稀溶液的依数性.ppt

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molkg,-1,以下），对电解质溶液或浓度较大的非电解质溶液，由于溶质的溶剂化及溶质微粒间存在着不可忽视的作用力，溶液的依数性规律将发生偏差。,7,8,本章学习要求及重点,理解稀溶液依数性的概念。,掌握稀溶液的蒸气压降低、凝固点降低、沸点升高、渗透压产生的原因及变化规律。,能够熟练应用稀溶液依数性的相关公式进行计算。,了解稀溶液依数性在医学上的意义。,8,1,.,蒸发,(,evaporation,),液相,气相,气相,液相,2,.,凝结,(,condensation,),一、液体的蒸气压,2.1,溶液的蒸气压下降,9,在一定温度下，当,液相蒸发的速率,与,气相凝结的速率相,等时，液相和气相达到平衡，此时，蒸汽所具有的压力称为该温度下的,饱和蒸汽压,，简称蒸汽压。,3,.,饱和蒸汽压,(,简称蒸汽压,),（,vapor pressure,）,H,2,O(,l,),H,2,O(,g,),符号：,p,单位：,帕斯卡（,Pa,或,kPa),10,几种液体蒸气压与温度的关系,对于某一物质，,一定温度,下，其蒸汽压是个,定值,。,同一液体，温度越高，蒸汽压越大；蒸汽压越大，越易挥发,11,二、溶液的蒸汽压下降,实验结果：在相同温度下，,P,水,P,葡萄糖,。,结论：含有难挥发性溶质,溶液蒸气压,总是,低于,同温度,纯溶剂,的蒸气压,左水，右葡萄糖,12,13,p,p,p,A,*,p=,p=p,A,*,x,B,p,表示溶液的蒸气压下降。,（,2-2,）,p=,p,A,*,(1,-x,B,),p=p,A,*,x,A,式可改写作：,在稀溶液中,n,A,n,B,，因而：,在一定温度下，难挥发性非电解质稀溶液,蒸气压的下降,与溶液的,质量摩尔浓度,成正比，而与溶质的,种类,和,性质无关,。,p=K b,B,（,2-3,）,20,适用条件：难挥发非电解质的稀溶液,溶液的蒸气压下降,温度,压强,纯溶剂,C,2,p,2,p,0,t,21,2.2,溶液的沸点升高,沸点,(boiling point),：当液体的蒸气压等于外界压力时，液体开始沸腾，此时的温度就是该液体的沸点。,溶液沸点的升高,：,T,b0,T,b1,T,b2,T,b2,b,B1,b,B2,b,B1,b,B2,T,b1,T,b,=,K,b,b,B,K,b,-,溶剂的沸点升高常数，它只与溶剂的性质有关,（,p12,表,2-2,）,22,23,难挥发性非电解质稀溶液的沸点升高的原因是,溶液的蒸气压低于纯溶剂的蒸气压。,溶液沸点升高的原因？,溶剂中加入难挥发性溶质后，溶液的蒸气压下降,要使溶液蒸气压等于外压，必须提高温度。,24,图,2-3,稀溶液的沸点升高和凝固点下降,T,b,25,由,Raoult,定律：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质量摩尔浓度,（,b,B,）,成正比。,因此可以得到：,溶液的沸点上升,也与溶液中所含,溶质的颗粒数有关,，而于,溶质的本性无关,。,26,溶液沸点上升的定量关系为：,T,b,=,T,b,T,b,0,=,K,b,b,B,（,2-4,）,T,b,为溶液的沸点升高,；,T,b,为溶液的沸点；,T,b,0,为纯溶剂沸点；,K,b,为溶剂沸点升高常数，只与溶剂本性有关,27,1.,纯溶剂的沸点恒定，溶液的沸点不恒定。,2.,溶液的沸点是指溶液刚开始沸腾时的温度。,3.,溶剂的沸点升高常数,K,b,只与溶剂的本性有关，其值可通过实验确定。,式,（,2-4,）,的意义在于：,溶有难挥发的非电解质的稀溶液的沸点升高与溶液的质量摩尔浓度成正比。溶液浓度越大，其蒸气压下降越多，则沸点升高值越大。,注意：,28,凝固点,(,freezing point,),是物质的固、液两相蒸气压相等时的温度。此温度下固相与液相平衡共存。