醫(yī)用化學課件-難揮發(fā)非電解質稀溶液的通性

第三節(jié)難揮發(fā)非電解質稀溶液的通性

Colligativepropertiesofdilutesolution溶劑+溶質=溶液2.溶質的顆粒數(shù)：蒸氣壓、沸點、凝固點和滲透壓。理想稀溶液：

1.稀

2.非電解質

3.非揮發(fā)性溶劑形成溶液之后，性質的改分為兩類：1.溶質本性：顏色、粘度、pH、密度、導電性等.一、難揮發(fā)非電解質稀溶液的蒸氣壓下降(一)、蒸氣壓

p（vapourpressure）

1.水（l）水（g）蒸發(fā)凝結

當v蒸發(fā)=v凝結時，氣液相達到平衡，這種與液相處于動態(tài)平衡的氣體叫做飽和蒸氣。蒸氣壓：飽和蒸氣具有的壓力稱為該溫度下的飽和蒸氣壓。

符號：p表示，單位為Pa（帕）或kPa（千帕）。2.影響蒸氣壓p的因素（2）p隨溫度升高而增大；

固體也具有一定的p

，只是較小而已。但如碘，樟腦會升華。

常溫下：

p大——易揮發(fā)物質

p小——難揮發(fā)物質

蒸氣壓與溫度的關系

一般液體的p較大，但甘油、硫酸等較小。

（1）物質的本性（同溫下不同的物質有不同的p）；(二)、溶液的蒸氣壓下降（Δp）(二)、溶液的蒸氣壓下降（Δp）1.原因：在純溶劑中加入少量的難揮發(fā)性溶質2.拉烏爾(1887年法國)定律：（難、非、?。﹑=p*

xA——經驗公式

Δp

=p*

-p=p*

-p*

xA=p*

xB蒸氣壓：溶液p

＜純溶劑p*

Δp

=p*

-p，Δp

：蒸氣壓下降T一定，純溶劑的蒸氣壓為定值，設p*溶質分子或離子占據(jù)一部分溶液的表面，減少單位時間從溶液中逸出溶劑分子數(shù)目。蒸發(fā)凝結2.拉烏爾定律溫度一定時，難揮發(fā)性非電解質稀溶液的蒸氣壓下降Δp與溶質的質量摩爾濃度bB成正比，而與溶質的本性無關。蒸氣壓下降只與一定量溶劑中所含的溶質的微粒數(shù)有關，而與溶質的種類無關。

由公式Δp

=p*

xB推導得：Δp

=p*

-p=kbB

k是一常數(shù)，與p*和溶劑的摩爾質量有關。二、非電解質稀溶液的沸點升高（boilingpointelevation）1.液體的沸點Tb：p液=p外時的溫度（沸騰）。

液體的正常沸點是指外壓為101.3kPa時的沸點；如水在100℃時的p*=101.3kPa液體的沸點隨外壓而變化，壓力愈大，沸點愈高。2.溶液的沸點升高原因

原因：蒸氣壓下降

ΔTb=Tb-Tb*

p*

101.3P(kPa)373(Tb*)

T(K)純水水溶液△TbTbpΔTb

：溶液的沸點升高值，溶液越濃，值越大。3.溶液的沸點升高值的計算公式

ΔTb=Tb-Tb*

=kbbBkb為溶劑的沸點升高常數(shù)表明：難揮發(fā)性的非電解質稀溶液的沸點升高只與溶質的bB有關，而與溶質的本性無關。kb只與溶劑的性質有關，而與溶質種類無關，數(shù)據(jù)有表可查。（P9表1-4）注意：溶液的沸點指溶液剛開始沸騰時的T，純溶劑的沸點是恒定的。1.純液體的凝固點Tf：三、非電解質稀溶液的凝固點降低

（freezingpointdepression）

物質液相凝固點就等于固相的熔點。固液相共存時的溫度，此溫度對其固態(tài)來說也稱熔點。外壓一定時，p液=p固時的溫度。

水的凝固點又稱為冰點。0℃時，p*水=p冰

=0.6106kPa，0℃時冰與水共存2.溶液的凝固點降低原因水冰溶液ABp*0.61273(Tf

*)

A：冰-水共存⊿TfP(kPa)T(K)B：冰-溶液共存

Tf

原因：蒸氣壓下降

ΔTf=Tf

*

-TfPΔTf

：溶液的凝固點降低值

。3.溶液的凝固點降低值的計算公式

ΔTf=Tf

*-

Tf

=kf

bBkf為溶劑的凝固點降低常數(shù)表明：難揮發(fā)性的非電解質稀溶液的凝固點降低只與溶質的bB有關，而與溶質的本性無關。kf只與溶劑的性質有關，而與溶質種類無關，數(shù)據(jù)有表可查。（P9表1-5）應用一：測定溶質的相對分子質量

例取0.749g谷氨酸溶于50.0g水中，測得凝固點為-0.188℃，試求谷氨酸的摩爾質量。

解：

ΔTf=kf

bBnBmAkf

mBmA

MB則MB=kf

mBmA

ΔTf

1.86×0.7490.050×0.188==148(g·mol-1)=kf=測定溶質的相對分子質量說明：利用溶液的沸點升高和凝固點降低都可以測定溶質的相對分子質量。ΔTb法會因溫度高而引起溶劑揮發(fā)，使溶液變濃而引起誤差

；

大多數(shù)溶劑的kf值>kb值，因此同一溶液的ΔTf>ΔTb，因而靈敏度高、實驗誤差小；

某些生物樣品不耐高溫，在沸點易變性或破壞。例水中加入乙二醇可使水的凝固點降低，從而達到抗凍的目的。為了使溶液的凝固點達到-5℃，乙二醇的質量濃度應為多少（假設該溶液屬理想溶液,水為1kg，所得溶液的密度為1kg·L-1）？應用二：制作防凍劑和冷卻劑解

ΔTf=kf

bBbB=ΔTf

kf5

1.86ρ

B=mBV

2.69×62(1000+2.69×62)/1000

==2.69(mol·kg-1)=143(g·L-1)=非易失性的乙二醇四、稀溶液的滲透壓力(一)、滲透現(xiàn)象(二)、滲透壓力(三)、滲透濃度(四)、滲透壓力在醫(yī)學上的意義

(一)、滲透現(xiàn)象滲透現(xiàn)象:溶劑透過半透膜進入溶液的自發(fā)過程。結果：溶液一側的液面升高。原因：單位時間內由純溶劑進入溶液中的溶劑分子數(shù)要比由溶液進入純溶劑的多。半透膜(semi-permeablemembrane)

[定義]只允許溶劑(水)分子通過不允許溶質(蔗糖)分子透過的薄膜。

人工制備膜(如火棉膠膜、玻璃紙及羊皮紙等)；

生物膜(如細胞膜、毛細血管壁等)。滲透方向1.溶劑分子從純溶劑一方往溶液一方滲透；2.溶劑分子從稀溶液一方往濃溶液一方滲透。產生滲透現(xiàn)象必須具備的兩個條件一是有半透膜的存在；二是半透膜兩側單位體積內溶劑分子數(shù)不相等。(半透膜兩側存在滲透濃度差。)(二)、滲透壓力(osmoticpressure)[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]Π[單位]Pa或kPa(二)、滲透壓力1.范托夫（1886荷蘭）定律：單位：R=8.314J·K-1·mol-1

，ΠV=nRTΠ=cBRT稀水溶液(cB≈bB)Π≈RT

bB表明:稀溶液的Π大小僅與單位體積溶液中溶質質點數(shù)的多少有關，而與溶質的本性無關。T(K)bB

(mol·kg-1)或cB

(mol·L-1)則Π(kPa)滲透壓力的計算解C12H22O11的摩爾質量為342g·mol-1，則

nV2.00342×0.050例將2.00g蔗糖（C12H22O11）溶于水，配成

50.0ml溶液，求溶液在37℃時的滲透壓。Π=

cBRTc(C12H22O11)===0.117(mol·L-1)=0.117×8.314×310=302(kPa)滲透壓力的間接測定

例測得淚水的凝固點為-0.52℃，求淚水在體溫37℃時的滲透壓力。

ΔTf

=

kf

bBΠ=

bBRT=

ΔTf

RTkf0.52×8.314×(273+37)1.86=解bB=ΔTf/

kf=

721(kPa)滲透壓力法測定相對分子質量例將1.00g血紅素溶于適量純水中，配置成100ml溶液，在20℃時測得溶液的滲透壓力為0.366kPa,求血紅素的相對分子質量。ΠV=nRTmB

