2第二章溶液的依数性

因此可以用渗透活性物质的量浓度（渗透浓度）来衡 量溶液的渗透压大小。
35
渗透浓度(osmolarity）：
所谓渗透浓度就是渗透活性物质的物质的量除以溶液的体积。
符号：cos 单位：mol· -1或mmol· -1 L L
渗透活性物质：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。 如：Na+、Ca2+、CO32-、葡萄糖分子、尿素分子、蛋白质分子等
16
第二节 溶液的沸点升高和凝固点降低
一、溶液的沸点升高 二、溶液的凝固点降低
17
液体的沸点(boiling point)
液体的沸点是液体的蒸汽压 等于外界压强时的温度。 液体的正常沸点 是指外压 为101.3kPa时的沸点。
液体的沸点随着外界压力的改变而改变。 外↑沸点↑。 P
18
（二）溶液的沸点升高
0 f1 '
nB mB / M B bB mA mA
Kf为溶剂的质量摩尔凝固点下降常数，单位是K · · -1 kg mol
K f mB MB m A Tf
25
例
将0.638g尿素溶于250g水中，测得此溶液的凝固点降低值
为0.079K,试求尿素的相对分子质量。（水的Kf=1.86
K· · -1） kg mol
解：
K f mB MB m A Tf
M (CON 2 H 4 )
1.86K kg mol 1 0.638g 0.060kg mol 1 250g 0.079K 60g mol 1
26
第三节
溶液的渗透压
一、渗透现象和渗透压
二、溶液的渗透压与浓度及温度的关系
高渗溶液
38
例
测得人体血液的凝固点降低值Tf = 0.56oC ，求 在体温37 oC时的渗透压力。
解：
T f K f b B b B
T f Kf RT
T f Kf
Π b B RT

0.56K 1kPa 8.314J K 1 mol 1 (273 37)K 1.86K kg mol 1 1J
计算医院补液用的50.0g· -1葡萄糖溶液和 L
mmol· -1表示)。 L
解：
葡萄糖(C6H12O6)的摩尔质量为180g· -1 ， mol
50.0g L1 1000mmol cos 278(mmol L1) 180g mol 1 1mol
50g· -1 C6H12O6溶液的渗透浓度为 L
第二章 稀溶液的依数性
1
溶液的性质
溶液是由一种以上物质组成的分散系统。 由溶质的本性决定，如颜色、相 溶液的性质 对密度、粘度等； 溶质微粒数与溶剂微粒数的比值
2
稀溶液的依数性。
在一定的温度和压力下，将某一难挥发性非电解质溶 于溶剂中组成稀溶液时，相对纯溶剂而言，就会产生稀溶 液的蒸气压降低、凝固点降低、沸点升高、渗透压等现象。 它们数值的大小，只与溶液中所含溶质粒子的浓度有关，
难挥发性非电解质稀溶液的沸点升高的原因是溶液 的蒸汽压低于纯溶剂的蒸汽压。
19
（二）溶液的沸点升高
溶液的沸点升高(△Tb) =溶液的沸点(Tb) －纯溶剂的沸点(Tb0 )
即:
Tb Tb T k p
0 b '
k k bB kb bB
'
式中， Kb为溶剂的沸点升高常数，它只与溶剂的本性有关
解： △Tb＝0.234K 根据：△Tb＝ Kb bB
bB ＝0.1mol/kg
Tf 0.234 Kb 2.34 K kg mol 1 bB 0.1
1000 2.830 M B 2.34 256 g / mol 0.41 63.00
22
二、溶液的凝固点降低
20
测定物质的相对分子质量分子量
TB K bbB
nB mB / M B bB mA mA
mB M B Kb mA Tb
21
二硫化碳(CS2)的沸点是46.13C,将S溶入其中形成
0.1mol/kg溶液时，沸点上升0.234C,求沸点上升常数Kb；若 将2.830g硫溶解在63.00g CS2中时，沸点上升0.41C,求硫的 相对分子质量。
与人体血浆溶液等渗
