94大分子化合物溶液的渗透压.
渗透压计算的常用公式
渗透压计算的常用公式渗透压是溶液的一种重要性质，在生物学、化学和医学等领域都有着广泛的应用。
理解和掌握渗透压的计算方法对于解决相关问题至关重要。
接下来，让我们一起深入探讨渗透压计算的常用公式。
首先，我们需要明确什么是渗透压。
渗透压指的是溶液中溶质微粒对水的吸引力。
简单来说，就是阻止水分子通过半透膜从低浓度溶液向高浓度溶液扩散的压力。
在理想溶液中，渗透压的计算常用范特霍夫公式：π ＝ cRT 。
其中，π 表示渗透压，单位是帕斯卡（Pa）；c 是溶液的物质的量浓度，单位是摩尔每升（mol/L）；R 是理想气体常数，约为 8314 J/（mol·K)；T是热力学温度，单位是开尔文（K）。
这个公式的推导基于理想气体状态方程（PV ＝ nRT）。
假设溶液体积为 V，溶质的物质的量为 n，那么物质的量浓度 c ＝ n ／ V 。
在渗透平衡时，渗透压π 相当于对溶液施加的压力，类似于气体压力P 。
如果我们假设溶液体积的变化可以忽略不计，那么可以将理想气体状态方程改写为πV ＝ nRT ，从而得到π ＝ cRT 。
例如，对于 1 mol/L 的氯化钠溶液在 298 K 时的渗透压，我们可以这样计算：R ＝ 8314 J/（mol·K)，T ＝ 298 K ，c ＝ 1 mol/L 。
首先将温度转换为开尔文：298 K 不变。
因为氯化钠在溶液中会完全电离成钠离子和氯离子，所以实际上溶质粒子的总浓度是 2 mol/L 。
代入范特霍夫公式可得：π ＝ 2 × 8314 × 298 ＝ 495572 Pa 。
然而，实际溶液往往不是理想溶液。
对于非理想溶液，我们需要考虑各种因素对渗透压的影响。
比如，溶液中的溶质分子之间可能存在相互作用，溶剂分子和溶质分子之间也可能有特殊的相互作用。
在这种情况下，我们会引入渗透系数（Φ）来修正范特霍夫公式，修正后的公式为：π ＝ΦcRT 。
渗透系数Φ 通常通过实验测定，其值一般在 0 到 1 之间。
《物理化学(二)》期末考试复习题
物理化学（二）期末考试复习题一、单项选择题1.一封闭系统从A态出发，经一循环过程后回到A态，则下列何者为零A.QB.WC.Q+WD.Q-W正确答案：C【答案解析】本题知识点：化学反应热效应的计算、能量代谢与微量量热技术简介。
2.系统经一等压过程从环境吸热，则A.Q>0B.△H>0C.△U>0D.a，b都对正确答案：A【答案解析】本题知识点：热化学。
3.若要通过节流膨胀达到制冷目的，则节流操作应控制的条件是A.μ＜0J－T＞0B.μJ－T＝0C.μJ－T值D.不必考虑μJ－T正确答案：B【答案解析】本题知识点：热化学。
4.已知某反应的标准反应熵大于零，则该反应的标准反应吉布斯自由焓将随温度的升高A.增大B.不变C.减小D.不确定正确答案：C【答案解析】本题知识点：卡诺循环、卡诺定理、熵。
5.合成氨反应N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)达平衡后加惰性气体，且保持体系温度，总压不变（气体为理想气体），则正确答案：D【答案解析】本题知识点：温度对平衡常数的影响、其他因素对化学平衡的影响、反应的偶合。
6.Mg0(s)+CI(g)=MgCl2(s)+O2(g)达平衡后，增加总压（气体为理想气体），则正确答案：B【答案解析】本题知识点：温度对平衡常数的影响、其他因素对化学平衡的影响、反应的偶合。
7.反应2C(s)+O2(g)2CO(g)，单位为：J·mol-1，若温度增加，则正确答案：B【答案解析】本题知识点：标准反应吉布斯能变化及化合物的标准生成吉布斯能。
8.在100K时，反应Fe(s)+CO2的Kp=1.84，若气相中CO2含量大于65%，则A.Fe将不被氧化B.Fe将被氧化C.反应是可逆平衡D.无关判断正确答案：B【答案解析】本题知识点：平衡常数表示法、平衡常数的测定和反应限度的计算。
9.某化学反应的<0，则反应的标准平衡常数A.Kθ>1且随温度升高而增大B.Kθ<1且随温度升高而减小C.Kθ<1且随温度升高而增大D.Kθ>1且随温度升高而减小正确答案：D【答案解析】本题知识点：化学反应的平衡条件、化学反应等温方程式和平衡常数。
溶液渗透压单位的探讨
溶液渗透压单位的探讨李竹青;娄文华;石步根【摘要】溶液的渗透压在生命科学、药学、临床医学等领域有着广泛的应用.针对溶液渗透压检测仪器及相关文献资料出版物所使用的计量单位不一致的问题,对溶液渗透压(渗透浓度)的单位表示方法从原理上进行分析,并探讨了体积渗透浓度和质量渗透浓度在应用中的优缺点,并给出了两者之间的换算关系,以便于量值的统一和溯源.【期刊名称】《化学分析计量》【年(卷),期】2009(018)005【总页数】3页(P69-71)【关键词】渗透压;渗透浓度;计量单位【作者】李竹青;娄文华;石步根【作者单位】济南市计量检定所,济南,250002;复旦大学附属上海医大仪器厂,上海,200032;复旦大学附属上海医大仪器厂,上海,200032【正文语种】中文在临床上测定血清或血浆、尿液、胃液、脑脊液、唾液、汗液及各种代血浆、注射液透析液、婴儿饮料、电镜固定液、组织细胞培养液等溶液的渗透压，对于研究水盐代谢平衡、评价肾功能紊乱、监护糖尿病、观察ADH内分泌失调、了解创伤、烧伤、休克、大手术后等外科危急病情的变化以及对人工透析、输液疗法的监护和药物(尤其对中草药)的药理分析等，都有着广泛的应用。
