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2第二章 溶液4. 溶液的依数性


第二章 溶液
第四节 溶液的依数性

溶液组成的表示方法: 溶液组成的表示方法:
物质的量浓度: 物质的量浓度: 质量浓度: 质量浓度: 质量分数: 质量分数: 体积分数: 体积分数:

稀溶液的依数性
什么是" 什么是"稀溶液的依数性 "? 与溶液有关的性质分为两类: 与溶液有关的性质分为两类: 溶液的颜色,比重,导电性等性质, 溶液的颜色,比重,导电性等性质, 与溶质的本性有关 溶液的蒸气压,沸点,凝固点等性质, 溶液的蒸气压,沸点,凝固点等性质, 与溶质的本性无关

只与溶质的数量有关, 只与溶质的数量有关, 而与溶质的本性无关的性质,称为"依数性" 而与溶质的本性无关的性质,称为"依数性". 只有稀溶液才具有依数性 依数性来源于分散微粒间距离远, 依数性来源于分散微粒间距离远,作用力小

通常所说的"依数性" 包括四个方面: 通常所说的"依数性",包括四个方面:
1,蒸气压下降 (The lowering of the vapor pressure) , 2,沸点上升 , (The elevation of the boiling point)

3,凝固点降低 (The depression of the freezing point) , 4,渗透压 , (The phenomenon of osmotic pressure)

1,溶液的蒸汽压下降
(1) 蒸发 液相 → 气相 (2)凝聚 凝聚 气相 → 液相

饱和蒸气压:凝聚 蒸发 达到平衡; 蒸发, 饱和蒸气压:凝聚=蒸发 达到平衡 此时蒸气压为一定值. 此时蒸气压为一定值.

(3)为什么溶液的蒸气压会下降? (3)为什么溶液的蒸气压会下降? 为什么溶液的蒸气压会下降
加入溶质, 加入溶质,溶质分子占据 了水的部分表面, 了水的部分表面,单位时 间内从溶液表面逸出的水 分子的个数减少. 分子的个数减少.

重新平衡时: 重新平衡时: 溶液蒸气压<纯水的蒸汽压 溶液蒸气压 纯水的蒸汽压

纯水

溶液

纯水和溶液蒸发-凝聚示意图 纯水和溶液蒸发-

大量的实验证明,含有难挥发性非电解质稀溶液 大量的实验证明,含有难挥发性非电解质稀溶液 的蒸气压,总是低于同温度下纯溶剂的蒸汽压, 的蒸气压,总是低于同温度下纯溶剂的蒸汽压, 蒸汽压下降. 这种现象称为溶液的蒸汽压下降 这种现象称为溶液的蒸汽压下降.

溶液的蒸汽压实际上是指溶液中溶剂的蒸汽压

T

纯溶剂与溶液蒸汽压曲线

2,溶液的沸点升高 (1) 液体的沸点
液体的蒸汽压=外界的大气压时 液体的蒸汽压 外界的大气压时 液体就会沸腾, 液体就会沸腾, 此时液体的温度就叫液体的沸点 液体的正常沸点是指标准压力(101.3KPa)下液体的沸点 下液体的沸点 液体的正常沸点是指标准压力

纯水的沸点为 373K

摄氏度 热力学温度

(2) 液体的沸点升高 (Tb)
若在溶剂中加入难挥发的溶质, 若在溶剂中加入难挥发的溶质,溶液的沸点就会比 纯溶剂的沸点升高, 纯溶剂的沸点升高,这一现象称为溶液的沸点升高

溶液沸点升高的根本原因:溶液的蒸汽压下降 溶液沸点升高的根本原因: 溶液浓度↑ 溶液的蒸汽压↓ 沸点↑ 溶液浓度 溶液的蒸汽压↓ 沸点 与溶质的本性无关
液体的沸点随着外界压力的改变而改变 液体的沸点必须指明外压

P外↑ 沸点 沸点↑

3, 溶液的凝固点降低
(1) 纯液体的凝固点 固相蒸汽压= 固相蒸汽压 液相蒸汽压相时的温度 特点: 特点: 液相与固相 能平衡共存
刚有溶剂固体析出时的温度

纯水的凝固点(273K)又称为冰点, 又称为冰点, 纯水的凝固点 又称为冰点 即在此温度水和冰的蒸汽压相等,均为0.61KPa 即在此温度水和冰的蒸汽压相等,均为

