大学化学教学课件22-23稀溶液的依数性

1、1,第2章 稀溶液的依数性,溶液的蒸气压下降 溶液的沸点升高和凝固点降低 溶液的渗透压力,2,溶剂 + 溶质 = 溶液,溶液的性质分为两类：,1. 与溶质本性有关,2. 与溶质、溶剂微粒数的比值有关,3,1、物质的量浓度（c）,5、质量分数（）,4、物质的量分数 （）,3、质量摩尔浓度（b）,小结：溶液的组成标度,2、质量浓度（）,6、体积分数（）,4,稀溶液的依数性,第二节 溶液的蒸气压下降 第三节 溶液的沸点升高和凝固点降低 第四节 溶液的渗透压力,5,第二节 溶液的蒸气压下降,一、蒸 气 压,6,影响蒸气压大小的因素：,物质的本性,如：20C时，水的蒸气压为2.34kPa，乙醚57.6k

2、Pa。,温度，如图1-1,图1-1 几种液体蒸气压与温度的关系,7,升华,固体的蒸气压也随着温度的升高而增大。,8,二、溶液的蒸气压下降,大量的实验证明： 含有难挥发性溶质的溶液，蒸气压总是低于同温度纯溶剂的蒸气压。,9,溶液中难挥发性溶质浓度越大，蒸气压下降的越多。,10,三、拉乌尔定律,p = p * A,p = p * p = p*B,结论： 在一定温度下，难挥发性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。,11,结论： 在一定温度下，难挥发性非电解质稀溶液的蒸气压下降和溶质的质量摩尔浓度（bB）成正比，而与溶质的本性无关。,12,拉乌尔定律的 三种表达形式：

3、,p = p * xA, p = p * xB,【例】已知293K时，水的饱和蒸气压为2.34kPa，将17.1g蔗糖（C12H22O11）与3.00g尿素分别溶于100g水中，计算这两种溶液的蒸气压下降各是多少？, p = K bB,公式适用于难挥发非电解质稀溶液,13,解（1）M蔗糖=342.0g/mol,【例】已知293K时，水的饱和蒸气压为2.34kPa，将17.1g蔗糖（C12H22O11）与3.00g尿素分别溶于100g水中，计算这两种溶液的蒸气压下降各是多少？, p = p * xB,14,解（2）M尿素=60.0g/mol,小结： 蔗糖溶液和尿素溶液中溶质的摩尔分数相等，所以两

4、溶液的蒸气压下降相等，与溶质的本性无关。,【例】已知293K时，水的饱和蒸气压为2.34kPa，将17.1g蔗糖（C12H22O11）与3.00g尿素分别溶于100g水中，计算这两种溶液的蒸气压下降各是多少？, p = p * xB,15,第三节 溶液的沸点升高 和凝固点降低,（一）纯液体的沸点,纯液体的沸点（boiling point）是液体的蒸气压等于外压时的温度。,液体的正常沸点 是指外压为101.325kPa时的沸点。,（二）溶液的沸点升高,实验表明：溶液的沸点要高于纯溶剂的沸点，这一现象称为溶液的沸点升高（ boiling point elevation）。,一、溶液的沸点升高,16

5、,17,结论： 难挥发性非电解质稀溶液的沸点升高，与溶液的质量摩尔浓度（bB）成正比，而与溶质的本性无关。,18,表 常见溶剂的沸点（Tb）及质量摩尔沸点升高常数（Kb）和凝固点（Tf）及质量摩尔凝固点降低常数（Kf）,19,【例】,已知苯的沸点是353.2 C，将2.67g某难挥发性物质溶于100g苯中，测得该溶液的沸点升高了0.531K，试求该物质的摩尔质量。,解：,设所求物质的摩尔质量为MB,查得苯的摩尔沸点升高常数Kb2.53Kkgmol-1,得,利用溶液沸点升高测定溶质的摩尔质量,20,（一）纯液体的凝固点,二、 溶液的凝固点降低,凝固点是物质固相纯溶剂的蒸气压与它的液相蒸气压相等时

6、的温度。 水的凝固点又称冰点。,（二）溶液的凝固点降低,溶液的凝固点是固相纯溶剂和液相溶液蒸气压相等时的温度，指刚有溶剂固体析出时的温度（Tf）。,难挥发性非电解质稀溶液的凝固点总是比纯溶剂的凝固点低的现象，称为溶液的凝固点降低（freezing point depression）。,21,22,几种溶剂的凝固点及 Kf 值列于表1-2中。,2.利用溶液的沸点升高和凝固点降低都可以测定溶质分子的摩尔质量。,结论： 1.难挥发性非电解质稀溶液的凝固点降低与溶液的质量摩尔浓度成正比，而与溶质的本性无关。,23,解：设尿素的摩尔质量为MB 查的水的Kf = 1.86Kkgmol-1,由,得,代入有关

7、数值得,【例】将 0.638g 尿素溶于 250g 水中，测得此溶液的凝 固点的降低值为 0.079K，试求尿素的摩尔质量。,24,【例】乙二醇CH2(OH)CH2(OH)为非挥发性物质（b.p.470K）,溶于水常用作汽车水厢防冻剂。若将130.2g乙二醇溶于2505g 水中，该溶液的凝固点为多少？夏天能否将它用于汽车散热器中？（M乙二醇62.01gmol-1）,解：,因此该溶液的凝固点为271.4K,25,该溶液的沸点升高为,此溶液在373.5K沸腾，所以夏天它能用于汽车散热器中以防止溶液沸腾。,【例】乙二醇CH2(OH)CH2(OH)为非挥发性物质（b.p.470K）,溶于水常用作汽车水

8、厢防冻剂。若将130.2g乙二醇溶于2505g 水中，该溶液的凝固点为多少？夏天能否将它用于汽车散热器中？（M乙二醇62.01gmol-1）,26,第四节 溶液的渗透压,27,溶 液 的 渗 透 压,渗透现象与渗透压 vant Hoff定律 渗透压在医学上的意义,28,扩散的方向总是由多的一方向少的一方扩散。,（一）扩散,一段时间后,图1-1 扩散现象,一、渗透现象和渗透压,29,半透膜,图1-2 渗透现象示意图,（二）渗透现象,渗透现象：溶剂分子通过半透膜从纯溶剂进入溶液的自发过程。,产生渗透的条件： 一是半透膜存在；二是半透膜两侧单位体积内溶剂分子数不相等。,渗透平衡：单位时间内溶剂分子进

9、出半透膜速度相等时的状态。,30,溶液,纯溶剂,半透膜,(渗透压),（三）渗透压,图1-3 渗透压示意图,渗透压：为了使渗透现象不发生，必须在溶液液面上施加一超额的压力，即渗透压。 符号：“”。 单位：Pa或kPa。,31,二、溶液的渗透压与浓度及温度的关系（vant Hoff定律）,意义：在一定温度下，稀溶液的渗透压大小与溶质的物质的量浓度成正比，而与溶质的本性无关。,（1-2）,32,对于稀水溶液来说，,【例1-5】测得人体血液的凝固点降低值为Tf = 0.56K，求在体温37C时血液的渗透压。,解：由,得,所以人体血液在310K时的渗透压为7.8102kPa, = cBRT bBRT,3

10、3,【例】计算医院输液用的50.0gL-1葡萄糖溶液在310K时的渗透压。,解：M(C6H12O6)=180gmol-1， 50.0gL-1C6H12O6溶液的渗透压为, = cBRT bBRT,34,【例】将35.0g血红蛋白（Hb）溶于适量的纯水中，配成1.00L溶液，在298K时测得溶液的渗透压为1.33kPa，求血红蛋白的摩尔质量。,解：根据vant Hoff公式，,35,由此可见该血红蛋白溶液凝固点下降仅为9.9810-4K，很难测定，但此溶液的渗透压却可以准确测定。,而,36,电解质是在水溶液中或熔融状态能够导电的化合物，电解质的水溶液称为电解质溶液。,强电解质 弱电解质, 强电解

11、质在水溶液中全部解离； 弱电解质在水溶液中只有部分解离，大部分仍以分子形式存在，弱电解质在水溶液中存在解离平衡； 非电解质在水溶液中不解离。,电解质 非电解质,三、渗透压力在医学上的意义,（一）强电解质溶液的依数性,37,表 一些电解质水溶液的凝固点降低值,如0.1mol/kg的NaCl溶液，计算值为0.1858K，实验值却是0.3470，偏高87%，实验值是计算值的1.87倍。,强电解质溶液的依数性的实验值与按依数性公式的计算 值差异极大。,38,沸点升高、凝固点降低和渗透压公式应该改写为：, = icBRT ibBRT,校正因子 i 是一“分子”电解质电离出的 离个数 AB型强电解质i =

12、 2；AB2型和A2B型强电解质i =3。,39,【例】临床上常用的生理盐水是9.0g /L的NaCl溶液，求生理盐水在37C时的渗透压。,解；NaCl的 i = 2 ， M = 58.5g /mol，根据 = icBRT 有：,40,（二）渗透浓度,把溶液中能产生渗透效应的溶质粒子（分子、离子）统称为渗透活性物质。,渗透浓度（osmolarity）就是渗透活性物质的物质的量除以溶液的体积，用符号“cos”表示，单位为mol/L或mmol/L。,根据vant Hoff定律，在一定温度下，对于任一稀溶液的渗透压都与渗透活性物质的物质的量浓度成正比。,41,【例】计算医院补液用的50.0g /L葡萄糖溶液和9.00g /LNaCl溶液（生理盐水）的渗透浓度（以mmol /L表示）。,解：葡萄糖（C6H12O6）的M = 180g /mol，50.0g /L C6H12O6 溶液的渗透浓度为：,NaCl的M = 58.5g /mol，渗透活性物质为Na+和Cl-，因此，,42,（二）等渗、高渗和低渗溶液,43,44,以血浆303.7mmol/L的渗透浓度为标准,等渗溶液：cos在280-320 mmol/L的溶液。,高渗溶液：cos 320 mmol/L的溶液。,低渗溶液：cos280 mmol/L的溶液。,45,低渗溶液 （100mmol/L）,高渗溶液 （200mmol/L）,