02 第二章 稀溶液的依数性.pptx

第1页：第二章 稀溶液的依数性

第二章 稀溶液的依数性

• 溶液的蒸汽压下降
• 溶液的沸点升高和凝固点降低
• 溶液的渗透压力

第2页：第一节 溶液的蒸气压下降

第一节 溶液的蒸气压下降

第3页：一、蒸气压

一、蒸气压

与液相处于动态平衡的气体叫做饱和蒸气，它具有的压力称为该温度下的饱和蒸气压，简称蒸气压(vaporpressure)，用符号p表示，单位是Pa（帕）或kPa（千帕）。影响蒸气压的因素：1.温度不同温度下水的蒸气压温度越高，蒸气压越大。T/ Kp/ kPa273 0.610 6373 101.324 7一、蒸气压

第4页：物质的本性相同温度

2.物质的本性相同温度下，不同物质的蒸气压不同。

第5页：二、溶液的蒸气压下降

二、溶液的蒸气压下降

本页为该小节标题页，具体内容以原课件中的公式与图示呈现。

第6页：

第7页：拉乌尔定律的三种表达形式

拉乌尔(F.M. Raoult)定律的三种表达形式:1.2.3.

第8页：例1-1 已知293 K时水的饱和蒸气

【例1-1】已知293 K时水的饱和蒸气压为2.338kPa，将6.840 g蔗糖（C12H22O11）溶于100.0 g水中，C12H22O11溶液的质量摩尔浓度是多少？该溶液的蒸气压是多少？

第9页：例1-1 求解过程（续）

【解】C12H22O11的摩尔质量为,所以溶液的质量摩尔浓度为

第10页：水的摩尔分数

水的摩尔分数为C12H22O11溶液的蒸气压为

第11页：第二节 溶液的沸点升高和凝固点降低

第二节 溶液的沸点升高和凝固点降低

第12页：液体的沸点

液体的沸点

液体的沸点液体的沸点(boilingpoint)是液体的蒸气压等于外压时的温度。液体的沸点随外压而变化，压力愈大，沸点愈高。外压为101.3kPa时的沸点称为液体的正常沸点(normalboilingpoint)。在提取和精制对热不稳定物质时采用减压蒸馏就是利用这一性质，降低蒸发温度，防止高温加热对这些物质的破坏。热稳定的注射液和某些医疗器械的热压灭菌,则是利用高压提高水蒸气温度来缩短灭菌时间提高灭菌效果。一、溶液的沸点升高

第13页：溶液的沸点升高实验表明

（二）溶液的沸点升高实验表明，溶液的沸点要高于纯溶剂的沸点，这一现象称之为溶液的沸点升高。

第14页：溶液的沸点升高

溶液的沸点升高为溶液的沸点升高与溶质的质量摩尔浓度的关系为式中Kb为溶剂的质量摩尔沸点升高常数，它只与溶剂的本性有关。从上式可以看出：难挥发性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，而与溶质的本性无关。

第15页：一些溶剂的沸点、凝固点及Kb、Kf值表

一些溶剂的沸点、凝固点及Kb、Kf值表

本页为数据表，源文本中数值与表头粘连，未能安全切分为表格，下表数据暂以说明形式保留，建议对照原课件图片还原。

数据还原提示：一些溶剂的沸点、凝固点及Kb、Kf值表的单元格数值在原文本中首尾相连，列对应关系无法确认，未做自动切分。

第16页：例1-2 将0.269g萘

【例1-2】将0.269g萘（C10H8）溶于10.0 g苯中，测得该溶液沸点为80.531℃，纯苯的沸点是80.000℃，苯的质量摩尔沸点升高常数为多少？

【解】萘的苯溶液可认为是难挥发性非电解质的稀溶液，沸点升高为

第17页：它的摩尔质量

C10H8的质量m= 0.269g，它的摩尔质量为MB= 128g·mol-1，溶剂质量mA= 10.0g，根据，所以

第18页：纯液体的凝固点凝固点

（一）纯液体的凝固点凝固点(freezingpoint)是物质的固相纯溶剂的蒸气压与它的液相蒸气压相等的温度。

第19页：溶液的凝

溶液的凝

溶液的凝固点降低溶液的凝固点是固相纯溶剂和液相溶液蒸气压相等时的温度。难挥发性非电解质溶液的凝固点总是比纯溶剂凝固点低。这一现象被称为溶液的凝固点降低。和凝固点降低沸点升高一样，对难挥发性非电解质的稀溶液来说，正比于溶液的质量摩尔浓度，而与溶质的本性无关，即Kf：溶剂的质量摩尔凝固点降低常数,与溶剂本性有关。