(2) 溶液的凝固点下降

溶液的凝固点降低也是溶液蒸汽压下降的结果, 溶液的凝固点降低也是溶液蒸汽压下降的结果,溶 液浓度越大凝固点越低, 液浓度越大凝固点越低,与溶质的本性无关

(2) 溶液的凝固点下降 △Tf = Kf mB
冰点下降的度数, △Tf : 冰点下降的度数,K; mB: 溶质 的质量摩尔浓度,mol/kg 溶质B 的质量摩尔浓度, Kf : 冰点下降常数,(水为溶剂时, Kf =1.86 ) 冰点下降常数, 水为溶剂时 水为溶剂时,

稀溶液的凝固点降低与溶液的质量摩尔浓度成正比

用 途:
冬天往汽车水箱中加入甘油或乙二醇防止水结冰 利用凝固点降低的性质, 利用凝固点降低的性质,用盐和冰的混合物作冷却剂 例如:采用 和冰, 例如:采用NaCl和冰,温度可以降到 和冰 温度可以降到–22oC, , 和冰, 用CaCl22H2O和冰,温度可以降到 和冰 温度可以降到–55oC. .

4, 溶液的渗透压 1784年 德国科学家Abble. Nelkt首次 1784年, 德国科学家 Abble. Nelkt首次 发现了"半透膜" 发现了"半透膜" ——对于液体来说 —— 对于液体来说 , 只允许某些物质 对于液体来说, 透过而不允许另一些物质透过的薄膜 选择通透性

(1) 渗透现象和渗透压

细胞膜,膀胱膜, 细胞膜,膀胱膜,毛细血管壁等生物膜 人工制造的火棉胶膜, 人工制造的火棉胶膜,羊皮纸等

(1) 渗透现象和渗透压

扩 散
一种物质的粒子 自发的分布在另 一种物质中的现象
双向运动, 双向运动,只要两种不同浓度的 溶液相互接触, 溶液相互接触,就会发生扩散现象

糖分子 水分子

实 验

溶剂分子通过半透膜由纯溶剂进入溶液(或由稀溶 溶剂分子通过半透膜由纯溶剂进入溶液 或由稀溶 液进入浓溶液)的自发的过程称为渗透现象 液进入浓溶液 的自发的过程称为渗透现象

(1) 渗透现象和渗透压

渗透现象

渗透现象为什么会发生呢? 渗透现象为什么会发生呢?

(1) 渗透现象和渗透压 渗透现象产生的原因: 渗透现象产生的原因: 半透膜本身的特点: 半透膜本身的特点:水分子可以自由 通过,蔗糖分子不能透过; 通过,蔗糖分子不能透过; 单位体积内水分子在膜两侧的数目不等, 单位体积内水分子在膜两侧的数目不等, 内水分子在膜两侧的数目不等 单位时间内水分子在膜两侧相互扩散的数 单位时间内水分子在膜两侧相互扩散的数 目不等,导致溶剂分子从浓度稀的向浓度 浓度稀的向 目不等,导致溶剂分子从浓度稀的向浓度 高的运动 其结果使蔗糖一侧液面升高, 其结果使蔗糖一侧液面升高,溶液的 浓度降低

(1) 渗透现象和渗透压 渗透现象产生的条件: 渗透现象产生的条件: 有半透膜的存在 在半透膜两侧存在浓度差 渗透方向: 渗透方向: 溶剂分子由纯溶剂向溶液渗透 溶剂分子由稀溶液向浓溶液渗透

(1) 渗透现象和渗透压 渗透现象会无休止的进行下去吗? 渗透现象会无休止的进行下去吗?

压力

动态渗透平衡

(1) 渗透现象和渗透压 如何阻止渗透现象的发生呢? 如何阻止渗透现象的发生呢?

