《護理專業(yè)資料》第一章第三節(jié) 稀溶液的通性

1、第三節(jié) 難揮發(fā)非電解質(zhì)稀溶液的通性colligative properties of dilute solution溶劑溶劑 + 溶質(zhì)溶質(zhì) = 溶液溶液2. 溶質(zhì)的顆粒數(shù)：溶質(zhì)的顆粒數(shù)：蒸氣壓、沸點、凝固點和蒸氣壓、沸點、凝固點和滲透壓滲透壓。理想稀溶液：理想稀溶液： 1. 稀稀 2. 非電解質(zhì)非電解質(zhì) 3. 非揮發(fā)性非揮發(fā)性溶劑形成溶液之后，溶劑形成溶液之后，性質(zhì)的改分為兩類：性質(zhì)的改分為兩類：1. 溶質(zhì)本性：溶質(zhì)本性：顏色、粘度、顏色、粘度、ph、 密度密度、導(dǎo)電性等導(dǎo)電性等.一、難揮發(fā)非電解質(zhì)稀溶液的蒸氣壓下降(一一)、蒸氣壓、蒸氣壓 p（vapour pressure ） 1. 1.

2、水（水（l l）水（水（g g）蒸發(fā)蒸發(fā)凝結(jié)凝結(jié) 當(dāng)當(dāng)v蒸發(fā)蒸發(fā)= v凝結(jié)凝結(jié)時，氣液相達到平衡，這種與液相處于動時，氣液相達到平衡，這種與液相處于動態(tài)平衡的氣體叫做態(tài)平衡的氣體叫做飽和蒸氣飽和蒸氣。蒸氣壓蒸氣壓：飽和蒸氣具有的壓力稱為該溫度下的飽和蒸氣壓。：飽和蒸氣具有的壓力稱為該溫度下的飽和蒸氣壓。 符號：符號：p p 表示，單位表示，單位為為pa（帕）或（帕）或 kpa（千（千帕）。帕）。2. 影響蒸氣壓p的因素（2）p隨溫度升高而增大；隨溫度升高而增大； 固體也具有一定的固體也具有一定的p ，只是較小而已。只是較小而已。但如碘，但如碘，樟腦會升華。樟腦會升華。 常溫下：常溫下： p大大

3、易易揮發(fā)物質(zhì)揮發(fā)物質(zhì) p 小小 難難揮發(fā)物質(zhì)揮發(fā)物質(zhì) 蒸氣壓與溫度的關(guān)系蒸氣壓與溫度的關(guān)系 一般液體的一般液體的p較大，但甘油、較大，但甘油、硫酸等較小。硫酸等較小。 （1 1） 物質(zhì)的本性（同溫下不同的物質(zhì)有不同的物質(zhì)的本性（同溫下不同的物質(zhì)有不同的p）；）；(二)、溶液的蒸氣壓下降（p）(二)、溶液的蒸氣壓下降（p）1. 原因：原因：在純?nèi)軇┲屑尤肷倭康碾y揮發(fā)性溶質(zhì)在純?nèi)軇┲屑尤肷倭康碾y揮發(fā)性溶質(zhì)2. 拉烏爾拉烏爾(1887年法國年法國)定律：定律：（難、非、?。y、非、?。?p = p* xa經(jīng)驗公式經(jīng)驗公式 p = p* - p = p* - p* xa = p* xb蒸氣壓：溶液蒸

4、氣壓：溶液p 純?nèi)軇┘內(nèi)軇﹑* p = p* - p ，p ：蒸氣壓下降蒸氣壓下降t t一定，純?nèi)軇┑恼魵鈮簽槎ㄖ?，設(shè)一定，純?nèi)軇┑恼魵鈮簽槎ㄖ担O(shè)p p* * 溶質(zhì)分子或離子占據(jù)一部分溶液的表面，溶質(zhì)分子或離子占據(jù)一部分溶液的表面，減少單位時間從溶液中逸出溶劑分子數(shù)目。減少單位時間從溶液中逸出溶劑分子數(shù)目。蒸發(fā)蒸發(fā)凝結(jié)凝結(jié)2. 拉烏爾定律 溫度一定時，難揮發(fā)性非電解質(zhì)稀溶液的溫度一定時，難揮發(fā)性非電解質(zhì)稀溶液的蒸氣壓下降蒸氣壓下降p p與溶質(zhì)的質(zhì)量摩爾濃度與溶質(zhì)的質(zhì)量摩爾濃度b bb b成成正比，而與溶質(zhì)的本性無關(guān)正比，而與溶質(zhì)的本性無關(guān)。 蒸氣壓下降只與一定量溶劑中所含的溶質(zhì)的蒸氣壓下降只

5、與一定量溶劑中所含的溶質(zhì)的微粒數(shù)有關(guān)，而與溶質(zhì)的種類無關(guān)。微粒數(shù)有關(guān)，而與溶質(zhì)的種類無關(guān)。 由公式p = p* xb推導(dǎo)得：推導(dǎo)得：p = p* - p = kb b k是一常數(shù)，與是一常數(shù)，與p*和和溶劑的摩爾質(zhì)量有關(guān)。溶劑的摩爾質(zhì)量有關(guān)。二、非電解質(zhì)稀溶液的沸點升高二、非電解質(zhì)稀溶液的沸點升高（boiling point elevation）1. 液體的沸點液體的沸點tb：p液液=p外外時的溫度（沸騰）時的溫度（沸騰）。 液體的液體的正常沸點正常沸點是指外壓為是指外壓為101.3kpa101.3kpa時的沸點；時的沸點；如水在如水在100100時的時的p* = 101.3kpa101.3k

6、pa 液體的沸點隨外壓而變化，壓力愈大，沸液體的沸點隨外壓而變化，壓力愈大，沸點愈高。點愈高。 2. 溶液的沸點升高原因 原因：原因：蒸氣壓下降蒸氣壓下降 tb = tb - tb* p* 101.3p (kpa)373 (tb*) t (k)純水純水水溶液水溶液tbtbpt tb b ：溶液的沸點升高值：溶液的沸點升高值 ，溶液越溶液越濃，值越大。濃，值越大。3. 溶液的沸點升高值的計算公式 t tb b = = t tb b - - t tb b* * = = k kb b b bb bk kb b為為溶劑溶劑的沸點升高常數(shù)的沸點升高常數(shù)表明表明：難揮發(fā)性的非電解質(zhì)稀溶液的沸點升高只：難揮

7、發(fā)性的非電解質(zhì)稀溶液的沸點升高只與溶質(zhì)的與溶質(zhì)的b bb b有關(guān)，而與溶質(zhì)的本性無關(guān)。有關(guān)，而與溶質(zhì)的本性無關(guān)。 k kb b只與只與溶劑溶劑的性質(zhì)有關(guān)，而與溶質(zhì)種類的性質(zhì)有關(guān)，而與溶質(zhì)種類無關(guān)，數(shù)據(jù)有表可查。（無關(guān)，數(shù)據(jù)有表可查。（p9p9表表1-41-4）注意：溶液的沸點指溶液剛開始沸騰時的注意：溶液的沸點指溶液剛開始沸騰時的t t，純，純?nèi)軇┑姆悬c是恒定的。溶劑的沸點是恒定的。 1. 1. 純液體的凝固點純液體的凝固點t tf f：三、非電解質(zhì)稀溶液的凝固點降低三、非電解質(zhì)稀溶液的凝固點降低 （freezing point depression） 物質(zhì)液相凝固點就等于固相的熔點。物質(zhì)液相

8、凝固點就等于固相的熔點。固液相共存時的溫度，此溫度對其固態(tài)來說固液相共存時的溫度，此溫度對其固態(tài)來說也稱熔點。也稱熔點。外壓一定時，外壓一定時， p p液液= =p p固固時的溫度。時的溫度。 水的凝固點又稱為冰點。水的凝固點又稱為冰點。 0 0 時，時，p*水水= p冰冰 = 0.6106kpakpa， 0 0 時時冰與水共存冰與水共存2. 溶液的凝固點降低原因水水冰冰溶液溶液abp* 0.61273 (tf *) a ：冰：冰-水共存水共存tfp (kpa)t (k)b ：冰：冰-溶液共存溶液共存 tf 原因：原因：蒸氣壓下降蒸氣壓下降 tf = tf * - tfpt tf f ：溶液的

