第二章稀溶液的依數(shù)性

第二章稀薄溶液的依數(shù)性主要內(nèi)容第一節(jié)溶液的蒸氣壓下降一、蒸氣壓二、溶液的蒸氣壓下降第二節(jié)溶液的沸點(diǎn)升高和凝固點(diǎn)降低一、液體的沸點(diǎn)升高二、凝固點(diǎn)下降主要內(nèi)容一、滲透現(xiàn)象和滲透壓*二、溶液的滲透壓力與濃度及溫度的關(guān)系三、強(qiáng)電解質(zhì)溶液的依數(shù)性四、滲透壓在醫(yī)學(xué)上的意義第三節(jié)溶液的滲透壓前言

依數(shù)性只與溶質(zhì)粒子的數(shù)目有關(guān)，而與溶質(zhì)的本性（種類）無關(guān)的性質(zhì)。是稀溶液的通性。依數(shù)性包括：溶液的蒸氣壓下降、溶液的沸點(diǎn)升高、凝固點(diǎn)降低和溶液的滲透壓。（適用范圍：難揮發(fā)性非電解質(zhì)稀溶液）第一節(jié)溶液的蒸氣壓下降一、蒸氣壓氣相液相蒸發(fā)凝結(jié)

某溫度下的純水在密閉容器中。存在著兩個(gè)過程：

H2O(l)H2O(g)蒸發(fā)凝結(jié)一、蒸氣壓飽和蒸氣壓(蒸氣壓):在一定的溫度下，氣、液兩相達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)蒸氣的壓力,用p表示單位:Pa或kPa。注意：1.液體的本性（分子間力）2.溫度101.3kPa乙醚34.6oC乙醇78.5oC水100oCp020406080100120T/oC一、蒸氣壓由圖可見：1.同種液體的蒸氣壓隨溫度升高而增大。2.不同的液體在同溫度下其蒸氣壓不同。一般蒸氣壓大者稱為易揮發(fā)性物質(zhì)，蒸氣壓小者稱為難揮發(fā)性物質(zhì)。固體也具有蒸氣壓，一般較小，碘、樟腦等顯著。固體的蒸氣壓也隨溫度的升高而增大。一、蒸氣壓二、溶液的蒸氣壓下降溶劑的蒸氣壓為p0，溶液的蒸氣壓為p實(shí)驗(yàn)證明：p<p0，難揮發(fā)性溶質(zhì)溶液p水蒸氣水蒸氣純?nèi)軇┱舭l(fā)凝結(jié)

p0

原因：由于溶劑的部分表面被溶質(zhì)所占據(jù)，在單位時(shí)間內(nèi)逸出液面溶劑分子數(shù)就相應(yīng)減少，達(dá)平衡時(shí)，溶液的蒸氣壓必然低于純?nèi)軇┑恼魵鈮骸?/p>

溶液的蒸氣壓下降值：

Δp=p0-p

二、溶液的蒸氣壓下降溶液p水蒸氣顯然:溶液中難揮發(fā)的溶質(zhì)濃度越大,Δp下降越多二、溶液的蒸氣壓下降Raoult*（拉烏爾）定律：p=p0·xAxA為溶劑的摩爾分?jǐn)?shù)。在溫度一定下，難揮發(fā)性非電解質(zhì)稀溶液的蒸氣壓等于純?nèi)軇┑恼魵鈮号c溶劑摩爾分?jǐn)?shù)的乘積。由于xA<1，所以p<p0

xA+xB=1xB為溶質(zhì)的摩爾分?jǐn)?shù)。xA

=1-xB

p=p0(1-xB)

△p=p0－p=p0xB適用條件：1難揮發(fā)性2非電解質(zhì)的3稀薄溶液*。二、溶液的蒸氣壓下降△p=p0xB在稀溶液中,顯然nA>>nB

若溶劑的物質(zhì)的量為nA，溶質(zhì)的物質(zhì)的量為nB二、溶液的蒸氣壓下降依數(shù)性即：在一定溫度下，難揮發(fā)性非電解質(zhì)稀溶液的蒸氣壓下降與溶液的質(zhì)量摩爾濃度成正比，而與溶質(zhì)的本性無關(guān)。=p0MA·bB

