第二章溶液浓度与渗透压
第二章 溶液组成标度
回顾: 扩散现象
扩散:溶质分子和溶剂分子相互运动和 迁移的结果。
回顾:扩散现象
纯水
蔗糖溶液
扩散现象发生的条件:
纯溶剂与溶液之间 浓度不同的溶液之间
(一)渗透现象
纯水
蔗糖溶液
半透膜:是一种只允许溶剂分 子(如H2O分子)自由通过,而 不允许溶质分子通过的薄膜。
纯水
如:细胞膜、膀胱膜、肠衣、 毛细血管壁等。 蔗糖溶液
mB mB 11.2 g B V 0.1L V B 112g / L
0.1L=100mL=20mL×5支
问题一:
问题二
问题三
0.9%(即9g/L)NaCl 溶液(生理盐水)
5%(即50g/L) 葡萄糖溶液
第二节 溶液的渗透压
主 1、渗透现象和渗透压 要 2、渗透压与浓度、温度的关系 内 容 3、渗透压在医学上的意义
高渗溶液
让我好 好想一 想
(胀大→溶血)
(皱缩→胞浆分离→血栓) (正常形态)
(三)晶体渗透压和胶体渗透压
晶体渗透压:由低分子物质产生的渗 透压。 胶体渗透压:由高分子物质产生的渗 透压。 血浆渗透压=胶体渗透压+晶体渗透 压
意义:
晶体渗透压:调节细胞内外水盐相对 平衡及维持细胞的正常形态和功能。 胶体渗透压:调节毛细血管内外水盐 相对平衡及维持血容量。
例:100ml正常人的血清中含有10.0mg Ca2+
离子,计算正常人血清中Ca2+的物质的量 浓度?(用mmol· L-1表示)
解:已知Ca2+ 的M=40g/mol
10.0 mB nB M 40.0 1000 CB 2.50mmol/ L 100 V V 1000
溶液的渗透压力
对学、群学
群 学
小组组员共同分析讨论能力升级题,将能力升级题 答案写在A4纸上,由各小组组长展示在粘贴板上。
1、计算下列溶液的渗透浓度: ①0.1mol/L蔗糖溶液 ②0.15mol/LNaHCO3溶液 ③50g/L葡萄糖溶液
2、比较各组溶液中两溶液渗透压力的大小:
① 0.1mol/L葡萄糖溶液与 0.1mol/LNaCl溶液 ② 0.1mol/LNaCl溶液与0.1mol/LMgCl2溶液
3、如果用半透膜将两溶液隔开,判断渗透方向:
①0.1mol/L葡萄糖溶液§0.1mol/LNaCl溶液 ②0.1mol/LNaC3H5O3溶液§0.1mol/LNaCl溶液
思路:先计算c渗透 ;
然后与血浆渗透浓度相比较。 答案: ①高渗溶液 ②等渗溶液
简述题: 临床为病人大量输液时,为什么要用等渗溶液?
低渗溶液
等渗溶液
高渗溶液
(胀大→溶血)
(正常形态)
(皱缩→胞浆分离)
巩固练习
1、渗透现象发生的条件是:
①________________; 有半透膜存在 ②半透膜两侧溶液浓度(渗透浓度)不同 。 _______________________________
②0.1mol/LNaC3H5O3溶液§0.1mol/LNaCl溶液
③0.2mol/L葡萄糖溶液§0.05mol/LCaCl2溶液
思路:先计算c渗透 ;
判断渗透方向:由渗透浓度小→大 答案:① → ② =
③ ←
判断下列溶液是等渗、低渗还是高渗溶液: ①0.6mol/LNaHCO3溶液 ②9g/LNaCl溶液
② 0.1mol/LNaCl溶液与0.1mol/LMgCl2溶液
溶液的渗透和渗透压ppt课件
•a 3.0g/LNaCl溶液 • (低渗溶液)
b 15.0g/LNaCl溶液 (高渗溶液)
c 9.0g/LNaCl溶液 (等渗溶液)
•渗透方向:溶剂分子总是由低渗溶液指向高渗溶液渗透。
•第二章 溶液 第三节 溶液的渗透压
14
第三节 溶液的渗透压
(三)晶体渗透压和胶体渗透压 1.晶体渗透压
是由电解质(如NaCl、NaHCO3等)、小分子物质(如 葡萄糖、氨基酸和尿素)等晶体物质产生的渗透压。
功能:调节细胞内外水盐平衡、维持细胞正常形态。
2.胶体渗透压
是由高分子物质(如蛋白质、核酸)等胶体物质产生的 渗透压。
功能:调节毛细血管内外水盐平衡、维持血容量。
•第二章 溶液 第三节 溶液的渗透压
15
水肿是由于某些原因(如慢性肾炎或肝功能障碍等)造 成血液中蛋白质含量显著减少,使胶体渗透压过低,过量水 分子从毛细血管壁进入组织间液而引起。临床上对大面积烧 伤或由于失血造成血容量降低的患者进行补液时,除补生理 盐水外,同时还要输入血浆或右旋糖酐等代血浆,以恢复胶 体渗透压和增加血容量。因此,在临床治疗中,掌握渗透压 的相关知识是非常重要的。
