無機化學(xué)溶液講義課件

1、第一章 溶液第一章 溶液建議把滲透濃度提前到滲透壓后面，講完后再統(tǒng)一講滲透壓的應(yīng)用，避免講應(yīng)用時先出現(xiàn)滲透濃度建議補充人體各種體液的滲透壓即臨床意義，如尿液的滲透壓（看是否可聯(lián)系尿常規(guī)的數(shù)據(jù)）、眼睛細胞的滲透壓建議把滲透濃度提前到滲透壓后面，講完后再統(tǒng)一講滲透壓的應(yīng)用，第一章 溶 液第一節(jié)非電解質(zhì)稀溶液的通性第二節(jié)混合物和溶液的組成標度 第一章 溶 液第一節(jié)非電解質(zhì)稀溶液的通性第二節(jié)混合教學(xué)目的與要求了解晶體滲透壓力和膠體滲透壓力；熟悉溶液的概念；掌握溶液濃度的各種表示法和相關(guān)計算，非電解質(zhì)稀溶液的通性及其應(yīng)用。教學(xué)目的與要求了解晶體滲透壓力和膠體滲透壓力；本章重點B的質(zhì)量分數(shù)；B的濃度；B的

2、質(zhì)量摩爾濃度；拉烏爾定律；難揮發(fā)非電解質(zhì)稀溶液的沸點升高、凝固點降低；稀溶液的滲透壓力；vant Hoff方程；B的滲透濃度本章重點B的質(zhì)量分數(shù)；B的濃度；B的質(zhì)量摩爾濃度；前言 分散系前言 分散系分散系 =分散相+分散介質(zhì)分散相(分散質(zhì)): 被分散的物質(zhì)分散介質(zhì)(分散劑): 分散相所處的介質(zhì)分散系：一種(或多種)物質(zhì)以極小的微粒分散到另一種(或多種)物質(zhì)中得到的體系。前言 分散系分散系 =分散相+分散介質(zhì)分散相(分散質(zhì)): 被分散的物質(zhì)分均相（單相）分散系 非均相（多相）分散系 分散系按分散相粒子的組成分為什么是相？如何判斷均相與非均相 ？前言 分散系指在一個體系中，物理和化學(xué)性質(zhì)完全相同的

3、部分。分散相是否以單個分子(或離子)分散在分散介質(zhì)中(是:均相分散系;否:非均相分散系)。均相（單相）分散系 分散分散系的分類 分散系的分類 表5-1 一些膠體的例子分散介質(zhì) 分散相 名 稱 實 例 氣體 液體 氣溶膠 霧 氣體 固體 氣溶膠 煙 液體 固體 液溶膠 油漆 表5-1 一些膠體的例子分散介質(zhì) 分散相 名 稱溶 液溶液（Solution） 一種（或幾種）物質(zhì)（溶質(zhì)solute）以原子、分子或離子狀態(tài)分散于另一種物質(zhì)（溶劑solvent）中所構(gòu)成的均勻而穩(wěn)定的分散體系。溶 液溶液（Solution） 溶液（Solution）理解：均勻：溶液中處處性質(zhì)一致；非均勻：分散體系中有明確的界

4、面； 溶 液溶液（Solution）溶 液溶液分類 以體系所處狀態(tài)分1氣態(tài)溶液：如新鮮的空氣 2固態(tài)溶液： 氣態(tài)溶質(zhì)，如氫溶解在鈀中； 液態(tài)溶質(zhì)，如汞和金屬的合金(汞齊)； 固態(tài)溶質(zhì)，如鋼鐵 ；3液態(tài)溶液： 氣態(tài)溶質(zhì)，如氧溶解在水中； 液態(tài)溶質(zhì)，以量多者為溶劑； 固態(tài)溶質(zhì)，如NaCl水溶液； 溶液分類 以體系所處狀態(tài)分溶解過程 特殊的物理化學(xué)過程 1相互分散(interspersion) 2溶劑化作用(solvation) 溶解過程的熱效應(yīng)和體積效應(yīng)是以上兩個步驟的綜合表現(xiàn)。溶解過程 特殊的物理化學(xué)過程溶解過程 -相互分散溶解過程 -相互分散溶解過程 -溶劑化作用離子-偶極作用是溶劑化的本質(zhì)

5、溶解過程 -溶劑化作用離子-偶極作用是溶劑化的本質(zhì) 溶液的濃度與溶解度濃度（Concentration）溶液中溶質(zhì)、溶劑的相對含量，代表實際溶解的量；溶解度（Solubility）飽和溶液中溶質(zhì)、溶劑的相對含量，代表可能溶解的最大量。溶液的濃度與溶解度濃度（Concentration）一、B 的質(zhì)量分數(shù)二、B 的體積分數(shù)三、B 的質(zhì)量濃度四、B 的分子濃度五、B 的濃度六、B 的摩爾分數(shù)七、溶質(zhì) B 的質(zhì)量摩爾濃度第一節(jié) 混合物和溶液的組成標度一、B 的質(zhì)量分數(shù)第一節(jié) 混合物和溶液的組成標度濃度分類方法：1溶質(zhì)與溶劑(或溶液)的相對量質(zhì)量分數(shù)wB、摩爾分數(shù)xB、質(zhì)量摩爾濃度bB；其數(shù)值不隨溫度

6、而變化；2一定溶液體積中的溶質(zhì)的含量質(zhì)量濃度rB、物質(zhì)的量濃度cB、分子濃度CB、體積分數(shù) ；其數(shù)值隨溫度而變化。第一節(jié) 混合物和溶液的組成標度濃度分類方法：第一節(jié) 混合物和溶液的組成標度一、B 的質(zhì)量分數(shù) (Mass fraction)下標B代表溶質(zhì)下標A代表溶劑例題一、B 的質(zhì)量分數(shù) (Mass fraction)下標B代表例 1-1 100.0 g 鐵礦石中含 50.4 g Fe2O3，試計算鐵礦石中 Fe2O3 和 Fe 的質(zhì)量分數(shù)。 解：100.0 鐵礦石中 Fe 的質(zhì)量為：例 1-1 100.0 g 鐵礦石中含 50.4 g F 鐵礦石中 Fe 的質(zhì)量分數(shù)為： 鐵礦石中 Fe2O3

7、 的質(zhì)量分數(shù)為： 鐵礦石中 Fe 的質(zhì)量分數(shù)為： 鐵礦石二、B 的體積分數(shù)(Volume fraction)例題 代表混合前的純物質(zhì)VA代表混合前所有純物質(zhì)的體積和二、B 的體積分數(shù)(Volume fraction)例題 例 1-2 20 時，將 70 mL 乙醇 (酒精) 與 30 mL 水混合，得到 96.8 mL 乙醇溶液，計算所得乙醇溶液中乙醇的體積分數(shù)。 解: 乙醇的體積分數(shù)為：例 1-2 20 時，將 70 mL 乙醇 (三、B 的質(zhì)量濃度 (Mass concentration)例題V 代表溶液的體積三、B 的質(zhì)量濃度 (Mass concentration)解：葡萄糖溶液的質(zhì)量

8、濃度為：例 1-3 將 25 g 葡萄糖（C6H12O6）晶體溶于水，配制成 500 mL 葡萄糖溶液，計算此葡萄糖溶液的質(zhì)量濃度。解：葡萄糖溶液的質(zhì)量濃度為：例 1-3 將 25 g 葡四、B 的分子濃度(molecular concentration)(臨床常用來表示血液細胞組成）V 代表溶液的體積大寫四、B 的分子濃度(molecular concentrat五、B 的濃度（物質(zhì)的量濃度） (Amount-of-substance concentration)使用注意：須指明基本單元， 如 Na+、SO42-、 Na2SO4V 代表溶液的體積小寫五、B 的濃度（物質(zhì)的量濃度）使用注意：須

9、指明基本單元，世界衛(wèi)生組織建議：醫(yī)學(xué)上表示體液組成時，凡是體液中相對分子質(zhì)量已知的物質(zhì)，均應(yīng)使用物質(zhì)的量濃度；對于相對分子質(zhì)量未知的物質(zhì)，可以暫時使用質(zhì)量濃度。 B 的質(zhì)量濃度與 B 的濃度之間的關(guān)系為：B = cBMB例題世界衛(wèi)生組織建議：醫(yī)學(xué)上表示體液組成時，凡是體液中相對分子質(zhì) 正常人血清中 HCO3- 的濃度為：解：正常人血清中 Na+ 的濃度為：例1-4 100 mL 正常人血清中含 326 mg Na+ 和 165 mg HCO3- ，試計算正常人血清中 Na+ 和 HCO3-的濃度。 正常人血清中 HCO3- 的濃度為：解：正常 例 1-5 100 mL 生理鹽水中含 0.90

10、g NaCl，試計算生理鹽水的質(zhì)量濃度和物質(zhì)的量濃度。 解：生理鹽水的質(zhì)量濃度為： 生理鹽水的物質(zhì)的量濃度為： 例 1-5 100 mL 生理鹽水中含 0.90 g 由 A 和 B 兩種物質(zhì)組成的混合物： 則有： 對由多種物質(zhì)組成的混合物，各組分的摩爾分數(shù)的總和等于 1。 六、B 的摩爾分數(shù)(Mole fraction)例題n代表溶液的物質(zhì)的量 由 A 和 B 兩種物質(zhì)組成的混合物：六、B例 1- 6 將 112 g 乳酸鈉（NaC3H5O3）溶于 1.00 L 純水中配制成溶液，計算該溶液中乳酸鈉的摩爾分數(shù)。 解：室溫下，水的密度約為 1000 g L-1； 乳酸鈉的摩爾質(zhì)量為 112 g

11、mol-1； H2O 的摩爾質(zhì)量為 18 gmol-1。溶液中乳酸鈉的摩爾分數(shù)為：例 1- 6 將 112 g 乳酸鈉（NaC3H5O3例題七、B 的質(zhì)量摩爾濃度(Molality)例題七、B 的質(zhì)量摩爾濃度(Molality)例 1-7 將 0.27 g KCl 晶體 溶于 100 g 水中，計算溶液中 KCl 的質(zhì)量摩爾濃度。 解： KCl 的質(zhì)量摩爾濃度為： 例 1-7 將 0.27 g KCl 晶體 溶于 10注意：稀水溶液中，cBbB注意：稀水溶液中，cBbB一、難揮發(fā)非電解質(zhì)稀溶液的蒸氣壓下降二、難揮發(fā)非電解質(zhì)稀溶液的沸點升高三、非電解質(zhì)稀溶液的凝固點降低四、 稀溶液的滲透壓力第二