=KbB[例2-4]已知293K時(shí)水的飽和蒸氣壓為2.34kPa，將17.1g蔗糖(C12H22O11)與3.00g尿素[CO(NH2)2]分別溶于100g水中，計(jì)算這兩種溶液的蒸氣壓各是多少？二、溶液的蒸氣壓下降解：(1)蔗糖的摩爾質(zhì)量M＝342g·mol-1，其物質(zhì)的量為：二、溶液的蒸氣壓下降對于尿素，同理可求得：這兩種溶液，溶質(zhì)種類雖然不同，但是溶劑的摩爾分?jǐn)?shù)相同，蒸氣壓也相同。二、溶液的蒸氣壓下降二、溶液的蒸氣壓下降第二節(jié)溶液的沸點(diǎn)升高和凝固點(diǎn)降低一、溶液的沸點(diǎn)升高二、凝固點(diǎn)下降

一、溶液的沸點(diǎn)升高（一）液體的沸點(diǎn)Tb

沸點(diǎn)：液體的蒸氣壓等于外界壓力時(shí)的溫度。（p外↑，Tb↑液體的沸點(diǎn)必須指明外界壓力）

正常沸點(diǎn)：指外壓101.3KPa時(shí)的沸點(diǎn)*。如：標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下水的沸點(diǎn)為373.1K。(二)溶液的沸點(diǎn)升高實(shí)驗(yàn)表明，溶液的沸點(diǎn)要高于純?nèi)軇┑姆悬c(diǎn)。即:△Tb=Tb－Tb0

Tb：溶液的沸點(diǎn)Tb0：純?nèi)軇┑姆悬c(diǎn)

一、溶液的沸點(diǎn)升高

一、液體的沸點(diǎn)升高原因：溶液的沸點(diǎn)升高與溶液的蒸氣壓下降有關(guān)。pT101.325kp水水溶液Tb0TbTb’b2<b3123沸點(diǎn)升高：

△Tb=Tb-Tb0=Kb·bB

Kb為溶劑的沸點(diǎn)升高常數(shù)，它與溶劑的摩爾質(zhì)量、沸點(diǎn)、汽化熱有關(guān)意義：1.難揮發(fā)性非電解質(zhì)稀溶液的沸點(diǎn)升高只與溶液的質(zhì)量摩爾濃度成正比，而于溶質(zhì)的本性無關(guān)，2.溶液濃度越大，沸點(diǎn)升高越大。

一、液體的沸點(diǎn)升高依數(shù)性(一)凝固點(diǎn)Tf定義：物質(zhì)的固、液共存時(shí)的溫度。或固、液兩相的蒸氣壓相等時(shí)的溫度。純水的凝固點(diǎn)為273.15K,又叫冰點(diǎn)*。二、凝固點(diǎn)下降純?nèi)軇ㄋ﹑p0Tf0T固態(tài)純?nèi)軇ū〢CD二、凝固點(diǎn)下降p溶液的凝固點(diǎn)降低p0pTf0TfT純?nèi)軇ㄋ┫∪芤汗虘B(tài)純?nèi)軇ū﹑0水＝0.6105kPaABCDE二、凝固點(diǎn)下降區(qū)別:(1)凝固點(diǎn)(b點(diǎn))較低,(2)bc不是平臺,而是一條緩慢下降的斜線。凝固點(diǎn)：剛剛有溶劑固體析出的溫度凝固點(diǎn)ababaabbdccccdb’b’(1)(2)(3)(4)水和溶液的冷卻曲線tT0℃

Kf:溶劑的凝固點(diǎn)降低常數(shù)，只與溶劑本性有關(guān)*。即:難揮發(fā)性非電解質(zhì)稀薄溶液的凝固點(diǎn)降低與質(zhì)量摩爾濃度成正比，而與溶質(zhì)的本質(zhì)無關(guān)。

總之，難揮發(fā)非電解質(zhì)稀薄溶液的沸點(diǎn)升高和凝固點(diǎn)降低都與溶液的質(zhì)量摩爾濃度成正比.(二）溶液的凝固點(diǎn)降低：△Tf=Tf0(純?nèi)軇?-Tf(溶液)=