血液透析可替代病人肾脏衰竭而失去的部分生理功能,维系 生命,但不能替代其内分泌功能,也不能治愈尿毒症或肾功能衰 竭,只是临床救治急、慢性肾衰竭最有效的方法之一。
•第二章 溶液
17
《医用化学》中国科学技术出版社 杨炳林 何木全主编
1
第四节 溶液的渗透和渗透压
一、渗透现象和渗透压 二、渗透压与浓度的关系 三、渗透压在医学上的意义
2
第二章 溶液
教学要求
以渗透现象实验为切入点,通过观察得出溶液 渗透的概念、渗透产生的条件、渗透压与浓度的关系、 渗透压在医学的应用
第二章溶液的浓度
二、其他常用溶液浓度的表示方法
2、质量分数:溶质B的质量mB与溶液的质量m之
比,称为溶质B的质量分数,符号ω B 溶质的质量(克) ωB = ————————×100% 溶液的质量(克) 3、浓度之间的换算 (1)物质的量浓度与质量摩尔浓度的换算: 互相换算必须得知溶液的密度; 对于很稀的水溶液,可近似认为物质的量浓 度与质量摩尔浓度相等。
28
拉乌尔定律另一种表述:在一定温度下,难挥发非电解质稀溶 液的蒸汽压下降,近似与溶质B的质量摩尔浓度成正比,与溶质 的本性无关。 如果溶剂是水,且质量为1kg , 则 b = nB/1kg 在数值上b = nB nA = 1000/18.01 = 55.52 mol
nB nB P° △P = P°———— ≈P°----- = ——— b = K蒸 b 55.52+nB 55.52 55.52
△tb = Kb· b(B) = tb- tbo
K b 为沸点上升常数,与溶剂的本性有关,而 与溶质的本性无关。
33
例:将12.0g尿素[CO(NH2)2]和34.2蔗糖(C12H22O11)分别
于250.0g水中,计算此两种溶液的沸点(Kb=0.52K· kg· mol-1) 解:M尿素 = 60 g· mol-1 b = 12.0×1000/60×250 = 0.80mol· kg-1 △t b = 0.52 × 0.80 = 0.42 (K)
20
稀释定律:
C 1V 1 = C 2V 2
例:取上述浓硫酸5ml稀释至500ml,该稀硫酸 (H2SO4) 溶液的浓度是多少?
解:
C 1V 1 = C 2V 2 17.9×5 = C2×500 C2 = 17.9×5 /500 = 0.179 mol/L
第二章 稀溶液的依数性
17.1g nB 0.0500 mol 1 342g mol
100g nA 5.66mol 1 18.0g mol
5.56mol xA 0.991 5.56mol 0.0500 mol
p p xA 2.34k Pa 0.991
0
2.32k Pa
二、溶液的蒸气压下降
四、渗透压在医学上的意义
衡量溶液渗透压的大小:
Π~c Π ~ ic
(一) 渗透浓度:
渗透活性物质(溶质粒子包括分子、离子)的总浓度, 符号为c os,单位为mol· L-1 或mmol· L-1 。 非电解质溶液: c os=
二、Van’t Hoff 定律*
解: 首先计算该溶液的浓度:
cRT
1.33 4 1 c 5.37 10 mol L RT 8.31 298 Hb的摩尔质量:
35.0 4 1 M 6.52 10 g mol 4 5.37 10
二、Van’t Hoff 定律*
渗透(现象): 溶剂分子透过半透膜从纯溶剂进入溶液中的过程。 渗透现象产生的条件: (1)半透膜的存在 (2)半透膜两侧单位体积内溶剂的个数不等 稀 浓
非电解质溶液 :稀溶液和浓溶液之间也会产生渗透现象
一、渗透现象和渗透压
渗透方向:
溶剂净转移的方向
( 1 )溶剂分子总是从纯溶剂通过半透膜向溶 液渗透;(2)从浓度小的溶液向浓度大的溶液(非 电解质溶液)渗透 溶剂分子从单位体积内溶剂分子数目多的一侧 向溶剂分子数目少的一侧运动。
二、溶液的蒸气压下降
显然:溶液中难挥发的溶质浓度越大,Δ p下降越多
二、溶液的蒸气压下降
Raoult*(拉乌尔)定律:p = p0· xA xA为溶剂的摩尔分数。 在温度一定下,难挥发性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。 由于xA<1,所以p<p0 xA+xB=1 xB为溶质的摩尔分数。 xA = 1- xB p= p0(1- xB) △p= p0-p = p0xB 适用条件:1难挥发性2非电解质的3稀薄溶液*。
无机化学第二章溶液
第二章 习题
1.稀溶液的依数性有( )、(
)
( )、(
)
2.稀溶液四个依数性中本质的是( )
三、溶液的凝固点降低
3. 溶液的凝固点降低原理图
P
纯溶剂
固相
Tf
Tf0
溶液
T
三、溶液的凝固点降低
4. 定量关系:ΔTf = Tf0–Tf = Kf bB
Kf:溶剂的摩尔凝固点降低常数,只与溶剂的本 性有关。
由上式可知,难挥发性的非电解质稀溶液的凝固点降
低只与溶质的bB有关,而与溶质的本性无关。
三、溶液的凝固点降低
100.0g
xA
18.02g m ol1
5.549m ol
100.0g 18.02g m ol1
0.02m ol (5.549
=0.9964
0.02)m ol
p = p0 xA = 2.338 kPa × 0.9964 = 2.330 kPa
答:蔗糖溶液的质量摩尔浓度是0.2000 mol.kg-1, 蒸气 压是2.330 kPa 。
【例】取0.149g谷氨酸溶于50.0g水,测得凝固点为0.188℃,试求谷氨酸的摩尔质量。
解:由 所以
Tf K f bB
0.188 1.86 0.149 1000 M 50.0
M=148 (gּmol-1)
按谷氨酸的分子式【COOHCH·(CH2)2·COOH】 计算,其摩尔质量应为147 gּmol-1。
第一节 溶液的浓度
3. 质量摩尔浓度:溶质B的物质的量除以溶剂的
质量
符号为bB
公式:bB= nB/mA (mol·kg-1)
4. 质量浓度(密度) : 溶质B的质量mB除以溶液的 体积V 符号为ρB
2溶液
mB mB B m A mB m
• 单位:质量分数无单位,可用小数或百 分数表示,如市售浓硫酸的质量分数为
ω B=0.98
或
ω B=98%
例2-3 质量分数ωB为0.37的盐酸溶 液,其密度为1.19Kg/L,问该盐 酸溶液的物质的量浓度是多少?
五、体积分数B
• 定义 在相同温度和压力下,溶质B的体 积VB与溶液体积V之比称为物质B的体 积分数。用符号B表示。
(二)质量摩尔浓度
质量摩尔浓度(molarity)定义为溶质B的物质 的量除以溶剂的质量,符号为bB,即
bB
def
nB / mA
(1.4)
单位: mol· kg-1 注:摩尔分数和质量摩尔浓度与温度无关。 质量摩尔浓度与密度分开!
例 将7.00g结晶草酸(H2C2O4 · 2H2O )溶于93.0g水 中,求草酸的质量摩尔浓度b(H2C2O4)和摩尔分数 x(H2C2O4) 。
纯溶剂 半透膜
( c)
溶液
这个恰好能阻止渗透现象继续发生而达 到动态平衡的压力称为该溶液的渗透压。
符号:Π 单位:Pa或kPa
• 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。
Concentrated solution Semipermeable membrane
c(H2SO4)=1mol· L-1
c(2H2SO4)=0.5mol· L-1
例 题2-1 正常人100ml血清中含100mg葡
萄糖,计算血清中葡萄糖的物质
的量浓度
2.质量浓度(mass concentration)
第二章溶液
溶液的渗透压渗透作用是自然界的一种普遍现象,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为止。
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。
渗透(osmosis)的现象是指溶剂分子透过半透膜(semi-permeable membrane)由纯溶剂(或较稀溶液)一方向溶液(或较浓溶液)一方扩散使溶液变稀的现象。
{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。
渗透性(permeability)是泛指分子或离子透过隔离的膜的性质。
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,还有晾干的猪膀胱,肠衣,新鲜的萝卜皮或各种植物果实的外皮等。
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数目不等,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)的数目多,因而产生了渗透现象。