ibB cos 0.305mol kg 1 Tf Kf ibB 1.86K kg mol1 0.305mol kg 1 0.567K, Tf 0.567o C
41
例 9.00g · -1 NaCI溶液(生理盐水)的渗透浓度(以 L
10
蒸气压下降 (vapor pressure lowering )
在纯溶剂中加入少量难挥发的溶质时，液体的蒸 气压下降。
p*为纯溶剂的蒸气压
p为稀溶液的蒸气压
11
△p= p*－p
蒸气压下降曲线
纯溶剂
p/ kPa
稀溶液
P1
P2
T1
T2
T/oC
12
拉乌尔定律(Raoult’law)
一定温度下，难挥发性的非电解质稀溶液的蒸汽
Π = cB RT
cB bB
Π ＝ bBRT
与此同时，利用稀溶液的依数性可以测定溶质的相对分子质量：
mB ΠV n B RT RT MB
m B RT MB ΠV
34
三、渗透压力在医学上的意义
根据Van’t Hoff定律，在一定温度下，对于任一稀溶 液，Π与c成正比。
Π = cB RT
液态纯物质的凝固点是指 在一定的外压下(101.3kPa)， 该物质的液相和固相的蒸气压
相等时，即固－液两相平衡共
存时的温度。
23
水
p/kPa
纯溶剂
稀溶液
P0水＝0.6105kPa
p0 p1
纯溶剂 （固态）
Tf1 Tf0 T/oC
24
△T f
溶液的凝固点降低
即:
T f T f 0 T k p K f bB
x(H 2O) 100.0g 5.549mol 18.02g mol 1 0.9964 100.0g 6.840g (5.549 0.02000)mol 18.02g mol 1 342.0g mol 1
蔗糖溶液的蒸汽压为 p = p* xA = 2.338kPa×0.9964 = 2.330(kPa)
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，蒸汽所具有的压力称为 该温度下的饱和蒸汽压，简称
蒸汽压。
符号：p 单位：帕斯卡（Pa 或 kPa )
6
蒸汽压与液体的本性有关
p0101.3kPa
p/kPa
乙醚 34.6 oC
乙醇 78.5 oC
水 100 oC
0
P*－P = △P = P* xB
△P
表示溶液的蒸汽压下降。
适用条件：难挥发非电解质的稀溶液。
14
在稀溶液中：（ nA »nB ）
nB nB xB n A nB n A
△P =
nB mA MA
bB M A
P* xB= P* MAbB=KbB
△P =
K bB
15
例 已知293K时水的饱和蒸汽压为2.338kPa，将6.840g 蔗糖(C12H22O11)溶于100.0g水中，计算蔗糖溶液的质量 摩尔浓度和蒸汽压 。 解：蔗糖的摩尔质量为342.0g.mol-1，所以溶液的质量 摩尔浓度为： 6.840g 1000g kg1 b(C12H 22O11) 0.2000mol kg 1 342.0g mol 1 100.0g 水的物质的量分数为:
溶剂的净转移
Π
纯溶剂 半透膜
(a)
溶液
纯溶剂 半透膜
(b)
溶液
纯溶剂 半透膜
(c)
溶液
符号:Π;单位：常用Pa或kPa
31
反向渗透：在溶液一侧若是施加的外压大于渗透压力，
则溶液中会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。
反渗透纯水制备装置图
反渗透
32
二、溶液的渗透压与浓度及温度的关系
20
40
60
80
100
120
Fra Baidu bibliotek
T /oC
7
蒸汽压与温度有关
不同温度下水的蒸汽压
T/K 273 278 283 293 303 313 323 p/kPa 0.610 6 0.871 9 1.227 9 2.338 5 4.242 3 7.375 4 12.333 6 T/K 333 343 353 363 373 423 p/kPa 19.918 3 35.157 4 47.342 6 70.100 1 101.324 7 476.026 2
