基础化学第八版第二章

1、1Colligative Properties of Diluted Solutions内容提要一、溶液的蒸汽压力下降1. 液体的蒸汽压力2. 溶液的争气压力下降Raoult定律二、溶液的沸点升高和凝固点降低1. 溶液的沸点升高2. 溶液的凝固点降低三、溶液的渗透压力1. 渗透现象和渗透压力2. 溶液的渗透压力与浓度及温度的关系3. 渗透压力在医学上的意义教学基本要求1.掌握稀溶液的蒸汽压力下降、沸点升高、凝固点降低概念及计算；渗透压力的概念及渗透浓度的计算。2.熟悉稀溶液依数性之间的换算，利用依数性计算溶质的相对分子质量；电解质溶液的依数性。3.了解稀溶液的蒸气压力下降、沸点升高、凝固点降低

2、的原因；渗透压力在医学上的意义。第一节 溶液的蒸气压力下降一、液体的蒸气压力 蒸发 H2O (l) H2O (g)凝结 当蒸发与凝结速率相等， 气相和液相达到动态平衡 ，蒸汽的含量和压力保持一定。 定义：在一定温度下与液相处于平衡时蒸汽所具有的压力 p( 简称蒸气压)。 单位：Pa, kPa第一节 溶液的蒸气压力下降一、液体的蒸气压力 p与液体的本性有关温度升高，p增大固体物质的蒸气压力一般很小易挥发性物质的 p大，难挥发性物质的 p 小。t/p / kPat/p / kPa05101520253035400.611290.872601.22811.70562.33883.16904.2455

3、5.62679.5898506070809010011012013012.34419.93231.17647.37370.117101.32101.32198.48270.02第一节 溶液的蒸气压力下降不同温度下水的蒸气压力t/p / Pat/p / Pa012345611.15562.67517.72476.06437.47401.7610152025303540259.90165.30103.2663.2938.0122.3512.84第一节 溶液的蒸气压力下降不同温度下冰的蒸气压力第一节 溶液的蒸气压力下降二、溶液的蒸气压力下降 Raoult定律实验证明，含有难挥发性溶质溶液的蒸气压力总

4、是 低于同温度纯溶剂的蒸气压力。第一节 溶液的蒸气压力下降1. Raoult定律 在一定温度下，难挥发非电解质稀溶液的蒸气压力等于纯溶剂的蒸气压力与溶剂摩尔分数的乘积。 p = p0 xA p：溶液的蒸气压力 p0：纯溶剂的蒸气压力第一节 溶液的蒸气压力下降2.溶液的蒸气压力下降 对于只有一种溶质的稀薄溶液，设 xB为溶质的摩尔分数，由于 xA+ xB =1，所以 p= p0（1- xB）p= p0 p0 xB p0- p = p0 xB p = p0 xB p 表示溶液的蒸气压力下降。第一节 溶液的蒸气压力下降溶液的蒸气压力下降公式： 由于 nA nB， 若取1000g溶剂，有则 p = K

5、 bB 适用： 难挥发的非电解质稀溶液。ABBABBnnnnnxAAMgn1000BAB1000bMpxpp=第一节 溶液的蒸气压力下降例1：已知293K时水的饱和蒸气压为2.338 kPa，将6.840 g蔗糖(C12H22O11)溶于100.0 g水中，计算蔗糖溶液的质量摩尔浓度和蒸气压力。解 蔗糖的摩尔质量为342.0 gmol 1 ，所以溶液的质量摩尔浓度为1 -11 -Bkgmol0200. 0g100.0kgg1000molg342.0g840. 6b第一节 溶液的蒸气压力下降 p = p0 xA = 2.338 kPa0.996 4 = 2.330 kPa 4996. 0)mol

6、00200. 049.55(mol49.55 molg0 .342g/840. 6molgg/18.020 .100molgg/18.020 .10011 -1Ax第二节 溶液的沸点升高和凝固点降低一、溶液的沸点升高 1.纯液体的沸点 纯液体的沸点是指液体的蒸气压力等于外界压强时的温度。 液体的正常沸点 是指外压力为101.3kPa时的沸点。2. 溶液的沸点升高 溶液的沸点总是高于纯溶剂的沸点，这一现象称之为溶液的沸点升高。 溶液沸点升高是由溶液的蒸气压力下降引起。 Bb0bbb-bKTTTK Kb b为溶剂的摩尔沸点升高常数。为溶剂的摩尔沸点升高常数。 第二节 溶液的沸点升高和凝固点降低常见

7、溶剂的 和Kb值0bT溶剂 Tb0 / Kb /(Kkgmol-1) 溶剂 Tb0 / Kb /(Kkgmol-1) 水 1000.512四氯化碳76.75.03乙酸 1182.93乙醚34.72.02苯802.53萘2185.80乙醇78.41.22第二节 溶液的沸点升高和凝固点降低 二、溶液的凝固点降低 凝固点是指物质的固、液两相蒸气压力相等时的温度。纯水的凝固点（273 K）又称为冰点，在此温度水和冰的蒸气压力相等。第二节 溶液的沸点升高和凝固点降低 二、溶液的凝固点降低 溶液的凝固点是指刚有溶剂固体析出的温度Tf 。 曲线(3)是溶液的理想冷却曲线 曲线(4)是实验曲线，有过冷现象。水

