混合物和溶液的常用組成標(biāo)度

1、第一節(jié) 混合物和溶液的常用組成標(biāo)度 第二節(jié) 非電解質(zhì)稀溶液的依數(shù)性質(zhì) 第一章 溶 液第一節(jié)第一節(jié) 混合物和溶液的常用組成標(biāo)度混合物和溶液的常用組成標(biāo)度一一、B 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)二、B 的體積分?jǐn)?shù)三、B 的質(zhì)量濃度四、B 的物質(zhì)的量濃度五、B 的摩爾分?jǐn)?shù)六、溶質(zhì) B 的質(zhì)量摩爾濃度一、B 的質(zhì)量分?jǐn)?shù) B 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)定義為： 例題 在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中，混合物是指含有一種以上物質(zhì)的氣體相、液體相或固體相；溶液是指含一種以上物質(zhì)的液體相或固體相。BBmwmdef例 1-1 5.0 g 阿司匹林(乙酰水楊酸）試樣中含 4.5 g阿司匹林（C9H8O4)，計(jì)算此試樣中阿司匹林的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。解：試樣中阿司匹林的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

2、：984984(C H O )4.5 g(C H O )=0.905.0 gmwm試樣 二、B 的體積分?jǐn)?shù) B 的體積分?jǐn)?shù)定義為：*BB*AAVV 例題def例 1-2 20 時(shí)，將 70 mL 乙醇(酒精)與 30 mL 水混合，得到 96.8 mL 乙醇溶液，計(jì)算所得乙醇溶液中乙醇的體積分?jǐn)?shù)。解: : 乙醇的體積分?jǐn)?shù)為： 2525*252(C H OH)(C H OH)(C H OH)(H O)VVV70 mL0.7070%70 mL30 mL三、B 的質(zhì)量濃度BBmV def B 的 SI 單位為 ，常用單位為 等。 例題3kg m1g L1mg L，B 的質(zhì)量濃度定義為：例 1-3 將

3、 25 g 葡萄糖（C6H12O6）晶體溶于水，配制成 500 mL 葡萄糖溶液，計(jì)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：612661261(C H O )(C H O )25g50 g L0.50 LmV四、B 的物質(zhì)的量濃度 B 的物質(zhì)的量濃度定義為：BBBB nm /Mc=VV例題def例 1-4 100 mL 葡萄糖（C6H12O6）注射液中含 5.0 g 葡萄糖，計(jì)算此葡萄糖注射液的濃度。解：此葡萄糖注射液的濃度為： 6126612611(C H O )(C H O )5.0 g/180 g mol0.28 mol L0.10 LncV 世界衛(wèi)生組織建議：醫(yī)學(xué)上表示體

4、液組成時(shí)，凡是體液中相對(duì)分子質(zhì)量已知的物質(zhì)，均應(yīng)使用物質(zhì)的量濃度；對(duì)于相對(duì)分子質(zhì)量未知的物質(zhì)，可以暫時(shí)使用質(zhì)量濃度。 B 的質(zhì)量濃度與 B 的物質(zhì)的量濃度之間的關(guān)系為： B = cBMB 例題例 1-5 生理鹽水注射液中 NaCl 的質(zhì)量濃度為 9.0 gL1 ，計(jì)算生理鹽水注射液的物質(zhì)的量濃度。解：生理鹽水注射液的物質(zhì)的量濃度為：111(NaCl)(NaCl)(NaCl)9.0 g L0.15 mol L58.5g molcM五、B 的摩爾分?jǐn)?shù) B 的摩爾分?jǐn)?shù)定義為： 由 A，B 兩種物質(zhì)組成的混合物： 則 對(duì)于由多種物質(zhì)組成的混合物： 1Bx=AAABnx =n +nBBABnx =n +

5、n例題BBnxndef1ABxx例 1-6 將 112 g 乳酸鈉（NaC3H5O3）溶于 1.00 L純水中配制成溶液，計(jì)算該溶液中乳酸鈉的摩爾分?jǐn)?shù)。解：室溫下，水的密度約為 1000 gL ； NaC3H5O3的摩爾質(zhì)量為 112 gmol ； H2O 的摩爾質(zhì)量為 18gmol 。溶液中乳酸鈉的摩爾分?jǐn)?shù)為：3533533532(NaC H O )(NaC H O )(NaC H O )(H O)nxnn1111112g/112g mol112g/112g mol(1.00L 1000g L /18g mol )0.018111六、溶質(zhì) B 的質(zhì)量摩爾濃度 溶質(zhì) B 的質(zhì)量摩爾濃度定義為：

