上课稀薄溶液的依数性ppt课件.pptx

《上课稀薄溶液的依数性ppt课件.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《上课稀薄溶液的依数性ppt课件.pptx（73页珍藏版）》请在三一办公上搜索。

1、稀薄溶液的依数性,1.1 溶液的蒸气压下降 1.2 溶液的沸点升高和凝固点降低 1.3 溶液的渗透压力,内容提要,1,教学基本要求,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.了解稀溶液的蒸气压下降、沸点升高、凝固点降低的原因；渗透压力在医学上的意义 。,2,溶质+溶剂 溶液,溶液的性质已不同于纯溶质和纯溶剂,第二类：与溶质的本性无关，只与溶液中所含溶质粒子的浓度有关稀溶液的依数性。蒸气压下降、沸点升高、凝固点降低、溶液渗透压,第一类：与溶质的本性（种类

2、）有关。溶液颜色、导电性、体积、粘度,3,第一节 稀薄溶液的依数性,1.物质的聚集状态2.蒸发(evaporation)和凝结(condensation),一溶剂的蒸汽压 （vapor pressure）,vaporization,condensation,H2O (L) H2O (G) 3.水的蒸汽压,在一定温度下，当液相蒸发的速率与气相凝结的速率相等时，液相和气相达到平衡，此时，水蒸气所具有的压力被称为在该温度下水的饱和蒸气压，简称为蒸气压。用符号p表示，单位为Pa或kPa。,几种液体蒸气压与温度的关系,6,1、蒸气压与液体的本性有关，在一定温度下纯净物质具有一定的蒸汽压，不同的物质有不同

3、的蒸汽压；2、蒸气压与温度有关，温度升高，蒸气压增大；3、 固体也具有蒸气压，固体物质的蒸气压一般很小，温度升高，固体物质的蒸气压增大；4、无论是固体还是液体，蒸汽压大的称为易挥发性物质，蒸汽压小的称为难挥发性物质。,规 律,注意：重点讨论的是难挥发性物质的溶液特性！,不同温度下水的蒸气压,8,开尔文(K)=273.15+摄适度(T),问题 当纯溶剂中溶解一种难挥发的非电解质 后，该溶液的蒸汽压会有什么变化呢？,先看一个实验事实实验测定25C时水的饱和蒸汽压： p(H2O) = 3167.7 Pa0.5 mol/kg糖水的蒸汽压：p(H2O) = 3135.7 Pa1.0 mol/kg糖水的蒸

4、汽压：p(H2O) = 3107.7 Pa,问题从上面的实验事实中能得出什么结论？,结论在相同温度下，P水P葡萄糖溶液；溶液 浓度越大，蒸汽压下降越多。,二溶液的蒸汽压下降1、概念：含有难挥发性溶质的溶液，其蒸气压总是低于同温度下纯溶剂的蒸气压。这种现象称为溶液蒸气压下降。2、定性解释,1.过程开始时, H2O 和糖水均以蒸发为主；2. 因为糖水的蒸气压低于纯水的蒸气压，所以当蒸气压达到 P 时, 糖水与上方蒸气首先达到平衡；3. 但是纯水平衡蒸气压 P0 P, 即此时H2O气液并未平衡，继续蒸发，结果钟罩内气相蒸气压大于糖水液面的蒸气压；4. 为了保持糖水气液平衡，气相H2O 分子开始凝聚到

5、糖水中, 使得钟罩內蒸气压不能达到水的 P0。5. 于是，H2O 分子一直从 H2O 中蒸出而凝聚入糖水。使得糖水体积不断扩大，纯水体积不断减小，直至纯水体积为零，达到糖水溶液与空气中水的蒸气压平衡为止。变化的根本原因是溶液的饱和蒸气压下降。,问题：若改为两杯浓度不同的糖水，其结果又会怎样？,两杯糖水浓度相同！,钟罩实验,12,拉乌尔定律：规律一：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的蒸气压与溶剂摩尔分数的乘积。,0:纯溶剂的蒸气压,P:溶液的蒸气压。,13,2. 定量解释,对于只含有一种溶质的稀溶液来说 将xA + xB = l 代入p = p0 xA p = p0 (1

6、- xB) p = p0 p0 xB p = p0 p =p0 xB,规律二：在一定温度下，难挥发性非电解质稀溶液的蒸气压下降（p）与溶质的摩尔分数成正比，与溶质的本性无关。,14,规律三：在一定温度下，难挥发性非电解质稀溶液的蒸气压下降（p）与溶液的质量摩尔浓度mB成正比，与溶质的本性无关。,K为比例系数，只取决于p0和溶剂的摩尔质量MA，与溶液的质量摩尔浓度无关。,所以,15,例1 已知293K时水的饱和蒸气压为2.338 kPa，将6.840 g蔗糖(C12H22O11)溶于100.0 g水中，计算蔗糖溶液的质量摩尔浓度和蒸气压 。,16,解：,17,p = p0 xA = 2.338