,一、液态纯物质的凝固点,纯水的凝固点,(,273.15 K,),又称为,冰点,，即在此温度水和冰的蒸气压相等。,2.3,溶液的凝固点降低,29,二、溶液的凝固点降低,溶液的凝固点,是指刚有溶剂固体析出时的温度。,注意：,溶液的凝固,开始析出的是溶剂的固体,(,不含溶质，水为溶剂时析出的是冰,),。,难挥发非电解质稀溶液的凝固点总是比纯溶剂凝固点低，这一现象称为溶液的,凝固点降低,(,freezing point depression,),30,溶液凝固点降低的原因？,图,2-4,稀溶液的沸点升高和凝固点下降,溶液的蒸气压下降,30,31,和沸点升高一样，对于难挥发性的非电解质溶液，凝固点降低亦正比于溶液的质量摩尔浓度，而与溶质的本性无关。,T,f,为溶液的凝固点降低值；,T,f,0,为溶剂的凝固点；,T,f,为溶液的凝固点；,K,f,为溶剂凝固点降低常数，只与溶剂本性有关,式,(2-5),的意义：,难挥发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。,T,f,=,T,f,0,T,f,=,K,f,b,B,（,2-5,）,凝固点下降法测分子量,T,f,=,K,f,b,B,32,溶液的沸点升高和凝固点降低,比较,沸点,凝固点,条件,P,(,液,)=,P,(,外,),P,(,l,)=,P,(s),原因,纯溶剂：,P,0,=,P,(,外,),T,b,0,溶液：,P,P,0,P,P,(,外,),要使,P,=,P,(,外,),则,T,b,必,纯溶剂,:,P,(,l,)=,P,(s),T,f,0,溶液：,P,P,(,l,),要使,P,P,(s),冰将融化,则,T,f,必,本质,溶液的蒸气压下降,定量关系,T,b,=,T,b,-,T,b,0,=,K,b,b,B,（适用稀溶液,）,T,f,=,T,f,o,-,T,f,=,K,f,b,B,（常用来测分子量,）,33,33,34,例,1,取,0.749g,谷氨酸溶于,50.0g,水，测得凝固点为,-0.188,，试求谷氨酸的摩尔质量。,解：,T,f,=K,f,b,B,=K,f,（,m,B,/,M,B,）,/m,A,M,B,=K,f,m,B,/,m,A,T,f,35,1.,扩散：,如,蔗糖分子在水中的扩散,由分子本身的热运动引起,2.,半透膜,(,semipermeable membrane,),：,只允许某些物质透过，而不允许另一些物质透过的薄膜。,可作为半透膜的物质：细胞膜、肠衣、火棉胶膜、玻璃纸、萝卜皮等。,2.4,溶液的渗透压,36,半透膜示意图,渗透现象,37,渗透现象示意图,38,渗透,(,osmosis,),：,溶剂分子透过半透膜从纯溶剂进入溶液,(,或从稀溶液向浓溶液,),的净迁移。,渗透的目标：,缩小溶液的浓度差。,产生渗透现象两个的必备条件：,渗透方向：,溶剂分子从,纯溶剂向溶液,或是从,稀溶液,向,浓溶液,渗透。,有半透膜存在；,半透膜两侧存在浓度差。,39,40,3.,渗透压,渗透压示意图,渗透压,阻止渗透作用所施加与溶液的额外压力。,渗透压的符号为,，,单位为,Pa,或,kPa,。,二,、溶液的渗透压与浓度、温度的关系,稀溶液的渗透压与浓度和温度的关系同理想气体方程式一致。,Vant Hoff(,范托夫,),V,=,nRT,或,=c,B,RT,第二节 稀溶液的依数性,：,渗透压；,V,：,溶液体积；,R,：,气体常数；,n:,溶质物质的量；,c,：,物质的量浓度；,T,：,绝对温度；,R,=,8.314 kPa L mol,-1,K,-1,41,41,对,非电解质,的稀溶液来说，渗透压的大小可表示为：,在溶液浓度很稀时：,c,B,b,B,故在一定温度下，稀溶液的渗透压可看作近似地与溶液的质量摩尔浓度,b,B,成正比。