6、BBAnbm例題def例 1-7 將 0.27 g KCl 晶體 溶于 100 g 水中，計(jì)算溶液中 KCl 的質(zhì)量摩爾濃度。解： KCl 的質(zhì)量摩爾濃度為： 211(KCl)(KCl)(H O)0.27g/74.5g mol0.036 mol kg0.10 kgnbm第二節(jié)非電解質(zhì)稀溶液的依數(shù)性質(zhì)一、液體的蒸氣壓二、難揮發(fā)非電解質(zhì)稀溶液的蒸氣壓下降三、難揮發(fā)非電解質(zhì)稀溶液的沸點(diǎn)升高四、非電解質(zhì)稀溶液的凝固點(diǎn)降低五、非電解質(zhì)稀溶液的滲透壓力 一、液體的蒸氣壓 在一定溫度下，當(dāng)液體與其蒸氣達(dá)到液、氣兩相平衡時(shí)，液面上方的蒸氣稱(chēng)為飽和蒸氣，飽和蒸氣所產(chǎn)生的壓力稱(chēng)為該溫度下液體的飽和蒸氣壓，簡(jiǎn)稱(chēng)蒸氣

7、壓。 液體的蒸氣壓與液體的性質(zhì)和溫度有關(guān)。在相同溫度下，不同的液體，其蒸氣壓不同。溫度升高時(shí)，液體的蒸氣壓增大。液體的蒸氣壓等于外壓時(shí)的溫度稱(chēng)為液體的沸點(diǎn)。液體的沸點(diǎn)與外壓有關(guān)，外壓越大，沸點(diǎn)就越高。液體在101.325 kPa 下的沸點(diǎn)稱(chēng)為正常沸點(diǎn)。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。 二、難揮發(fā)非電解質(zhì)稀溶液的蒸氣壓下降 當(dāng)水中溶解難揮發(fā)非電解質(zhì)后，溶液的表面被一部分難揮發(fā)非電解質(zhì)的分子占據(jù)，在一定溫度下達(dá)到平衡時(shí)，溶液液面上方溶劑蒸氣分子比純?nèi)軇┮好嫔戏降纳伲虼穗y揮發(fā)非電解質(zhì)的蒸氣壓要比純?nèi)軇┑牡?，這種現(xiàn)象稱(chēng)為稀溶液的蒸氣壓下降。1887 年，法國(guó)化學(xué)家拉烏爾得

8、出如下經(jīng)驗(yàn)公式：*AA pp x 若溶液由溶劑 A 和難揮發(fā)非電解質(zhì) B 組成： 在稀溶液中： 由以上兩式，得：BBBBBAABAAAnnnx = b Mn +nnm /M AABB*p = p M b = kbABAAB(1)*p = px= pp xAAB*p = pp = p x 三、難揮發(fā)非電解質(zhì)稀溶液的沸點(diǎn)升高 在相同溫度下，難揮發(fā)非電解質(zhì)稀溶液的蒸氣壓總比純?nèi)軇┑牡?。?dāng)溫度升高到純?nèi)軇┑姆悬c(diǎn)時(shí)，純?nèi)軇┑恼魵鈮旱扔谕饨鐗毫Χ序v；但溶液的蒸氣壓則低于外界壓力。要使溶液的蒸氣壓等于外界壓力，必須升高溫度。這樣必然導(dǎo)致溶液的沸點(diǎn)高于純?nèi)軇┑姆悬c(diǎn)，這種現(xiàn)象稱(chēng)為稀溶液的沸點(diǎn)升高。 難揮發(fā)非電

9、解質(zhì)稀溶液沸點(diǎn)升高和凝固點(diǎn)降低示意圖 難揮發(fā)非電解質(zhì)稀溶液的沸點(diǎn)升高與溶質(zhì)B 的質(zhì)量摩爾濃度成正比：bb BT = k b 幾種溶劑的沸點(diǎn)和沸點(diǎn)升高系數(shù)溶 劑kb/(Kkgmol1)水373.150.512乙酸391.053.07苯353.252.53四氯化碳349.874.95氯仿334.353.85乙醚307.852.02乙醇315.551.22*b/T K 測(cè)定出溶液的沸點(diǎn)升高，可計(jì)算出 B 的摩 爾質(zhì)量： bBBBBAAbbBBAbTnm /Mb =mmkk mM =mT四、非電解質(zhì)稀溶液的凝固點(diǎn)降低 溶液的凝固點(diǎn)是指固態(tài)純?nèi)苜|(zhì)與溶液中的溶劑平衡共存時(shí)的溫度。 水中溶解難揮發(fā)非電解質(zhì)后

10、，溶液的蒸氣壓下降，也使溶液的凝固點(diǎn)降低。 幾種溶劑的凝固點(diǎn)和凝固點(diǎn)降低系數(shù)溶 劑kf/(Kkgmol1)水273.151.86乙酸289.853.90苯278.655.12四氯化碳305.1532乙醚156.951.8萘353.56.9*f/T K 難揮發(fā)非電解質(zhì)稀溶液的凝固點(diǎn)降低與溶質(zhì) B 的質(zhì)量摩爾濃度成正比。 測(cè)量出難揮發(fā)非電解質(zhì)稀溶液的凝固點(diǎn)降低，可計(jì)算出 B 的摩爾質(zhì)量。 ffBT = k bfBBfA=k mMT m例題例 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(diǎn)比純水降低了 0.233 K， 試計(jì)算此化合物的相對(duì)

11、分子質(zhì)量。解：此中性含氮化合物的摩爾質(zhì)量為：1fBBfA1.86 K kg mol0.090 g0.233 K 12 gk mMT m110.060 kg mol60 g mol1Br1160 g mol60g molg molMM此中性含氮化合物的相對(duì)分子質(zhì)量為：五、非電解質(zhì)稀溶液的滲透壓力 （一）滲透現(xiàn)象和滲透壓力 許多天然或人造的薄膜對(duì)于物質(zhì)的透過(guò)有選 擇性，只允許某種物質(zhì)或某些物質(zhì)透過(guò)，而不允許另外一些物質(zhì)透過(guò)。這類(lèi)薄膜稱(chēng)為半透膜。水分子通過(guò)半透膜從純水進(jìn)入溶液或從稀溶 液進(jìn)入較濃溶液的現(xiàn)象稱(chēng)為滲透。 滲透現(xiàn)象產(chǎn)生的原因，是由于半透膜兩側(cè)相同體積的液體內(nèi)的水分子不相等。相同體積的純水內(nèi)

12、的水分子比溶液的多，因此在相同時(shí)間內(nèi)由純水通過(guò)半透膜進(jìn)入溶液的水分子數(shù)目要比由溶液進(jìn)入純水的多，其結(jié)果是水分子從純水進(jìn)入溶液。 產(chǎn)生滲透現(xiàn)象的條件是： （1）必須有半透膜存在; （2）半透膜兩側(cè)相同體積的液體中水分子不相等。 用半透膜將水溶液與純水隔開(kāi)時(shí)，為了阻止?jié)B透的發(fā)生，必須在溶液的液面上施加一額外壓力。這種恰好能阻止?jié)B透進(jìn)行而施加于溶液液面上的額外壓力稱(chēng)為溶液的滲透壓力。 把兩種不同濃度的非電解質(zhì)稀溶液用半透膜隔開(kāi)時(shí)，為了阻止?jié)B透發(fā)生，也需要在濃度較大的稀溶液的液面上施加一額外壓力。此時(shí)在濃度較大的稀溶液液面上所施加的額外壓力，是這兩種稀溶液的滲透壓力的差值。滲透現(xiàn)象和滲透壓力示意圖（二

13、）滲透壓力與稀溶液的濃度、溫度的關(guān)系 1877 年，弗菲爾發(fā)現(xiàn)如下兩個(gè)規(guī)律： （1）在熱力學(xué)溫度一定時(shí)，非電解質(zhì)稀溶液的滲透壓力與溶液的濃度成正比； （2）在濃度一定時(shí)，非電解質(zhì)稀溶液的滲透壓力與熱力學(xué)溫度成正比。 1886 年，范托夫歸納出非電解質(zhì)稀溶液的滲透壓力與濃度、溫度之間的關(guān)系： 通過(guò)測(cè)定非電解質(zhì)稀溶液的滲透壓力，可以計(jì)算溶質(zhì)的摩爾質(zhì)量。 BBm RTM=VB= cRT （三）B 的滲透濃度B 的滲透濃度定義為： 例題os B,osncVdef 滲透濃度是指溶液中能產(chǎn)生滲透效應(yīng)的溶 質(zhì)的微粒（分子或離子）的濃度總和。 對(duì)于強(qiáng)電解質(zhì)溶液，滲透濃度等于溶液中 溶質(zhì)離子的總濃度；對(duì)于弱電解

14、質(zhì)溶液，滲透 濃度等于溶液中未解離的弱電解質(zhì)的濃度與弱 電解質(zhì)解離出的離子濃度之和；而對(duì)于非電解 質(zhì)溶液，滲透濃度等于其物質(zhì)的量濃度。 例 1-9 生理鹽水的質(zhì)量濃度為 gL-1，計(jì)算生理鹽水的滲透濃度。解：NaCl 是強(qiáng)電解質(zhì)，它在溶液中全部解離： 生理鹽水的滲透濃度為:+NaClNa + Cl+os(NaCl)(Na )(Cl )2 (NaCl)2 (NaCl)(NaCl)ccccM1112 9 g L0.308 mol L58.5 g mol1308 mmol L9 對(duì)于電解質(zhì)稀溶液，滲透壓力的計(jì)算公式可以改寫(xiě)為： cRTB,os= （四）滲透壓力在醫(yī)學(xué)上的意義 1等滲溶液、低滲溶液和高

15、滲溶液 醫(yī)學(xué)上的等滲溶液、低滲溶液和高滲溶液是以血漿的滲透壓力或滲透濃度為標(biāo)準(zhǔn)來(lái)衡量的，正常人血漿的滲透濃度為 280320 mmolL-1。醫(yī)學(xué)上規(guī)定滲透濃度在 280320 mmolL-1范圍內(nèi)的溶液為等滲溶液；滲透濃度小于 280 mmolL-1的溶液為低滲溶液；滲透濃度大于 320 mmolL-1的溶液為高滲溶液。 將紅細(xì)胞置于滲透濃度為 280320 mmolL-1 的等滲 NaCl 溶液中，在顯微鏡下觀察，紅細(xì)胞的形態(tài)沒(méi)有發(fā)生變化。 將紅細(xì)胞置于滲透濃度低于 280 mmolL-1 的低滲 NaCl 溶液中，在顯微鏡下觀察，可見(jiàn)紅細(xì)胞逐漸脹大，最后破裂，釋出血紅蛋白使溶液呈淺紅色，

16、這種現(xiàn)象醫(yī)學(xué)上稱(chēng)為溶血。(a) 在生理鹽水中在生理鹽水中 (b) 在低滲在低滲 NaCl 溶液中溶液中 (c) 在高滲在高滲 NaCl 溶液中溶液中紅細(xì)胞在不同濃度紅細(xì)胞在不同濃度 NaC l溶液中的形態(tài)示意圖溶液中的形態(tài)示意圖將紅細(xì)胞置于滲透濃度高于 320 mmolL-1 的高滲 NaCl 溶液中，在顯微鏡下觀察，可見(jiàn)紅細(xì)胞逐漸皺縮，這種現(xiàn)象醫(yī)學(xué)上稱(chēng)為質(zhì)壁分離。例題例 1-10 用實(shí)驗(yàn)方法測(cè)得某腎上腺皮質(zhì)機(jī)能不全病人的血漿的冰點(diǎn)為 ，問(wèn)此病人的血漿為等滲溶液、低滲溶液或高滲溶液？計(jì)算此血漿在 37 時(shí)的滲透壓力。解：此病人血漿中溶質(zhì)的滲透質(zhì)量摩爾濃度為：此病人血漿的滲透濃度為： 111os

17、os10.26 mol L1mol L0.26 mol L1mol kgb ccb0.48 C1fos1f0.48 K0.26 mol kg1.86 K kg molTbk33110.26 10 mol m8.314 J molK310 K56.510 Pa 此病人血漿的滲透濃度低于正常血漿的滲透濃度范圍，為低滲溶液。 此病人血漿 37 在時(shí)的滲透壓力為：osc RT 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(chēng)為晶體滲透壓力。 由大分子和大離子所產(chǎn)生的滲透壓力稱(chēng)為膠體滲透壓力。 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 時(shí)，血漿的滲透壓力為 770 kPa

18、，其中膠體滲透壓力僅約為 4 kPa。 37 間隔著細(xì)胞內(nèi)液與外液的細(xì)胞膜只允許水分子透過(guò)，而其他分子和離子不能透過(guò)。水分子的滲透方向主要取決于晶體滲透壓力。當(dāng)人體缺水時(shí)，細(xì)胞外液中鹽的濃度就會(huì)相對(duì)升高，使細(xì)胞外液的晶體滲透壓力大于細(xì)胞內(nèi)液的滲透壓力，細(xì)胞內(nèi)液的水分子就會(huì)進(jìn)入細(xì)胞外液，造成細(xì)胞內(nèi)失水。如果大量飲水或輸入過(guò)多的葡萄糖溶液，又會(huì)造成細(xì)胞外液的晶體滲透壓力減小，細(xì)胞外液的水分子進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)液，使細(xì)胞腫脹，嚴(yán)重時(shí)可引起水中毒。因此，晶體滲透壓力對(duì)維持細(xì)胞內(nèi)、外鹽水的相對(duì)平衡起著重要作用。臨床上常使用小分子晶體物質(zhì)的溶液來(lái)糾正某些疾病所引起的水鹽失調(diào)。 間隔著血液與組織間液的毛細(xì)血管壁，允許水分子和各種鹽類(lèi)的離子透過(guò)，只有蛋白質(zhì)的分