第20页：利用沸点升高法测定溶质的相对分子

利用沸点升高法测定溶质的相对分子量

第21页：例1-3 尿素的相对分子质量

【例1-3】将0.638 g尿素[CO(NH2)2]溶于250 g水中，测得此溶液的凝固点降低值为0.079 K，已知水的Kf=1.86 K·kg·mol-1，试求尿素的相对分子质量。

【解】CON2H4的相对分子质量为60。

第22页：例1-3 尿素的相对分子质量（续）

利用溶液的沸点升高和凝固点降低都可以测定溶质的相对分子质量。（1）大多数溶剂的Kf值大于Kb值。例如，水的Kf为1.86 K·kg·mol-1，Kb仅为0.512K·kg·mol-1，因此由同一质量摩尔浓度溶液测得的凝固点降低值比沸点升高值大，因而灵敏度高、实验误差小；（2）测定溶液的凝固点是在低温下进行的，即使进行多次重复测定也不会引起生物样品的变性或破坏。

第23页：在医学和生物科学实验中凝固点降低法的应用

（3）低温下溶液浓度不变化。因此，在医学和生物科学实验中凝固点降低法的应用更为广泛。

第24页：溶液凝固点降低的性质的实际应用

溶液凝固点降低的性质的实际应用：（1）测分子量（2）制作冷却剂例如盐和冰的混合物可用作冷却剂。冰的表面总附有少量水，当撒上盐后，盐溶解在水中成溶液，此时溶液的蒸气压下降，当它低于冰的蒸气压时，冰就会融化。

冰融化时将吸收大量的热，于是冰盐混合物的温度就会降低。采用NaCl和冰，温度可降到-22℃，用CaCl2和冰，可降到-55℃。

在水产事业和食品贮藏及运输中，广泛使用食盐和冰混合而成的冷却剂。

第25页：第三节 溶液的渗透压力

第三节 溶液的渗透压力

第26页：一、渗透现象和渗透压力

• 人在淡水中游泳，会觉得眼球胀痛；
• 施过化肥的农作物，需要立即浇水，否则肥会“烧死”植物；因失水而发蔫的花草，浇水后又可重新复原；
• 淡水鱼和海水鱼不能互换生活环境。这些现象都和细胞膜的渗透现象有关。一、渗透现象和渗透压力

第27页：

第28页：半透膜

半透膜

只允许溶剂（如水）分子透过而溶质（如蔗糖）分子不能透过的膜称为半透膜(semi-permeablemembrane)由于膜两侧单位体积内溶剂分子数不等，因此在单位时间内由纯溶剂进入溶液中的溶剂分子数要比由溶液进入纯溶剂的多，其结果是溶液一侧的液面升高的现象称为渗透现象。产生渗透现象的条件：半透膜的存在和膜两侧单位体积内溶剂分子数不相等是产生渗透现象的两个必要条件。

第29页：或者溶剂分子从稀溶液一方

渗透的方向：溶剂分子从纯溶剂一方往溶液一方；或者溶剂分子从稀溶液一方往浓溶液一方进行。为维持只允许溶剂通过的膜所隔开的溶液与溶剂之间的渗透平衡而需要的超额压力等于溶液的渗透压力(osmotic pressure)。

渗透压力的符号为Π，单位为Pa或kPa。若半透膜隔开的是浓度不等的两个非电解质溶液，为了防止渗透现象发生，在浓溶液液面上施加的超额压力，并不等于任一溶液的渗透压力，它仅仅是两溶液渗透压力之差。

第30页：选用一种高强度且耐高压的半透膜把纯溶剂

选用一种高强度且耐高压的半透膜把纯溶剂

若选用一种高强度且耐高压的半透膜把纯溶剂和溶液隔开，此时如在溶液上施加的外压大于渗透压力，则溶液中将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进行的过程称为反向渗透(reverseosmosis)。