渗透现象的产生必须具备两个条件: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。
第2章 稀溶液的依数性--渗透压与浓度温度的关系
事实上,常用凝固点降低法和渗透压法来测定,
因为这两种依数性改变最显著。
ppt编号2-4-2-7
● 若采用凝固点降低法,则 K f mB mB ΔTf K f bB K f 所以, M B ΔTf mA M B mA ● 若采用渗透压法,则 mB bB RT RT M B mA
NaCl为AB型电解质,i =2 ΔTf(NaCl) = KfbB = Kf×i×bB = 2×0.100 mol· kg-1×1.86 K· kg· mol –1 = 0.372 K Tf(NaCl) = - 0.372 ℃ 。 (2)溶液的渗透压
π = i bBRT = 2×0.100 ×8.314×297
对于电解质稀溶液, 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)
Δp 稀溶液的蒸气压下降:
ppt编号2-4-2-10
例题2-7:
计算298K时,0.100mol· kg-1的NaCl溶液的凝 固点和渗透压。 解: (1)溶液的凝固点
ppt编号2-4-2-1
2-4-2 渗透压与浓度及温度的关系
1877年德国植物学家弗菲尔(W. Pfeffer) 根据其实验数据发现两条规律:
(1)温度一定时,稀溶液的渗透压与 溶液的浓度成正比 T 一定时,
c
(2)浓度一定时,稀溶液的渗透压 与热力学温度成正比 C 一定时,
T
W. Pfeffer 1845~1920
Π bB RT
即:在一定温度下,稀溶液的渗透压与 溶液的质量摩尔浓度成正比,与溶质的 本性无关。
ppt编号2-4-2-5
例题2-5:
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。
溶液的渗透和渗透压
•a 3.0g/LNaCl溶液
b 15.0g/LNaCl
溶液
c 9.0g/LNaCl溶液
•渗透方向• :(溶低剂分渗子溶总液是)由低渗溶液指(向高高渗渗溶溶液液渗)透。
(等渗溶液)
•第二章 溶液 第三节 溶
第三节 溶液的渗透压
(三)晶体渗透压和胶体渗透压 1.晶体渗透压
是 由 电 解 质 ( 如 NaCl 、 NaHCO3 等 ) 、 小分子物质(如葡萄糖、氨基酸和尿素)等 晶体物质产生的渗透压。
3.渗透平衡:动态平衡
•第二章 溶液 第三节 溶
渗透压特定
是一切溶液所固有的特性 是渗透现象发生的动力
第三节 溶液的渗透压
三、渗透压在医学上的意义
(一)渗透浓度
指溶液中能产生渗透现象的各种溶质粒子 (分子或离子)的总的物质的量浓度,用cos表
示,单位为mol/L或mmol/L。 医学上常用渗透浓度来表示溶液渗透压的
血管壁进入组织间液而引起。临床上对大面
积烧伤或由于失血造成血容量降低的患者进
行补液时,除补生理盐水外,同时还要输入
血浆或右旋糖酐等代血浆,以恢复胶体渗透
压和增加血容量。因此,在临床治疗中,掌
握渗透压的相关知识是非常重要的。
•血液•H2O•血管源自•第二章 溶液 第三节 溶
基础与临床
【血液透析】
血液透析是利用渗透原理,将患者血液与透 析液同时连续不断地引入透析器内,两者分别在 透析膜(人工半透膜)两侧逆向流动,根据膜平 衡渗透原理,借助于膜两侧的溶质梯度、渗透梯 度和静水压差,通过扩散、对流、吸附等充分进 行交换,使血液中的代谢废物(如尿素、尿酸等 )进入透析液中,同时透析液中的营养物质或治 疗药物进入血液,清除病人血液中的代谢废物、 毒素、多余水分和电解质,而蛋白质、红细胞等 则不能透过透析膜,留在血液中,同时调节透析 液成分,补充病人所需物质,如碳酸氢根等,从 而达到“人工肾”的目的。
渗透压与溶液浓度的关系
渗透压与溶液浓度的关系渗透压与溶液浓度的关系1. 渗透压的定义渗透压是指溶液通过半透膜与纯溶剂之间进行渗透时,产生压强差的力量。
渗透压的大小取决于溶质在溶液中的浓度和温度等因素。
2. 渗透压与溶液浓度的关系渗透压与溶液浓度呈正相关关系,即随着溶液浓度的增加,渗透压也会增加。
这是由于溶质的存在会降低溶液中水分子的活动度,使得水分子从纯溶剂方向向溶质较多的溶液方向移动,产生渗透压。
3. 渗透压与生物体的关系在生物体内,渗透压起到维持细胞内外水分平衡的重要作用。
细胞内外液体的渗透压差异会导致水分子的流动,从而影响细胞的稳定性和正常功能。
渗透压调节生物体通过调节细胞内外液体的渗透浓度来维持渗透压的平衡。
当细胞外液的渗透浓度较高时,细胞会失水,导致细胞萎缩;而当细胞外液的渗透浓度较低时,细胞则会吸水膨胀。
通过调节离子浓度和渗透物质浓度,生物体能够保持细胞内外液体的渗透压一致。
渗透压与植物细胞植物细胞在吸水后,由于细胞壁的限制,不能像动物细胞那样扩张。
此时,细胞内液体的渗透压会增加,导致渗透压高于细胞外。
为了维持细胞结构的稳定,植物细胞会通过水分向外渗透,使细胞内渗透压降低,细胞壁得以支撑细胞的结构。
渗透压与动物细胞动物细胞没有细胞壁的支撑,因此对渗透压的变化更为敏感。
当渗透压较高时,细胞内部会吸水致胀,导致细胞功能异常;而当渗透压较低时,细胞则会失水萎缩。
因此,维持细胞内外液体的渗透压平衡对动物细胞的正常功能至关重要。
4. 总结渗透压与溶液浓度呈正相关关系,生物体通过调节细胞内外液体的渗透浓度来维持渗透压的平衡。
植物细胞通过水分向外渗透,降低细胞内渗透压;而动物细胞则更为敏感,需要维持细胞内外液体的渗透压平衡以保持正常功能。
5. 渗透压的应用药物输液在临床上,渗透压被广泛应用于药物输液。
通过调节药物溶液的浓度,可以控制渗透压,使药物在体内的吸收和分布更加有效。
食品加工在食品加工中,渗透压被用于调节食品中的水分含量,以保持食品的质地和口感。
第二章 稀溶液的依数性
在临床治疗中,当为病 人大剂量补液时,要特 别注意补液的渗透浓度, 否则可能导致机体内水 分调节失常及细胞的变 形和破坏。
常用补液:50 g/L葡萄 糖或9 g/LNaCl;或0.28 mol/L葡萄糖或0.15 mol/LNaCl
例 计算补液用50.0 g·L-1葡萄糖溶液和9.00 g·L-1 NaCl 溶液(生理盐水)的渗透浓度。
溶液的性质有两类: 一类:由溶质的本性决定,如:密度,颜色,
导电性,酸碱性。 另一类:由溶质粒子数目的多少决定。如:溶
液的蒸气压下降,沸点升高,凝固点降低,溶 液的渗透压,该性质称为依数性。
第一节 溶液的蒸气压下降
一、蒸气压
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 分子数相等,气液两相处于平衡 状态时的气相所具有的压力叫该 溶液的蒸汽压。
三、难挥发性强电解质稀溶液的依数性
(1)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 荷的粒子,使其含有的粒子数比同浓度非电解 质多。
(2)计算强电解质稀溶液的依数性时,必须引入 一个校正因子。
ΔTb = i Kb bB ΔTf = i Kf bB Π = i cBRT ≈ i bB RT
p = p0 xA 溶剂的物质的量分数
溶液的蒸气压
纯溶剂的蒸气压
对于只含一种溶质的稀溶液:
质量摩尔浓度
Δp = p0 - p ≈
p
0
MA 1000
bB
=K bB
推导过程Δp ≈ K bB
∵
xA+ xB =1
p= p0 xA = p0(1- xB)= p0 – p0 xB
∴
p0- p = p0 xB
渗透压与摩尔浓度的关系
渗透压与摩尔浓度的关系
渗透压和摩尔浓度是溶液中两个重要的概念,它们之间存在着一定的关系。
在了解这
个关系之前,先来了解一下这两个概念的含义。
渗透压是指在两个浓度不同的溶液之间,若能通过可透过半透膜分割,浓度低的一侧
水分子向浓度高的一侧扩散,形成一定的压力,这个压力就是渗透压。
通俗地讲,就是一
个含有较多溶质的溶液,如果被分离出来,那么它内部的水分子就有向纯水中扩散的趋势。
而这种扩散所产生的压力,就是渗透压。
摩尔浓度则是指单位体积溶液中含有溶质的物质量,它的单位是摩尔/升(mol/L)。
我们常见的,如1M NaCl浓度的含义就是:在1升水中,含有58.5克的NaCl溶解。
渗透压和摩尔浓度的关系是,它们之间成正比例关系。
这个关系式可以表示为:
π = iC R T
其中π为渗透压,C为溶液中溶质的摩尔浓度,i为离子强度,R为气体常数,T为温度。
根据这个关系式可以得出:溶液的渗透压与其中溶质的摩尔浓度是成正比例关系的,
而摩尔浓度的大小是影响渗透压大小的一个重要因素。
即摩尔浓度越高,溶液中溶质的数
量就越多,从而溶液的渗透压也就越大。
此外,在实际应用中,我们常常需要知道溶液中的溶质种类和其数量,从而可以计算