7、kPa0.996 4 = 2.330 kPa,例2 已知异戊烷C5H12的摩尔质量M = 72.15 gmol-1，在20.3的蒸气压为77.31 kPa。现将一难挥发性非电解质0.0697g溶于0.891g异戊烷中，测得该溶液的蒸气压降低了2.32 kPa。试求出异戊烷为溶剂时Raoult定律中的常数K；求加入的溶质的摩尔质量。,解 因为K = p0MA所以对于异戊烷有K = p0MA = 77.31 kPa72.15 gmol-1 =5578 kPagmol-1 = 5.578 kPakgmol-1,根据有,三、溶液的沸点升高,21,1、液体的沸点（boiling point，b.p） 沸

8、点：液体的沸点是指其蒸汽压等于外界大气压力时的温度。 液体的沸点与外压有关，外压越大，沸点就越高。液体在101.325 kPa(标准压力)下的沸点称为正常沸点（normal boiling point）。2、沸点概念的应用,22,溶液的沸点升高（ Tb ） = 溶液的沸点（ Tb ）- 纯溶剂的沸点（ Tb0 即：Tb = Tb - Tb0,3溶液的沸点升高1）概念：实验表明，难挥发非电解质溶液的沸点 总是高于纯溶剂的沸点，这种现象称为 溶液的沸点升高。2）定性解释 上一页3）定量解释 溶液沸点的升高是由于溶液的蒸汽 压下降引起的。由Raoult定律，可以得知溶液的 沸点升高，也只与溶液中所含

9、溶质的粒子浓度有 关，而于溶质的本性无关。 式中： Tb为沸点升高, Kb 为溶剂的沸点升高常数 水： Kb = 0.512 Kkgmol-1,规律：难挥发非电解质稀溶液的沸点升高与溶质B 的质量摩尔浓度成正比。,测定出溶液的沸点升高，可计算出 B 的摩 尔质量。,结论难挥发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。,常见溶剂的T0b和Kb值,25,四、溶液的凝固点降低,（一）纯液体的凝固点 (Tfo): 定义：物质的固相的蒸气压与它的液相的蒸气压相等时的温度。 此时固、液两相可以长久共存。 纯水的凝固点（即冰点）： 常压下水和冰在0时蒸气压相等（0.6106kP

10、a）两相达成平衡，所以水的凝固点是0（273.15K）。,26,1、纯溶剂的凝固点（freezing point） 当物质液相蒸汽压与固相的蒸汽压相等，且能平衡共存时的温度。pl=ps问当纯溶剂中溶解一种难挥发的非电解质后，该溶液的凝固点会有什么变化呢？,四、溶液的凝固点降低,28,稀溶液的凝固点下降,溶液的凝固点降低与溶液的沸点升高一样是蒸汽压下降的结果，所以溶液的凝固点降低也与溶液的蒸汽压下降成正比，也就是溶液的凝固点降低与溶液的质量摩尔浓度成正比，数学表达式为： ( 纯溶剂:P 液相= P固相加入难挥发性电解质,此时:P 液相 P固相 固、液两相不能共存,冰融化致温度下降) Tf=kfm

11、B 式中：Tf为凝固点降低值, Kf为溶剂的凝固点降低常数。,常见溶剂的T0b Kb和T0f Kf值,30,1. 测定溶质的相对分子质量。,稀溶液凝固点降低的应用,Tf =Kf mB,该方法的优点：1）Kf较大，实验误差较小 2）析出晶体，现象明显3）低温下测量，适用于某些不宜加热和挥发性物质。,31,2. 致冷剂,冰盐混合物可用作制冷剂，保存和运输水产品汽车水箱加入乙二醇或甘油防水箱在寒冷气候下冻裂。例如：用NaCl和冰混合，-22; 用CaCl2 和冰的混合物，-55；,32,第二节 电解质稀溶液的依数性行为p = i K mBTb = i Kbm B Tf = i Kfm B 式中 :

12、i 是校正因子，是指 一“分子” 电解质解离出的粒子个数，不一定是整数。如AB型电解质，i 趋近于2。 (如KCl) AB2或A2B型电解质, i 趋近于3。 (如MgCl2),有下列水溶液： 0.100 molkg-1的C6H12O6 0.100 molkg-1的NaCl 0.100 molkg-1Na2SO4。 在相同温度下，蒸气压由大到小的顺序是 ( ) A. B. C. D. E. ,B,渗透（osmosis）：溶剂分子通过半透膜进入到溶液中的过程，称为渗透。,35,一、渗透现象和渗透压力,半透膜(semi-permeable membrane ):溶剂可以通过，溶质不可以通过。（如细

13、胞膜，肠衣，牛皮纸，萝卜皮）,第三节 溶液的渗透压力,1、半透膜与渗透,2、渗透现象产生的条件、结果与方向,渗透的条件：,（1）半透膜的存在（2）膜两侧存在浓度差。,36,3、溶液的渗透压力,（1）定义:,将纯溶剂和溶液用半透膜隔开时，为阻止渗透现象发生，而必须在溶液的液面上施加一额外压力。这种为维持渗透平衡所需要施加给溶液的额外压力称为渗透压力。,（2）用符号表示，单位Pa 或kPa,37,二、溶液的渗透压力与浓度及温度的关系,荷兰物理化学家范特霍夫通过实验得出了稀溶液的渗透压力与溶液的浓度和温度的关系，即 VnRT 式中 溶液的渗透压(kPa) T绝对温度(K) (273.15t0C) R

14、比例常数 8.314 (J/ Kmol) V 溶液的体积(L) cB稀溶液的物质的量浓度(mol/L),38,cBRT的重要意义,在一定温度下，难挥发的非电解质稀溶液的渗透压与溶质的物质的量浓度成正比。即与溶液中溶质的数目成正比，而与溶质的本性无关,不论溶质微粒是小分子或大分子，只要溶液中溶质粒子的数目相等，则渗透压就相同。,如：0.3mol/L葡萄糖溶液与0.3mol/L蔗糖溶液，其相同。 当两种非电解质溶液的cB不同时，cB大，就大。,39,稀溶液的渗透压力定律： 稀溶液的渗透压力大小只与单位体积溶液中溶质质点的数目有关，而与溶质的本性无关。,所以，稀溶液的渗透压力也是稀溶液的依数性之一。

15、,40,对于稀水溶液来说，其物质的量浓度近似地与其质量摩尔浓度相等，即cBmB所以cBRT可以改写为: mBRT,41,应用,测定溶质的相对分子质量：测定蛋白质等高分子化合物的相对分子质量时，用渗透压力法比凝固点降低法灵敏的多。,42,(3)因为水的Kf1.86K kg/mol， 所以,(4)因为该溶液很稀，可认为其密度与水的密度(1g/L)相等，所以,因此选择渗透压力测定该蛋白质摩尔质量最佳。,以上计算结果显示，对于摩尔质量较大的物质，以相同浓度的稀溶液进行实验，p ，Tb 及Tf 数值往往都很小，渗透压力却很大，所以实际工作中，常采用渗透压力法测定大分子物质的平均摩尔质量。,43,难挥发非

16、电解质稀薄溶液的依数性取决于溶质的粒子浓度，而与溶质粒子的本性无关。蒸汽压下降 沸点升高 凝固点降低渗透压力：难挥发电解质稀薄溶液的依数性?,三 渗透压力在医学上的意义,1、渗透浓度cos 渗透活性物质：溶液中能产生渗透效应的溶质粒子(分子、离子) 统称为渗透活性物质。渗透浓度：渗透活性物质的物质的量除以溶液的体积。,单位：mol/L 、mmol/L,（一）渗透作用与生理现象,45,注意: cos代表总的质点数的浓度,46,渗透压力：,T一定，cos ，所以比较渗透压的大小只需要比较cos的大小即可。, 常用：,47,例2-6 计算补液用50.0 gL-1葡萄糖溶液和9.00 gL-1 NaC

17、l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，,48,2、等渗、低渗和高渗溶液,等渗溶液：渗透压力（或渗透浓度）相等的溶液互称为等渗溶液。高渗溶液：渗透压力（或渗透浓度）不同的溶液，其中渗透压力（或渗透浓度）相对较高的溶液称为高渗溶液。低渗溶液：渗透压力（或渗透浓度）相对较低的溶液称为低渗溶液。,49,医学上，等渗、低渗和高渗溶液是以人血浆的渗透压力或渗透浓度为标准来衡量的。正常人体血浆的渗透浓度约为： 280 320 mmolL-1,临床上规定：等渗溶液： cos 280 320 mmolL-1 高渗溶

18、液： cos 320 mmol L-1低渗溶液 ：cos 280 mmolL-1,50,正常人各种渗透活性物质的渗透浓度/molL-1,51,正常人各种渗透活性物质的渗透浓度/molL-1,52,生理盐水(0.154mol/L或9.0g/L或0.9%的NaCl溶液)，2. 0.278mol/L或50g/L葡萄糖溶液。3. 0.149mol/L或12.5g/L碳酸氢钠溶液。,1. 0.513mol/LNaCl溶液.0.278mol/L葡萄糖氯化钠溶液（是生理盐水中含0.278mol/L 葡萄糖），其中生理盐水维持渗透压,葡萄糖则供给热量和水.3. 2.78mol/L葡萄糖溶液。,临床上常用的高渗

19、溶液有：,临床上常用的等渗溶液,53,渗透现象在医学上有重要意义，对维持细胞形态、维持体内水盐平衡起重要的作用。以红细胞在不同浓度的NaCl溶液中的形态变化实验来说明。,54,55,实验1：将正常红细胞置入0.5%NaCl溶液 渗透浓度cos280mmol/L,溶液中的红细胞逐渐胀大，直至破裂，血红蛋白释放出，使溶液变红，医学上称为溶血现象。,56,实验1结论：,这一现象的产生： 是由于0.5%NaCl溶液的渗透压小于红细胞内液，为低渗溶液，0.5%NaCl中的水分子便透过细胞膜，不断进入红细胞内液而造成的。,57,实验2:将正常红细胞置入1.5%NaCl溶液 渗透浓度cos320mmol/L

20、,在1.5%NaCl溶液中的红细胞逐渐皱缩，医学上称胞浆分离。皱缩的红细胞相互聚结成团，将产生“栓塞”。,58,输入高渗溶液时，红血球皱缩易粘合在一起而成“团块”，这些团块在小血管中，便可能形成“血栓”。,实验2结论：,这一现象的产生：是由于1.5%NaCl溶液的渗透压大于红细胞内液，为高渗溶液，红细胞内液中的水分子便自发地透出细胞膜进入NaCl溶液引起的。,59,实验3：将正常红细胞置入0.9%NaCl溶液 渗透浓度cos介于280mmol/L320mmol/L之间,只有在0.9%NaCl中红细胞，既不胀大，也不缩小，形态保持正常。,60,实验3结论,这是因为0.9%NaCl溶液（生理盐水）

21、和红细胞内液的渗透压相等，为等渗溶液，细胞膜内、外液体处于渗透平衡状态的缘故,61,大量输液时遵循的基本原则,在临床上，病人需要大量输液时，必须使用等渗溶液，否则将产生严重后果，甚至危及生命。,输入低渗溶液，会使红血球破裂出现溶血现象。输入高渗溶液时，便可能形成“血栓”。,如给病人换药时，通常用与组织细胞液等渗的生理盐水冲洗伤口。 配制的眼药水也必须与眼粘膜细胞的渗透压力相同。,62,在某种治疗上输入少量的高渗溶液是允许的。当高渗溶液注入体内，即可被体液稀释成等渗溶液。如：50%葡萄糖注射液注射时应采用小剂量，慢速度注射。,63,第二章 小结,稀溶液的依数性 pKmB TbKbmB TfKfm

22、B cBRT =mBRT 低 高,64,1、下列物质各取100g，分别溶于1000g苯中，凝固点温度最低的是： A CH2Cl2B CHCl3 C CCl4 D 一样,A,练习,65,2、渗透平衡时，半透膜两边溶液的浓度是否一定相等?3、渗透浓度相等的溶液，其渗透压是否相等?若渗透压相等，其物质的量浓度是否相等?,是，不一定,否,66,4、不论电解质，非电解质，其水溶液凝固点与血浆相同的，则必定与血浆等渗，对否?,对,67,5、质量摩尔浓度的定义是指在下列条件下含有溶质的摩尔数( )A 1L 溶液B 1000g溶液C 1000g溶剂D 100g水,答案：C,68,6、纯溶剂的饱和蒸气压取决于(

23、多选)A 溶剂的表面面积B 溶剂的种类C 溶剂的量的大小D 溶剂的温度,答案：BD,69,7、注射液中生理食盐水的浓度太稀则：A 药物不能充分发挥作用B 血红细胞内水向外渗透C 水向血红细胞内渗透D 没有影响。,答案：C,70,8、拉乌尔定律适用的条件是：(多选)A 溶质是难挥发的B 溶质是易挥发的C 溶质是电解质D溶质是非电解质E 溶液较浓F 溶液较稀,答案：ADF,71,9、糖水在沸腾或凝固过程中，温度是否保持恒定？10、某稀糖水冷却到0左右，开始有固体出现，此为何物？此时温度是等于零度，还是稍高或低于零度？,10、冰，低于零度,9、否,72,11. 指明溶剂渗透的方向：（1）2 mol/L蔗糖液2 mol/L KCl（2）5%葡萄糖液C6H12O6 5%蔗糖液C12H22O11（3）2 mol/L 葡萄糖液2 mol/L 蔗糖液（4）血浆 5g/L NaCl,73,