目前，还无其它项目(如比密)能代替渗透压的检测，笔者对于在临床上及仪器的检测与校准中所使用的渗透压单位进行了探讨。
1 问题的提出半透膜隔开的、有浓度差别的溶液，其溶剂通过半透膜由低浓度溶液向高浓度溶液扩散的现象称为渗透(os-mose)；为维持溶液与纯溶剂之间的渗透平衡而需要的超额压力称为渗透压(osmotic pressure)。
渗透压是溶液的一个重要性质，凡是溶液都有渗透压,渗透压的大小与溶液的浓度和温度有关。
溶液的渗透压仅与溶液中溶质的分子或离子的总数成正比，而与溶质的分子或离子的性质和大小无关。
换言之，对于任何溶液，只要其中溶质的分子或离子数量相等，无论这些溶质分子或离子是小分子的电解质还是大分子的蛋白质，均显示相等的渗透压。
医用化学基础第三章第三节溶液的渗透压
课堂作业
一、填空题 1、渗透现象产生的条件： 半透膜存在 和 浓度差 。 2、用半透膜把纯溶剂或稀溶液与溶液或浓溶液 给开，溶剂分子的渗透方向 是 纯溶剂进入溶液 或 由稀溶液进入浓溶液 。 3、医学上的等渗溶液是以 血浆的渗透压为标准规定的， 所以医学上规定凡渗透浓度在280~320 mmol/L 范围称为等渗溶液，高于 320 mmol/L的称为 高渗溶液，低于280 mmol/L的称为低渗溶液。
特殊的扩散现象——渗透现象
一、渗透现象和渗透压
半透膜 只允许较小的溶剂水分子自由通过， 而溶质分子很难通过的薄膜称为半透膜。
如：鸡蛋膜、细胞膜、动物的膀胱膜、血 管壁 、羊皮纸、玻璃纸等。
一、渗透现象和渗透压
半透膜
蔗糖 溶液
半透膜
蔗糖 溶液 水
水
渗透发生前
渗透现象
1、渗透现象：溶剂分子通过半透膜由纯溶剂 进入溶液（或由稀溶液进入浓溶液）的自发 过程。
低渗溶液 低于 等渗溶液 高渗溶液 高于
渗透 浓度
280~320 280mmol/L mmol/L
320mmol/L
三、渗透压在医学上的意义
注意：临床实际应用中，渗透浓度略低于 280mmol/L或略高于320mmol/L的溶液， 也称为等渗溶液。 3、临床上常用的等渗溶液： 0.278mol/L（50g/L）葡萄糖溶液 0.154mol/L（9g/L） NaCl溶液 0.149mol/L（12.5g/L）NaHCO3溶液 0.167mol/L（18.7g/L）乳酸钠溶液
渗透的方向： 纯溶剂
渗透现象
溶液渗透压
第三节溶液的渗透压渗透作用是自然界的普遍现象，它对于人体保持正常的生理功能有着十分重要的意义下面讨论渗透作用的基本原理、渗透压及其在医学上的意义。
一、渗透现象和渗透压在蔗糖浓溶液上小心加入一层清水，水分子即从上层渗入下层，蔗糖分子也由下层涌入上层，直到蔗糖溶液的浓度均匀止。
一种物质的粒子自发地分布于另一种物质中的现象称为扩散。
如果将蔗糖水溶液与水用半透膜隔开（图1-2甲），使膜内和膜外液面相平，静置一段时间后，可以看到膜内溶液的液面不断上升（图1-2乙），说明水分子不断地透过半透膜进入溶液中。
溶剂透过半透膜进入溶液的自发过程称为渗透现象。
不同浓度的两种溶液被半透膜隔开时都有渗透现象发生。
半透膜是一种只允许某些物质透过，而不允许另一些物质透过的薄膜。
上面实验中的半透膜只允许水分子透过，而蔗糖分子却不能透过。
细胞膜、膀胱膜、毛细血管壁等生物膜都具有半透膜的性质。
人工制造的火棉胶膜、玻璃纸等也具有半透膜的性质。
上述渗透现象产生的原因是蔗糖分子不能透过半透膜，而水分子却可以自由通过半透膜。
由于膜两侧单位体积内水分子目不等，水分子在单位时间内从纯水（或稀溶液）进入蔗糖溶液的数目，要比蔗糖溶液中水分子在同一时间内进入纯水（或稀溶液）的数目，因而产生了渗透现象。
渗透现象的产生必须具备两条件：一是有半透膜存在，二是半透膜两侧必须是两种不同浓度的溶液。
图1-2是渗透过程的示意图，图中v入表示水分子进入半透膜内的速度，v出表示膜内水分子透出到膜外的速度。
甲表示渗透刚开始，乙表示渗透不断进行，管内液面不断上升。
但是液面的上升不是无止境的，而是达到某一高度时便不再上升（图1-2丙），此时，v入=v出,渗透达到平衡状态即渗透平衡。
阻止纯溶剂向溶液中渗透，在溶液液面上所施加的压力为该溶液的渗透压。
如果被半透膜隔开的是两种不同浓度的溶液，时液柱产生的静液压，既不是浓溶液的渗透压，也不是稀溶液的渗透压，而是这两种溶液渗透压之差。
大分子化合物溶液的渗透压.ppt
RT
c （B）当加入的电解质足够多， 1 zc2
则与(1)的情况类似 ：
3 c2RT
即使Z不知道,如果渗透压测出,M可以计算
以毒攻毒,即通过加入电解质消除少量电解质或 Z不确定的影响.