,V,nRT,c,B,RT,b,B,RT,42,(1),0.2molL,-1,葡萄糖溶液与,0.2molL,-1,蔗糖溶液,对于,电解质溶液,，,范托夫,定律应写成：,=icRT,(2)0.2molL,-1,NaCl,溶液与,0.2molL,-1,葡萄糖溶液,（提示：每个,NaCl,粒子可以离解成一个,Na,+,和一个,Cl,-,）,请大家比较下列两组物质的渗透压：,43,44,例,将,2.00 g,蔗糖,(C,12,H,22,O,11,),溶于水，配成,50.0 mL,溶液，求溶液在,37,时的渗透压力。,解,:,C,12,H,22,O,11,的摩尔质量为,342.0gmol,-1,，则,45,利用稀溶液的依数性可以测定溶质的相对分子质量：,测定大分子物质的相对分子质量一般用测渗透压力的方法；,而测定小分子物质的相对分子质量一般用凝固点降低法。,46,三、渗透压在医学上的意义,渗透活性物质：,溶液中产生渗透效应的溶质粒子,(,分子,/,离子,),统称为渗透活性物质。,根据,Vant Hoff,定律，在一定温度下，对于任一稀溶液，,与,c,成正比。,1.,渗透浓度,(,osmolarity,）：,因此可以用,渗透活性物质的量浓度,来,衡量,溶液的,渗透压大小,。,47,渗透浓度,(,osmolarity,）：,所谓渗透浓度就是渗透活性物质的物质的量除以溶液的体积。即渗透活性物质的总浓度。,符号：,c,os,单位：,mol L,-1,或,mmol L,-1,表,2-4,列出了正常人血浆、组织间液和细胞内液中各种渗透活性物质的渗透浓度。,48,2.,等渗、高渗和低渗溶液,等渗溶液：,渗透压相等的两种溶液。,高渗溶液：,渗透压不等的两种溶液，则渗透,压相对高的称为高渗溶液。,低渗溶液：,渗透压相对低的称为低渗溶液。,医学上以血浆渗透压作为标准规定在,280,320mmolL,-1,的溶液为等渗溶液。高于此范围者为高渗溶液。反之，为低渗溶液。,如：,50.0 gL,-1,的葡萄糖溶液、生理盐水,(9.0 gL,-1,),、,12.5 gL,-1,的,NaHCO,3,溶液等是等渗溶液。,49,将红细胞置于不同浓度的,NaCl,溶液中，在显微镜下观察发现：,a.,在生理盐水中,b.,在较浓的,NaCl,溶液中,c.,在较稀的,NaCl,溶液中,红细胞逐渐皱缩，皱缩的红细胞互相聚结成团。这是因为红细胞内液的渗透压力低于浓,NaCl,溶液，红细胞内的水向外渗透引起。,红细胞的形态没有什么改变，因为,生理盐水与红细胞内液的渗透压力,相等，细胞内外液处于渗透平衡状态。,红细胞逐渐胀大，最后破裂，释放出红细胞内的血红蛋白使溶液染成红色，即溶血。这是因为红细胞内液的渗透压力高于浓,NaCl,溶液，细胞外的水向细胞内渗透引起。,50,Cellular Responds to Body Fluid Tonicity,Isotonic,Hypertonic,Hypotonic,晶体渗透压力,(,crystalloidal osmotic pressure,),:,低分子晶体物质产生的渗透压力 如：电解质、葡萄糖、氨基酸等。,（二）晶体渗透压与胶体渗透压,胶体渗透压力,(,colloidal osmotic pressure,),:,高分子胶体物质产生的渗透压力。如：蛋白质、糖类、脂质等。,血浆总渗透压力是这两种渗透压力的总和。但是总渗透压力绝大部分是由低分子晶体物质产生的,。,51,4,、晶体渗透压力和胶体渗透压力,晶体渗透压,胶体渗透压,概念,由晶体物质,(,电解质和小分子,),产生的,由胶体物质,(,高分子物质,),产生的,生理功能,调节细胞间液和细胞内液之间的水分转移,调节细胞间液与血浆之间的水分转移,半透膜,细胞膜,毛细血管壁,应用实例,医生对烧伤或失血过多处理：补充生理盐水，输入血浆等,52,53,渗透原理被用来处理尿毒症,.,在人工肾里,病人的血液在玻璃软管,(,用作半透膜,),循环,血液里的小分子废物向管外渗透,从而使血液得到净化,.,本章小结,四者均与,b,B,有关，且只与溶液中粒子数有关，与溶质的本质无关,依数性,。,这是,难挥发,、非电解质稀溶液的性质。,54,55,Thats all,thank you!,