第二章+稀溶液依数性.ppt

第二章稀溶液的依数性ColligativePropertiesofDiluteSolution,原理、计算及在医学上的应用,稀溶液的依数性,生产生活,健康与医学,科学研究,物质蒸气压p沸点Tb凝固点Tf(b/molKg-1)(mmHg,20)(20)(20),纯水17.5010000.5b蔗糖水17.31100.27-0.930.5b尿素溶液17.31100.24-0.940.5b甘油溶液17.31,与纯溶剂相比，溶液的p,Tb,Tf变化与溶质的本性无关,ColligativePropertiesofDiluteSolution,溶液蒸气压p（b/molKg-1）（mmHg,20）,0.198b蔗糖水17.500.0610.396b蔗糖水17.500.1230.594b蔗糖水17.500.1850.792b蔗糖水17.500.248,p降低值与溶液的浓度成正相关,ColligativePropertiesofDiluteSolution,第一节溶液的蒸气压下降vaporpressurelowering,一、溶剂（纯液体）的蒸气压，p/Pa或kPa,定义：一定，V蒸发=V凝聚时溶剂蒸气压强恒定,zhengfa,p溶剂本性，T,饱和蒸气压,当溶剂中加入一种难挥发的非电解质,将占据一部分溶剂的表面,p,二、溶液蒸汽压下降的原因,三、溶液蒸气压下降的Raoult定律,一定温度下，难挥发非电解质稀溶液的蒸气压与溶剂的摩尔分数成正比，而与溶质的本性无关。,p=p0Ap0：同温度下纯溶剂的蒸气压,pp0(1xB),p0ppp0 xB,pp0p0 xB,对于稀溶液nAnB,定温下一定的溶剂,对于稀溶液,K取决于溶剂本性及T,与溶质本性及浓度无关,稀溶液的p与溶质的质点浓度成正比,非电解质2.难挥发3.稀溶液,四、Raoult定律适用范围,0.1mol葡萄糖含有6.021022个分子,0.1molNaCl含有约26.021022个离子,否则必须考虑溶质的蒸气压,不须考虑溶质分子对溶剂分子的作用力,第二节溶液的沸点升高和凝固点降低,溶剂（纯液体）的沸点,液体沸腾(p液=p大气)时的温度,溶液的沸点升高,是溶液蒸气压下降的直接结果,一、溶液的沸点升高boilingpointelevation,正常沸点：p大气101.3kPa时的沸点,Kb沸点升高常数与溶剂本性有关与溶质本性和浓度无关,101.3,373,纯水,水溶液1,Tb,p.17,Tb,水溶液2,Tb=KP,=KKbB,Tb=KbbB,单位：KKgmol-1,二、溶液的凝固点降低freezingpointdepression,1纯溶剂的凝固点,在一定外压下，物质固、液两相平衡共存(两相p相等)时的温度,又称为熔点。,为什么只有当物质固、液两相p相等时，它们才能平衡共存？,稀,浓,p小,p大,否则p大者必向p小者转化。,pp,pp,溶液的凝固点,一定外压下，溶液中溶剂与固态纯溶剂平衡共存时的温度。,p溶液中溶剂（l）p溶剂(s),也是溶液蒸气压下降的直接结果,溶液的凝固点降低,TfKfbBKf凝固点降低常数单位同Kb,A,B,0.61,273,A:冰水共存,溶液,Tf,冰,水,p/KPa,Tf,B:冰溶液共存,三、电解质稀溶液的依数性行为,1.依数性溶质的质点浓度与质点大小、电荷数及符号等无关2.电解质稀溶液中溶质质点浓度ibBi为电解质B一个基本单元能解离出的离子数。如NaCl的i为2，CaCl2的i为3电解质稀溶液公式中,ibBicB,bBcB,一、渗透作用osmosis,第三节溶液的渗透压,通过半透膜发生表面上单方面扩散的现象,1.产生条件,半透膜浓度差,2.