以毒攻毒;砒霜治疗某些类型的白血病本小节完
在大分子电解质中通常含有少量电解质杂质，即 使杂质含量很低，但按离子数目计还是很可观的。
由于渗透压是因为膜两边的粒子数不同而引起 的，所以：
3 [(c2 zc2 2x) 2(c1 x)]RT
虽然膜两边NaCl的浓度不等， 但达到膜平衡时NaCl在两边的化学 势应该相等，即：
(NaCl,左） （NaCl,右）
所以： a(NaCl,左） a(NaCl,右）
zc22
2c2c1 z2c22 zc2 2c1
RT
如果Z不知道,即使渗透压测出,M仍不能计算
c zc （A）当加入电解质太少， 1
2
与(2)的情况类似,即Z不知道
3 (c2 zc2 )RT (z 1)c2RT
3
zc22
2c2c1 z2c22 zc2 2c1
（1）不电离的大分子溶液
由于大分子P不能透过半透膜，而H2O分子 可以，所以在膜两边会产生渗透压。渗透压可
以用非电解质的稀溶液的范霍夫公式近似计算，
即：
1 c2RT
C2 RT
n2 V
RT
m M
Hale Waihona Puke RT V其中c2是大分子溶液的浓度。
1 c2RT
有些大分子物质的浓度不能配得很高，否则易 发生凝聚，如等电点时的蛋白质，所以产生的 渗透压很小，用这种方法测定大分子的摩尔质 量误差就会较大。
渗透压实验报告
1. 理解渗透压的概念及其影响因素；2. 掌握渗透压实验的基本操作方法；3. 分析渗透压对细胞形态的影响。
二、实验原理渗透压是指溶液中溶质分子通过半透膜向浓度较低溶液一侧移动的压力。
半透膜只允许溶剂（通常是水）或部分溶质（一般为小分子物质）透过，而不允许其他溶质（一般为大分子物质）透过。
渗透压的大小与溶液中溶质的浓度成正比。
本实验通过观察不同浓度溶液对红细胞形态的影响，验证渗透压的存在及其对细胞形态的影响。
三、实验材料与仪器1. 材料：新鲜红细胞、生理盐水、高渗盐水、低渗盐水；2. 仪器：显微镜、载玻片、盖玻片、滴管、吸管、试管等。
四、实验步骤1. 将新鲜红细胞用生理盐水洗涤3次，以去除红细胞表面的血浆蛋白；2. 将洗涤后的红细胞分为三组，分别加入生理盐水、高渗盐水、低渗盐水；3. 每组红细胞用显微镜观察其形态变化，记录结果；4. 对比不同浓度溶液下红细胞形态的变化，分析渗透压对细胞形态的影响。
五、实验结果与分析1. 生理盐水组：红细胞形态正常，呈双凹圆碟形；2. 高渗盐水组：红细胞体积缩小，边缘开始皱缩，细胞膜出现皱褶；3. 低渗盐水组：红细胞体积膨胀，细胞膜破裂，血红蛋白逸出。
实验结果表明，渗透压对红细胞形态有显著影响。
高渗盐水溶液中，红细胞因失水而皱缩；低渗盐水溶液中，红细胞因吸水而膨胀直至破裂。
这说明渗透压的存在，以及渗透压对细胞形态的影响。
1. 渗透压是溶液中溶质分子通过半透膜向浓度较低溶液一侧移动的压力；2. 渗透压对细胞形态有显著影响，高渗溶液使细胞皱缩，低渗溶液使细胞膨胀直至破裂；3. 本实验成功验证了渗透压的存在及其对细胞形态的影响。
七、实验讨论1. 实验过程中，操作要轻柔，以免破坏红细胞；2. 实验结果可能与实验条件、试剂质量等因素有关；3. 在实际应用中，渗透压对生物体的影响具有重要意义，如维持细胞内环境稳定、调节血液流动等。
八、实验总结本次实验通过观察不同浓度溶液对红细胞形态的影响，成功验证了渗透压的存在及其对细胞形态的影响。
94大分子化合物溶液的渗透压
即 (aNaaC)l左 (aNaaC)l右
设活度系数均为1，得： [N a+ ]左 [C l-]左 = [N a+ ]右 [C l-]右
即 （ z2c x)x(c1x)2
解得
x
c12 zc2
2c1
由于渗透压是因为膜两边的粒子数不同而引起
的，所以：
3 [(c 2 z c 2 2 x ) 2 (c 1 x )]R T
§9.4大分子化合物溶液的渗透压
如果用半透膜将大分子化合物溶液与小分子溶 液隔开,会发生什么情况? 1 可以透过膜的小分子或者离子会重新分布,最 后达到平衡
2 膜的两边会出现渗透压.可以用其测量大分子 化合物分子量
1
膜平衡
•膜平衡的三种情况 （1）不电离的大分子溶液 （2）能电离的大分子溶液 （3）外加电解质时的大分子溶液
5
（3）外加电解质时的大分子溶液
在蛋白质钠盐的另一侧加入
浓度为c 1 的小分子电解质，如上图。
达到膜平衡时（如下图），为 了保持电中性，有相同数量的Na+ 和Cl-扩散到了左边。
达到膜平衡时,小分子离子在膜的两侧溶液中的 浓度不均等,但有一定关系,而且保持膜两侧溶液 为电中性----唐南平衡(Donnan`s equilibrium)
14
即使Z不知道,如果渗透压测出,M可以计算 以毒攻毒,即通过加入电解质消除少量电解质或 Z不确定的影响.
