1稀溶液的通性PPT课件VIP

ColligativePropertiesoftheDiluteSolution 第三章稀溶液的依数性 2 溶解过程是物理 化学过程 当溶质溶解于溶剂中形成溶液后 溶液的某些性质已不同于原来的溶质和溶剂 溶液的性质 3 溶液的性质 1 性质的变化取决于溶质的本性 如 颜色 体积 导电性 粘度 2 性质的变化与溶质的本性几乎无关 如 沸点的升高 凝固点的降低等 此类性质即称为依数性 4 内容 溶液的蒸气压下降溶液的沸点升高溶液的凝固点降低溶液的渗透压 5 溶剂的蒸气压溶液的蒸气压下降 第一节溶液的蒸气压下降 6 一 溶剂的蒸气压 液体蒸气压的产生 7 一 溶剂的蒸气压 定义 一定温度下 密闭容器中液相和它的气相达到平衡状态时蒸气所具有的分压 称为该温度下该溶剂的饱和蒸气压 简称蒸气压 Vaporpressure 符号 p 单位 Pa kPa蒸气压与物质的本性和温度有关 8 影响蒸气压的因素 温度 不同温度下H2O的蒸气压 9 相同温度 0 下不同物质的蒸气压 影响蒸气压的因素 物质的本性 10 二 溶液的蒸气压下降 实验结果显示 溶液的蒸气压必然比纯水的蒸气压低 这种现象称为溶液的蒸气压下降 并且 溶液的浓度越大 其蒸气压下降越多 难挥发性非电解质 11 1887年法国物理学家Raoult根据实验结果得出如下结论 一定温度下 难挥发非电解质稀溶液的蒸气压下降与溶质的摩尔分数成正比 而与溶质的本性无关 其数学表达式为 p p xB Raoult定律 12 则 p p xB p MA bB K bB 可见 一定温度下溶液的蒸气压下降只与溶质的质量摩尔浓度成正比 而与溶质的本性无关 Raoult定律 13 第二节溶液的沸点升高 溶剂的沸点溶液的沸点升高 14 定义 液体蒸气压和外界压力相等时的温度 纯液体的沸点是恒定的 并且与外界大气压密切相关 外界大气压越高 液体的沸点越高 液体的沸点随外界压力的改变而改变 减压浓缩 高压灭菌 一 溶剂的沸点 boilingpoint Tb 15 二 溶液的沸点升高 问题 如果在水中加入一种难挥发的非电解质溶质 溶液的沸点将会如何变化 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 并且溶液越浓 其沸点越高 16 水 冰和溶液的蒸气压与温度的关系 17 其中Kb为溶剂的沸点升高常数 只与溶剂的本性有关 而与溶质无关 如 H2OKb 0 512C2H5OHKb 1 22 由实验知 难挥发非电解质稀溶液的沸点升高与溶质的质量摩尔浓度成正比 即 Tb Kb bB 二 溶液的沸点升高 18 应用 例1在简陋的条件下 于赤道附近用乙醚进行手术是困难的 通过加入难挥发性物质可以克服这一困难 如果赤道附近的气温为38 问难挥发性非电解质的乙醚溶液的质量摩尔浓度最低应是多少 已知乙醚的沸点为34 7 Kb 2 02K kg mol 1 答案 bB 1 63mol kg 1 19 第三节溶液的凝固点降低 溶剂的凝固点溶液的凝固点降低 20 一 溶剂的凝固点 freezingpoint Tf 定义 物质的液相与固相具有相同蒸气压而能平衡共存时的温度 特征 1 凝固点是指刚有溶剂固体析出时的温度 2 外压一定 纯液体的凝固点恒定 3 凝固过程发生在一段温度区间而非一个温度点上 其凝固过程为 温度下降至凝固点 溶剂固体开始析出 直到形成饱和溶液 温度继续降低 饱和溶液全部凝固 形成共晶混合物 21 二 溶液的凝固点降低 问题 在0 的水及其溶液中分别投入一小块冰 会发生什么现象 为什么 22 Kf为溶剂的凝固点降低常数 只与溶剂本性有关而与溶质无关 如Kf H2O 1 86K kg mol 1 溶液凝固点降低降低的根本原因也是溶液蒸气压的下降 因此 难挥发非电解质稀溶液的凝固点降低只与溶质的质量摩尔浓度成正比 而与溶质的本性无关 可表示为 Tf Kf bB 二 溶液的凝固点降低 23 相对分子质量Mr的测定 沸点升高法 TbMr凝固点降低法 TfMr 由于大多数溶剂的Kf值大于Kb 因此同一溶液的凝固点降低值比沸点升高值大 故实验误差较小 而且达凝固点时溶液中有晶体析出 现象易于观察 第三 低温测定不至于使样品破坏和变性 故在医学和生物学实验中广泛的应用凝固点降低法求得溶质的相对分子质量 24 例2将0 200g葡萄糖溶于10 0g水中 溶液的凝固点降低为0 207 试求葡萄糖的相对分子质量 25 26 1 正常 0 9 NaCl 2 皱缩 1 5 NaCl 3 破裂 0 