9、凝固點降低值：溶液的凝固點降低值 。3. 溶液的凝固點降低值的計算公式 tf = tf * - tf = kf bbkf為溶劑的凝固點降低常數(shù)為溶劑的凝固點降低常數(shù)表明表明：難揮發(fā)性的非電解質(zhì)稀溶液的凝固點降低：難揮發(fā)性的非電解質(zhì)稀溶液的凝固點降低只與溶質(zhì)的只與溶質(zhì)的b bb b有關(guān)，而與溶質(zhì)的本性無關(guān)。有關(guān)，而與溶質(zhì)的本性無關(guān)。 k kf f只與只與溶劑溶劑的性質(zhì)有關(guān)，而與溶質(zhì)種類的性質(zhì)有關(guān)，而與溶質(zhì)種類無關(guān)，數(shù)據(jù)有表可查。（無關(guān)，數(shù)據(jù)有表可查。（p9p9表表1-51-5）適用于公辦各專業(yè)應(yīng)用一：測定溶質(zhì)的相對分子質(zhì)量 例例 取取0.749g谷氨酸溶于谷氨酸溶于50.0g水中，測得凝固水中，

10、測得凝固點為點為-0.188，試求谷氨酸的摩爾質(zhì)量。，試求谷氨酸的摩爾質(zhì)量。 解：解： tf = kf bbnbmakf mbma mb則則mb=kf mbma tf 1.86 0.749 0.050 0.188 =148(g mol -1)= kf=測定溶質(zhì)的相對分子質(zhì)量說明：說明：利用溶液的沸點升高和利用溶液的沸點升高和凝固點降低凝固點降低都可以測定溶質(zhì)的相對分子質(zhì)量。都可以測定溶質(zhì)的相對分子質(zhì)量。 t tb b法會因溫度高而引起溶劑揮發(fā)，使法會因溫度高而引起溶劑揮發(fā)，使溶液變濃而引起誤差溶液變濃而引起誤差 ； 大多數(shù)溶劑的大多數(shù)溶劑的k kf f值值 k kb b值，因此同一溶液的值，因

11、此同一溶液的 t tf f t tb b，因而靈敏度高、實驗誤差??；，因而靈敏度高、實驗誤差?。?某些生物樣品不耐高溫，在沸點易變性或破壞。某些生物樣品不耐高溫，在沸點易變性或破壞。 例例 水中加入乙二醇可使水的凝固點降低，從而達到水中加入乙二醇可使水的凝固點降低，從而達到抗凍的目的。為了使溶液的凝固點達到抗凍的目的。為了使溶液的凝固點達到-5-5，乙二醇，乙二醇的質(zhì)量濃度應(yīng)為多少（假設(shè)該溶液屬理想溶液的質(zhì)量濃度應(yīng)為多少（假設(shè)該溶液屬理想溶液, ,水為水為1 1 kgkg，所得溶液的密度為，所得溶液的密度為1 kg1 kgl l-1-1）？）？ 應(yīng)用二：制作防凍劑和冷卻劑 解解 tf = kf

12、 bbbb=tf kf 5 1.86 b =mbv 2.69 62 (1000+2.6962)/1000 = 2.69(mol kg -1)=143(g l -1)=適用于公辦各專業(yè)非易失性的乙二醇適用于公辦各專業(yè)四、稀溶液的滲透壓力( (一一) )、滲透現(xiàn)象、滲透現(xiàn)象( (二二) )、滲透壓力、滲透壓力 (三三)、滲透濃度、滲透濃度 (四四)、滲透壓力在醫(yī)學(xué)上的意義、滲透壓力在醫(yī)學(xué)上的意義 (一)、滲透現(xiàn)象滲透現(xiàn)象滲透現(xiàn)象: :溶劑透過半透膜進入溶液的自發(fā)過程。溶劑透過半透膜進入溶液的自發(fā)過程。結(jié)果：結(jié)果：溶液一側(cè)的液面升高。溶液一側(cè)的液面升高。原因：原因：單位時間內(nèi)由純?nèi)軇┻M入溶液中的溶劑