溶液的摩尔浓度,定量地表示溶解物质在溶液中的分布情况和浓度大小,这对于实验室分
析和实际应用具有重要的价值。
总之,渗透压和摩尔浓度是溶液中两个重要的概念,并且它们之间存在严格的正比例
关系。
了解它们之间的关系,可以帮助我们更好地理解溶液的性质和溶液中溶质的分布规律。
渗透压和浓度的关系
渗透压和浓度的关系渗透压是指溶液在膜上产生的压力差,其大小与溶液中溶质的浓度有关。
浓度是指溶液中溶质的质量或体积与溶液总质量或体积的比值。
本文将围绕渗透压和浓度的关系展开讨论。
渗透压的大小与溶液中溶质的浓度成正比,即溶质浓度越高,渗透压越大。
这是由于溶质分子或离子在溶剂中的存在会导致溶液的渗透性发生变化,从而产生渗透压。
溶质的存在会降低溶剂的化学势,使溶剂向溶质浓度较高的区域移动,从而产生渗透压。
在生物体内,渗透压起着重要的调节作用。
细胞内外的溶液浓度不同,维持着细胞的正常功能和稳态。
当细胞周围的溶液浓度较高时,细胞内的水分子会向外部移动,细胞会失去水分,导致细胞萎缩甚至死亡;相反,当细胞周围的溶液浓度较低时,细胞内的水分子会向内部移动,细胞会吸收过多的水分,导致细胞膨胀甚至破裂。
因此,生物体内维持渗透平衡对细胞的生存和正常功能至关重要。
溶液的浓度可以通过溶质的质量或体积与溶液总质量或体积的比值来表示。
在计算渗透压时,常用的浓度单位有摩尔浓度、质量浓度和体积浓度等。
摩尔浓度是指溶质的摩尔数与溶液体积的比值,质量浓度是指溶质的质量与溶液总质量的比值,体积浓度是指溶质的体积与溶液总体积的比值。
渗透压的计算可以利用渗透系数和溶质浓度之间的关系。
渗透系数是指溶质在单位浓度下通过单位面积膜的渗透速率与溶剂通过同样条件下的渗透速率之比。
溶质浓度越高,渗透系数越大,从而渗透压越大。
渗透系数与溶质的分子大小、形状和溶剂的性质有关。
在实际计算中,常常使用渗透系数和溶质浓度的乘积来表示渗透压。
渗透压对于细胞和生物体的正常功能具有重要意义。
在生物体中,渗透压的调节通过维持细胞内外的溶液浓度差来实现。
细胞膜具有选择性渗透性,可以控制水分子和溶质的通过,从而调节细胞内外的渗透平衡。
当细胞周围的溶液浓度较高时,细胞通过渗透调节机制会排出多余的水分,保持细胞内的渗透平衡;相反,当细胞周围的溶液浓度较低时,细胞会吸收外部的水分,保持细胞内的渗透平衡。
无机化学-第02章-溶液-2014(1)
b a
第二章
溶液
分子的动能: 红色:大 黑色:中 蓝色:低
蒸气压(饱和蒸气压)---与液相处于平衡时的 蒸气所具有的压力。
恒温 蒸发 凝结
H2O(l)
H2O(g)
H2O
第二章
溶液
实验结果:
P 溶液 P 溶剂
蒸汽压下降
P=P 溶剂 P 溶液
第二章
溶液
难挥发性的溶质:本身并不产生蒸气压 (葡萄糖、NaCl) 25℃
渗透平衡
第二章 溶液
小结
半透膜只允许溶剂分子透过而溶质分子不能透过。溶剂分子通 过半透膜进入溶液的过程称之为渗透或渗透现象。渗透压π 可定义为:将溶液和溶剂用半透膜隔开,为阻止渗透现象发 生而必须施加于溶液液面上的最小压力。 范特霍夫(J· H· Van´tHoff)根据实验结果指出稀溶液的渗透压 与溶液的浓度和温度的关系同理想气体方程式一致,即 π V=nRT 或 π =cRT 式中,π 是溶液的渗透压(kPa);V是溶液的体积(L);n 是溶质的物质的量;c是溶质的物质的量浓度;R是摩尔气体 常数用8.31kPa· dm3· mol-1表示;T是绝对温度(K)。 从上述关系式可以看出,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。
式中为 b 质量摩尔浓度, Kb 为溶剂的沸点升 高常数。 应用上式可以测定溶质的摩尔质量M。
第二章
溶液
1、假设质量浓度为10g/L蔗糖溶液,求该溶液的 沸点.(M=342, K蔗糖=0.512)
解:
CB=
10 342
= 0.029(mol/L)
△Tb= KbCB= Tb- Tb0 Tb= Tb0+ △Tb= 100+0.512x0.029
溶液的渗透压
定义: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
单位: Pa或kPa。
渗透压 渗透压
注意:
若半透膜隔开的浓度 不等的两个非电解质 溶液Байду номын сангаас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,此压力是两 溶液渗透压力之差。
⊿Л
Concentrated solution
几种液体蒸气压与温度的关系
溶液蒸气压下降 (Raoult Law)
1. 溶液蒸气压下降Δp (VaporPressure Lowing) 实验结果: 在相同温度下,P水
>P葡萄糖。 结论:含有难挥发性溶质溶液
蒸气压总是低于同温度纯溶剂 的蒸气压
溶液的沸点升高和凝固点降低
第一节 溶液的渗透压力
Semipermeable membrane
Dilute solution
二、 渗透压力的计算— Van’t Hoff 定律
关系式: Π = cBRT
ΠV = nBRT
其中 cB — 物质的量浓度 (mol·L-1) R — 常数 8.314 J·K-1·mol-1
T — 绝对温度 (273 + ℃)
第二章 溶液的渗透压
(Osmotic Pressure of Solution)
目的要求
1. 熟悉产生渗透现象的条件及本质原因、渗透 作用的方向。
2. 掌握溶液渗透压力的概念及计算 3. 熟悉渗透浓度与渗透压力的医学应用。
主要内容
第一节 溶液的渗透压力
渗透现象和渗透压力 渗透压的计算
第二节 渗透压在医学上的意义
子(分子、离子)的统称。 cos定义: cos = i c
无机化学课件 第二章 溶液
2.胶粒表面水合膜的保护* 胶团结构式中的吸附层、扩散层均为水合膜层 -水合双电层,水合双电层犹如一层弹性膜,阻碍 了胶粒间相互碰撞,使胶粒彼此隔开,不易聚集。 水合膜越厚,胶粒越稳定。 3.布朗运动也是溶胶稳定因素之一。
(二)、溶胶的聚沉现象
当溶胶的稳定因素遭到破坏,胶粒碰撞时合并 变大,胶粒就从介质中析出而下沉,称为聚沉 (colgulation)。
[Al(H2O)6]3+
H+ + [Al(H2O)5OH]2+
一. 质子酸碱的概念
1. • 碱:能接受质子的
物质 (质子受体) 碱可以是分子、阳
离子或阴离子。
碱:
Cl- + H+
HCl
Ac- + H+
HAc
HCO3- + H+
H2CO3
NH3 + H+
NH4+
H2O + H+
H3O+
OH- + H+
2、动力学性质——布朗运动 胶体颗粒永不停息地做无规则运动,这 种不断改变方向、改变速度的运动称为布 朗运动。
用超显微镜 观察溶胶
why
沉降平衡(sedimentation equilibrium )
溶胶是高度分散体系,胶粒一 方面受到重力吸引而下降,另 一方面由于布朗运动促使浓度 趋于均一
当这两种效应相反的力相等时, 粒子的分布达到平衡,粒子的 浓度随高度不同有一定的梯度
• P103例4-6
NH3 + H2O
OH- + NH4+
平衡移动方向
+
NH4+ + Cl-
第二章溶液的浓度与渗透压
、
mg·L-1、u g·L-1。
例2—7 临床上治疗酸中毒常用乳酸钠
(Na C3H5O3)注射针剂,它的规格是每 支20ml中含乳酸钠的质量是2.24g,计算
该针剂的质量浓度为多少?
解:已知 m(Na C3H5O3)=2.24g, V=20ml=0.02L
ρB
= = mB V
2.24=g 112g·L-1
又因为H2的摩尔质量是2g·mol-1,故H2的
质量:
m= n(H2)×M(H2) =2mol×2g·mol-1=4g
H2的体积为2mol×22.4L/mol=44.8L 答:1.204×1024个H2O分子的物质的量
是2mol,其质量是4g,体积为44.8L。
第二节 溶液的浓度
阿佛加德罗常数:
0.012kg所包含的碳原子数到底是多少呢? 意大利科学家阿伏加德罗通过大量的实验 测得其近似值为6.02×1023个。所以 6.02×1023这个常数就称之为阿佛加德罗 常数,用符号NA来表示。即 NA=6.02×1023个mol-1,因此可以说: 1mol任何物质都含有6.02×1023个基本单 元。
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
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?
C(Na+)=0.2 mol·L-1、C(Cl-)=0.2 mol·L-1。
例2—4 临床上给病人输液采用的生理盐水 (NaCl的水溶液)的规格是:0.5L的生 理盐水中含有4.5g的NaCl,则生理盐水 的物质的量浓度为多少?
