第二章-稀溶液的依数性课件.ppt

1、l本章内容本章内容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压压，及其在医学上的应用。，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。l本章重点本章重点溶液的沸点升高，凝固点降低，以及渗透压溶液的沸点升高，凝固点降低，以及渗透压的相关计算。的相关计算。l本章难点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：u一类：由一类：由溶质的本性溶质的本性决定，如：密度

2、，颜色，决定，如：密度，颜色，导电性，酸碱性。导电性，酸碱性。u另一类：由另一类：由溶质粒子数目的多少溶质粒子数目的多少决定。如：决定。如：溶液的蒸气压下降溶液的蒸气压下降，沸点升高沸点升高，凝固点降低凝固点降低，溶液的渗透压，溶液的渗透压，该性质称为依数性。该性质称为依数性。一、蒸气压一、蒸气压 液相单位时间内蒸发出的气体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和由气相返回到液相内的分子数相等，气液两相处于平衡分子数相等，气液两相处于平衡状态时的气相所具有的压力叫该状态时的气相所具有的压力叫该溶液的溶液的蒸汽压蒸汽压。蒸汽压用符号蒸汽压用符号p p表示表示,单位单位(Pa

3、)Pa)或千帕或千帕(kPa)kPa)。纯水的蒸气压示意图纯水的蒸气压示意图纯水的蒸气压示意图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，同一物质的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）固体也具有一定的蒸汽压,但大多数固体蒸但大多数固体蒸汽压都很小。如汽压都很小。如0时，冰的蒸汽压为时，冰的蒸汽压为0.61kPa。（3）根据蒸汽压大小，区分）根据蒸汽压大小，区分难挥发性物质难挥发性物质及及易易挥发性物质挥发性物质。（1）实验：实验：实验表明：实验表明：含有难挥发性溶质含有难挥发性溶质的溶液（

4、如葡萄的溶液（如葡萄糖水溶液）的蒸气压低于纯水的蒸气压。这种糖水溶液）的蒸气压低于纯水的蒸气压。这种现象称为溶液的现象称为溶液的蒸气压下降蒸气压下降。（2）原因原因：水的部分表面被水的部分表面被难挥发性溶质难挥发性溶质占据，因此单位占据，因此单位时间逸出液面的水分子数相应减少时间逸出液面的水分子数相应减少 纯溶剂纯溶剂 多多溶溶 液液少少（3）规律：对于规律：对于难挥发性难挥发性非电解质非电解质稀稀溶液，蒸气溶液，蒸气压下降符合压下降符合Raoult定律。定律。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 =K bB溶剂的物质的量分数溶剂的物质的量分数溶液的蒸气压溶液的蒸气

5、压纯溶剂的蒸气压纯溶剂的蒸气压p=p0 xA质量摩尔浓度质量摩尔浓度01000ABMpb xA+xB=1p=p0 xA=p0(1-xB)=p0 p0 xB p0-p=p0 xB令令 p=p0-p 有有 p=p0 xB p表示溶液的蒸气压下降。表示溶液的蒸气压下降。p0。推导过程：推导过程：p K bB l溶液的蒸气压下降公式：溶液的蒸气压下降公式：由于由于 nA nB，若取若取1000g溶剂，有溶剂，有则则 p=K bB l适用：难挥发的非电解质稀溶液适用：难挥发的非电解质稀溶液。ABBABBnnnnnxAAMgn1000BABbMpxpp100000上式说明：一定温度下，难挥发性非电解质稀上

6、式说明：一定温度下，难挥发性非电解质稀溶液的溶液的蒸气压下降与溶质的质量摩尔浓度成正蒸气压下降与溶质的质量摩尔浓度成正比比，而与溶质本性无关。，而与溶质本性无关。p=p0-p K bB一、溶液的沸点升高一、溶液的沸点升高（一）（一）溶液的沸点溶液的沸点 一定温度下，当溶液的蒸气压等于外压时，一定温度下，当溶液的蒸气压等于外压时，溶液沸腾，这时的温度称为沸点。溶液沸腾，这时的温度称为沸点。（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这一现象称为溶液的沸点升高（2）对难挥发性非电解质稀溶液而言，）对难挥发性非电解质稀溶液而言，沸点升高

7、沸点升高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，而与溶质的本性无关。无关。Tb 与与bB 的关系：的关系：Tb =Kb bB 式中式中 Kb为溶剂的沸点升高常数，它只与溶剂的为溶剂的沸点升高常数，它只与溶剂的本性有关。本性有关。常见溶剂的常见溶剂的T0b和和Kb值值 溶剂 Tb0/Kb/(Kkgmol-1)溶剂 Tb0/Kb/(Kkgmol-1)水 1000.512四氯化碳76.75.03乙酸 1182.93乙醚34.72.02苯802.53萘2185.80乙醇78.41.22（一）凝固点：物质的固相的蒸气压与它的液相（一）凝固点：物质的固相的蒸气压与它的液相蒸气

8、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）（二）凝固点下降凝固点下降 (1)难挥发性非电解质稀溶液的凝固点难挥发性非电解质稀溶液的凝固点Tf总比纯总比纯溶剂的凝固点低。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，凝固点降低正比于溶液的质量摩尔浓度，而与溶质的本低正比于溶液的质量摩尔浓度，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，水的为溶剂的凝固点降低常数，水的 Kf=1.86 Kkgmol-1）常见溶剂的常见溶剂的T0b Kb和和T0f Kf值值 溶剂 Tb0/Kb

9、/(Kkgmol-1)Tf0/Kf/(Kkgmol-1)水 1000.5120.01.86乙酸 1182.9317.03.90苯802.535.55.10乙醇78.41.22-117.31.99四氯化碳76.75.03-22.932.0乙醚34.72.02-116.21.8萘2185.8080.06.9l溶液的沸点升高和凝固点降低的性质还有许多溶液的沸点升高和凝固点降低的性质还有许多实际应用，汽车散热器的冷却水中常加入适量实际应用，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，又可乙二醇或甘油，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。l利用溶液的沸点升

10、高和凝固点降低都可测定溶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，凝固点降低质的相对分子质量，相比教而言，凝固点降低法不起破坏作用、且法不起破坏作用、且Kf值较大，故常用。值较大，故常用。l例、将例、将 0.900 g 某物质溶于某物质溶于 60.0 g 水中水中,使使溶液的凝固点降低了溶液的凝固点降低了 0.150,求该物质的求该物质的相对分子质量相对分子质量(水的水的 Kf=1.86 Kkgmol-1)（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：强电解质在水溶液中自发地电离成带电原因：强电解质在水溶液中自发地电离成带电

11、荷的粒子，使其含有的粒子数比同浓度非电解荷的粒子，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，必须引入一个校正因子。一个校正因子。Tb=i Kb bB Tf=i Kf bB =i cBRT i bB RT 校正因子校正因子i是一是一“分子分子”电解质解离出的粒子个数电解质解离出的粒子个数如如AB型电解质，型电解质，i趋近于趋近于2。(如如KCl)AB2或或A2B型电解质型电解质,i趋近于趋近于3。(如如MgCl2)例例 计算计算0.100molkg-1的的NaCl溶液的凝固点。溶液的凝固点。解解 NaCl为为AB型电解质

12、，型电解质，i=2Tf(NaCl)=20.100 molkg-11.86 Kkgmol 1 =0.372 K Tf(NaCl)=-0.372 。l渗透现象在日常生活中极其常见，如在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，如对药物浓度要求非常严格，如0.9%0.9%的生的生理盐水，浓度大于或小于理盐水，浓度大于或小于0.9%0.9%都会造成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，

13、高渗问题。一、渗透现象和渗透压力一、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将葡萄糖溶液与纯水用半透膜隔开，不久可见葡萄糖的液面隔开，不久可见葡萄糖的液面不断上升，说明水分子不断透不断上升，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。我们把我们把溶剂水分溶剂水分子透过半透膜进入溶液的自发过子透过半透膜进入溶液的自发过程称为程称为渗透渗透。不同浓度的两溶液用半透膜隔开。不同浓度的两溶液用半透膜隔开时，都有渗透现象发生。时，都有渗透现象发生。纯水纯水葡萄葡萄糖水糖水 h2、渗透现象产生的原因、渗透现象产生的原因由于葡萄糖分子不能透过

14、半透膜，而水分子可以由于葡萄糖分子不能透过半透膜，而水分子可以自由通过自由通过半透膜半透膜。膜两侧单位体积内水分子数目。膜两侧单位体积内水分子数目不等，单位时间内由纯水进入葡萄糖溶液中的水不等，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，溶液的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。纯水纯水葡萄葡萄糖水糖水 h3、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，溶液中的溶剂分子在单位时间在该

15、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。当液面上升到一定高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。纯水纯水糖水糖水 h溶液增高的这部分水的静压力就是溶液的溶液增高的这部分水的静压力就是溶液的渗透压渗透压。渗透压：渗透压：在一定的温度下，将纯溶剂与溶液与半在一定的温度下，将纯溶剂与溶液与半透膜隔开时，恰能阻止渗透发生所需施加的外压透膜隔开时，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。用符号力，称