4 NaCl 红细胞在不同浓度溶液中的存在状态 27 第四节溶液的渗透压 渗透现象和渗透压渗透压与浓度及温度的关系电解质稀溶液的依数性渗透压在医学上的应用 28 一 渗透现象和渗透压 1 渗透现象 29 渗透 osmosis 指溶剂 水 分子透过半透膜进入溶液的自发过程 渗透条件 1 半透膜存在 2 膜两侧单位体积内溶剂分子数不等 渗透方向 1 渗透现象 30 2 渗透压 osmoticpressure 31 定义 将纯溶剂和溶液用半透膜隔开 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称为渗透压 符号 单位 kPa 其大小可由液面高度差h来测定 渗透压是溶液的又一种依数性 2 渗透压 osmoticpressure 32 33 反渗透净水设备 34 二 渗透压与浓度及温度的关系 1886年 Van tHoff pV nRT 指出 对难挥发性非电解质稀溶液 V nBRT或 cRT对极稀的溶液 c bB 则 bBRT结论 一定温度下 难挥发性非电解质稀溶液的渗透压力与溶质的质点浓度成正比 而与溶质的本性无关 35 渗透压的应用 可以通过测定难挥发非电解质稀溶液的渗透压来推算溶质的摩尔质量 从而得到溶质的相对分子质量 36 例3将1 82g甘露醇溶于100mL水中 10 时测得其渗透压为232kPa 计算该物质的相对分子质量 解 37 例4测得某蔗糖溶液的凝固点为 0 279 求该溶液在37 时的渗透压力 38 小结 稀溶液的以上各项性质 蒸气压下降 沸点升高 凝固点降低和渗透压 都是由于溶质分子溶于溶剂后 引起溶剂浓度减小 导致溶液蒸气压下降的结果 这些性质都决定于一定量溶剂 或溶液 中所含溶质粒子数的多少 而与溶质的种类无关 将上述规律称为稀溶液定律 也叫依数定律 39 三 电解质溶液的依数性 稀溶液定律只适用于难挥发性非电解质组成的稀溶液 不适用于电解质溶液和浓溶液 对电解质溶液和浓溶液 稀溶液依数性的定量关系会有较大的偏差 对上述定量公式进行适当的校正 即可用来描述电解质溶液的依数性规律 40 对电解质稀溶液 Tb iKbm Tf iKfm icRT imRT其中i称为校正因子 可通过试验测定得到 表示该电解质在溶液中解离出的质点数目 三 电解质溶液的依数性 41 Van tHoff方程的修正 cosRT其中cos称为渗透浓度 osmolarity 表示溶液中能够产生渗透效应的总的质点数目 单位为mmol L 1对非电解质 cos cB对电解质 cos icBi近似等于每摩尔强电解质解离出的离子的物质的量 42 体液中各渗透活性物质的渗透浓度 mmol L 1 血浆中浓度组织间液中浓度细胞内液中浓度Na 14413710K 54 7141Ca2 2 52 4Mg2 1 51 431Cl 107112 74HCO3 2728 310氨基酸228葡萄糖5 65 6蛋白质1 20 24 43 等渗低渗和高渗溶液晶体渗透压和胶体渗透压 四 渗透压在医学上的意义 44 1 等渗 低渗和高渗溶液 1 划分依据在医学上以血浆的渗透浓度 cos 血浆 300mmol L 1 为标准将溶液划分为等渗 低渗和高渗溶液 2 定义等渗溶液 cos 280 320mmol L 1低渗溶液 cos320mmol L 1 45 等渗溶液 溶液 血浆 B NaCl 0 009 B 葡萄糖 0 05高渗溶液 溶液 血浆 B 葡萄糖 0 50低渗溶液 溶液 血浆 B 葡萄糖 0 005 1 等渗 低渗和高渗溶液 46 输液规定 通常大量补液时必须使用与血浆等渗的溶液 否则会造成机体水分失调及细胞的变形与破坏 47 例5计算 0 050葡萄糖的渗透浓度 0 0090NaCl的渗透浓度 解 c 葡萄糖 cos 0 278 1000 278mmol L 1 cos 0 308 1000 308mmol L 1 48 2 晶体渗透压和胶体渗透压 49 例6某精制蛋白质 其相对分子质量约为5 104 1 298 15K时水的密度为997kg m 3时 估计溶质质量分数为0 02的该蛋白质溶液的沸点升高 凝固点降低和渗透压力 298 15K 2 欲准确测定该物质的相对分子量 选用那种依数性能得到较好的结果 3 若在298 15K时测得质量分数为0 02的该蛋白质溶液的渗透压力为1033 5Pa 计算该物质的相对分子量 习题 50 解 为计算方便 取精制蛋白质溶液1kg 则 51 1 溶液的沸点升高约为 Tb Kb bB 0 512 4 10 4 2 0