12 以毒攻毒;砒霜治疗某些类型的白血病本小节完
在大分子电解质中通常含有少量电解质杂质，即 使杂质含量很低，但按离子数目计还是很可观的。
在半透膜两边，一边放大分子电解质，一边放纯 水。大分子离子不能透过半透膜，而离解出的小离子 和杂质电解质离子可以。
渗透压计算的常用公式
渗透压计算的常用公式在生物学、化学和医学等领域，渗透压的计算是一项重要的任务。
渗透压是指溶液中溶质微粒对水的吸引力，它对于理解细胞的生理过程、药物的输送以及许多其他生物和化学现象都具有关键意义。
下面，让我们来了解一些常用的渗透压计算公式。
首先，我们来认识一下理想溶液的渗透压计算公式——范特霍夫公式。
这个公式表示为：π ＝ cRT ，其中π代表渗透压，c 是溶液的物质的量浓度，R 是理想气体常数，T 是热力学温度。
这个公式基于理想溶液的假设，即溶质粒子之间没有相互作用。
在实际情况中，溶液往往不是理想的。
对于非理想溶液，我们需要引入校正因子。
其中，一种常见的校正方法是使用渗透系数。
此时的渗透压公式就变成了π ＝ΦcRT ，其中Φ就是渗透系数。
对于稀溶液，我们还有一个常用的公式叫做凝固点降低法计算渗透压。
溶液的凝固点下降值与溶液的质量摩尔浓度成正比，公式为：ΔTf ＝ Kf·b ，其中ΔTf 是凝固点下降值，Kf 是溶剂的凝固点降低常数，b是溶液的质量摩尔浓度。
通过测量凝固点的下降值，我们可以计算出质量摩尔浓度，进而计算出渗透压。
在生物化学中，经常会涉及到蛋白质溶液的渗透压计算。
对于蛋白质等大分子溶液，由于其分子大小和形状的复杂性，不能简单地使用上述公式。
通常会使用维里方程来描述其渗透压：π ＝ RT （c ＋ Bc²＋ Cc³＋），其中 B、C 等是维里系数，它们取决于溶质的性质和溶液的条件。
此外，还有一种基于膜平衡原理的渗透压计算方法。
当溶液与纯溶剂被半透膜隔开时，达到平衡时，两侧的渗透压差等于静水压差。
这种情况下，通过测量两侧的压力差，也可以计算出渗透压。
在实际应用中，选择合适的渗透压计算公式取决于多种因素。
比如溶液的性质（是理想溶液还是非理想溶液，是小分子溶液还是大分子溶液）、实验条件（是否容易测量温度、浓度等参数）以及所需的精度等。
例如，在医学领域，准确计算血浆的渗透压对于诊断和治疗疾病至关重要。
渗透压
新的渗透压定律及公式从理论到实验对诺奖获得者范特霍夫渗透压定律公式的扬弃范特霍夫(van’t Hoff)是以渗透压和化学动力学的研究成果而获第一枚诺贝尔化学奖的世界著名科学家，一百多年来，范氏渗透压公式，一直写在世界各国的物理化学教科书中，已普遍被认为属于“无懈可击”的经典理论。
但笔者经多年研究发现：范氏渗透压公式不能正确完美地解释渗透过程；后人为从数理上证明范氏公式的正确性，在积分代换过程中有明显违背逻辑同一律的牵强之误。
鉴于这两点，笔者在抽象出渗透力和渗透定律的基础上（这方面的内容笔者在有关大学、学会、中科院研究所等主办的杂志或学报上阐述过）从理论推导出了一个具曲线方程性的渗透压公式，该公式的曲线与人们根据大量实验数值所绘出的线性图相吻合，可克服直线性的范氏渗透压公式的错误或不足。
今将此系统陈述于下。
1. 渗透力n RT或范特荷甫定律(van,t Hoff la w),下同）来解释渗透过程，人们常用渗透压（指渗透压公式 =v但往往“出现矛盾”[1]，“纵是多方解释也不一定奏效”[2]。
之所以如此，这是因为客观上还必然存在一个能从本质上解释渗透过程的概念尚未被我们抽象出来，这个概念就是渗透力。
1.1 渗透力的概念和计算方法渗透力是形成渗透压的原因，本质上是分子对周围物质表面的碰撞，是溶剂分子碰撞半透膜（本文简称“膜”，下同）的力，是由于诸多微观分子力的平均效果形成，其值大小等于膜上的压强乘描述渗透过程时的有效膜面积（“在化学和大多数工程技术中，压力的概念相当于压强”的说法是用单位面积进行归一之后的说法；目前一般热力学教材还这样用。
特此说明，以免误解)。
所谓“膜上的压强”，不仅指膜上的液压，还应包括大气压。
因膜两侧的大气压虽相同，但由于两侧的浓度的不同，相同大气压对膜两侧所增加的渗透力是不同的（这可称作大气压对膜两侧的“同量异效”性，浓度差越大“异效”性也越大。
这是干扰范特荷甫定律准确性的一个原因，也是有些教科书对植物体内渗透压之高“让人感到意外”的原因），所以膜两侧相同的大气压不能忽略或“对消”。
溶液的浓度与渗透压
2
第一节 物质的量
▪ 一、物质的量
▪ （一）物质的量
▪ 物质的量是表示以一特定数目的基本单元粒子为 集体的，与基本单元粒子数成正比的物理量。它 与长度、时间、质量等一样，是国际单位制（SI） 的七个基本单位之一。用符号nB或n（B）表示， B表示这种基本单元粒子的化学式（分子式、原子 符号或离子符号等）。
▪ 物质的量nB、 、物质的质量mB与物质的摩
尔质量MB三者之间的关系为：
▪ nB
mB 或mB = nB·MB
MB
2021/4/21
10
▪ 例2－1 28g的氯化钠含NaCl的物质的量为多 少摩？其中含钠原子、氯原子的物质的量
各为多少摩？
▪ 解：因为NaCl的摩尔质量为58 g·mol－1
▪ 所以 ：n(Na) m(NaCl)
29g
0.5mol
M(NaCl) 58g/mol
▪ n（O）= 1×n（NaCl）=1×0．5=0．5mol
▪ n（H）= 1×n（NaCl）=1×0．5=0．5mol
▪ 答：29g氯化钠含NaCl的物质的量是： 0．5mol，
▪ 钠原子、氯原子的物质的量是0．5mol
2021/4/21
11
▪ 例2－２ 3mol的葡萄糖（C6H12O6）的质量为多少 克？其中含碳、氢、氧原子的物质的量是多少摩 尔？
质的量各是18、18、36摩尔。
2021/4/21
12
▪ （二）气体摩尔体积
▪ 气体摩尔体积是指1mol气体物质所占有的体积。 一般用单位L/mol。
▪ 实验证实，在标准状况下（0℃，101325Pa），
1mol任何气体所占的体积都约为22．4L，这个体
积叫做气体摩尔体积，根据气体的体积，可以计
第十二章 胶体化学：高分子化合物溶液的渗透压和粘度
2019/2/3 5
Na+,
Pz－
Na+, Cl－
Na+, Pz－, Cl－
Na+, Cl－
zc,
左
c
始 态
b,
右
b
zc+x, c,
左
3. 高分子溶液的粘度
y
当液体流动时, 液 体内部的分子会产生 摩擦力, 阻碍液体的相 对流动. 以层流为例:
混合流. 列流. 层流.
y • 流体在管道中呈层流流动时 流速的径向分布
ห้องสมุดไป่ตู้
x
可把液体分成许多层, 吸附在管壁上的一层液体是不动的, 而 管中心的流速为最大, 这种流型称为牛顿型. 设相邻两平行流 层面积为A, 层间距为dx, 流速差为d, 则两层间的流速梯度 d /dx, 即为切变速率. 在稳态流动时, 推动液体流动的外力F, 在数值上应等于液体流动时所产生的摩擦力, 即 d F A 2019/2/3 7 dx
溶液性质有关, 而且还随溶质的相对分子质量的增加而降低. 用粘度法测定高分子的相对质量时, 必须先用其它方法, 例如光散射法, 直接测出系统的 及K. 再测出在不同浓度c下 相应的增比粘度sp, 然后以sp / c 对c 作图, 可得一直线, 将直 线外推至 c = 0处, 所得截距即为 [] . 除少数蛋白质外, 高分子化合物都是由相对分子质量大 小不等, 结构也不完全相同的同系混合物. 因此, 不论用什么 方法测得的分子量都是在一定范围内的平均值. 同一个高分子 溶液, 用不同方法测得的平均分子量往往具有不同的名称和不 同的数值. 由粘度法测定的分子量则称为粘均分子量.
高中生物中渗透压概念的理解
⾼中⽣物中渗透压概念的理解
学⽣问题：在做题时，经常会碰到渗透压这个名词，很多学⽣不知道它的真正意思，其实这应该是⼀个物理概念。
由于我们教学中涉及到的都是溶液，所以我们说的渗透压是溶液渗透压，我在教学中经常让学⽣⽤浓度来理解，其实，还是有必要让学⽣知道这个概念的真正含义。
溶液渗透压：在半透膜将纯液体与含有溶质的液体分开情况下，纯液体的化学势⾼于含有溶质的溶液的化学势，⽽物质移动规律是从化学势⾼移动到化学势低的，因此溶剂分⼦经半透膜移向另外⼀边的溶液。
如果在溶液的上⽅施加⼀个压⼒，其⼤⼩恰好使两边液体保持平衡，这个压⼒产⽣的压强数值就是该溶液在该浓度下的渗透压（osmotic pressure）。
简单的说，是指溶液中溶质微粒对⽔的吸引⼒。
定性理解渗透压就是溶液浓度越⼤，渗透压越⼤。
溶液渗透压的⼤⼩取决于单位体积溶液中溶质微粒的数⽬：溶质微粒越多，即溶液浓度越⾼，对⽔的吸引⼒越⼤，溶液渗透压越⾼；反过来，溶质微粒越少，即与⽆机盐、蛋⽩质的含量有关。
细胞外液渗透压：在组成细胞外液的各种⽆机盐离⼦中，含量上占有明显优势的是Na+和Cl-，细胞外液渗透压的90%以上来源于Na+和Cl-。
⾎浆渗透压：⾎浆渗透压有两部分构成：⼀部分是⾎浆中的⽆机盐、葡萄糖、尿素等⼩分⼦晶体物质形成的⾎浆晶体渗透压；另⼀部分是⾎浆蛋⽩等⼤分⼦物质所形成的⾎浆胶体渗透压。
由于⾎浆中⼩分⼦晶体物质⾮常多，因此⾎浆渗透压主要是晶体渗透压。
在37℃时，⼈的⾎浆渗透压约为770kPa，相当于细胞内液的渗透压。
医用化学-溶液和溶液的渗透压
❖等渗液：渗透浓度280～320 mmol/L ❖低渗液：渗透浓度低于280 mmol/L ❖高渗液：渗透浓度高于320 mmol/L
临床上常用的等渗溶液
9g/L （0.154mol/L）NaCl 50g/L （0.278mol/L）C6H12O6 12.5g/L （0.149mol/L）NaHCO3 19g/L （1/6mol/L）NaC3H5O3 2∶1乳酸钠溶液（2体积9g/L NaCl 与1体积
基本单元:可以是分子、原子、离子及其它粒子或这些 粒子的特定组合，所以在使用单位摩尔时，必须注明 基本单元。
1摩尔任何物质都含有6.02×1023个基本单元。
摩尔质量
1摩尔物质的质量称为该物质的摩尔质量。 符号: M 单位: g·mol1 任何物质的摩尔质量以g·mol1 为单位，其
在数值上等于该物质的化学式量。
解：
ρC6H12O6
mC6H12O6 V
10g 100g L1 0.1L
cC 6H 12O 6
ρC 6H 12O 6 M C 6H 12O 6
100g L1 180g mol1
0.56mol L1
3.质量分数（massfraction）
ωB
mB m
例：将100g葡萄糖溶于900g水配成溶液，计算此葡 萄糖溶液中葡萄糖的质量分数。
解：（1）9.0g·L1生理盐水 已知 ρB = 9.0g·L1 MB= 58.5g·mol1
CB
B
MB
9 .0 0 .154 58 .5
(mol· L1 )
π＝ i CRT =2×0.154×8.314×( 273+37 ) =794 ( kPa)
高分子化合物的渗透压和黏度
∴ aL (NaCl) = aR (NaCl)
∴ aL (Na + ) ⋅ aL (Cl − ) = aR (Na + ) ⋅ aR (Cl − )
稀溶液
cL Na + cL Cl − = cR Na + cR Cl −
(
) (
)
(
) (
)
此关系称为 唐南平衡
2. 唐南平衡
cL Na + cL Cl − = cR Na + cR Cl −
●当盐的浓度远大于蛋白质的浓度时，即 c0>> c 时：
2c0 c Π≈ RT = c RT 2c0
加入足量的小分子电解质，消除了唐南效应的影响，使得用 渗透压法测定大分子的摩尔质量比较准确。
12.17 如下图所示，在27℃时，膜内高分子水溶液的浓度为 0.1mol·dm-3，膜外 NaCl溶液浓度为0.5mol·dm-3 ， R+代表不能 透过膜的高分子正离子，试求平衡后溶液的渗透压为多少？
z 2 c 2 + zc 2 + 2c0 c ∴Π = RT 2c0 + zc
2. 唐南平衡
z 2 c 2 + zc 2 + 2c0 c ∴Π = RT 2c0 + zc
讨论：●当盐的浓度c0远远小于蛋白质的浓度c时，即c0<< c 时
z 2 c 2 + zc 2 Π= RT = ( z + 1)c RT zc
1.高分子溶液的渗透压
理想稀溶液的渗透压公式
ρB RT Π = cB RT = M
П为渗透压（Pa），cB为溶质的浓度（mol·m-3），рB 为溶质
的质量浓度（kg·m-3），M为溶质的摩尔质量（kg·mol-1）。 由于大分子溶液的非理想性，它所产生的渗透压可采用 维里方程模型表示为
第5章胶体溶液和溶液的渗透压.
高分子溶液是指高分子溶解在适当的溶剂中所形 成的溶液。
第二节 胶体溶液和高分子化合物溶液
四、高分子化合物溶液
（一） 高分子溶液的特性 溶胶、高分子溶液和溶液三者的性质比较
性质 分散相粒子 粒子直径 扩散速率
半透膜 丁铎尔现象 体系稳定性 加入电解质
粘度
溶胶 分子或离子的聚集体
1～100 nm 慢
不能透过 明显
相对稳定 少量即发生聚沉
小
高分子溶液 单个分子、离子
1～100 nm 慢
不能透过 微弱
均匀稳定 大量时发生聚沉
大
溶液 单个分子、子
小于1 nm 快
能透过 很微弱 均匀稳定 稳定
小
第二节 胶体溶液和高分子化合物溶液
四、高分子化合物溶液
（二） 高分子化合物溶液对溶胶的保护作用
煮沸
FeCl3+3H2O
Fe(OH)3+3HCl
胶体溶液
第二节 胶体溶液和高分子化合物溶液
二、胶体溶液的性质
（一）丁铎尔现象
将溶胶置于暗处，用一束强光照射溶胶，在与光束 垂直的方向观察，可以看到溶胶中有一束浑浊发亮的光 柱，这种现象是由英国物理学家丁铎尔发现的，称为丁 铎尔现象或乳光现象。
第二节 胶体溶液和高分子化合物溶液
第二节 胶体溶液和高分子化合物溶液
二、胶体溶液的性质
（二）电泳现象
动画——胶体溶液的电泳 现象和讨论
根据实验事实制作的动画显示： 红棕色Fe(OH)3胶粒向阴极移动，说明Fe(OH)3胶粒 带正电荷。
第二节 胶体溶液和高分子化合物溶液
二、胶体溶液的性质
溶液的渗透压资料讲解
知识目标：
1、掌握渗透现象发生的条件、渗透方向 (重点) ； 2、理解渗透压与渗透浓度的关系 (难点) ； 3、知道渗透压在医学中的应用 。
能力目标：
培养观察现象和分析问题能力、化学计算能力。
情感目标：
激发学习化学兴趣，培养严谨认真的职业态度。
渗透现象
半透膜：是一种只允许较小的 溶剂分子（H2O分子）通过,而 不允许溶质分子通过的薄膜。
nB 物质的量浓度c B = ——（mol/L或mmol/L）
V
mB
质量浓度 B = —— （g/L）
V
2、 c B 和 B的关系
c
B=
——B MB
例题2
B
c
B=
—— MB
计算 9g/L NaCl溶液及50g/L葡萄糖溶液的渗透浓 度，并判断这两种溶液是等渗、低渗还是高渗溶液？
解：c (NaCl)=——(—Na—Cl—) =—9—g/—L —=0.154mol/L M (NaCl) 58.5g/mol
0.1mol/L葡萄糖溶液渗透压的大小。
解：∵ NaCl
Na ＋ ＋ Cl －（强电解质）
cos(NaCl)= c (Na ＋ ) + c (Cl －)= 0.2mol/L=200mmol/L
∵葡糖糖为非电解质，在溶液中以分子形式存在
cos(葡萄糖)=c (葡萄糖) = 0.1mol/L=100mmol/L 0.1mol/LNaCl溶液cos > 0.1mol/L葡萄糖溶液cos
皱缩。
课堂反馈
1、渗透现象发生的条件是：
①__有__半__透__膜__存__在____；
渗透浓度不同
②__半__透__膜__两__侧__溶__质__粒__子__的__浓__度__不__同___。
溶剂渗透压 重量渗透压
溶剂渗透压与重量渗透压概述溶剂渗透压和重量渗透压是物理化学中与溶液性质相关的重要概念。
它们描述了溶液中溶质与溶剂之间的相互作用和溶质对溶剂的影响。
本文将从基本概念、计算方法和应用角度对溶剂渗透压和重量渗透压进行全面详细的介绍。
1. 溶剂渗透压1.1 概念溶剂渗透压是指在半透膜上，溶液中溶质对溶剂产生的压力差。
当两个浓度不同的溶液通过半透膜相互接触时，溶剂分子会从低浓度溶液一侧向高浓度溶液一侧扩散，直到两侧浓度达到平衡。
这个扩散过程中，溶质对溶剂的影响会导致溶剂在半透膜上产生压力，即溶剂渗透压。
1.2 影响因素溶剂渗透压受多个因素的影响，包括溶质浓度、温度、溶剂的性质等。
溶质浓度越高，溶剂渗透压越大；温度升高，溶剂渗透压减小；不同溶剂的渗透压也会有差异。
1.3 计算方法溶剂渗透压的计算可以使用万斯特方程进行近似，该方程如下：Π=iCRT其中，Π表示溶剂渗透压，i为溶质的离子化程度，C为溶质浓度，R为理想气体常数，T为温度。
1.4 应用溶剂渗透压在生物学、化学工程等领域具有广泛的应用。
在生物学中，细胞膜的渗透压平衡对细胞的正常功能和稳定性至关重要。
在化学工程中，溶剂渗透压的控制可以用于分离和纯化溶液中的组分。
2. 重量渗透压2.1 概念重量渗透压是指溶质对溶剂产生的重力影响所产生的压力差。
当溶质溶解在溶剂中时，由于溶质分子比溶剂分子更重，所以溶质会对溶剂产生向下的重力影响，导致溶剂在重力作用下产生压力差，即重量渗透压。
2.2 影响因素重量渗透压受溶质浓度、溶质分子质量、重力加速度等因素的影响。
溶质浓度越高，重量渗透压越大；溶质分子质量越大，重量渗透压越大；重力加速度越大，重量渗透压越大。
2.3 计算方法重量渗透压的计算可以使用下面的公式：πw=ρgℎ其中，πw表示重量渗透压，ρ为溶质溶液的密度，g为重力加速度，ℎ为溶液的高度。
2.4 应用重量渗透压在化工、环境工程等领域有着重要的应用。
在化工工艺中，重量渗透压的控制可以用于分离和纯化溶液中的组分。
摩尔质量测定
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四. 大分子溶液的离心沉降和沉降平衡
离心机： 可用于溶胶、大分子的沉降分析 转速可达105 rpm，离心力104g以上
离心力场：104g 沉降扩散平衡，从平衡分布求质点摩尔质量 >104g 扩散可不考虑，从沉降速度求质点r和M
x x=0
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扇形离心池，质点沿 径向沉降，避免对流 光学检测系统
F dv
A dx
牛顿粘度公式 dv dx
A
F
切应力 粘度 速梯度
粘度物理意义：保持速梯度为 1 时，所需要施加的切应力
粘度单位：Pas
流体分类 牛顿流体：符合，为常数 非牛顿流体：不符合，不为常数
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三、大分子溶液的流变性质
2. 牛顿流体溶胶，大分子稀溶液
粘度与下列因素有关 (1) 质点形状：线状，球状 (2) 溶剂化：若溶剂化强， (3) 摩尔质量：若M， (4) 带电：带电后，，称电粘效应
[]与分子结构、大小（M）有关
(2) []~M关系Standinger经验式
[] = KM 常数为分子形状参数
团型 线型 刚性棒状
= 0.5 = 0.5 ~ 1 = 2
粘度法不是一个独立的测定方法，K、 值首先从其它方法确定
优点：简便，快速，精确
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三、大分子溶液的流变性质
(3) []的测定
6rv
4 r 3
3
0
2x
沉降速度
v
2r 2
9
0
2 x
或
S
2r 2
9
0
用于计算r： r
9S
2 0
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由于膜两边要保持电中性，使得达到渗透平衡时小 离子在两边的浓度不等，这种平衡称为膜平衡或唐南平 衡。
由于离子分布的不平衡会造成额外的渗透压，影 响大分子摩尔质量的测定，所以又称之为唐南效应， 要设法消除。
RT
c （B）当加入的电解质足够多， 1 zc2
则与(1)的情况类似 ：
3 c2RT
即使Z不知道,如果渗透压测出,M可以计算
以毒攻毒,即通过加入电解质消除少量电解质或 Z不确定的影响.
以毒攻毒;砒霜治疗某些类型的白血病本小节完
在大分子电解质中通常含有少量电解质杂质，即 使杂质含量很低，但按离子数目计还是很可观的。
将
x
代入 3计算式得：3
zc22
2c2c1 z2c22 zc2 2c1
RT
如果明确知道大分子电解质的电离情况, 所带电荷Z.可以用上式计算. 习题:P414,9-8 提示:先进行离子移动分析,
设活度系数均为1，得： [Na+ ]左[Cl- ]左 =[Na + ]右[Cl- ]右
3
C2 RT
n2 V
RT
m M
RT V
这就是加入足量的小分子电解质，消除了唐南效
应的影响，使得用渗透压法测定大分子的摩尔质量比 较准确。
zc22
2c2c1 z2c22 zc2 2c1
RT
如果Z不知道,即使渗透压测出,M仍不能计算
c zc （A）当加入电解质太少， 1
2
与(2)的情况类似,即Z不知道
3 (c2 zc2 )RT (z 1)c2RT
3
zc22
2c2c1 z2c22 zc2 2c1
由于渗透压是因为膜两边的粒子数不同而引起 的，所以：
3 [(c2 zc2 2x) 2(c1 x)]RT
虽然膜两边NaCl的浓度不等， 但达到膜平衡时NaCl在两边的化学 势应该相等，即：
(NaCl,左） （NaCl,右）
所以： a(NaCl,左） a(NaCl,右）
（2）能电离的大分子溶液
开始时
以蛋白质的钠盐为例， 它在水中发生如下离解：
Naz P zNa PZ
蛋白质分子Pz- 不能透过半透膜，而Na+可以，结果
是部分Na+透过;但为了保持溶液的电中性，H2O必须
电离,而且H+必须渗透到左边。即水的一侧变化为
NaOH.称为膜水解.
由于大分子中z的数值不确定或者很难确定， 就是测定了渗透压п2也无法正确地计算大分子的 摩尔质量。
（3）外加电解质时的大分子溶液
在蛋白质钠盐的另一侧加入
浓度为c1 的小分子电解质，如上图。
达到膜平衡时（如下图），为 了保持电中性，有相同数量的Na+ 和Cl-扩散到了左边。
达到膜平衡时,小分子离子在膜的两侧溶液中的 浓度不均等,但有一定关系,而且保持膜两侧溶液 为电中性----唐南平衡(Donnan`s equilibrium)
§9.4大分子化合物溶液的渗透压
如果用半透膜将大分子化合物溶液与小分子溶 液隔开,会发生什么情况?
1 可以透过膜的小分子或者离子会重新分布,最 后达到平衡
2 膜的两边会出现渗透压.可以用其测量大分子 化合物分子量
膜平衡
•膜平衡的三种情况
（1）不电离的大分子溶液 （2）能电离的大分子溶液 （3）外加电解质时的大分子溶液
即
(aNa
aCl
)左
(a Na
aCl
)右
设活度系数均为1，得： [Na+ ]左[Cl- ]左 =[Na + ]右[Cl- ]右
即 （zc2 x)x (c1 x)2
解得
x
c12 zc2 2c1
由于渗透压是因为膜两边的粒子数不同而引起
的，所以：
3 [(c2 zc2 2x) 2(c1 x)]RT
（1）不电离的大分子溶液
由于大分子P不能透过半透膜，而H2O分子 可以，所以在膜两边会产生渗 Nhomakorabea压。渗透压可
以用非电解质的稀溶液的范霍夫公式近似计算，
即：
1 c2RT
C2 RT
n2 V
RT
m M
RT V
其中c2是大分子溶液的浓度。
1 c2RT
有些大分子物质的浓度不能配得很高，否则易 发生凝聚，如等电点时的蛋白质，所以产生的 渗透压很小，用这种方法测定大分子的摩尔质 量误差就会较大。