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第二章溶液浓度与渗透压
(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 算在出标气准体 状的 况物 下质 ,的由量于:气体物质的体n积B 是2由V2B.分4 子之 间的距离来决定的,不同物质气体的分子之间的 距离几乎相等,因而它们的气体的摩尔体积几乎 相等;而液体、固体的体积是由它们的分子或原 子大小来决定的,不同的分子或原子的的大小不 同,因而固、液体的摩尔体积是没有相应的规律。
第二章溶液浓度与渗透压
(二)“物质的量”单位——摩尔 每个物理量都有其特定的单位,1971年第十
四届国际计量大会(CGPM)上规定物质的 量的单位是“摩尔”,符号是mol,并规定: 当某一定量的物质中,所包含的基本粒子 数目与0.012kg里所含的碳原子数相等, 由这些粒子所构成的物质的量就称为1摩尔
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
第二章溶液浓度与渗透压
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
MB
第二章溶液浓度与渗透压
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(N a) m (N aC l) 29g 0.5m ol
M (N aC l) 58g/m ol
例如:1mol C的质量是12g, 记为:M(C)=12 g·mol-1 1mol Fe的质量是56g, 记为:M(Fe)=56 g·mol-1
第二章溶液浓度与渗透压
综上所述:任何物质的摩尔质量MB是以 g·mol-1为单位,其数值就等于这种物质的 化学式量。
由摩尔质量的定义可得:
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:
第二章溶液浓度与渗透压
如图所示:1molC含有6.02×1023个碳原 子; 1molH2O含有6.02×1023个水分子; 1molC H4含有6.02×1023个甲烷分子,同 理可得:1molCa2+含有6.02×1023个钙离 子。
由此类推:物质的量相等的任何物质,其 包含的基本粒子数也一定相等。因此 0.5mol H2与0.5molO2所含的氢分子和 氧分子数是相等的,都为3.01×1023个。
第二章溶液浓度与渗透压
阿佛加德罗常数: 0.012kg所包含的碳原子数到底是多少呢?
意大利科学家阿伏加德罗通过大量的实验 测得其近似值为6.02×1023个。所以 6.02×1023这个常数就称之为阿佛加德罗 常数,用符号NA来表示。即 NA=6.02×1023个mol-1,因此可以说: 1mol任何物质都含有6.02×1023个基本单 元。
解:葡萄糖(C6H12O6)的摩尔质量是: 180g·mol-1
则3mol葡萄糖的质量为:
m(C6H12O6)=n(C6H12O6)×M(C6H12O6)
=3mol×180g·mol-1 =54g
n(C)= n(O)=6 ×n(C6H12O6) =6×3=18mol
n(H)=12 ×n(C6H12O6)=12×3=36mol
值。即:M B
mB
nB
显然,摩尔质量的国际单位是kg·mol-1,
化学上和医学上多采用g·mol-1,中文符号
是克·摩-1。
如:MNaCl或M(NaCl)表示氯化钠的摩 尔质量;
第二章溶液浓度与渗透压
12恰好是碳的相对原子质量,因为元素的 相对原子质量是元素的平均原子量与原子 质量的1/12之比。由此可以推出其它元素原 子的摩尔质量、分子的摩尔质量、离子的 摩尔质量,也是以g·mol-1为单位,数值上 就等于它们的相对原子量、相对分子量或 相对离子量。
第二章溶液浓度与渗透压
例2-3 1.204×1024个H2分子的物质的 量、质量和体积各为多少?
解:因为1molH2的分子个数是6.02×1023 个,所以1.204×1024个H2分子的物质的
量是:n(H )= 2
n(H 2)
N (H 2) 1. 2041024 N A 6. 021023
2(m ol)
第二章 溶液的浓度与渗透压
第二章溶液浓度与渗透压
【学习目标】 1·物质的量、摩尔质量等基本概念并学会其
有关计算 2·溶液浓度的表示方法:物质的量浓度、质
量浓度、质量分数和体积分数 3·溶液浓度之间的换算、溶液的稀释与配制 4·渗透现象和渗透压的基本概念及渗透压的
大小与溶液浓度、温度之间的关 5·渗透压在医学中的意义
第二章溶液浓度与渗透压
因此,物质的量nB与基本粒子数N、阿佛加德罗常数NA之间存在着如下关系:
nB
N NA
或 N = nB·NA
第二章溶液浓度与渗透压
二、摩尔质量
(一)摩尔质量
摩尔质量:1mol物质所具有的质量。
用符号MB或M(B)来表示。它是等于该
物质的质量mB与该物质的物质的量nB的比
第二章溶液浓度与渗透压
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)。 例如:氢原子的物质的量:nH或n(H) 钠离子的物质的量:或n(Na+)硫酸的物质的量: 或n(H2SO4)
又因为H2的摩尔质量是2g·mol-1,故H2的