8、和溶液的冷却曲线第二节 溶液的沸点升高和凝固点降低 二、溶液的凝固点降低(a) 凝固点时，固态、纯溶剂液态的蒸发速度与气态的凝聚速度相等 (b) 溶液的蒸发速度小于固态的蒸发速度与气态的凝聚速度。 第二节 溶液的沸点升高和凝固点降低二、溶液的凝固点降低溶液的凝固点降低是由溶液的蒸气压力下降引起。第二节 溶液的沸点升高和凝固点降低 常见溶剂的 Kb值和 Kf值溶剂 /Kb/Kkgmol-1 /Kf/Kkgmol-1水1000.5120.01.86乙酸1182.9317.03.90苯802.535.55.10乙醇78.41.22-117.31.99四氯化碳76.75.03-22.932.0乙醚34

9、.72.02-116.21.8萘2185.8080.06.90bT0fT0bT0fT第二节 溶液的沸点升高和凝固点降低 n溶液凝固点降低的应用： 测定溶质的相对分子质量（特别是小分子） 虽然理论上沸点升高和凝固点降低两种方法都可测量分子量，可是后者不起破坏作用、且Kf值较大，故常用。1 -fABfBmolkgTmmKM第二节 溶液的沸点升高和凝固点降低 例 将0.638g尿素溶于250g水中，测得此溶液的凝固点降低值为0.079 K，试求尿素的相对分子质量。1 -1 -142molg60molkg060. 0 K079. 0g250g638. 0molkgK86. 1)HCON(M 解 水的K

10、f = 1.86 Kkgmol-160rM第二节 溶液的沸点升高和凝固点降低 三、电解质稀溶液的依数性行为p = i K bBTb = i Kbb B Tf = i Kfb B 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)。第二节 溶液的沸点升高和凝固点降低例 计算0.100molkg-1的NaCl溶液的凝固点。解 NaCl为AB型电解质，i =2Tf(NaCl) = 20.100 molkg-11.86 Kkgmol 1 =0.372 K Tf(NaCl) = - 0.372 。第二节 溶液的沸点升高和凝固点降低第三节 溶液的渗透压力一

11、、渗透现象和渗透压力 渗透:溶剂分子通过半透膜进入到溶液中的过程, 称为渗透 。现象:用半透膜将溶液与水分开, 可以看到蔗糖溶液面上升。第三节 溶液的渗透压力一、渗透现象和渗透压力 渗透原因：溶剂分子能通过半透膜，而溶质分子不能。条件：半透膜 膜两侧溶液浓度不等。方向：溶剂分子从纯溶剂溶液，或是从稀溶液浓溶液。请观看请观看“osmosis2osmosis2”动画动画第三节 溶液的渗透压力一、渗透现象和渗透压力渗透压力定义：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。符号用表示，单位是Pa或kPa。 半透膜(a)纯溶剂溶液半透膜(b)纯溶剂溶液半透膜(c)纯溶剂溶液

12、溶剂的净转移第三节 溶液的渗透压力二、溶液的渗透压力与浓度及温度的关系 = cBRT其中 cB 物质的量浓度 (molL-1) R 常数 8.314 JK-1mol-1 T 绝对温度 (273 + t)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。第三节 溶液的渗透压力三、渗透压力在医学上的意义1.等渗、高渗和低渗溶液半透膜两侧溶液的浓度相等，则渗透压力相等，这两种溶液互称为等渗溶液；渗透压力不相等的两种溶液，渗透压力相对高者称为高渗溶液；渗透压力相对低者称为低渗溶液。高渗溶液中等渗溶液中低渗溶液中三、渗透压

13、力在医学上的意义2.渗透活性物质医学上定义溶液的等渗、低渗和高渗是以血浆的总渗透压力为标准的。定义体液中能够产生渗透效应的溶质粒子(分子、离子)统称为渗透活性物质。3.渗透浓度根据国际纯粹化学和应用化学联合会（IUPAC）临床化学部和国际临床化学联合会推荐，渗透活性物质的浓度表达可以使用渗透浓度，符号cos 单位为molL-1 。第三节 溶液的渗透压力 溶液的渗透压力具有依数性质： 在一定温度下，稀薄溶液的渗透压力与渗透浓度成正比，与溶质的本性无关。数学表达式为 体液中渗透活性物质的物质的量相对较小，渗透浓度单位为又常表示为“mmolL-1”。第三节 溶液的渗透压力RTcosRTcosR =

14、JK -1 mol-1 = Pam3K -1 mol-1 = 103PaLK -1 mol-1 = kPaLK -1 mol-1第三节 溶液的渗透压力三、渗透压力在医学上的意义3.医学上的等渗、高渗和低渗溶液是以血浆的渗透压力为标准确定的。正常人血浆的渗透浓度：303.7 mmolL-1临床上规定： 等渗溶液： cos 280 320 mmolL-1 高渗溶液： cos 320 mmol L-1 低渗溶液 ：cos 280 mmolL-1正常人各种渗透活性物质的渗透浓度/molL-1渗透活性物质血浆中组织间液中细胞内液中Na+1443710K+54.7141Ca2+2.52.4Mg2+1.51

15、.431Cl-107112.74HCO3-2728.310HPO42-、H2PO4-2211SO42-0.50.51磷酸肌酸45肌肽14渗透活性物质血浆中组织间液中细胞内液中氨基酸228肌酸0.20.29乳酸盐1.21.21.5三磷酸腺苷5一磷酸已糖3.7葡萄糖5.65.6SO42-0.50.51蛋白质1.20.24尿素444cos303.7302.2302.2正常人各种渗透活性物质的渗透浓度/molL-1第三节 溶液的渗透压力例 计算补液用50.0 gL-1葡萄糖溶液和9.00 gL-1 NaCl溶液(生理盐水)的渗透浓度（以mmolL-1表示）。解 葡萄糖(C6H12O6)的摩尔质量为180 gmol-1，NaCl的摩尔质量为