基礎(chǔ)化學(xué)第八第二章

基礎(chǔ)化學(xué)第八第二章第1頁，共39頁，2023年，2月20日，星期四2基礎(chǔ)化學(xué)第2頁，共39頁，2023年，2月20日，星期四第二章稀薄溶液的依數(shù)性ColligativePropertiesofDilutedSolutions第3頁，共39頁，2023年，2月20日，星期四內(nèi)容提要一、溶液的蒸汽壓力下降1.液體的蒸汽壓力2.溶液的爭氣壓力下降——Raoult定律二、溶液的沸點(diǎn)升高和凝固點(diǎn)降低1.溶液的沸點(diǎn)升高2.溶液的凝固點(diǎn)降低三、溶液的滲透壓力1.滲透現(xiàn)象和滲透壓力2.溶液的滲透壓力與濃度及溫度的關(guān)系3.滲透壓力在醫(yī)學(xué)上的意義第4頁，共39頁，2023年，2月20日，星期四教學(xué)基本要求1.掌握稀溶液的蒸汽壓力下降、沸點(diǎn)升高、凝固點(diǎn)降低概念及計(jì)算；滲透壓力的概念及滲透濃度的計(jì)算。2.熟悉稀溶液依數(shù)性之間的換算，利用依數(shù)性計(jì)算溶質(zhì)的相對分子質(zhì)量；電解質(zhì)溶液的依數(shù)性。3.了解稀溶液的蒸氣壓力下降、沸點(diǎn)升高、凝固點(diǎn)降低的原因；滲透壓力在醫(yī)學(xué)上的意義。第5頁，共39頁，2023年，2月20日，星期四第一節(jié)溶液的蒸氣壓力下降一、液體的蒸氣壓力蒸發(fā)

H2O(l)H2O(g)凝結(jié)當(dāng)蒸發(fā)與凝結(jié)速率相等，氣相和液相達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，蒸汽的含量和壓力保持一定。定義：在一定溫度下與液相處于平衡時(shí)蒸汽所具有的壓力p(簡稱蒸氣壓)。單位：Pa,kPa第6頁，共39頁，2023年，2月20日，星期四第一節(jié)溶液的蒸氣壓力下降一、液體的蒸氣壓力①p與液體的本性有關(guān)溫度升高，p增大固體物質(zhì)的蒸氣壓力一般很小易揮發(fā)性物質(zhì)的p大，難揮發(fā)性物質(zhì)的p

小。第7頁，共39頁，2023年，2月20日，星期四t/℃p/kPat/℃p/kPa05101520253035400.611290.872601.22811.70562.33883.16904.24555.62679.5898506070809010011012013012.34419.93231.17647.37370.117101.32101.32198.48270.02第一節(jié)溶液的蒸氣壓力下降不同溫度下水的蒸氣壓力第8頁，共39頁，2023年，2月20日，星期四t/℃p/Pat/℃p/Pa0–1–2–3–4–5611.15562.67517.72476.06437.47401.76–10–15–20–25–30–35–40259.90165.30103.2663.2938.0122.3512.84第一節(jié)溶液的蒸氣壓力下降不同溫度下冰的蒸氣壓力 第9頁，共39頁，2023年，2月20日，星期四第一節(jié)溶液的蒸氣壓力下降

二、溶液的蒸氣壓力下降——Raoult定律實(shí)驗(yàn)證明，含有難揮發(fā)性溶質(zhì)溶液的蒸氣壓力總是低于同溫度純?nèi)軇┑恼魵鈮毫?。?0頁，共39頁，2023年，2月20日，星期四第一節(jié)溶液的蒸氣壓力下降1.Raoult定律

在一定溫度下，難揮發(fā)非電解質(zhì)稀溶液的蒸氣壓力等于純?nèi)軇┑恼魵鈮毫εc溶劑摩爾分?jǐn)?shù)的乘積。

p=p0

xAp：溶液的蒸氣壓力

p0：純?nèi)軇┑恼魵鈮毫Φ?1頁，共39頁，2023年，2月20日，星期四第一節(jié)溶液的蒸氣壓力下降2.溶液的蒸氣壓力下降對于只有一種溶質(zhì)的稀薄溶液，設(shè)xB為溶質(zhì)的摩爾分?jǐn)?shù)，由于

xA+

xB

=1，所以

p=p0（1-xB）p=p0–p0xB

p0-p=p0

xB

Δp=p0xB

Δp表示溶液的蒸氣壓力下降。第12頁，共39頁，2023年，2月20日，星期四第一節(jié)溶液的蒸氣壓力下降溶液的蒸氣壓力下降公式：由于nA>>nB，若取1000g溶劑，有則Δp=K

bB

適用：難揮發(fā)的非電解質(zhì)稀溶液。第13頁，共39頁，2023年，2月20日，星期四第一節(jié)溶液的蒸氣壓力下降例1：已知293K時(shí)水的飽和蒸氣壓為2.338kPa，將6.840g蔗糖(C12H22O11)溶于100.0g水中，計(jì)算蔗糖溶液的質(zhì)量摩爾濃度和蒸氣壓力。解蔗糖的摩爾質(zhì)量為342.0g·mol–1

，所以溶液的質(zhì)量摩爾濃度為第14頁，共39頁，2023年，2月20日，星期四第一節(jié)溶液的蒸氣壓力下降p=p0

xA=2.338kPa×0.9964=2.330kPa第15頁，共39頁，2023年，2月20日，星期四第二節(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

1.純液體的沸點(diǎn)純液體的沸點(diǎn)是指液體的蒸氣壓力等于外界壓強(qiáng)時(shí)的溫度。液體的正常沸點(diǎn)

是指外壓力為101.3kPa時(shí)的沸點(diǎn)。第16頁，共39頁，2023年，2月20日，星期四2.溶液的沸點(diǎn)升高溶液的沸點(diǎn)總是高于純?nèi)軇┑姆悬c(diǎn)，這一現(xiàn)象稱之為溶液的沸點(diǎn)升高。溶液沸點(diǎn)升高是由溶液的蒸氣壓力下降引起。

Kb為溶劑的摩爾沸點(diǎn)升高常數(shù)。

第二節(jié)溶液的沸點(diǎn)升高和凝固點(diǎn)降低第17頁，共39頁，2023年，2月20日，星期四常見溶劑的和Kb值溶劑Tb0

/℃Kb/(K·kg·mol-1)溶劑Tb0

/℃Kb/(K·kg·mol-1)水1000.512四氯化碳76.75.03乙酸1182.93乙醚34.72.02苯802.53萘2185.80乙醇78.41.22第二節(jié)溶液的沸點(diǎn)升高和凝固點(diǎn)降低第18頁，共39頁，2023年，2月20日，星期四

二、溶液的凝固點(diǎn)降低凝固點(diǎn)是指物質(zhì)的固、液兩相蒸氣壓力相等時(shí)的溫度。純水的凝固點(diǎn)（273K）又稱為冰點(diǎn)，在此溫度水和冰的蒸氣壓力相等。第二節(jié)溶液的沸點(diǎn)升高和凝固點(diǎn)降低第19頁，共39頁，2023年，2月20日，星期四

二、溶液的凝固點(diǎn)降低溶液的凝固點(diǎn)是指剛有溶劑固體析出的溫度Tf。曲線(3)是溶液的理想冷卻曲線曲線(4)是實(shí)驗(yàn)曲線，有過冷現(xiàn)象。水和溶液的冷卻曲線第二節(jié)溶液的沸點(diǎn)升高和凝固點(diǎn)降低第20頁，共39頁，2023年，2月20日，星期四

二、溶液的凝固點(diǎn)降低(a)凝固點(diǎn)時(shí)，固態(tài)、純?nèi)軇┮簯B(tài)的蒸發(fā)速度與氣態(tài)的凝聚速度相等

(b)溶液的蒸發(fā)速度小于固態(tài)的蒸發(fā)速度與氣態(tài)的凝聚速度。第二節(jié)溶液的沸點(diǎn)升高和凝固點(diǎn)降低第21頁，共39頁，2023年，2月20日，星期四二、溶液的凝固點(diǎn)降低溶液的凝固點(diǎn)降低是由溶液的蒸氣壓力下降引起。第二節(jié)溶液的沸點(diǎn)升高和凝固點(diǎn)降低第22頁，共39頁，2023年，2月20日，星期四

常見溶劑的Kb值和Kf值溶劑

/℃Kb/K·kg·mol-1

/℃Kf/K·kg·mol-1水1000.5120.01.86乙酸1182.9317.03.90苯802.535.55.10乙醇78.41.22-117.31.99四氯化碳76.75.03-22.932.0乙醚34.72.02-116.21.8萘2185.8080.06.9第二節(jié)溶液的沸點(diǎn)升高和凝固點(diǎn)降低第23頁，共39頁，2023年，2月20日，星期四

溶液凝固點(diǎn)降低的應(yīng)用：

測定溶質(zhì)的相對分子質(zhì)量（特別是小分子）

雖然理論上沸點(diǎn)升高和凝固點(diǎn)降低兩種方法都可測量分子量，可是后者不起破壞作用、且Kf值較大，故常用。第二節(jié)溶液的沸點(diǎn)升高和凝固點(diǎn)降低第24頁，共39頁，2023年，2月20日，星期四

例將0.638g尿素溶于250g水中，測得此溶液的凝固點(diǎn)降低值為0.079K，試求尿素的相對分子質(zhì)量。

解水的Kf=1.86K·kg·mol-1第二節(jié)溶液的沸點(diǎn)升高和凝固點(diǎn)降低第25頁，共39頁，2023年，2月20日，星期四

三、電解質(zhì)稀溶液的依數(shù)性行為Δp=iK

bBΔTb

=iKbb

B

ΔTf=iKfb

B

如AB型電解質(zhì)，i趨近于2

(如KCl)。AB2或A2B型電解質(zhì)，

i趨近于3

(如MgCl2)。第二節(jié)溶液的沸點(diǎn)升高和凝固點(diǎn)降低第26頁，共39頁，2023年，2月20日，星期四例計(jì)算0.100mol·kg-1的NaCl溶液的凝固點(diǎn)。解NaCl為AB型電解質(zhì)，i=2ΔTf(NaCl)=2×0.100mol·kg-1×1.86K·kg·mol–1=0.372K

Tf(NaCl)=-0.372℃。第二節(jié)溶液的沸點(diǎn)升高和凝固點(diǎn)降低第27頁，共39頁，2023年，2月20日，星期四第三節(jié)溶液的滲透壓力一、滲透現(xiàn)象和滲透壓力滲透:溶劑分子通過半透膜進(jìn)入到溶液中的過程,稱為滲透?，F(xiàn)象:用半透膜將溶液與水分開,可以看到蔗糖溶液面上升。第28頁，共39頁，2023年，2月20日，星期四第三節(jié)溶液的滲透壓力一、滲透現(xiàn)象和滲透壓力

滲透原因：溶劑分子能通過半透膜，而溶質(zhì)分子不能。條件：①半透膜②膜兩側(cè)溶液濃度不等。方向：溶劑分子從純?nèi)軇芤海蚴菑南∪芤骸鷿馊芤?。請觀看“osmosis2”動(dòng)畫第29頁，共39頁，2023年，2月20日，星期四第三節(jié)溶液的滲透壓力一、滲透現(xiàn)象和滲透壓力滲透壓力定義：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超額壓力。符號用Π表示，單位是Pa或kPa。第30頁，共39頁，2023年，2月20日，星期四第三節(jié)溶液的滲透壓力二、溶液的滲透壓力與濃度及溫度的關(guān)系Π=cBRT其中cB—物質(zhì)的量濃度

(mol·L-1)

R—常數(shù)

8.314J·K-1·mol-1

T—絕對溫度

(273+t)注意：若半透膜隔開的濃度不等的兩個(gè)非電解質(zhì)溶液，為了防止?jié)B透現(xiàn)象發(fā)生，必須在濃溶液液面上施加一超額壓力，此壓力是兩溶液滲透壓力之差。第31頁，共39頁，2023年，2月20日，星期四第三節(jié)溶液的滲透壓力三、滲透壓力在醫(yī)學(xué)上的意義1.等滲、高滲和低滲溶液半透膜兩側(cè)溶液的濃度相等，則滲透壓力相等，這兩種溶液互稱為等滲溶液；滲透壓力不相等的兩種溶液，滲透壓力相對高者稱為高滲溶液；滲透壓力相對低者稱為低滲溶液。高滲溶液中等滲溶液中低滲溶液中第32頁，共39頁，2023年，2月20日，星期四三、滲透壓力在醫(yī)學(xué)上的意義2.滲透活性物質(zhì)醫(yī)學(xué)上定義溶液的等滲、低滲和高滲是以血漿的總滲透壓力為標(biāo)準(zhǔn)的。定義體液中能夠產(chǎn)生滲透效應(yīng)的溶質(zhì)粒子(分子、離子)統(tǒng)稱為滲透活性物質(zhì)。3.滲透濃度根據(jù)國際純粹化學(xué)和應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會（IUPAC）臨床化學(xué)部和國際臨床化學(xué)聯(lián)合會推薦，滲透活性物質(zhì)的濃度表達(dá)可以使用滲透濃度，符號cos單位為mol·L-1

。第三節(jié)溶液的滲透壓力第33頁，共39頁，2023年，2月20日，星期四溶液的滲透壓力具有依數(shù)性質(zhì)：在一定溫度下，稀薄溶液的滲透壓力與滲透濃度成正比，與溶質(zhì)的本性無關(guān)。數(shù)學(xué)表達(dá)式為體液中滲透活性物質(zhì)的物質(zhì)的量相對較小，滲透濃度單位為又常表示為“mmol·L-1”。第三節(jié)溶液的滲透壓力[R]=J·K-1

·mol-1

=Pa·m3·K-1

·mol-1

=103Pa·L·K-1

·mol-1

=kPa·L·K-1

·mol-1第34頁，共39頁，2023年，2月20日，星期四第三節(jié)溶液的滲透壓力三、滲透壓力在醫(yī)學(xué)上的意義3.醫(yī)學(xué)上的等滲、高滲和低滲溶液是以血漿的滲透壓力為標(biāo)準(zhǔn)確定的。正常人血漿的滲透濃度：303.7mmol·L-1臨床上規(guī)定：

等滲溶液：cos280~320mmol·L-1

高滲溶液：cos

＞320mmol·L-1

低滲溶液：cos

＜280mmol·L-1第35頁，共39頁，2023年，2月20日，星期四正常人各種滲透活性物質(zhì)的滲透濃度/mol·L-1滲透活性物質(zhì)血漿中組織間液中細(xì)胞內(nèi)液中Na+1443710K+54.7141Ca2+2.52.4Mg2+1.51.431Cl-107112.74HCO3-2728.310HPO42-