16、为该溶液的渗透压。用符号表示。表示。纯水纯水糖水糖水注意：若半透膜隔开的浓度不等的两个非电解注意：若半透膜隔开的浓度不等的两个非电解质溶液，为了防止渗透现象发生，必须在质溶液，为了防止渗透现象发生，必须在浓溶液液面上施加一超额压力，此压力是浓溶液液面上施加一超额压力，此压力是两溶液渗透压力之差。两溶液渗透压力之差。例如判断下列说法是否正确：将浓溶液和稀溶例如判断下列说法是否正确：将浓溶液和稀溶液用半透膜隔开液用半透膜隔开,欲阻止稀溶液的溶剂分子进欲阻止稀溶液的溶剂分子进入浓溶液入浓溶液,需要加到浓溶液液面上的压力需要加到浓溶液液面上的压力,称为称为浓溶液的渗透压。浓溶液的渗透压。F1、vant

17、 Hoff定律（稀溶液的渗透压力方程定律（稀溶液的渗透压力方程式）式）V=nRT=cB RT说明：对稀溶液说明：对稀溶液 cB bB，因此，因此，=bB RT 8.314 JK-1mol-1 kPa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。（一）渗透浓度（一）渗透浓度渗透浓度：渗透浓度：渗透渗透活性物质活性物质的物质的量除以溶液的的物质的量除以溶液的体积。体积。符号：符号

18、：cos 单位：单位：mol L-1,mmol L-1 指溶液中产生渗透效应指溶液中产生渗透效应的溶质粒子的溶质粒子l医学上的等渗，高渗和低渗溶液是以血浆的渗医学上的等渗，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。l临床上规定：临床上规定：cos 280320 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，当为病在临床治疗中，当为病人大剂量补液时，要特人大剂量补液时，要特别注意补液的渗透浓度，别注意补液的渗

19、透浓度，否则可能导致机体内水否则可能导致机体内水分调节失常及细胞的变分调节失常及细胞的变形和破坏。形和破坏。常用补液：常用补液：50 g/L葡萄葡萄糖或糖或9 g/LNaCl；或；或0.28 mol/L葡萄糖或葡萄糖或0.15 mol/LNaCl 红血球在高渗溶液中将皱缩（血栓形成）；红血球在等渗溶液中正常；红血球在低渗溶液中将溶胀（溶血发生）。例 计算补液用50.0 gL-1葡萄糖溶液和9.00 gL-1 NaCl溶液(生理盐水)的渗透浓度。解 葡萄糖(C6H12O6)的摩尔质量为180 gmol-1，NaCl的摩尔质量为58.5 gmol-1，1-1-1osLmmol278molg180m

20、mol/mol1000Lg0.50c1-1-1osLmmol3082molg5.58mmol/mol1000Lg00.9cl晶体渗透压晶体渗透压：在医学上，习惯把电解质、：在医学上，习惯把电解质、小分子物质统称为晶体物质，由它们产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。l胶体渗透压胶体渗透压：白蛋白、球蛋白等大分子：白蛋白、球蛋白等大分子物质称为胶体物质，由它们产生的压力物质称为胶体物质，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。l人体血浆的渗透压力主要来源于人体血浆的渗透压力主要来源于晶体渗晶体渗透压透压(705.6 kPa

21、)，胶体渗透压只占极少，胶体渗透压只占极少一部分一部分(3.3 kPa)。l晶体渗透压：维持细胞内外水盐平衡晶体渗透压：维持细胞内外水盐平衡l胶体渗透压：维持血管内外水盐平衡胶体渗透压：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，无机盐离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、离子和小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。例、已知例、已知293K时水的饱和蒸气压为时水的饱和蒸气压为2.338 kPa，将将6.840 g蔗糖蔗糖(C12H22O11)溶于溶于100.0 g水中，水中，计算蔗糖溶液的质量摩尔浓

22、度和蒸气压计算蔗糖溶液的质量摩尔浓度和蒸气压。解 p=p0 xA=2.338 kPa0.996 4=2.330 kPa 1-11-Bkgmol0200.0g100.0kgg1000molg342.0g840.6b4996.0)mol00200.049.55(mol49.55 molg0.342g/840.6molgg/18.020.100molgg/18.020.10011-1Ax1.人体血浆的凝固点为人体血浆的凝固点为-0.501,正常人体正常人体温度为温度为37，人体血液的渗透压是多少？，人体血液的渗透压是多少？例题讲解例题讲解Tf =Kf bB 2.某浓度的葡萄糖溶液在某浓度的葡萄糖溶液在0.25 时结冰，时结冰，该溶液在该溶液在25.0 时的蒸汽压为多少？时的蒸汽压为多少？（已知纯水在（已知纯水在25 时的蒸汽压为时的蒸汽压为3130Pa）Tf =Kf bB 01000ABBMppbKb