12、節(jié)非電解質(zhì)稀溶液的通性一、難揮發(fā)非電解質(zhì)稀溶液的蒸氣壓下降第二節(jié)非電解質(zhì)稀溶液的溶液的性質(zhì)與溶質(zhì)本身的性質(zhì)有關(guān)；如：密度，粘度，導(dǎo)電性與溶質(zhì)本身的性質(zhì)無關(guān)；溶液的性質(zhì)與溶質(zhì)本身的性質(zhì)有關(guān)；如：密度，粘度，導(dǎo)電性稀溶液的通性（依數(shù)性）依數(shù)性（Colligative properties） 取決于所含溶質(zhì)的粒子濃度，而與溶質(zhì)本身的性質(zhì)無關(guān)；討論范圍：難揮發(fā)非電解質(zhì)稀溶液稀溶液（0.2molKg-1）稀溶液的通性（依數(shù)性）依數(shù)性（Colligative pro液體的蒸氣壓 一定溫度下，當(dāng)液體與其蒸氣達到液、氣兩相平衡時，液面上方的蒸氣稱為飽和蒸氣，飽和蒸氣所產(chǎn)生的壓力稱為該溫度下液體的飽和蒸氣壓，簡

13、稱蒸氣壓(vapor pressure）。液體的蒸氣壓 一定溫度下，當(dāng)液體與其蒸氣達到液、氣兩相平衡蒸發(fā)與凝聚 蒸發(fā)：液態(tài)物質(zhì)表面吸熱汽化；蒸發(fā)速率（單位時間單位液面積蒸發(fā)的液體分子數(shù)）是溫度的函數(shù)。氣相液相蒸發(fā)與凝聚 蒸發(fā)：液態(tài)物質(zhì)表面吸熱汽化；氣相液相蒸發(fā)與凝聚凝聚：氣態(tài)物質(zhì)放熱液化；凝聚速率是蒸氣分子密度的函數(shù)。蒸發(fā)速率與凝聚速率相等時，體系處于平衡狀態(tài)。氣相液相蒸發(fā)與凝聚凝聚：氣態(tài)物質(zhì)放熱液化；氣相液相平衡狀態(tài)恒溫時，密閉真空容器中液體的蒸發(fā)速率、蒸氣的凝聚速率與時間的關(guān)系如圖平衡狀態(tài)恒溫時，密閉真空容器中液體的蒸發(fā)速率、蒸氣的凝聚理解蒸氣壓概念 蒸氣壓是溫度的函數(shù)，任何溫度下總有足夠

14、數(shù)量的液體分子蒸發(fā)；溫度升高，液體的蒸氣壓增大。 蒸氣壓與液體的性質(zhì)有關(guān)。相同溫度下，不同的液體，其蒸氣壓不同； 蒸氣壓與液面上方體積無關(guān)； 只在平衡狀態(tài)時談?wù)撜魵鈮翰庞幸饬x；固體物質(zhì)也具有一定的蒸氣壓。但一般情況下，固體的蒸氣壓較小。無論固體還是液體，蒸氣壓大的物質(zhì)稱為易揮發(fā)物質(zhì)，蒸氣壓小的物質(zhì)稱為難揮發(fā)物質(zhì)。理解蒸氣壓概念 蒸氣壓是溫度的函數(shù)，任何溫度下總有足夠數(shù)量表 1-1 不同溫度下水的飽和蒸氣壓理解蒸氣壓概念表 1-1 293.15K時不同物質(zhì)的飽和蒸氣壓蒸氣壓與溫度蒸氣壓與物質(zhì)的性質(zhì)表 1-1 不同溫度下水的飽和蒸氣壓理解蒸氣壓概念表 蒸氣壓與液面上方體積無關(guān)理解蒸氣壓概念蒸氣壓與

15、液面上方體積無關(guān)理解蒸氣壓概念一、稀溶液的依數(shù)性-蒸氣壓下降稀溶液的蒸氣壓 p 低于同溫度下純?nèi)軇┑恼魵鈮簆*的現(xiàn)象稱為蒸氣壓下降(vapor pressure lowering)。蒸氣壓下降遵循拉烏爾定律(Raoults Law) 。一、稀溶液的依數(shù)性-蒸氣壓下降稀溶液的蒸氣壓 p 低拉烏爾定律一定溫度下，難揮發(fā)非電解質(zhì)稀溶液的蒸氣壓下降值 p 和溶質(zhì)的摩爾分數(shù) xB 成正比，而與溶質(zhì)的本性無關(guān)。在稀溶液中：數(shù)學(xué)表達式為：（最常用）拉烏爾定律一定溫度下，難揮發(fā)非電解質(zhì)稀溶液的蒸氣壓下降值理想溶液 ideal solution(s)溶液中的任一組分在全部濃度范圍內(nèi)都符合拉烏爾定律1的溶液稱為理