8
固体也具有一定的蒸汽压
不同温度下冰的蒸汽压
T/K 248 253 258 263 p/kPa 0.063 5 0.103 5 0.165 3 0.260 0 T/K 268 272 273 p/kPa 0.401 3 0.562 6 0.610 6
9
二、溶液的蒸汽压下降——Raoult定律
实验表明在相同的温度下，水的蒸汽压大于葡萄 糖溶液的蒸汽压。
NaCl的摩尔质量为58.5g· -1，NaCl溶液中渗 mol 透活性物质为Na+和Cl-，因此NaCl的渗透浓度为
实验证明: 当T 一定时Π∝ c ，当c 一定时Π∝ T 渗透压力与溶液的浓度、绝对温度的关系：
ΠV = nB RT
Π = cB RT
式中:Π为溶液的渗透压力，V为溶液的体积， nB为该体积中所含溶质的物质的量， T为绝对温度，cB为溶液的物质的量浓度， R为气体常数。
33
对于非电解质稀溶液，其物质的量浓度近似地与质量 摩尔浓度相等，即:
7.8 10 2 kPa
故人体血液在体温37oC时的渗透压力为7.8×102 kPa
39
难挥难挥发性电解质稀溶液的依数性
P i K bB Tb i Kb bB
T f i K f bB
渗透 RT i cB RT i bB
AnBm电解质而言，i = n+m
三、渗透压在医学上的意义
27
产生渗透现象的条件:
(1)有半透膜的存在
(2)膜两测不能透过半透膜的微粒浓度不相等
28
半透膜 (semipermeable membrane)
只允许某些物质透过，而不允许另一 些物质透过的薄膜
可作为半透膜的物质：细胞膜、肠衣、萝卜皮、人 工制备的火棉胶膜、玻璃纸及羊皮纸等。
29
渗
透(osmosis)
溶剂(水) 分子通过半透膜，由纯
溶剂进入溶液(或从稀溶液向浓溶液)的
自发过程称为渗透。
渗透的目标：缩小溶液的浓度差。
渗透平衡：单位时间内溶剂分子进出半透膜 数目相等的状态。
30
渗透压（osmotic pressure）:
将纯溶剂与溶液以半透膜隔开时，为维持渗透平 衡所需加给溶液的额外压力。
而与溶质本身的性质无关，所以称它们为稀溶液的依数性。
3
第一节
溶液的蒸汽压下降
一、蒸汽压 二、溶液的蒸汽压下降
——Raoult定律
4
一、蒸汽压(vapor pressure)
1.蒸发(evaporation)
液相 → 气相
2.凝结(condensation)
气相 → 液相
5
3.饱和蒸汽压(简称蒸汽压) （vapor pressure）
40
治疗脱水、电解质失调与中毒静脉滴注的林格氏（Ringer）液的
处方是：在1.00L注射用水中溶有8.50g NaCl，0.30gKCl，0.33g
CaCl22H2O。林格氏液的渗透浓度是多少？101.3kpa下凝固点为 多少？它与人体血浆溶液等渗吗？
8.5g 0.30g 0.33g c ic (2 2 3 ) /1L os 58.5g mol1 74.5g mol1 147 g mol1 0.305mol L1
36
等渗、高渗和低渗溶液
等渗溶液：渗透压相等的两种溶液。
高渗溶液：渗透压不等的两种溶液，则渗透压 力高的称为高渗溶液。 低渗溶液：渗透压低的称为低渗溶液。
37
医学上以血浆渗透压作为标准规定在280~320mmol· -1 L
的溶液为等渗溶液。高于此范围者为高渗溶液。反之,为 低渗溶液。
等渗溶液
低渗溶液
压等于纯溶剂的饱和蒸汽压与溶液中溶剂的物质的量
分数(摩尔分数)的乘积。用公式表示为:
P = P* xA
式中， P 为溶液的蒸汽压， P*为纯溶剂的蒸汽压， xA 为溶液中
溶剂的物质的量分数。
13
对于只有一种溶质的稀溶液，设xB为溶质的物
质的量分数，则 xA ＋xB =1，式可写作
P = P*（1- xB ）= P* - P*xB P* - P = P* xB