方向溶剂由稀向浓,糖水,水,半透膜,osmoticpressure,3.渗透现象产生原因,膜两边溶剂分子跨膜扩散速度不同,二、渗透压，/Pa或kPa,恰能阻止纯溶剂通过半透膜向溶液渗透必须施加于溶液液面上的额外压强,溶质质点浓度溶剂进入趋势阻止渗透所需压强,与浓度的相关性,4.限度达到渗透平衡,（不再渗透）,三、渗透压方程（VantHoff经验式),VnRTcBRT具有依数性电解质溶液icBRT当溶液很稀时bBRT或ibBRT式中单位:/8.314kPaLK-1mol-1，cB/molL-1,/K,/kPa,实验证明在数值上符合理想气体方程,四、渗透浓度osmolarity单位：mmolL-1,混合溶液中能产生渗透效应的溶质微粒（分子或离子）的浓度总和。,cB,OS(非电解质)=cBcB,OS(电解质)=icB,(mOsmolL-1毫渗量每升),正常人各种渗透活性物质的渗透浓度/mmolL-1,续正常人各种渗透活性物质的渗透浓度/mmolL-1,例1试计算37生理盐水的渗透压和渗透浓度。,生理盐水的质量浓度B为9.0gL-1,T=37+273=310K,解：,cB,os=20.1541000=308(mmolL-1),已知：,五、依数性的应用,1.测定溶质的摩尔质量,例2取0.749g谷氨酸溶于50.0g水中，测得其凝固点为-0.188，已知水的Kf=1.86,计算谷氨酸的MB。,注意单位：mBg；mAkg,例3一种非电解质,估计它的摩尔质量在12000gmol-1左右,问用哪一种依数性来测定摩尔质量最好?,解：设200C下,取1.00g样品溶于100g水中,常采用渗透压法测高聚物的摩尔质量MB小的物质宜采用凝固点降低法。,临床上对血液、胃液、唾液、尿液、透析液、组织细胞培养液等，常用“冰点渗透压计”通过测定Tf值来推算渗透压。,2.防冻剂、冷冻剂,1.测定溶质的摩尔质量,汽车水箱中加甘油或乙二醇Tf冰盐水冷冻剂(NaCl与水以某种比例混合)Tf=22生物抗冻剂(如爱斯基摩人血液中),3.判断物质的纯度（测Tf，Tb）,4.海水淡化或废水处理反渗透,淡水,海水或废水,5.等渗输液,生理等渗溶液280320mmolL-1高渗溶液320mmolL-1低渗溶液280mmolL-1,高渗等渗低渗,红细胞在高渗溶液中皱缩；等渗溶液中维持原状；低渗溶液中肿胀甚至破裂。,6.血浆晶体渗透压和胶体渗透压,晶体渗透压：约705.6kPa维持细胞内、外水平衡。,细胞膜,低分子晶体物质,胶体渗透压：约2.934.00kPa。维持血浆的正常容量。,毛细血管壁,高分子胶态物质,7.血液净化肾衰竭、排毒,血液,透析液,孔径合适的半透膜,血透示意图,用弥散、对流原理以超滤方式清除代谢废物；调节透析液成分、浓度来调节血液水盐平衡。,今有葡萄糖、氯化钠、氯化钙三种溶液，cB均为0.1molL-1,试比较三者渗透压的大小。,:CaCl2NaClC6H12O6,用质量相同的下列化合物作为防冻剂，哪一种防冻效果最好？为什么？乙二醇（C2H6O2）甘油（C3H8O3）葡萄糖（C6H12O6）蔗糖（C12H22O11）,乙二醇MB最小质量摩尔浓度最大,课堂练习,把相同质量的葡萄糖和甘油分别溶于1000g水中，所得溶液的沸点、凝固点、蒸汽压和渗透压是否相同？为什么？,相同均为非电解质且质量摩尔浓度相同,不同n葡糖=m/180n甘油=m/92,如果把相同物质的量的葡萄糖和甘油溶于1000g水中，结果又怎样？说明之。,0.05molL-1萘的苯溶液0.05molL-1尿素的水溶液0.05molL-1氯化钙的水溶液凝固点是否相同？说明之。,不同,Tf,1Kf,苯c5.100.05Tf,2Kf,水c1.860.05Tf,3Kf,水ic