16、想溶液。 理想溶液 ideal solution(s)溶液中的任一組蒸氣壓下降的原因蒸氣壓下降的原因蒸氣壓下降的原因蒸發(fā)=凝聚蒸發(fā)凝聚蒸發(fā)=凝聚氣相液相蒸氣壓下降的原因蒸發(fā)=凝聚蒸發(fā)凝聚蒸發(fā)=凝聚氣相液相蒸氣壓曲線溶液的蒸氣壓降低pp*ps1ps2蒸氣壓曲線溶液的蒸氣壓降低pp*ps1ps2二、稀溶液的依數(shù)性-沸點升高當(dāng)溶液沸騰時，稀溶液的沸點Tb 必高于Tb* ，這一現(xiàn)象稱為沸點升高（boiling point elevation）。數(shù)學(xué)表達式為：沸點升高系數(shù)二、稀溶液的依數(shù)性-沸點升高當(dāng)溶液沸騰時，稀溶液的沸沸騰 (Boil)沸騰是在同一溫度下液體表面和內(nèi)部同時進行的劇烈汽化現(xiàn)象。飽和小氣

17、泡（汽化核）T，小氣泡中的飽和蒸氣壓T，氣泡不斷脹大；當(dāng)飽和蒸氣壓增加到與外界壓力相同時，氣泡驟然脹大，在浮力作用下迅速上升到液面并放出蒸氣 RE沸騰 (Boil)沸騰是在同一溫度下液體表面和內(nèi)部同時進沸點 液體的蒸氣壓等于外壓時，液體沸騰，沸騰時液體的溫度稱為液體的沸點Tb（boiling point）。 沸騰需要吸熱，但沸騰時液體任何地方都發(fā)生蒸發(fā)帶走熱量，溫度保持恒定，此后液體的吸熱全部用于汽化，直至全部液體蒸發(fā)完畢，加熱快慢只影響其沸騰速率。RE沸點 液體的蒸氣壓等于外壓時，液體沸騰，沸騰時 液體的沸點與外壓有關(guān)，外壓越大，沸點就越高。液體在101.325 kPa 下的沸點稱為正常沸點

18、。 注意：液體的沸點必須指明外壓，沒有注明壓力條件的沸點通常指正常沸點。理解沸點概念 若液體過于潔凈，缺乏小氣泡，加熱時將過熱暴沸。RE 液體的沸點與外壓有關(guān)，外壓越大，沸點就越高。液體在1表 1-3 幾種溶劑的沸點和沸點升高系數(shù)表 1-3 幾種溶劑的沸點和沸點升高系數(shù)沸點升高的原因當(dāng)液體的蒸氣壓等于外界壓力時，液體沸騰外界壓力p外界壓力p純?nèi)軇?溶液溶液蒸氣壓降低溶液的沸點升高是由溶液的蒸汽壓下降引起的沸點升高的原因當(dāng)液體的蒸氣壓等于外界壓力時，液體沸騰外界壓力蒸氣壓曲線溶液的沸點升高p溶液p水，所以在373K時，溶液無法沸騰升溫， p溶液 ，最終 p溶液=p水p水p溶液蒸氣壓曲線溶液的沸點

19、升高p溶液p水，所以在373K時，溶液沸點升高的原因當(dāng)液體的蒸氣壓等于外界壓力時，液體沸騰相同溫度時，稀溶液的蒸氣壓低于純?nèi)軇┑恼魵鈮?，所以在純?nèi)軇┓悬cTb* 時，溶液的蒸氣壓小于外壓而無法沸騰要使溶液沸騰，必須提高溶液的蒸氣壓，即必須升溫沸點升高的原因當(dāng)液體的蒸氣壓等于外界壓力時，液體沸騰 測定出稀溶液的沸點升高值，可計算出 B 的摩爾質(zhì)量。Application of Boiling Point Elevation沸點升高的應(yīng)用例題 測定出稀溶液的沸點升高值，可計算出 B 的摩爾課外例題已知苯的沸點是 80，萘的摩爾質(zhì)量為128 gmol-1，取2.67 g萘溶于100 g苯中，測得該溶液

20、的沸點升高了0.531 K，試求苯的沸點升高常數(shù)。解： bB 課外例題已知苯的沸點是 80，萘的摩爾質(zhì)量為128 g沸點升高的應(yīng)用Application of Boiling Point Elevation沸點升高的應(yīng)用Application of Boiling 稀溶液的凝固點 Tf 必低于Tf* ，此稱為凝固點降低（freezing point depression）。數(shù)學(xué)表達式為：三、稀溶液的依數(shù)性-凝固點降低凝固點降低系數(shù)稀溶液的凝固點 Tf 必低于Tf* ，此稱為凝固點降低（凝固點 當(dāng)固、液兩相的蒸氣壓相等，固、液平衡共存（即v熔化=v凝固），此時體系溫度恒定，稱為液體的凝固點 Tf

21、（freezing point）。 純水的凝固點（273 K）又稱為冰點，在此溫度，水和冰的蒸氣壓相等。凝固點 當(dāng)固、液兩相的蒸氣壓相等，固、液平衡共存（即v熔化表 1-4 幾種溶劑的凝固點和凝固點降低系數(shù)表 1-4 幾種溶劑的凝固點和凝固點降低系數(shù)凝固點降低的原因當(dāng)固體的蒸氣壓與液體的蒸氣壓相等，液體凝固注意：溶液的凝固，開始析出的是溶劑的固體（不含溶質(zhì)），溶質(zhì)加到溶劑中，液相的蒸氣壓下降，但固相的蒸氣壓不變。溶液的凝固點降低是由溶液的蒸汽壓下降引起的凝固點降低的原因當(dāng)固體的蒸氣壓與液體的蒸氣壓相等，液體凝固注p溶液 p冰，所以在273K時，溶液無法凝固p冰p溶液降溫， p冰，最終 p冰=p