Kf·bB二、凝固點(diǎn)下降依數(shù)性（三）應(yīng)用：1．利用溶液的凝固點(diǎn)降低測定小分子溶質(zhì)的摩爾質(zhì)量。二、凝固點(diǎn)下降[例2-６]取0.749g谷氨酸溶于50.0g水，測得凝固點(diǎn)降低了0.188K，試求谷氨酸的摩爾質(zhì)量。解：若按谷氨酸的分子式為：[COOHCH·NH2·(CH2)·COOH]計(jì)算，其摩爾質(zhì)量為147（g·mol-1）。由：△Tf=

Kf·bBKf=1.86K·kg

·mol-1二、凝固點(diǎn)下降應(yīng)用：1．除雪，除冰。2．冰鹽混合物用于保存和運(yùn)輸水產(chǎn)品。NaCl冰鹽混合物溫度可降到-22℃；CaCl2·2H2O和冰，溫度可降到-55℃。2．制作防凍劑二、凝固點(diǎn)下降

該方法的優(yōu)點(diǎn)：(1)Kf較大，實(shí)驗(yàn)誤差小。(2)低溫下測量，有利于保持生物體的活性。一、滲透現(xiàn)象和滲透壓*二、Van’tHoff定律*三、強(qiáng)電解質(zhì)溶液的依數(shù)性四、滲透壓在醫(yī)學(xué)上的意義第三節(jié)溶液的滲透壓（一）滲透現(xiàn)象擴(kuò)散現(xiàn)象(濃度差--自發(fā)過程)

一、滲透現(xiàn)象和滲透壓*溶劑溶液

半透膜：只允許某些物質(zhì)透過，而不允許另一些物質(zhì)透過的薄膜。可作為半透膜的物質(zhì)：細(xì)胞膜、腸衣、人工制備的火棉膠膜、玻璃紙、蘿卜皮等。本章使用的半透膜：只允許溶劑分子透過而不允許溶質(zhì)分子透過的薄膜。一、滲透現(xiàn)象和滲透壓一、滲透現(xiàn)象和滲透壓*溶劑溶液h溶劑溶液V正V逆V正V逆V逆V正＝Vt滲透現(xiàn)象產(chǎn)生的條件：(1)半透膜的存在(2)半透膜兩側(cè)單位體積內(nèi)溶劑的個(gè)數(shù)不等

一、滲透現(xiàn)象和滲透壓非電解質(zhì)溶液

：稀溶液和濃溶液之間也會產(chǎn)生滲透現(xiàn)象稀濃

滲透（現(xiàn)象）：溶劑分子透過半透膜從純?nèi)軇┻M(jìn)入溶液中的過程。

滲透方向:溶劑凈轉(zhuǎn)移的方向（1）溶劑分子總是從純?nèi)軇┩ㄟ^半透膜向溶液滲透；（2）從濃度小的溶液向濃度大的溶液（非電解質(zhì)溶液）滲透溶劑分子從單位體積內(nèi)溶劑分子數(shù)目多的一側(cè)向溶劑分子數(shù)目少的一側(cè)運(yùn)動(dòng)。

滲透平衡：

單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)出溶液和純?nèi)軇┑娜軇┓肿訑?shù)目相等的狀態(tài)。（動(dòng)態(tài)平衡）一、滲透現(xiàn)象和滲透壓（二）滲透壓把溶液和純?nèi)軇┯冒胪改じ糸_,為維持滲透平衡所需加給溶液的額外壓力,稱為這個(gè)溶液的滲透壓（力）。符號:Π，單位：常用Pa或kPa一、滲透現(xiàn)象和滲透壓*p溶劑溶液