第31页：二、溶液的渗透压力与浓度及温度的关系

二、溶液的渗透压力与浓度及温度的关系

1866年，荷兰化学家范特霍夫(van′t Hoff )指出：稀溶液的渗透压力与浓度及温度的关系是n：溶液中非电解质的物质的量，V：溶液的体积，cB：物质的量浓度(mol·L-1)，T:绝对温度，R: 8.314 J·mol-1·K-1。上式称为van′t Hoff定律。二、溶液的渗透压力与浓度及温度的关系

第32页：对稀水溶液来说

对稀水溶液来说，其物质的量浓度近似地与质量摩尔浓度相等，即cB≈bB,因此

第33页：例1-4 溶液在25℃时的渗透压

【例1-4】低分子量淀粉的分子式为(C6H10O5)n，其中n=2.00×102。若称取0.798g的此淀粉溶解在水中，配成100.0 mL溶液，求溶液在25℃时的渗透压。

【解】(C6H10O5)200的摩尔质量为32 400 g·mol-1，则

第34页：

第35页：例1-5 在体温37℃时的渗透压力

【例1-5】测得人体血液的凝固点降低值ΔTf= 0.56℃，求在体温37℃时的渗透压力。

【解】四种依数性通过质量摩尔浓度联系在一起，所以知道其中一种，即可以求出另一种。在稀溶液中质量摩尔浓度可代替物质的量浓度。

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第37页：【归纳】（1）、、、都与bB成正比

【归纳】（1）、、、都与bB成正比，而bB反映单位质量溶剂中所含溶质的微粒数，所以都属于依数性质。（2）同时知其一，即可求出其他。

第38页：例1-6 牛血红蛋白的摩尔质量

【例1-6】将1.00 g牛血红蛋白溶于适量纯水中，配置成100 mL溶液，在20℃时测得溶液的渗透压为0.366kPa，求牛血红蛋白的摩尔质量。

【解】根据范特霍夫定律可推导出摩尔质量的计算公式式中MB为溶质的摩尔质量(g·mol-1)，mB为溶质的质量(g)，V为溶液体积(L)，代入相应数值，得MB。

第39页：牛血红蛋白的浓度仅

【归纳】牛血红蛋白的浓度仅为1.50×10-4mol·L-1，凝固点下降仅为2.79×10-4℃，故很难测定。但此溶液的渗透压相当于37.3 mmH2O柱，因此完全可以准确测定。

因此，渗透压法是测定蛋白质等高分子化合物的摩尔质量的最好方法。

第40页：由渗透压力测定大分子物质的分子量

由渗透压力测定大分子物质的分子量

第41页：凝固点降低法和渗透压法测分子量的比较

凝固点降低法和渗透压法测分子量的比较：

• Π值易观察，误差小。Tf不易观察，误差大。
• 小分子物质分子量的测定，用渗透压法时膜不易选，用凝固点降低法。大分子物质的溶液浓度低，膜易选，用渗透压法。

第42页：凝固点降低法和渗透压法测分子（续）

• 强电解质溶液的依数性Tb=iKbbBTf=iKfbBΠ=icBRT≈ibBRT校正因子i是一“分子”电解质解离出的粒子个数，在近似处理的情况下：A-B型强电解质i=2（如KCl、CaSO
• NaHCO3等）。A-B2或A2-B型强电解质i=3（如MgCl2、Na2SO4等）。三、渗透压力在医学上的意义

第43页：例1-7 溶液在37℃时的渗透压力

【例1-7】临床上常用的生理盐水是9.0g·L-1的NaCl溶液，求溶液在37℃时的渗透压力。

【解】NaCl的摩尔质量为58.5 g·mol-1，根据Π=icBRT有

第44页：渗透浓度溶液中产生渗透效应的溶质粒子

渗透浓度溶液中产生渗透效应的溶质粒子

渗透浓度溶液中产生渗透效应的溶质粒子（分子、离子）统称为渗透活性物质。医学上常用渗透浓度(osmolarity)来比较溶液渗透压力的大小，定义为渗透活性物质的物质的量除以溶液的体积，符号为cos，单位为mmol·L-1。如果用mol·L-1，则

第45页：在一定温度下，对于任一稀溶液

在一定温度下，对于任一稀溶液，其渗透压力应与渗透活性物质的物质的量浓度成正比。因此，也可以用渗透活性物质的物质的量浓度来衡量溶液渗透压力的大小。

第46页：对于由0.1mol∙L-1NaC

对于由0.1mol∙L-1NaCl和0.2mol∙L-1KBr组成的混合溶液，其渗透浓度为

第47页：例1-8 计算医院补液用的50.0 g

【例1-8】计算医院补液用的50.0 g·L-1葡萄糖溶液(C6H12O6)和解除酸中毒的17.5 g·L-1乳酸钠(C3H5O3Na)溶液的渗透浓度。

【解】葡萄糖的摩尔质量为180 g·mol-1，50.0 g·L-1C6H12O6溶液的渗透浓度为

第48页：的摩尔质量

C3H5O3Na的摩尔质量为112.0 g·mol-1，C3H5O3Na溶液中渗透活性物质为Na+和C3H5O3-,因此, 17.5 g·L-1C3H5O3Na溶液的渗透浓度为

第49页：等渗、高渗和低渗溶液临床上规定渗透浓度

（三）等渗、高渗和低渗溶液临床上规定渗透浓度在280 ~ 320 mmol·L-1的溶液为等渗溶液。cos＞320 mmol·L-1的称高渗溶液(hypertonicsolution),cos＜280 mmol·L-1的称低渗溶液(hypotonicsolution)。

第50页：红细胞在等渗溶液中，保持原状

红细胞在等渗溶液中，保持原状。红细胞在低渗溶液中，逐渐胀大，严重时可破裂。红细胞在等高溶液中，细胞皱缩。

第51页：晶体渗透压

（四）晶体渗透压力和胶体渗透压力血浆等生物体液是电解质（如NaCl、KCl、NaHCO3等）、小分子物质（如葡萄糖、尿素、氨基酸等）和高分子物质（蛋白质、糖类、脂质等）溶解于水而形成的复杂的混合物。

在医学上，习惯把电解质、小分子物质统称为晶体物质，由它们产生的渗透压力称晶体渗透压力(crystalloid osmotic pressure)；人体血浆的渗透压力为770kPa。

小分子晶体物质约为7.5g·L-1。其产生的渗透压力为766 kPa，占血浆渗透压力的99.5%。

第52页：胶体物质

胶体物质

高分子物质称为胶体物质，由它们产生的渗透压力称胶体渗透压力(colloidal osmotic pressure)。血浆中高分子胶体物质的质量浓度约为70g·L-1,其产生的渗透压力约为2.9～4.0kPa，约占血浆渗透压力的0.5%。晶体渗透压的生理功能：维持细胞内外液的水分平衡。胶体渗透压的生理功能：维持血浆和组织间液的水盐平衡。

第53页：课后作业

课后作业：作业P26：11、12、14、18

第54页：

第55页：本章总结

总结

• 稀溶液的蒸气压下降和拉乌尔定律
• 稀溶液的沸点升高和凝固点降低

第56页：稀溶液的渗透压力4.依数性在医学上的意义

• 稀溶液的渗透压力
• 依数性在医学上的意义渗透浓度；等渗、高渗和低渗溶液；晶体渗透压力和胶体渗透压力。

第57页：电解质溶液的依数性

5.电解质溶液的依数性

第58页：例1-4 溶液在37℃时的渗透压

【例1-4】将2.00g蔗糖（C12H22O11）溶于水，配成50.0ml溶液，求溶液在37℃时的渗透压。

【解】C12H22O11的摩尔质量为342 g·mol-1，则

第59页：

第60页：稀溶液的蒸气压下降和拉乌尔定律2

• 稀溶液的蒸气压下降和拉乌尔定律
• 稀溶液的沸点升高和凝固点降低本章学习要求

第61页：稀溶液的渗透压力4.依数性在医学上的意义

• 稀溶液的渗透压力
• 依数性在医学上的意义渗透浓度、等渗、高渗和低渗溶液；晶体渗透压力和胶体渗透压力。

第62页：电解质溶液的依数性

5.电解质溶液的依数性

第63页：