22、溶液溶液的凝固點降低蒸氣壓曲線p溶液 p冰，所以在273K時，溶液無法凝固p冰p溶液降溫注意隨著沸騰或凝固的不斷進行，溶液中溶劑的量不斷改變，溶液的濃度也隨之改變。所以，在沸騰和凝固整個過程，沸點、凝固點不斷改變。我們所說的沸點、凝固點的恒定，是對恒定濃度的溶液而言。難揮發(fā)溶質(zhì)的溶液，在不斷的沸騰過程中，沸點、凝固點是否恒定？注意隨著沸騰或凝固的不斷進行，溶液中溶劑的量不斷改變，溶凝固點降低的應(yīng)用 凝固點降低法測定物質(zhì)的摩爾質(zhì)量例題凝固點測定Application of Freezing Point Depression凝固點降低的應(yīng)用 凝固點降低法測定物質(zhì)的摩爾質(zhì)量凝固點的測定步冷曲線凝固點

23、的測定步冷冷卻曲線(1) 純?nèi)軇├硐肜鋮s曲線 (2) 純?nèi)軇嶒灷鋮s曲線(3) 溶液理想冷卻曲線 (4) 溶液實驗曲線溶液的凝固點是指剛有溶劑固體析出的溫度TfRE冷卻曲線(1) 純?nèi)軇├硐肜鋮s曲線 (2) 純?nèi)軇嶒灷?例 1-8 從人尿中提取出一種中性含氮化合物，將 90 mg 純品溶解在12 g 蒸餾水中，所得溶液的凝固點比純水降低了 0. 233 K，試計算此化合物的摩爾質(zhì)量。 解：此中性含氮化合物的摩爾質(zhì)量為： 例 1-8 從人尿中提取出一種中性含氮化合物，將 90 凝固點降低法測定物質(zhì)的摩爾質(zhì)量例題該法比沸點升高法更優(yōu)： kf 比 kb 大，測量相對誤差較小； 凝固點有晶體析出，現(xiàn)

24、象明顯，容易觀察； 尤其適用于不宜加熱和某些揮發(fā)性溶質(zhì)； 重復(fù)測定溶液濃度不變。凝固點降低的應(yīng)用凝固點測定Application of Freezing Point Depression 凝固點降低法測定物質(zhì)的摩爾質(zhì)量例該法比沸點升高凝固點降低的應(yīng)用 防凍劑乙二醇、甘油； 冰鹽浴KCl溶液-10.7 ； NH4Cl溶液-15.4 ； NaCl 溶液-21.1 ； CaCl2溶液-55.0 ; 冰和丙酮的混合物 -70 C以下。Application of Freezing Point Depression凝固點降低的應(yīng)用 防凍劑乙二醇、甘油；Ap丙三醇（甘油）乙二醇凝固點降低的應(yīng)用發(fā)動機防凍劑

25、防凍液：低冰點、高沸點 Application of Freezing Point Depression丙三醇乙二醇凝固點降低的應(yīng)用發(fā)動機防凍劑防凍液：低冰點、高沸CaCl2凝固點降低的應(yīng)用道路防凍劑Application of Freezing Point DepressionCaCl2凝固點降低的應(yīng)用道路防凍劑Application This frog is frozen, but the water in it did not turn into ice crystals, which would have ruptured the cells in its body. Why didn

26、t ice crystals form?血液和細胞中的葡萄糖和甘油可防止水結(jié)冰。Application of Freezing Point DepressionThis frog is frozen, but the wDissolved sugars also play a role in helping plants to be frost tolerant. Application of Freezing Point DepressionDissolved sugars also play a r冰淇淋溶化時逐漸變軟 ，冰塊溶化過程始終很硬。Application of Freezing

27、 Point Depression冰淇淋溶化時逐漸變軟 ，Application of FreChocolate behaves is a similar fashion. As a mixture, it gradually softens before it melts.Application of Freezing Point DepressionChocolate behaves is a similarEggs are mostly water, but dissolved proteins keep them from freezing at 0C.Chefs take advan

28、tage of this in frozen desserts.Application of Freezing Point DepressionEggs are mostly water, but dis幾個實驗蔗糖溶液與水混合； 蔗糖溶液與水分隔在半透膜兩側(cè)，有何現(xiàn)象？四、稀溶液的依數(shù)性-滲透壓力幾個實驗蔗糖溶液與水混合；四、稀溶液的依數(shù)性-滲擴散與滲透由于分子運動，物質(zhì)的分子從高濃度處向低濃度處運動的現(xiàn)象，可以指溶質(zhì)或溶劑而產(chǎn)生的物質(zhì)遷移現(xiàn)象，擴散不需半透膜也可進行。 滲透指溶劑分子從濃集區(qū)域向溶劑分子稀少區(qū)域的 特殊的擴散現(xiàn)象，需半透膜才可進行。擴散與滲透由于分子運動，物質(zhì)的分子從高濃度

29、處向低濃度處運動的純 水?dāng)U散現(xiàn)象（Diffuse）：在任何純?nèi)軇┡c溶液之間或兩種不同濃度的溶液相互接觸時都可發(fā)生。擴散現(xiàn)象在純水中加入少許蔗糖純 水?dāng)U散現(xiàn)象（Diffuse）：在任何純?nèi)軇┡c溶液之間或兩滲透實驗水或稀溶液濃溶液半透膜（一）滲透現(xiàn)象和滲透壓力 水分子通過半透膜從純水進入溶液或從稀溶液進入較濃溶液的現(xiàn)象稱為滲透(Osmosis)。滲透實驗水或稀溶液濃溶液半透膜（一）滲透現(xiàn)象和滲透壓力 半透膜 (Semi-permeable membrane) 一種對不同物質(zhì)、粒子或分子的通過具有選擇性的薄膜。例如細胞膜、膀胱膜、羊皮紙以及人工制的膠棉薄膜等。 常見的半透膜只允許簡單離子（如Na+）

30、和小分子（如H2O）通過，不允許大離子和大分子通過。圖顯示血液與透析液(用于洗腎機)之間的半透膜(黃)。只有綠、黃、紫三種粒子能夠穿過半透膜，紅血球和藍色粒子穿不過。RE半透膜 (Semi-permeable membrane) 滲透的原因：半透膜兩側(cè)溶液單位體積內(nèi)溶劑分子數(shù)(溶劑濃度)不同，溶劑分子從稀溶液向濃溶液擴散速率大于從濃溶液向稀溶液擴散速率，膜兩側(cè)相互的遷移量不相等，表現(xiàn)出從稀溶液向濃溶液的凈遷移現(xiàn)象。（一）滲透現(xiàn)象和滲透壓力 滲透現(xiàn)象會無止境地進行下去嗎? 滲透的原因：半透膜兩側(cè)溶液單位體積內(nèi)溶劑分子數(shù)滲透壓力 加壓阻止?jié)B透p=（一）滲透現(xiàn)象和滲透壓力 為阻止?jié)B透的發(fā)生，在濃溶液

31、的液面上施加的恰好能阻止?jié)B透進行的一額外壓力稱為溶液的滲透壓力(Osmotic pressure)。單位: Pa或kPa濃溶液半透膜水或稀溶液水或稀溶液濃溶液半透膜滲透壓力 加壓阻止?jié)B透（一）滲透現(xiàn)象和滲透壓力 為阻綜上所述 滲透原因（條件）：A. 半透膜； B.半透膜兩側(cè)相同體積的液體中水分子數(shù)目不相等； 滲透方向：溶劑分子從純?nèi)軇┫蛉芤夯蛘邚南∪芤簜?cè)向濃溶液側(cè)遷移；（一）滲透現(xiàn)象和滲透壓力 綜上所述（一）滲透現(xiàn)象和滲透壓力 (二) 滲透壓力與濃度、溫度的關(guān)系 其中： cB 物質(zhì)的量濃度 (molL-1) R 常數(shù) 8.314 JK-1mol-1 T 絕對溫度 (273 + t)K非電解質(zhì)稀

32、溶液的滲透壓力為：（范托夫公式）(二) 滲透壓力與濃度、溫度的關(guān)系 其中： cB 物 測定出非電解質(zhì)稀溶液的滲透壓力，可以計算溶質(zhì)的摩爾質(zhì)量：滲透壓力法不宜測定小分子溶質(zhì)的摩爾質(zhì)量，適用于測定高分子化合物的摩爾質(zhì)量例題滲透壓的應(yīng)用Application of Osmotic pressure 測定出非電解質(zhì)稀溶液的滲透壓 滲透壓測定應(yīng)用在中草藥的藥理分析，藥品和試劑的研制、生產(chǎn)、監(jiān)測。 2010年版中國藥典將滲透壓摩爾濃度檢查作為注射劑的必檢項目。例題滲透壓的應(yīng)用Application of Osmotic pressure滲透壓測定 滲透壓測定應(yīng)用在中草藥的藥理 將外管充滿糖水溶液，內(nèi)管加水

33、至毛細管液面到達 l 處。 因水由內(nèi)向外滲透，液面 l 就有變化，若在外管上方口處加適當(dāng)壓力 p，則可阻止水的滲透而維持液面 l 不變，按定義所加壓力 p 就是滲透壓.滲透壓的測定加水毛細玻璃管 將外管充滿糖水溶液，內(nèi)管加水至毛細管液面到達 l 處滲透壓的測定冰點下降法測定滲透壓：利用冰點下降與溶液的摩爾濃度成正比例關(guān)系為基礎(chǔ)廣泛應(yīng)用于醫(yī)院臨床的血液、尿液、透析液、組織細胞培養(yǎng)液等液體的檢測，滲透壓指標在受孕、妊娠、人工受精越來越受到重視，應(yīng)用在腎臟、神經(jīng)、內(nèi)分泌、燒傷、ICU、不孕癥等科室。2430 Multi-OSMETTE 自動滲透壓儀 BS-100冰點滲透壓測定儀 OSMOMAT030

34、冰點滲透壓儀 RE滲透壓的測定冰點下降法測定滲透壓：利用冰點下降與溶液的摩爾濃 例 1-9 一種精制蛋白質(zhì)物質(zhì)，其相對分子質(zhì)量約為 5104。 (1) 已知 298.15 K 時水的密度是 997 kgm-3，試估算溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)為 0.02 的該物質(zhì)水溶液的沸點升高值，凝固點降低值和 298.15 K 時的滲透壓力。 (2) 欲準確測定該物質(zhì)的相對分子質(zhì)量，選用哪種依數(shù)性能得到較好的結(jié)果？ (3) 若選用滲透壓力法測定該物質(zhì)的相對分子質(zhì)量，在 298.15 K 時測得質(zhì)量分數(shù)為 0.02 的該物質(zhì)的溶液的滲透壓力為 1033.5 Pa，試計算該物質(zhì)的相對分子質(zhì)量。 例 1-9 一種精制蛋白質(zhì)