一、滲透現(xiàn)象和滲透壓濃度不同的溶液（非電解質(zhì)溶液）用半透膜隔開,為維持滲透平衡所需加給濃溶液的額外壓力是兩溶液滲透壓之差。P＝Π（濃溶液）－Π（稀溶液）稀濃p應(yīng)用：溶液的濃縮、海水的淡化、廢水處理等。一、滲透現(xiàn)象和滲透壓*（三）反向滲透反滲透滲透平衡溶劑溶液p’p二、溶液的滲透壓力與濃度及溫度的關(guān)系實(shí)驗(yàn)證明:當(dāng)T一定時(shí)Π∝c;當(dāng)c一定時(shí)Π∝T范特荷甫定律(非電解質(zhì)稀溶液的滲透壓與溶液的濃度和溫度的關(guān)系)ΠV=nRT或Π=cRT對于稀溶液：c≈bB

則:Π≈bB

RTR氣體常數(shù)(8.314J·mol-1·K-1)Π是滲透壓(kPa),T是熱力學(xué)溫度(K)，V是溶液的體積(L),c是物質(zhì)的量濃度(mol·L-1)。二、Van’tHoff定律*

范特荷甫定律：Π≈bB

RT或Π=cRT物理意義：1.在一定的溫度下，難揮發(fā)性非電解質(zhì)稀溶液的滲透壓與溶液的濃度成正比，與溶質(zhì)的種類無關(guān)；2.非電解質(zhì)溶液，可以使用濃度衡量溶液滲透壓的大小。依數(shù)性綜上所述：難揮發(fā)非電解質(zhì)稀溶液的所有依數(shù)性決定于溶液中溶質(zhì)粒子的濃度，而與溶質(zhì)粒子的本性無關(guān)。

蒸氣壓下降△p=KbB沸點(diǎn)升高△Tb=KbbB凝固點(diǎn)降低△Tf=

KfbB滲透壓Π=cRT≈bB

RT二、Van’tHoff定律*

例將35.0g血紅蛋白(Hb)溶于足量純水中，配制成1.00L溶液，在298K時(shí)測得溶液的滲透壓為1.33kPa，求Hb的摩爾質(zhì)量。二、Van’tHoff定律*

應(yīng)用：測定大分子物質(zhì)的相對分子量解：首先計(jì)算該溶液的濃度：

Hb的摩爾質(zhì)量：二、Van’tHoff定律*

二、Van’tHoff定律*

例：計(jì)算298K時(shí)，0.15mol/L的葡萄糖溶液和0.1mol/L的NaCl溶液的滲透壓力。解：葡萄糖NaCl

i是修正系數(shù)(校正因子)，在稀溶液中，i接近于一個(gè)分子電離出的離子個(gè)數(shù)，稱為van’tHoff系數(shù)。NaC1、NaHCO3的i≈2，AB型CaCl2、Na2SO4的i≈3

AB2或A2B型*三、強(qiáng)電解質(zhì)溶液的依數(shù)性△Tb=iKb·bB△Tf=iKf·bBΠ=icRT≈ibBRT△Tb=Kb·bB△Tf=Kf·bBΠ=cRT≈bBRT四、滲透壓在醫(yī)學(xué)上的意義（一）滲透濃度：滲透活性物質(zhì)（溶質(zhì)粒子包括分子、離子）的總濃度，符號為cos，單位為mol·L-1或mmol·L-1。非電解質(zhì)溶液：c

os=c強(qiáng)電解質(zhì)溶液：c

os=icΠ～cΠ～ic衡量溶液滲透壓的大?。豪郎y得人體血液的凝固點(diǎn)降低值是0.56K,求在體溫310K時(shí)血液的滲透壓。四、滲透壓在醫(yī)學(xué)上的意義Π=cosRT非電解質(zhì)：Π=cRT電解質(zhì)：Π=icRT思考：滲透的方向？解：根據(jù)ΔTf=KfbB得：bB

=ΔTf/Kf

體溫310K時(shí)，人體血液的滲透壓是7.8×102Pa。四、滲透壓在醫(yī)學(xué)上的意義(二)等滲、高滲和低滲溶液醫(yī)學(xué)上，等滲、高滲和低滲溶液是以血漿滲透濃度作為標(biāo)準(zhǔn)確定的。正常人血漿的滲透濃度為300mmol·L-1等滲溶液：c

os=

280～320mmol·L-1高滲溶液: