基础化学 第二章 稀溶液的依数性.ppt

第二章第二章 稀薄溶液的依数性稀薄溶液的依数性基础化学基础化学Colligative Properties of Diluted Solution12§2－－1 溶液的蒸气压下降溶液的蒸气压下降一一. 蒸气压蒸气压 在在一一定定温温度度下下，，在在密密闭闭容容器器中中，，一一种种液液体体蒸蒸发发(evaporation) 与与凝凝结结(condensation)速速率率相相等等，，气气相相和和液液相相达达到到平平衡衡, 气气相相(gas phase)所所具具有有的的压压力力称称为为该该温温度度下下的的饱饱和和蒸蒸气气压压，，简简称称蒸气压蒸气压(vapor pressure) ●符号符号 p，单位，单位 Pa(帕帕), 或或 kPa (千帕千帕) *总压力及分压总压力及分压 ● 蒸气压与温度的关系温度的关系 Vapor Pressure Lowering 3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4二二. 溶液的蒸气压下降溶液的蒸气压下降5二二. 溶液的蒸气压下降溶液的蒸气压下降●溶溶剂剂中中加加入入难难挥挥发发性性溶溶质质后后，，液液相相中中溶溶剂剂的的摩摩尔尔分分数数下下降降，，液液相相与与气气相相间间的的平平衡衡向向液液相相一一边移动，导致溶剂的边移动，导致溶剂的蒸气压下降蒸气压下降。

●溶液中难挥发性溶质浓度愈大，溶剂的摩尔分溶液中难挥发性溶质浓度愈大，溶剂的摩尔分数愈小，蒸气压下降愈多数愈小，蒸气压下降愈多三三、、Raoult定定律律：：对对于于难难挥挥发发性性的的非非电电解解质质 稀稀 溶液，有如下规律：溶液，有如下规律： p = po xA Po 纯溶剂的蒸气压，纯溶剂的蒸气压， p 稀溶液溶剂的蒸气压，稀溶液溶剂的蒸气压， xA 溶液中溶剂的摩尔分数溶液中溶剂的摩尔分数6蒸气压下降公式的推导蒸气压下降公式的推导 溶液的蒸气压溶液的蒸气压：：p = po·xA = po ( 1- xB )∵∵稀溶液，稀溶液，nA远远大于远远大于nB , ∴∴nA + nB ≈ nA蒸气压下降蒸气压下降 ⊿⊿p = po - p = poxB≈ poMA·bB⊿⊿p = K · bB故故7结论：结论：⊿⊿p = K · bB 温度一定时，难挥发性非电解质稀溶温度一定时，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液的蒸气压下降与溶质的质量摩尔浓度bB成正比，而与溶质的本性无关成正比，而与溶质的本性无关 8稀溶液的沸点升高和凝固点下降稀溶液的沸点升高和凝固点下降9§§2 2－－2 2 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 一一. 溶液的沸点升高溶液的沸点升高 Boiling Point Elevation （（一）一） 液体的液体的沸点沸点(boiling point) 液液体体的的蒸蒸气气压压等等于于外外压压时时的的温温度度。

符符号号b.p. 或或bp液液体体的的正正常常沸沸点点是是指指外外压压为为101.3kPa时的沸点时的沸点 1. 不同物质，沸点不同不同物质，沸点不同 ----- 蒸馏（蒸馏（distillation）） 2. 同一物质，不同外压时，沸点不同同一物质，不同外压时，沸点不同 ----- 减压蒸馏，加压消毒减压蒸馏，加压消毒 10（二）溶液的沸点升高溶剂中加入难挥发性溶质后，溶液的蒸气压下溶剂中加入难挥发性溶质后，溶液的蒸气压下降降, 要使溶液蒸气压等于外压，必须提高温度要使溶液蒸气压等于外压，必须提高温度 沸点升高值沸点升高值ΔTb ΔTb = Tb - Tb0 = Kb bB Kb为溶剂沸点升高常数，它只与溶剂的本为溶剂沸点升高常数，它只与溶剂的本性有关不同溶剂，性有关不同溶剂，Kb不同 •结论：结论：难挥发性的非电解质稀溶液的沸点升难挥发性的非电解质稀溶液的沸点升高只与溶质的质量摩尔浓度有关，而与溶质高只与溶质的质量摩尔浓度有关，而与溶质的本性无关。

的本性无关 11二二. 溶液的凝固点降低溶液的凝固点降低 凝固点凝固点与与熔点熔点(melting point): 固相与液相平衡共固相与液相平衡共存时的温度存时的温度, 该温度下固相与液相蒸气压相等该温度下固相与液相蒸气压相等 •凝固点与熔点两者的差异？凝固点与熔点两者的差异？ •三相点：气、液、固三相平衡共存时的三相点：气、液、固三相平衡共存时的 温度该温度下三相蒸气压相等该温度下三相蒸气压相等 •冰点冰点:水的凝固点水的凝固点 •凝固点降低的原因：溶液的蒸气压下降凝固点降低的原因：溶液的蒸气压下降•凝固点下降值：凝固点下降值： ΔTf = Tf0 – Tf = Kf b B Freezing Point Depression12应用：应用：Kf ：溶剂的凝固点降低常数溶剂的凝固点降低常数Kf 只与只与 溶剂本性有关溶剂本性有关 1 . 测定溶质的相对分子质量测定溶质的相对分子质量 ΔTf = Kf b B = Kf（（mB/MB））/mA MB = Kf mB /mAΔTf 2. 抗凝剂抗凝剂：： 汽车冷却水中加入甘油。

汽车冷却水中加入甘油 3. 纯度检验纯度检验 存在杂质时，凝固点下降，存在杂质时，凝固点下降，ΔTf ↗ ↗，， 杂质杂质↗ ↗，纯度，纯度↘ ↘ ΔTf = Kf b B 13§§2 2－－3 3 溶液的渗透压力溶液的渗透压力渗透现象示意图渗透现象示意图14§§2 2－－3 3 溶液的渗透压力溶液的渗透压力一一. 渗透渗透现象和渗透象和渗透压力力半透膜半透膜 (semi-permeable membrane) 只允只允许溶溶剂分子透分子透过而不允而不允许溶溶质分子透分子透过的膜称的膜称 半透膜半透膜渗透压力渗透压力(osmotic pressure) 为了使渗透现象不发生，必须在溶液面上为了使渗透现象不发生，必须在溶液面上施加一超额的压力称为施加一超额的压力称为渗透压力渗透压力15§§2 2－－3 3 溶液的渗透压力溶液的渗透压力产生渗透现象的两个必要条件：产生渗透现象的两个必要条件： 存在半透膜存在半透膜 半透膜两边存在渗透浓度差半透膜两边存在渗透浓度差渗透方向：渗透方向： 溶剂溶剂总是从浓度低的溶液总是从浓度低的溶液 ( 低渗液低渗液)向浓度向浓度高的溶液高的溶液 ( 高渗液高渗液)渗透渗透。

注意注意：：是是溶剂溶剂（而不是溶质）通过半透膜进行（而不是溶质）通过半透膜进行渗透16二二. van′t Hoff 公式公式 Π = cBRT cB 为物物质的量的量浓度，度， T为绝对温度R 为气体常数，气体常数，R= 8.314 J·K-1·mol-1 表明稀溶液渗透表明稀溶液渗透压力的大小力的大小仅与与单位体位体积溶液中溶溶液中溶质质点数的多少有关，而与溶点数的多少有关，而与溶质的本的本性无关 对稀溶液，稀溶液，cB≈bB, 因此因此 Π≈bB RT 17二二. van′t Hoff 公式公式 Π = cBRT 单位位: cB R T Π （（标准）准） mol·m-3 8.314 K Pa （常用）（常用） mol·L-1 8.314 K kPa （（过去）去） mol·L-1 0.082 K atm 思考思考：（：（1））没有半透膜，没有半透膜，Π？？ （（2）半透膜两）半透膜两边为不同不同浓度的溶液度的溶液时？？ 18例例2-3 将将2.00g蔗糖蔗糖(C12H22O11)溶于水，配成溶于水，配成50.0 ml溶液，求溶液在溶液，求溶液在37℃时的渗透的渗透压力。

力Π = cB RT = 0.117 mol·L-1×8.314 J·K -1 ·mol-1×310 K =302 kPa (相当于相当于30.8米的水柱高的米的水柱高的压力力) 解解C12H22O11的摩尔质量为的摩尔质量为342 g·mol-1，则，则19Hypotonic watering of trees:The dissolved substances in tree sap create a more concentrated solution than the surrounding ground water. Water enters membranes in the roots and rises into the tree, creating an osmotic pressure that can exceed 2000 kPa in the tallest trees!20三三. 渗透压力在医学上的意义渗透压力在医学上的意义 电解质溶液的依数性的实验值比按非电解质电解质溶液的依数性的实验值比按非电解质公式计算所得结果大其原因，电解质溶液存公式计算所得结果大。

其原因，电解质溶液存在解离，产生多质点在解离，产生多质点 实验结果表明，强电解质稀溶液的依数性，实验结果表明，强电解质稀溶液的依数性，沸点升高、凝固点降低和渗透压力的公式为沸点升高、凝固点降低和渗透压力的公式为 Δp = i Kb B ΔTb = i Kb b B ΔTf = i Kf b B Π = i cBRT ≈ i b B RT i 为为校正因子校正因子 (一一) ) 电解质溶液的依数性电解质溶液的依数性21(二二)渗透浓度渗透浓度(osmolarity) 强电解质强电解质1:1型型(KCl、、CaSO4、、NaHCO3)和和1:2型（如型（如MgCl2、、Na2SO4等等)的校正因子的校正因子i分别分别约为约为2和和3 溶液中产生渗透效应的溶质粒子溶液中产生渗透效应的溶质粒子(分子、离分子、离子子)统称为统称为渗透活性物质渗透活性物质它们的总浓度称为它们的总浓度称为渗透浓度渗透浓度 医学上常用渗透浓度来比较溶液渗透压医学上常用渗透浓度来比较溶液渗透压力的大小，定义为力的大小，定义为渗透活性物质的物质的量渗透活性物质的物质的量除以溶液的体积除以溶液的体积，符号为，符号为cos，单位为，单位为mol·L-1或或mmol·L-1。

22( (三三) )等渗、高渗和低渗溶液等渗、高渗和低渗溶液 正常人血浆的渗透浓度为正常人血浆的渗透浓度为303.7 mmol·L-1 临床上规定：临床上规定： 280 ~ 320 mmol·L-1 为为等渗溶液 (isotonic solution) cos＞＞320 mmol·L-1 为为高渗溶液 (hypertonic solution) cos＜＜280 mmol·L-1 为为低渗溶液 (hypotonic solution) 在临床治疗中，当为病人大剂量补液时，在临床治疗中，当为病人大剂量补液时，要特别注意补液的渗透浓度要特别注意补液的渗透浓度23正常红细胞正常红细胞24 皱缩皱缩>320 mmol/L 溶血溶血 < 280 mmol/L 正常正常 280~320 mmol/L25 皱缩皱缩>320 mmol/L 溶血溶血 < 280 mmol/L 正常正常 280~320 mmol/L2627( (五五) )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力晶体渗透压力(crystalloid osmotic pressure) 电解质、小分子物质产生的渗透压力电解质、小分子物质产生的渗透压力 （（NaCl、、KCl、葡萄糖、尿素、氨基酸等）、葡萄糖、尿素、氨基酸等） 是决定细胞间液和细胞内液水分子转是决定细胞间液和细胞内液水分子转移的主要因素移的主要因素28( (五五) )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胶体渗透压力胶体渗透压力(colloidal osmotic pressure) 高分子物质产生的渗透压力高分子物质产生的渗透压力 (蛋白质、糖类、脂质等蛋白质、糖类、脂质等) 它它在在调调节节血血容容量量及及维维持持血血浆浆和和组组织织间间液液之之间的水的平衡方面起重要作用间的水的平衡方面起重要作用水肿与水中毒水肿与水中毒 。