35、物質(zhì)，其相對 解：為了計算方便，取 1.00 kg 溶液。該物質(zhì)的質(zhì)量摩爾濃度和濃度分別為： 解：為了計算方便，取 1.00 kg 溶液。 (1) 溶液的沸點升高值約為： 溶液的凝固點降低值約為： 溶液的凝固點降低值約為： (1) 溶液的沸點升高值約為： (2) 根據(jù) (1) 的計算結(jié)果，可以看出 和 的數(shù)值太小，難以準確測定；但稀溶液的滲透壓力較大，可以準確測定。因此采用滲透壓力法測定溶質(zhì)的相對分子質(zhì)量，能得到較好的結(jié)果。 (3) 該物質(zhì)的摩爾質(zhì)量為： 該精制蛋白質(zhì)的相對分子質(zhì)量是 4.88104。 (2) 根據(jù) (1) 的計算結(jié)果，可以看出 Eventually the salt conc

36、entration will become too high, so some must be drained out. 反滲透(Reverse osmosis) ：當(dāng)外加的壓力超過了滲透壓，則反而會使溶液中的溶劑向純?nèi)軇┓较蛄鲃?，而使純?nèi)軇┑捏w積增加，這個過程是滲透的逆過程。滲透壓的應(yīng)用Application of Osmotic pressureEventually the salt concentrat 活學(xué)活用海洋鹽差發(fā)電2. 海水的平均鹽度為3.5 ，每條江河入海處的海水滲透壓可以相當(dāng)于240米高的水位落差。 3. 位于亞洲西部的死海，滲透壓可以達到上百個大氣壓 ，流入死海的約旦河，

37、每注入死海立方米河水，理論上的發(fā)電功率就可以達到2.7萬千瓦。 4. 以色列洛布，他設(shè)計出壓力延滯滲透能轉(zhuǎn)換裝置，效果滿意。 5. 美國俄勒岡大學(xué)研制出一種新型的滲透壓式鹽差能發(fā)電系統(tǒng)。 6. 全世界海洋內(nèi)儲藏的鹽差能總輸出功率可以達到億千瓦。 1. 原理：利用不同濃度的海水在半透膜下產(chǎn)生滲透壓 活學(xué)活用海洋鹽差發(fā)電2. 海水的平均鹽度為3.5 （三）B 的滲透濃度 滲透濃度（Osmolarity）指溶液中能產(chǎn)生滲透效應(yīng)的溶質(zhì)B的微粒（分子或離子）的濃度總和；單位：molL-1或 mmolL-1。B 的滲透濃度定義為： 非電解質(zhì)溶液，cos,B =cB；弱電解質(zhì)溶液，cos,B=cB(未電離分

38、子)+cB(部分電離產(chǎn)生的離子)；強電解質(zhì)溶液：cos,B=cB (全部電離產(chǎn)生的離子)；例題（三）B 的滲透濃度 滲透濃度（Osmolarity）例 1-10 生理鹽水的質(zhì)量濃度為 9 gL-1，計算生理鹽水的滲透濃度。解：NaCl 是強電解質(zhì)，它在溶液中全部解離： 生理鹽水的滲透濃度為:例 1-10 生理鹽水的質(zhì)量濃度為 9 gL-1，計兩個滲透濃度相等的溶液，其滲透壓也相等，我們稱這兩個溶液為等滲溶液。同理，較濃的溶液稱為高滲溶液；較稀的溶液稱為低滲溶液。（三）B 的滲透濃度兩個滲透濃度相等的溶液，其滲透壓也相等，我們稱這兩個溶液生理等滲溶液：生理低滲溶液：生理高滲溶液： 1生理等滲溶液

39、、低滲溶液和高滲溶液 正常人血漿的滲透濃度為280320mmolL-1。滲透濃度280320 mmolL-1cos280 mmolL-1cos 320 mmolL-1醫(yī)學(xué)上規(guī)定：（四）滲透壓力在醫(yī)學(xué)上的意義例題生理等滲溶液： 1生理等滲溶液、低滲溶液和高滲溶液滲透濃例 1-11 用實驗方法測得某腎上腺皮質(zhì)機能不全患者的血漿的冰點為 ，問此病人的血漿為等滲溶液、低滲溶液或高滲溶液？計算此血漿在 37 時的滲透壓力。解：此患者血漿的滲透質(zhì)量摩爾濃度為： 例 1-11 用實驗方法測得某腎上腺皮質(zhì)機能不全患者的 對于稀溶液，bos /(molkg-1)cos /(molL-1)，此患者血漿的滲透濃度為

40、 0.26 molL-1，低于正常血漿的滲透濃度范圍，為低滲溶液。 此患者血漿的滲透壓力為：把單位molL-1轉(zhuǎn)化為molm-3 對于稀溶液，bos /(molkg-1)(a) 在生理鹽水中 (b) 在低滲 NaCl 溶液中 (c) 在高滲 NaCl 溶液中紅細胞在不同濃度 NaC l溶液中的形態(tài)示意圖例題正常形態(tài) 溶血 質(zhì)壁分離 （四）滲透壓力在醫(yī)學(xué)上的意義(a) 在生理鹽水中 (b)正常形態(tài) 質(zhì)壁分離 溶血 (a) 在生理鹽水中 (b) 在高滲 NaCl 溶液中 (c) 在低滲 NaCl 溶液中 紅細胞在不同濃度 NaC l溶液中的形態(tài)示意圖（四）滲透壓力在醫(yī)學(xué)上的意義正常形態(tài) 質(zhì)壁分離

41、輸入低滲溶液，會使紅血球破裂出現(xiàn)溶血現(xiàn)象。輸入高滲溶液時，紅血球皺縮易粘合在一起而成“團塊”，這些團塊在小血管中，便可能形成“血栓”。（四）滲透壓力在醫(yī)學(xué)上的意義臨床輸液為什么用9.00 g/L NaCl 溶液作為補液？ 輸入低滲溶液，會使紅血球破裂出現(xiàn)溶血現(xiàn)象。輸入高滲溶 1. 生理鹽水(0.154 molL-1或9.0 gL-1 NaCl溶液)2. 0.278 molL-1或50 gL-1葡萄糖溶液（近似于280 mmolL-1）。3. 0.149 molL-1或12.5 gL-1碳酸氫鈉溶液臨床上常用的等滲溶液有哪些？（四）滲透壓力在醫(yī)學(xué)上的意義 1. 生理鹽水(0.154 molL-1

42、或9.0 gL 如給病人換藥時，通常用與組織細胞液等滲的生理鹽水沖洗傷口。 配制的眼藥水也必須與眼粘膜細胞的滲透壓力相同。（四）滲透壓力在醫(yī)學(xué)上的意義 如給病人換藥時，通常用與組織細胞液等滲的生理鹽水沖洗 1、0.513molL-1NaCl溶液2、0.278molL-1葡萄糖氯化鈉溶液（是生理鹽水中含0.278molL-1葡萄糖）3、2.78molL-1葡萄糖溶液臨床上常用的高滲溶液（四）滲透壓力在醫(yī)學(xué)上的意義 1、0.513molL-1NaCl溶液臨床上常用的高滲溶用于各種休克、呼吸心跳驟停及外科危重患者的監(jiān)測。有以上病情均可發(fā)生高滲血癥。如血漿滲透壓濃度大于330 mmol l / L 時

43、預(yù)后嚴重，大于350 mmol l / L 有死亡危險 監(jiān)測人工透析指導(dǎo)脫水藥的應(yīng)用尿滲透壓（Uosm ) ：測定尿滲透壓可以作為判斷腎臟濃縮及稀釋功能的重要指標。正常成人清晨第一次尿滲透濃度為700 一1400 mmol l / L ，小于620 mmol l / L 說明濃縮功能障礙。此外，急性腎衰時，尿滲透壓與血漿滲透壓的比值1 . 05（四）滲透壓力在醫(yī)學(xué)上的意義臨床上的應(yīng)用用于各種休克、呼吸心跳驟停及外科危重患者的監(jiān)測。有以上病情均小兒尿崩癥是怎樣檢查出來的尿液和血漿滲透壓測定：尿崩癥患兒尿液滲透壓小于200mmol/L;血漿滲透壓在攝入水分情況下則屬正常高限。小兒尿崩癥是怎樣檢查出

44、來的 2晶體滲透壓力和膠體滲透壓力 由小分子和小離子所產(chǎn)生的滲透壓力稱為晶體滲透壓力。如：電解質(zhì)、氨基酸、葡萄糖等。 由大分子和大離子所產(chǎn)生的滲透壓力稱為膠體滲透壓力。如：蛋白質(zhì)、糖類、脂肪等。 血漿的滲透壓力主要是晶體滲透壓力，而膠體滲透壓力很小。在37 時，血漿的滲透壓力為 770 kPa，其中膠體滲透壓力僅約為 4 kPa。 （四）滲透壓力在醫(yī)學(xué)上的意義 2晶體滲透壓力和膠體滲透壓力（四）滲透壓力在醫(yī)學(xué)晶體滲透壓力細胞膜:只允許水分子透過，而其他分子和離子不能透過，水分子的滲透方向主要取決于晶體滲透壓力。晶體滲透壓力對維持細胞內(nèi)、外鹽水的相對平衡起著重要作用。當(dāng)人體缺水時，細胞外液中鹽的濃度就會相對升高，造成細胞內(nèi)失水。大量飲水或輸入過多的葡萄糖溶液，會造成細胞外液的晶體滲透壓力減小，細胞外液的水分子進入細胞內(nèi)液，使細胞腫脹，嚴重時可引起水中毒。晶體滲透壓力細胞膜:只允許水分子透過，而其他分子和離子不能透膠體滲透壓力毛細血管壁：允許水分子和各種鹽類的離子透過，只有蛋白質(zhì)的分子或離子不能透過蛋白質(zhì)分子或離子產(chǎn)生的膠體滲透壓力雖然很小，但對維持血容量和血管內(nèi)、外的水鹽的相對平衡起著重要作用當(dāng)血漿蛋白的濃度下降時，血漿的膠體滲透壓力也隨之降低，結(jié)果水分子和鹽類離子由血漿進入組織液，而使血容量降低，組織液增多，形成水腫。臨床上對大面積燒傷或失血等原因造成血容量下