13、單位時間內(nèi)由純?nèi)軇┻M入溶液中的溶劑分分子數(shù)子數(shù)要比由溶液進入純?nèi)軇┑亩?。要比由溶液進入純?nèi)軇┑亩?。半透?semi-permeable membrane) 定義定義 只允許溶劑只允許溶劑(水水)分子通過不允許溶分子通過不允許溶質(zhì)質(zhì)(蔗糖蔗糖)分子透過的薄膜。分子透過的薄膜。 人工制備膜人工制備膜(如如火棉膠膜、玻璃紙及羊皮紙等火棉膠膜、玻璃紙及羊皮紙等) )； 生物膜生物膜( (如細胞膜、毛細血管壁等如細胞膜、毛細血管壁等) )。滲透方向1. 1. 溶劑分子從溶劑分子從純?nèi)軇┘內(nèi)軇┮环酵环酵芤喝芤阂环綕B透；一方滲透；2. 2. 溶劑分子從溶劑分子從稀稀溶液一方往溶液一方往濃濃溶液一方滲透。

14、溶液一方滲透。產(chǎn)生滲透現(xiàn)象必須具備的兩個條件一是有半透膜的存在；一是有半透膜的存在；二是半透二是半透膜兩側(cè)單位體積內(nèi)溶劑分子數(shù)不相等膜兩側(cè)單位體積內(nèi)溶劑分子數(shù)不相等。( (半透半透膜兩側(cè)存在膜兩側(cè)存在滲透濃度差滲透濃度差。) )(二)、滲透壓力(osmotic pressure) 定義定義 為維持只允許溶劑通過的膜所隔開的為維持只允許溶劑通過的膜所隔開的溶液與溶劑之間的滲透平衡而需要的溶液與溶劑之間的滲透平衡而需要的超額壓力。超額壓力。 符號符號 單位單位 pa 或或 kpa(二二)、滲透壓力、滲透壓力1. 范托夫（范托夫（1886 荷蘭）定律：荷蘭）定律：單位：單位：r=8.314 jk-1

15、mol-1 ，v = nrt = cbrt稀水溶液稀水溶液 (cbbb) rt bb表明表明: 稀溶液的稀溶液的大小僅與單位體積溶液大小僅與單位體積溶液中溶質(zhì)質(zhì)點數(shù)的多少有關(guān)，而與溶中溶質(zhì)質(zhì)點數(shù)的多少有關(guān)，而與溶質(zhì)的本性無關(guān)。質(zhì)的本性無關(guān)。t (k )bb (mol kg -1 )或或cb (mol l-1 )則則 (kpa)滲透壓力的計算解解 c12h22o11的摩爾質(zhì)量為的摩爾質(zhì)量為342 gmol-1，則，則 nv2.00342 0.050例例 將將2.00g蔗糖（蔗糖（c12h22o11）溶于水，配成）溶于水，配成50.0ml溶液，求溶液在溶液，求溶液在37時的滲透壓。時的滲透壓。 =

16、 cb rtc(c12h22o11) = = 0.117 (moll-1)= 0.117 8.314 310 =302( kpa)滲透壓力的間接測定 例例 測得淚水的凝固點為測得淚水的凝固點為-0.52，求淚水在體，求淚水在體溫溫37時的滲透壓力。時的滲透壓力。 tf = kf bb = bb rt = tf rtkf0.528.314(273+37)1.86=解解bb =tf / kf= 721 ( kpa)滲透壓力法測定相對分子質(zhì)量例例 將將1.00 g血紅素溶于適量純水中，配置成血紅素溶于適量純水中，配置成100 ml溶溶液，在液，在20時測得溶液的滲透壓力為時測得溶液的滲透壓力為0.3

17、66 kpa,求求血紅素的相對分子質(zhì)量。血紅素的相對分子質(zhì)量。 v = n rtmb rtmb解解滲透壓力法滲透壓力法是測定蛋白質(zhì)等是測定蛋白質(zhì)等高分子化合物高分子化合物的相的相對分子質(zhì)量的最好方法。對分子質(zhì)量的最好方法。 =1.00 8.314(273+20)0.3660.100mb =mb rt v= 6.66104(g mol -1)=血紅素的濃度僅為血紅素的濃度僅為1.5010-4 moll-1凝固點下降僅為凝固點下降僅為2.7910-4【歸納】很難測定很難測定滲透壓力相當(dāng)于滲透壓力相當(dāng)于37.3 mmh2o柱柱 可準確測定可準確測定 小結(jié)：小結(jié)：難揮發(fā)非電解質(zhì)稀溶液難揮發(fā)非電解質(zhì)稀溶

18、液p= kbbtb = kb bb = = cbrt bbrttf = kf bb(三)、滲透濃度 1.1.滲透濃度滲透濃度(osmolarity)單位單位 mmoll-1定義定義單位單位體積溶液中所含有的能產(chǎn)生滲透效應(yīng)的各種體積溶液中所含有的能產(chǎn)生滲透效應(yīng)的各種分子、離子（分子、離子（統(tǒng)稱為統(tǒng)稱為滲透活性物質(zhì)滲透活性物質(zhì)）的總數(shù)的總數(shù)。滲透活性物質(zhì)的物質(zhì)的量除以溶液的體積。滲透活性物質(zhì)的物質(zhì)的量除以溶液的體積。符號符號 coscos = n/v電解質(zhì)溶液的依數(shù)性 弱電解質(zhì)的依數(shù)性計算可近似等同于非電解質(zhì)。弱電解質(zhì)的依數(shù)性計算可近似等同于非電解質(zhì)。tb =i kb bb tf = i kf b

19、b = = i cb rt i bb rt校正因子校正因子i i ：一：一“分子分子”電解質(zhì)解離出的粒子個數(shù)。電解質(zhì)解離出的粒子個數(shù)。 a-b a-b2 2或或a a2 2-b-b型強電解質(zhì)如型強電解質(zhì)如(mgcl(mgcl2 2、nana2 2soso4 4等等) ) a-b a-b型強電解質(zhì)型強電解質(zhì)( (如如kcl、caso4、nahco3等等)p= i k bbi i= 2= 2i=i=3 3例例 計算醫(yī)院補液用的計算醫(yī)院補液用的50.0 gl-1葡萄糖溶液葡萄糖溶液（c6h12o6）和生理鹽水的滲透濃度。）和生理鹽水的滲透濃度。 解解 c6h12o6是非電解質(zhì)，是非電解質(zhì)，nacl是

20、是i = 2的強電解質(zhì)的強電解質(zhì) c6h12o6 和和nacl的摩爾質(zhì)量分別為的摩爾質(zhì)量分別為180 和和58.5 (gmol-1) c6h12o6：cos= =278 mmoll-150.0 1000180nacl ：cos= 2=308 mmoll-19 100058.5（四)、滲透壓力在醫(yī)學(xué)上的意義等滲、高滲和低滲溶液的概念1. 正常人血漿的滲透濃度為正常人血漿的滲透濃度為303.7 mmoll-1 常用的等滲溶液有生理鹽水、常用的等滲溶液有生理鹽水、50.0 g/l葡葡萄糖溶液、萄糖溶液、12.5 gl-1的的nahco3 溶液。溶液。2. 臨床上規(guī)定臨床上規(guī)定: 等滲溶液等滲溶液:

21、:cos在在280320 mmoll-1的溶液的溶液; 高滲溶液高滲溶液: :cos320 mmoll-1的溶液；的溶液； 低滲溶液低滲溶液: :cos280 mmoll-1的溶液的溶液 (isotonic solution)(hypertonic solution)(hypotonic solution) 等滲、高滲和低滲溶液在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用 a. 等滲溶液等滲溶液 ( (生理鹽水生理鹽水):b. 高滲溶液高滲溶液( ( 15 gl-1nacl ) :c. 低滲溶液低滲溶液( ( 5 gl-1nacl ):“維持原狀維持原狀 ”“皺縮皺縮”“溶血溶血”正常紅細胞正常紅細胞35正常 溶血 皺縮280320 mmol/l 320 mmol/l 海海 水水 的的 凈凈 化化適用于公辦各專業(yè)(五五)、晶體滲透壓和膠體滲透壓、晶體滲透壓和膠體滲透壓、nahco3 、葡萄糖、尿素等晶體物質(zhì)、葡萄糖、尿素等晶體物質(zhì)適用于公辦各專業(yè)習(xí)題11.1.相同濃度的葡萄糖和相同濃度的葡萄糖和naclnacl溶液的溶液的也相同。也相同。 （ ） 3.3.血紅細胞置于下列溶液中將會引起何種現(xiàn)象？血紅細胞置于下列溶液中將會引起何種現(xiàn)象？ a a、2