反向渗透:使渗透作用逆向进行的过程

49应用反渗透法使海水淡化

50Van’tHoff定律∏V=nBRT或∏=cBRT理想气体方程pV=nBRT或p=cBRT稀水溶液：cB（mol·L-1）≈bB（mol·kg-1）∴П=cBRTbBRT二、渗透压力与浓度、温度的关系

51Van’tHoff定律式中：cB:mol·L-1bB:mol·Kg-1R:8.314(J.K-1.mol-1)气体常数T:K∏:kPaП=cBRTbBRT(273+？℃)记准适用于难挥发非电解质稀溶液

52表明在一定温度下，稀溶液的∏只决定于单位体积溶液中所含溶质的微粒数,与溶质本性无关。∴∏也是稀溶液的一种依数性.П=cBRTbBRT

53【例题】测得人体血液的凝固点为-0.56℃,求在体温37℃时的渗透压力。(Kf=1.86K·kg·mol-1,R=8.314J·mol-1·K-1)解：Tf=Kf·bBTf=Tf0-Tf=0-(-0.56)=0.56℃或Tf=Tf0-Tf=273-(273-0.56)=0.56KbB=0.56/1.86=0.301(mol·kg-1)=bBRT=0.3018.314(273+37)=776(kPa)

54注意1.∏=cBRT(Van’tHoff公式)p=cBRT(理想气体状态方程)两者形式相同，R值也相同，但∏与p在本质上并无相同之处。2.由∏=cBRT=mBMBVRT常用渗透压力法测定高分子物质分子量MB=mBRT∏VnBVRT=

55【例】将1.0g血红素溶于适量水中,配成100ml溶液,在293K时,测得此溶液的渗透压力为0.366KPa.求血红素的相对分子质量。解:=1.0×8.314×2930.366×100/1000=6.66×104(g.mol-1)∏=cBRT=mBMBVRTnBVRT=MB=mBRT∏V

56难挥发非电解质稀溶液：П=cBRT0.10mol·L-1NaCl溶液П20.10mol·L-1葡萄糖溶液П1思考题П2=П1?2

57难挥发非电解质稀溶液：难挥发电解质稀溶液：i为电解质一个“分子”解离出的离子个数难挥发强电解质稀溶液П=cBRTbBRTП=icBRTibBRT校正因子i>1

58【例题】生理盐水(9.0g·L-1)在310K时渗透压力。解：∏=icBRT=2×9.0/58.5×8.314×310=7.9×102(kPa)(NaCl是强电解质i=2)

590.10mol·L-1NaCl溶液0.10mol·L-1葡萄糖液0.10mol·L-1NaCl溶液0.20mol·L-1葡萄糖液用理想半透膜将下列各组溶液隔开，以下渗透方向如何思考题H2O半透膜

60总结：稀溶液的依数性溶液的蒸气压下降溶液的沸点升高溶液的凝固点降低溶液的渗透压力△Tb=KbbB△P=KbB△Tf=KfbB∏=cBRT≈bBRT（最基本的）

61П=cBRT≈bBRT⊿Tf=Kf·bB⊿Tb=Kb·bB⊿p=K·bB公式的适用范围：难挥发非电解质的稀溶液一定温度下，只与一定量溶剂中所含溶质的物质的量成正比,即∝溶质的微粒数,与溶质本性无关的性质，称为溶液的依数性

62若为电解质溶液,须在公式中引入校正因子i非电解质i=1电解质i＞1例如NaCli=2CaCl2i=3△Tb=iKbbB△Tf=iKfbB∏=icBRT≈ibBRT注意i为电解质一个“分子”解离出的离子个数难挥发强电解质稀溶液

63依数性的应用：测定非电解质的分子量(1)利用凝固点降低MB=Kf·mB⊿Tf·mAMB越小，⊿Tf越大，测量的越准确。适应于小分子非电解质(2)利用渗透压力MB=mB·RTV·ПMB越大，П越小，需要半透膜强度越小。适应于大分子非电解质△Tf=KfbB∏V=nBRT

64溶液中能产生渗透效应的各种溶质粒子(分子、离子等)的物质的量浓度的总和mol·L-1mmol·L-1符号cOS单位:=icBRT=cosRT溶液的浓度溶液的渗透浓度1.渗透浓度(osmoticconcention)三、渗透压力在医学上的意义渗透活性物质(2.13)

650.10mol·L-1NaCl溶液0.10mol·L-1葡萄糖溶液思考题=icBRT=cosRT溶液的浓度溶液的渗透浓度Cos=100mmol·L-1Cos=200mmol·L-1渗透活性物质必是溶液中实际存在的微粒

66解：葡萄糖溶液的物质的量浓度为c=50.0/180=0.278(mol·L-1)渗透浓度cos=0.278(mol·L-1)【例题】求50.0g·L-1葡萄糖(Mr=180)溶液的渗透浓度或cos=0.278×1000=278(mmol·L-1)渗透活性物质：葡萄糖分子（非电解质）

67【例题】求9.0g·L-1NaCl(M=58.5)溶液的渗透浓度cB=9.0/58.5=0.154(mol·L-1)渗透浓度cOS=0.154·mol·L-1=154mmol·L-1渗透浓度cOS=icB=2×0.154=0.308mol·L-1=308mmol·L-1×1000渗透活性物质：Na+和Cl-，不是NaCl分子

68【例题】求含0.1mol·L-1NaCl和0.1mol·L-1MgCl2溶液的渗透浓度。=0.5(mol·L-1)渗透浓度cos=0.5×1000=500(mmol·L-1)解：cOS=0.1+0.1+0.1+0.2Na+Cl-Mg2+Cl-

69非电解质：i=1电解质：i＞1cOS=icB≈ibB难挥发性稀水溶液的依数性：公式总结沸点升高Tb=iKbbB凝固点降低Tf=iKfbB渗透压力=icBRT=Kbcos=Kfcos=cosRT

701.渗透平衡时，半透膜两边溶液的浓度是否一定相等?(温度一定)2.温度一定时，若渗透压相等，其物质的量浓度是否相等?渗透浓度相等的溶液，其渗透压是否相等?1.否2.不一定，是思考题

71欲使被半透膜隔开的两种稀溶液间不发生渗透，应使两溶液（）物质的量浓度相同C.质量浓度相同质量摩尔浓度相同D.渗透浓度相同思考题D0.3mol·L-1CaCl2溶液的渗透浓度是（）A.300mmol·L-1C.600mmol·L-1B.0.15mol·L-1D.900mmol·L-1D

721）渗透浓度cos可用来衡量和比较渗透压力的大小(因为渗透压力∝渗透浓度)。=icBRT=cosRT2）渗透方向可描述为：溶剂分子从低渗透压→高渗透压cos小的一侧→cos大的一侧

732.等渗、低渗和高渗◎溶液渗透压力的高低是相对的，但在医学上是以血浆的总渗透压力为标准的。临床上规定：血浆总渗透浓度的正常范围为280~320(mmol·L-1)等渗溶液：280~320(mmol·L-1)高渗溶液：＞320(mmol·L-1)低渗溶液:＜280(mmol·L-1)◎正常人血浆渗透浓度为:303.7mmol·L-1

74临床上常用的等渗溶液①生理盐水308(9.0g·L-1NaCl溶液）②50.0g·L-1葡萄糖溶液278③12.5g·L-1NaHCO3溶液298mmol·L-1280~320(mmol·L-1)渗透压力的高低对人体生理功能起重要作用

75哺乳动物为无核、双凹盘形红细胞的形态

76水分子蛋白质等高分子和K+、Na+等小离子水分子通过细胞膜只让内液外液细胞膜

77在生理盐水(9g·L-1NaCl)中在较稀盐水(5g·L-1NaCl)中在较浓盐水(15g·L-1NaCl)中红细胞在不同含量的NaCl溶液中的形态图图1-4(a)图1-4(b)图1-4©

78在生理盐水(9g·L-1NaCl)中在较稀盐水(5g·L-1NaCl)中在较浓盐水(15g·L-1NaCl)中红细胞在不同含量的NaCl溶液中的形态图图1-4(a)图1-4(b)图1-4©溶血！栓塞！

79红细胞在不同浓度NaCl溶液中的形态变化①红细胞稀盐水(5.0g.L-1NaCl)∏内∏外＞水②红细胞浓盐水(15g.L-1NaCl)∏内∏外＜水③红细胞生理盐水∏内∏外=渗透平衡红细胞逐渐肿胀破裂(栓塞)(溶血)逐渐皱缩（低渗溶液）（高渗溶液）（等渗溶液）维持原形态保持正常生理功能图1-4©图1-4(b)图1-4(a)

80例题：血红细胞置在下列哪个溶液中将会引起溶血(细胞破裂)现象（）A.9.0g/LNaClB.90.0g/LNaClC.50.0g/L葡萄糖D.生理盐水的10倍稀释液E.100.0g/L葡萄糖溶液D

81练习：血红细胞置在下列哪些溶液中，会保持正常的生理功能（）A.300mmol·L-1NaClB.150mmol·L-1NaClC.150mmol·L-1葡萄糖D.50mmol·L-1NaClE.渗透浓度为300mmol·L-1NaCl低渗：溶血高渗：栓塞BE

82A.皱缩B.膨胀C.不受影响D.无法判断例题：将红细胞置于体积比为2:1的生理盐水和50g·L-1葡萄糖溶液的混合溶液中，红细胞将（）（已知：M(NaCl)=58.5g·mol-1，M(葡萄糖)=180g·mol-1）C

833.晶体渗透压力和胶体渗透压力人体血浆总渗透压力773kPa晶体渗透压力由晶体物质产生,7.5g·L-1NaCl、KCl、NaHCO3等电解质，葡萄糖，氨基酸，尿素等小分子胶体渗透压力(2.9～4.0kPa）由胶体物质产生70g·L-1蛋白质,多糖,核酸等高分子物质进一步说明，渗透压力只与溶质的微粒数有关，是一种依数性。

84细胞膜和毛细血管壁是对上述两类物质具有不同的通透性，有不同的生理功能细胞膜：只让水分子通过毛细血管：不让蛋白质等高分子胶体物质通过（允许水分子和晶体物质通过）

85水分子蛋白质等高分子和K+、Na+等小分子◎细胞内失水◎水中毒∏晶对维持细胞内外的水盐平衡起重要作用水分子通过细胞膜只让内液外液

86喝水有度牛饮水中毒

87毛细血管壁毛细血管壁组织间液组织间液∏晶虽大，但对水进出毛细血管不起任何调节作用水肿∏胶虽小，对维持毛细血管内外(即血浆和组织液之间)水盐平衡起主要作用。高分子物质通过毛细血管壁不让血浆水和晶体小分子物质胶体物质（维持血容量）

88本章小结1.掌握稀溶液的蒸气压下降、沸点升高、凝固点降低概念及计算;渗透压力的概念及渗透浓度的计算。2.熟悉稀溶液依数性之间的换算，利用依数性计算溶质的相对分子质量；电解质溶液的依数性。3.掌握渗透压力在医学上的意义。△P△Tb△Tf∏cOS====KKbKfRT（渗透浓度与浓度，高渗、低渗、等渗溶液）

89第二章作业p23第5、7、10、11题