RTMB解滲透壓力法是測定蛋白質等高分子化合物的相對分子質量的最好方法。

=1.00×8.314×(273+20)0.366×0.100MB

=mB

RTΠV=6.66×104(g·mol-1)=血紅素的濃度僅為1.50×10-4mol·L-1凝固點下降僅為2.79×10-4℃【歸納】——很難測定滲透壓力相當于37.3mmH2O柱——可準確測定

小結：難揮發(fā)非電解質稀溶液Δp=kbBΔTb

=kb

bB

=cBRT≈bBRTΔTf

=kf

bB(三)、滲透濃度

1.滲透濃度(osmolarity)[單位]mmol·L-1[定義]單位體積溶液中所含有的能產生滲透效應的各種分子、離子（統(tǒng)稱為滲透活性物質）的總數(shù)。滲透活性物質的物質的量除以溶液的體積。[符號]

cosCos=n/V電解質溶液的依數(shù)性

弱電解質的依數(shù)性計算可近似等同于非電解質。ΔTb

=i

Kb

bB

ΔTf

=iKf

bB

=i

cB

RT≈i

bB

RT校正因子i

：一“分子”電解質解離出的粒子個數(shù)。A-B2或A2-B型強電解質如(MgCl2、Na2SO4等)A-B型強電解質(如KCl、CaSO4、NaHCO3等)Δp=i

KbBi=2i=3例計算醫(yī)院補液用的50.0g·L-1葡萄糖溶液（C6H12O6）和生理鹽水的滲透濃度。

解C6H12O6是非電解質，NaCl是i=2的強電解質

C6H12O6和NaCl的摩爾質量分別為180和58.5(g·mol-1)

C6H12O6：cos==278mmol·L-150.0×1000180NaCl

：cos=×2=308mmol·L-19×100058.5（四)、滲透壓力在醫(yī)學上的意義

等滲、高滲和低滲溶液的概念1.正常人血漿的滲透濃度為303.7mmol·L-1

常用的等滲溶液有生理鹽水、50.0g/L葡萄糖溶液、12.5g·L-1的NaHCO3

溶液。2.臨床上規(guī)定:

等滲溶液:cos在280~320mmol·L-1的溶液;

高滲溶液:cos＞320mmol·L-1的溶液；

低滲溶液:cos＜280mmol·L-1的溶液(isotonicsolution)(hypertonicsolution)(hypotonicsolution)

等滲、高滲和低滲溶液在醫(yī)學上的應用

a.等滲溶液(生理鹽水):b.高滲溶液(15g·L-1NaCl):c.低滲溶液(5g·L-1NaCl):“維持原狀”“皺縮”“溶血”正常紅細胞35正常溶血皺縮280~320mmol/L

<280mmol/L

>320mmol/L

海水的凈化(五)、晶體滲透壓和膠體滲透壓血漿滲透壓晶體滲透壓:膠體滲透壓:維持細胞內外水的相對平衡維持血容量和毛細血管內外水的相對平衡(血漿蛋白質所產生)(NaCl、NaHCO3、葡萄糖、尿素等晶體物質所產生)習題11.相同濃度的葡萄糖和NaCl溶液的П也相同。（）3.血紅細胞置于下列溶液中將會引起何種現(xiàn)象？

A、29g/LNaCl溶液B、5g/L葡萄糖溶液

C、生理鹽水和等體積的水的混合液

D、生理鹽水和50g/L葡萄糖溶液等體積的混合液2.若兩種溶