为了阻止发生渗透, 为了阻止发生渗透 而在 溶液液面所施加的压力

渗 透 压

(1) 渗透现象和渗透压

渗 透 压
一切溶液固有的特性 是发生渗透现象的动力

(1) 渗透现象和渗透压

反 渗 透
在浓溶液一侧施加的外压大于渗透压力, 在浓溶液一侧施加的外压大于渗透压力, 可以使溶剂进入稀溶液

应用: 应用:溶液的浓缩 海水的淡化

(2) 溶液的渗透压与浓度,温度的关系 溶液的渗透压与浓度, 荷兰) 范特荷甫 (Vant Hoff, 荷兰

稀溶液的渗透压与浓度, 稀溶液的渗透压与浓度,温度的关系
式中: 式中:

p0V = n RT p0 = CB RT

p0—溶液的渗透压(kPa) 溶液的渗透压( 溶液的渗透压 ) V—溶液的体积(L) 溶液的体积( ) 溶液的体积 n—溶液中溶质的物质的量 溶液中溶质的物质的量(mol) 溶液中溶质的物质的量 R—气体常数(8. 31 kPaLK-1mol-1) 气体常数( 气体常数 T—热力学温度(T/K= t/C +273.15) 热力学温度( 热力学温度 ) 物质的量浓度( CB—物质的量浓度(mol L-1) 物质的量浓度

(2) 溶液的渗透压与浓度,温度的关系 溶液的渗透压与浓度,

p0 = CB RT
温度T一定时, 温度 一定时,稀溶液的渗透压 P 的大小 一定时 取决于C 取决于 B,与溶质的本性无关

渗透压也是稀溶液的一种依数性

(3) 毫渗透压摩尔浓度 毫渗透压摩尔浓度(mOsmol/Kg) 单位: 单位 通常以每千克溶剂中所含溶质的 毫渗透压摩尔来表示 (mOsmol/Kg) 毫渗透压摩尔浓度: 毫渗透压摩尔浓度 溶液的质量摩尔浓度× × =溶液的质量摩尔浓度×n×1000 n: 为一个溶质分子溶解时形成的粒子数 例如:蔗糖分子,氯化钠, 例如:蔗糖分子,氯化钠,碳酸钾

(3) 毫渗透压摩尔浓度 毫渗透压摩尔浓度(mOsmol/Kg) 计算0.9%(g/ml) NaCl注射液的毫渗透压摩尔浓度 例: 计算 注射液的毫渗透压摩尔浓度 ρB cB= × 1000 M
B

=0.9%/58.5 =0.154mol/L 对于很稀得溶液: 对于很稀得溶液 mB = cB =0.154mol/Kg 毫渗透压摩尔浓度= 毫渗透压摩尔浓度 0.154×2×1000 × × =308 mOsmol/Kg

(4) 渗透压在医学上的意义 一定温度下,渗透压相等的两种溶液等渗溶液 一定温度下,渗透压相等的两种溶液等渗溶液 高渗溶液:渗透压不等的两种溶液, 高渗溶液:渗透压不等的两种溶液,渗透压高的 为高渗溶液 低渗溶液: 低渗溶液:渗透压低的称为低渗溶液

(4) 渗透压在医学上的意义

医学上, 医学上,以血浆渗透压作为标准确定的 规定在280~320 mOsmol/Kg的溶液为等渗溶液; 的溶液为等渗溶液; 规定在 的溶液为等渗溶液 大于320 mOsmol/Kg的为高渗溶液; 的为高渗溶液; 大于 的为高渗溶液 小于280 mOsmol/Kg为低渗溶液. 为低渗溶液. 小于 为低渗溶液

(4) 渗透压在医学上的意义

临床上常用的等渗溶液: 临床上常用的等渗溶液:
如:9.0 g/L生理盐水 生理盐水 50 g/L的葡萄糖溶液 的葡萄糖溶液; 的葡萄糖溶液 12.5 g/L的NaHCO3溶液 的

氯化钠和葡萄糖常用作渗透压调节剂

在临床治疗中,当为病人大剂量输液时 要特别注意输液的 在临床治疗中 当为病人大剂量输液时,要特别注意输液的 当为病人大剂量输液时 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 否则可能导致机体内水分调节失常及细胞的变形和破坏. 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.

(4) 渗透压在医学上的意义 体液渗透压力的测定: 体液渗透压力的测定: 临床上对血液,胃液, 临床上对血液,胃液,唾液等渗透压力的测定通常 是用"冰点下降" 是用"冰点下降",间接测定其渗透压摩尔浓度

T ≈ K × m f f B
渗透压计是采用冰点下降的原理设计的

小结
蒸气压下降 沸点上升 凝固点下降 渗透压 都是难挥发的非电解质稀溶液的通性; 都是难挥发的非电解质稀溶液的通性; 只和溶液的浓度有关,与溶质的本性无关. 只和溶液的浓度有关,与溶质的本性无关.

作业: 作业:P17 第10,11题 , 题 与7,8,9 题 一起交 , ,

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