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)溶液的沸點升高和凝固點降低一、液體的沸點升高二、凝固點下降主要內(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系三、強電解質溶液的依數(shù)性四、滲透壓在醫(yī)學上的意義第三節(jié)溶液的滲透壓前言

依數(shù)性只與溶質粒子的數(shù)目有關，而與溶質的本性（種類）無關的性質。是稀溶液的通性。依數(shù)性包括：溶液的蒸氣壓下降、溶液的沸點升高、凝固點降低和溶液的滲透壓。（適用范圍：難揮發(fā)性非電解質稀溶液）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

某溫度下的純水在密閉容器中。存在著兩個過程：

H2O(l)H2O(g)蒸發(fā)凝結一、蒸氣壓飽和蒸氣壓(蒸氣壓):在一定的溫度下，氣、液兩相達到平衡狀態(tài)時蒸氣的壓力,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，蒸氣壓小者稱為難揮發(fā)性物質。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實驗證明：p<p0，難揮發(fā)性溶質溶液p水蒸氣水蒸氣純?nèi)軇┱舭l(fā)凝結

p0

原因：由于溶劑的部分表面被溶質所占據(jù)，在單位時間內(nèi)逸出液面溶劑分子數(shù)就相應減少，達平衡時，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為溶劑的摩爾分數(shù)。在溫度一定下，難揮發(fā)性非電解質稀溶液的蒸氣壓等于純?nèi)軇┑恼魵鈮号c溶劑摩爾分數(shù)的乘積。由于xA<1，所以p<p0

xA+xB=1xB為溶質的摩爾分數(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

若溶劑的物質的量為nA，溶質的物質的量為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)性非電解質稀溶液的蒸氣壓下降與溶液的質量摩爾濃度成正比，而與溶質的本性無關。=p0MA·bB

=KbB[例2-4]已知293K時水的飽和蒸氣壓為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)蔗糖的摩爾質量M＝342g·mol-1，其物質的量為：二、溶液的蒸氣壓下降對于尿素，同理可求得：這兩種溶液，溶質種類雖然不同，但是溶劑的摩爾分數(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)溶液的沸點升高和凝固點降低一、溶液的沸點升高二、凝固點下降

一、溶液的沸點升高（一）液體的沸點Tb

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

正常沸點：指外壓101.3KPa時的沸點*。如：標準大氣壓下水的沸點為373.1K。(二)溶液的沸點升高實驗表明，溶液的沸點要高于純?nèi)軇┑姆悬c。即:△Tb=Tb－Tb0

Tb：溶液的沸點Tb0：純?nèi)軇┑姆悬c

一、溶液的沸點升高

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

△Tb=Tb-Tb0=Kb·bB

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

一、液體的沸點升高依數(shù)性(一)凝固點Tf定義：物質的固、液共存時的溫度?；蚬獭⒁簝上嗟恼魵鈮合嗟葧r的溫度。純水的凝固點為273.15K,又叫冰點*。二、凝固點下降純?nèi)軇ㄋ﹑p0Tf0T固態(tài)純?nèi)軇ū〢CD二、凝固點下降p溶液的凝固點降低p0pTf0TfT純?nèi)軇ㄋ┫∪芤汗虘B(tài)純?nèi)軇ū﹑0水＝0.6105kPaABCDE二、凝固點下降區(qū)別:(1)凝固點(b點)較低,(2)bc不是平臺,而是一條緩慢下降的斜線。凝固點：剛剛有溶劑固體析出的溫度凝固點ababaabbdccccdb’b’(1)(2)(3)(4)水和溶液的冷卻曲線tT0℃

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

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

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

Kf·bBKf=1.86K·kg

·mol-1二、凝固點下降應用：1．除雪，除冰。2．冰鹽混合物用于保存和運輸水產(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、凝固點下降

該方法的優(yōu)點：(1)Kf較大，實驗誤差小。(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、強電解質溶液的依數(shù)性四、滲透壓在醫(yī)學上的意義第三節(jié)溶液的滲透壓（一）滲透現(xiàn)象擴散現(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：只允許某些物質透過，而不允許另一些物質透過的薄膜?？勺鳛榘胪改さ奈镔|：細胞膜、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)半透膜兩側單位體積內(nèi)溶劑的個數(shù)不等

一、滲透現(xiàn)象和滲透壓非電解質溶液

：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入溶液中的過程。

滲透方向:溶劑凈轉移的方向（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)目多的一側向溶劑分子數(shù)目少的一側運動。

滲透平衡：

單位時間內(nèi)進出溶液和純?nèi)軇┑娜軇┓肿訑?shù)目相等的狀態(tài)。（動態(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系實驗證明:當T一定時Π∝c;當c一定時Π∝T范特荷甫定律(非電解質稀溶液的滲透壓與溶液的濃度和溫度的關系)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是熱力學溫度(K)，V是溶液的體積(L),c是物質的量濃度(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)性非電解質稀溶液的滲透壓與溶液的濃度成正比，與溶質的種類無關；2.非電解質溶液，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)非電解質稀溶液的所有依數(shù)性決定于溶液中溶質粒子的濃度，而與溶質粒子的本性無關。

蒸氣壓下降△p=KbB沸點升高△Tb=KbbB凝固點降低△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時測得溶液的滲透壓為1.33kPa，求Hb的摩爾質量。二、Van’tHoff定律*

應用：測定大分子物質的相對分子量解：首先計算該溶液的濃度：

Hb的摩爾質量：二、Van’tHoff定律*

二、Van’tHoff定律*

例：計算298K時，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接近于一個分子電離出的離子個數(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、強電解質溶液的依數(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)學上的意義（一）滲透濃度：滲透活性物質（溶質粒子包括分子、離子）的總濃度，符號為cos，單位為mol·L-1或mmol·L-1。非電解質溶液：c

os=c強電解質溶液：c

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

=ΔTf/Kf

體溫310K時，人體血液的滲透壓是7.8×102Pa。四、滲透壓在醫(yī)學上的意義(二)等滲、高滲和低滲溶液醫(yī)學上，等滲、高滲和低滲溶液是以血漿滲透濃度作為標準確定的。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: