稀溶液的依数性-PPT.ppt

3.结冰的路面撒盐的原因是什么？结冰的路面撒盐的原因是什么？提问提问1.高山上煮鸡蛋为什么不熟？高山上煮鸡蛋为什么不熟？2.夏天腌黄瓜为什么夏天腌黄瓜为什么“出汤出汤”？1（沸点）（沸点）（渗透压）（渗透压）（凝固点下降）（凝固点下降）第二章第二章 稀溶液的依数性稀溶液的依数性Colligative Properties of Diluted Solution2溶液的一般概念溶液的一般概念3溶解是一个物理化学过程溶解是一个物理化学过程溶质的物理分散，吸热过程溶质的物理分散，吸热过程溶质分子溶剂化，放热过程溶质分子溶剂化，放热过程 引起溶液的性质不同的因素引起溶液的性质不同的因素溶质的本性溶质的本性 溶液的颜色、导电性、表面张力等。溶液的颜色、导电性、表面张力等。溶液的浓度溶液的浓度 溶液的蒸气压、沸点、凝固点、渗透压等。溶液的蒸气压、沸点、凝固点、渗透压等。溶液的依数性（稀溶液的通性）溶液的依数性（稀溶液的通性）45为什么要学习稀溶液的依数性？为什么要学习稀溶液的依数性？人体内包含大量的、形形色色的溶液体系。人体内包含大量的、形形色色的溶液体系。正常的生理功能依赖于内环境（主要是液正常的生理功能依赖于内环境（主要是液体环境）的稳定。体环境）的稳定。当溶液组成改变时，溶液的某些性质将依当溶液组成改变时，溶液的某些性质将依从稀溶液的依数性规律而发生改变。从稀溶液的依数性规律而发生改变。稀溶液的依数性，对细胞内外物质交换与稀溶液的依数性，对细胞内外物质交换与运输、临床输液、水及电解质代谢等问题，运输、临床输液、水及电解质代谢等问题，具有一定的理论指导意义。具有一定的理论指导意义。难挥发非电解质稀溶液的依数性：难挥发非电解质稀溶液的依数性：蒸气压下降蒸气压下降 沸点升高沸点升高凝固点下降凝固点下降 渗透压渗透压67注注 意意 稀溶液的依数性只适用于难挥发的非电稀溶液的依数性只适用于难挥发的非电解质稀溶液（解质稀溶液（0.2 molkg-1以下），对电解以下），对电解质溶液或浓度较大的非电解质溶液，由于质溶液或浓度较大的非电解质溶液，由于溶质的溶剂化及溶质微粒间存在着不可忽溶质的溶剂化及溶质微粒间存在着不可忽视的作用力，溶液的依数性规律将发生偏视的作用力，溶液的依数性规律将发生偏差。差。78本章学习要求及重点本章学习要求及重点理解稀溶液依数性的概念。理解稀溶液依数性的概念。掌握稀溶液的蒸气压降低、凝固点降低、掌握稀溶液的蒸气压降低、凝固点降低、沸点升高、渗透压产生的原因及变化规律。沸点升高、渗透压产生的原因及变化规律。能够熟练应用稀溶液依数性的相关公式进能够熟练应用稀溶液依数性的相关公式进行计算。行计算。了解稀溶液依数性在医学上的意义。了解稀溶液依数性在医学上的意义。81.蒸发蒸发(evaporation)液相液相气相气相气相气相 液相液相2.凝结凝结(condensation)一、液体的蒸气压一、液体的蒸气压2.1 溶液的蒸气压下降溶液的蒸气压下降9 在一定温度下，当液相蒸发的速率与气相凝结的在一定温度下，当液相蒸发的速率与气相凝结的在一定温度下，当液相蒸发的速率与气相凝结的在一定温度下，当液相蒸发的速率与气相凝结的速率相等时，液相和气相达到平衡，此时，蒸汽所速率相等时，液相和气相达到平衡，此时，蒸汽所速率相等时，液相和气相达到平衡，此时，蒸汽所速率相等时，液相和气相达到平衡，此时，蒸汽所具有的压力称为该温度下的饱和蒸汽压，简称蒸汽具有的压力称为该温度下的饱和蒸汽压，简称蒸汽具有的压力称为该温度下的饱和蒸汽压，简称蒸汽具有的压力称为该温度下的饱和蒸汽压，简称蒸汽压。压。压。压。3.饱和蒸汽压饱和蒸汽压(简称蒸汽压简称蒸汽压)（vapor pressure）H2O(l)H2O(g)符号：符号：符号：符号：p p 单位：帕斯卡（单位：帕斯卡（单位：帕斯卡（单位：帕斯卡（Pa Pa 或或或或 kPakPa)10几种液体蒸气压与温度的关系几种液体蒸气压与温度的关系对于某一物对于某一物质，一定温度质，一定温度下，其蒸汽压下，其蒸汽压是个定值。是个定值。同一液体，同一液体，温度越高，蒸温度越高，蒸汽压越大；蒸汽压越大；蒸汽压越大，越汽压越大，越易挥发易挥发11二、溶液的蒸汽压下降二、溶液的蒸汽压下降实验结果：实验结果：在相同温度下，在相同温度下，P水水P葡萄糖葡萄糖。结论：含有难挥发性溶质溶液蒸气压总是低于同温结论：含有难挥发性溶质溶液蒸气压总是低于同温度纯溶剂的蒸气压度纯溶剂的蒸气压左水，右葡萄糖左水，右葡萄糖1213p ppA*p=p=pA*xBp表示溶液的蒸气表示溶液的蒸气压下降。下降。（2-2）p=pA*(1-xB)p=pA*xA式可改写作：式可改写作：在稀溶液中在稀溶液中nAnB，因而：，因而：在一定温度下，难挥发性非电解质稀溶液蒸气压在一定温度下，难挥发性非电解质稀溶液蒸气压的下降与溶液的质量摩尔浓度成正比，而与溶质的种的下降与溶液的质量摩尔浓度成正比，而与溶质的种类和性质无关。类和性质无关。p=K bB（2-3）20适用条件：适用条件：难挥发非非电解解质的稀溶液的稀溶液溶液的蒸气压下降溶液的蒸气压下降温度压强纯溶剂纯溶剂C2p2p0t212.2 溶液溶液的沸点升高的沸点升高沸点沸点(boiling point)：当液体的蒸气压等于外界：当液体的蒸气压等于外界压力时，液体开始沸腾，此时的温度就是该液压力时，液体开始沸腾，此时的温度就是该液体的沸点。体的沸点。溶液沸点的升高溶液沸点的升高：Tb0 Tb1 Tb2Tb2bB1bB2bB1 bB2Tb1Tb=KbbB Kb-溶剂的沸点升高常溶剂的沸点升高常数，它只与溶剂的性质数，它只与溶剂的性质有关（有关（p12表表2-2）2223 难挥发性非电解质稀溶液的沸难挥发性非电解质稀溶液的沸点升高的原因是溶液的蒸气压低于点升高的原因是溶液的蒸气压低于纯溶剂的蒸气压。纯溶剂的蒸气压。溶液沸点升高的原因？溶液沸点升高的原因？溶溶剂中加入中加入难挥发性溶性溶质后，溶液的蒸气后，溶液的蒸气压下降下降,要使溶液蒸气要使溶液蒸气压等于外等于外压，必，必须提提高温度。高温度。24图2-3 稀溶液的沸点升高和凝固点下降稀溶液的沸点升高和凝固点下降 Tb25 由由Raoult定律：在一定温度下，定律：在一定温度下，难挥发性非性非电解解质稀溶液的蒸气稀溶液的蒸气压下降与溶下降与溶质的的质量摩量摩尔浓度度（bB）成正比。成正比。因此可以得到：溶液的沸点上升也因此可以得到：溶液的沸点上升也与溶液中所含溶与溶液中所含溶质的的颗粒数有关，而于粒数有关，而于溶溶质的本性无关。的本性无关。26溶液沸点上升的定量关系溶液沸点上升的定量关系为：Tb=Tb Tb0=KbbB（2-4）Tb为溶液的沸点升高为溶液的沸点升高；Tb为溶液的沸点；为溶液的沸点；Tb0为纯溶剂沸点；为纯溶剂沸点；Kb为溶剂沸点升高常数，只与溶剂本性有关为溶剂沸点升高常数，只与溶剂本性有关271.纯溶剂的沸点恒定，溶液的沸点不恒定。纯溶剂的沸点恒定，溶液的沸点不恒定。2.溶液的沸点是指溶液刚开始沸腾时的温度。溶液的沸点是指溶液刚开始沸腾时的温度。3.溶剂的沸点升高常数溶剂的沸点升高常数Kb只与溶剂的本性有只与溶剂的本性有关，其值可通过实验确定。关，其值可通过实验确定。式式（2-4）的意的意义在于：溶有在于：溶有难挥发的非的非电解解质的稀溶液的沸点升高与溶液的的稀溶液的沸点升高与溶液的质量摩量摩尔浓度成正比。溶液度成正比。溶液浓度越大，其蒸气度越大，其蒸气压下降越下降越多，多，则沸点升高沸点升高值越大。越大。28 凝固点凝固点(freezing point)是物是物质的固、液的固、液两相蒸气两相蒸气压相等相等时的温度。此温度下固相的温度。此温度下固相与液相平衡共存。与液相平衡共存。一、液态纯物质的凝固点一、液态纯物质的凝固点 纯水的凝固点水的凝固点(273.15 K)又称又称为冰点，冰点，即在此温度水和冰的蒸气即在此温度水和冰的蒸气压相等。相等。2.3 溶液的凝固点降低溶液的凝固点降低29二、溶液的凝固点降低二、溶液的凝固点降低 溶液的凝固点是指溶液的凝固点是指刚有溶有溶剂固体析出固体析出时的温度。的温度。注意：溶液的凝固注意：溶液的凝固,开始析出的是溶开始析出的是溶剂的固的固体体(不含溶不含溶质，水，水为溶溶剂时析出的是冰析出的是冰)。难挥发非非电解解质稀溶液的凝固点稀溶液的凝固点总是比是比纯溶溶剂凝固点低，凝固点低，这一一现象称象称为溶液的凝溶液的凝固点降低固点降低(freezing point depression)30 溶液凝固点降低的原因？溶液凝固点降低的原因？图2-4 稀溶液的沸点升高和凝固点下降稀溶液的沸点升高和凝固点下降 溶液的蒸气溶液的蒸气压下降下降3031 和沸点升高一和沸点升高一样，对于于难挥发性的非性的非电解解质溶液，凝固点降低亦正比于溶液的溶液，凝固点降低亦正比于溶液的质量摩量摩尔浓度，而与溶度，而与溶质的本性无关。的本性无关。Tf 为溶液的凝固点降低值；为溶液的凝固点降低值；Tf0为溶剂的凝固点；为溶剂的凝固点；Tf 为溶液的凝固点；为溶液的凝固点；Kf 为溶剂凝固点降低常数，只与溶剂本性有关为溶剂凝固点降低常数，只与溶剂本性有关 式式(2-5)的意义：难挥发非电解质稀溶液的凝的意义：难挥发非电解质稀溶液的凝固点降低与溶液的质量摩尔浓度成正比。固点降低与溶液的质量摩尔浓度成正比。Tf=Tf0Tf=KfbB（2-5）凝固点下降法测分子量凝固点下降法测分子量Tf=KfbB 32溶液的沸点升高和凝固点降低溶液的沸点升高和凝固点降低比较比较沸点沸点 凝固点凝固点 条件条件P(液液)=P(外外)P(l)=P(s)原因原因纯溶剂：纯溶剂：P0=P(外外)Tb0溶液：溶液：P P0 PP(外外)要要使使P=P(外外)则则Tb 必必纯溶剂纯溶剂:P(l)=P(s)Tf0溶液：溶液：PP(l),要使要使PP(s),冰冰将融化将融化,则则Tf 必必本质本质溶液的蒸气压下降溶液的蒸气压下降定量关定量关系系 Tb=Tb-Tb0 =Kb bB（适用稀溶液（适用稀溶液）Tf=Tfo-Tf=Kf bB（常用来测分子量（常用来测分子量）333334例例1 取取0.749g谷氨酸溶于谷氨酸溶于50.0g水，水，测得凝固得凝固点点为-0.188，试求谷氨酸的摩求谷氨酸的摩尔质量。量。解：解：Tf =Kf bB=Kf（mB/MB）/mA MB=Kf mB/mATf 351.扩散：如蔗糖分子在水中的散：如蔗糖分子在水中的扩散散 由分子本身的由分子本身的热运运动引起引起2.半透膜半透膜(semipermeable membrane)：只只允允许某某些些物物质透透过，而而不不允允许另另一一些些物物质透透过的薄膜。的薄膜。可可作作为半半透透膜膜的的物物质：细胞胞膜膜、肠衣衣、火棉胶膜、玻璃火棉胶膜、玻璃纸、萝卜皮等。卜皮等。2.4 溶液的渗透压溶液的渗透压36半透膜示意半透膜示意图渗透现象渗透现象37渗透渗透现象示意象示意图38 渗透渗透(osmosis)：溶：溶剂分子透分子透过半透膜从半透膜从纯溶溶剂进入溶液入溶液(或从稀溶液向或从稀溶液向浓溶液溶液)的的净迁移。迁移。渗透的目渗透的目标：缩小溶液的小溶液的浓度差。度差。产生渗透现象两个的必备条件：产生渗透现象两个的必备条件：渗透方向：渗透方向：溶剂分子从纯溶剂向溶液或是从稀溶液向溶剂分子从纯溶剂向溶液或是从稀溶液向浓溶液渗透。浓溶液渗透。有半透膜存在；有半透膜存在；半透膜两侧存在浓度差。半透膜两侧存在浓度差。39403.渗透压渗透压渗透渗透压示意示意图渗渗透透压阻阻止止渗渗透透作作用用所所施施加加与与溶溶液液的的额外外压力。力。渗透压的符号渗透压的符号为为，单位单位为为Pa或或kPa。二二 、溶液的渗透压与浓度、温度的关系、溶液的渗透压与浓度、温度的关系稀稀溶溶液液的的渗渗透透压压与与浓浓度度和和温温度度的的关关系系同同理理想想气气体体方方程式一致。程式一致。VantVant Hoff(Hoff(范托夫范托夫范托夫范托夫)V=nRT或或 =cBRT 第二节第二节 稀溶液的依数性稀溶液的依数性：渗透压；：渗透压；V：溶液体积；：溶液体积；R：气体常数；：气体常数；n:溶质物质的量；溶质物质的量；c：物质的量浓度；：物质的量浓度；T：绝对温度；绝对温度；R=8.314 kPa L mol-1 K-14141对对非非电电解解质质的的稀稀溶溶液液来来说说，渗渗透透压压的的大大小小可可表表示为：示为：在溶液浓度很稀时：在溶液浓度很稀时：cBbB故故在在一一定定温温度度下下，稀稀溶溶液液的的渗渗透透压压可可看看作作近似地与溶液的质量摩尔浓度近似地与溶液的质量摩尔浓度bB成正比。成正比。VnRTcBRTbBRT42(1)0.2molL-1葡萄糖溶液与葡萄糖溶液与0.2molL-1蔗糖溶液蔗糖溶液v对于电解质溶液，对于电解质溶液，范托夫范托夫定律应写成：定律应写成：=icRT (2)0.2molL-1NaCl溶液与溶液与0.2molL-1葡萄糖溶液葡萄糖溶液（提示：每个（提示：每个NaCl粒子可以离解成一个粒子可以离解成一个Na+和一个和一个Cl-）请大家比较下列两组物质的渗透压：请大家比较下列两组物质的渗透压：4344例例 将将2.00 g蔗糖蔗糖(C12H22O11)溶于水，配成溶于水，配成50.0 mL溶液，求溶液在溶液，求溶液在37时的渗透的渗透压力。力。解解:C12H22O11的摩的摩尔质量量为342.0gmol-1，则45利用稀溶液的依数性可以利用稀溶液的依数性可以测定溶定溶质的相的相对分子分子质量：量：测定大分子物定大分子物质的相的相对分子分子质量一般用量一般用测渗透渗透压力的方法；力的方法；而而测定小分子物定小分子物质的相的相对分子分子质量一般量一般用凝固点降低法。用凝固点降低法。46三、渗透压在医学上的意义三、渗透压在医学上的意义 渗渗透透活活性性物物质：溶溶液液中中产生生渗渗透透效效应的的溶溶质粒子粒子(分子分子/离子离子)统称称为渗透活性物渗透活性物质。根根据据Vant Hoff 定定律律，在在一一定定温温度度下下，对于任一稀溶液，于任一稀溶液，与与c成正比。成正比。1.渗透渗透浓度度(osmolarity）：）：因因此此可可以以用用渗渗透透活活性性物物质的的量量浓度度来来衡衡量量溶液的渗透溶液的渗透压大小。大小。47 渗透渗透浓度度(osmolarity）：）：所所谓渗渗透透浓度度就就是是渗渗透透活活性性物物质的的物物质的的量量除除以以溶溶液液的的体体积。即即渗渗透透活活性性物物质的的总浓度。度。符号：符号：cos单位：单位：mol L-1或或mmol L-1 表表2-4列列出出了了正正常常人人血血浆、组织间液液和和细胞内液中各种渗透活性物胞内液中各种渗透活性物质的渗透的渗透浓度。度。482.等渗、高渗和低渗溶液等渗、高渗和低渗溶液 等渗溶液：渗透等渗溶液：渗透压相等的两种溶液。相等的两种溶液。高渗溶液：渗透高渗溶液：渗透压不等的两种溶液，不等的两种溶液，则渗透渗透压相相对高的称高的称为高渗溶液。高渗溶液。低渗溶液：渗透低渗溶液：渗透压相相对低的称低的称为低渗溶液。低渗溶液。医学上以血医学上以血浆渗透渗透压作作为标准准规定在定在280320mmolL-1的的溶溶液液为等等渗渗溶溶液液。高高于于此此范范围者者为高渗溶液。反之，高渗溶液。反之，为低渗溶液。低渗溶液。如：如：50.0 gL-1的葡萄糖溶液、生理的葡萄糖溶液、生理盐水水(9.0 gL-1)、12.5 gL-1的的NaHCO3溶溶液液等等是是等等渗溶液。渗溶液。49 将将红红细细胞胞置置于于不不同同浓浓度度的的NaCl溶溶液液中中，在在显显微镜下观察发现：微镜下观察发现：a.在生理盐水中在生理盐水中b.在较浓的在较浓的NaCl溶液中溶液中c.在较稀的在较稀的NaCl溶液中溶液中红细胞逐渐皱缩，皱缩的红细胞互相聚结成红细胞逐渐皱缩，皱缩的红细胞互相聚结成团。这是因为红细胞内液的渗透压力低于浓团。这是因为红细胞内液的渗透压力低于浓NaCl溶液，红细胞内的水向外渗透引起。溶液，红细胞内的水向外渗透引起。红细胞的形态没有什么改变，因为红细胞的形态没有什么改变，因为生理盐水与红细胞内液的渗透压力生理盐水与红细胞内液的渗透压力相等，细胞内外液处于渗透平衡状态。相等，细胞内外液处于渗透平衡状态。红细胞逐渐胀大，最后破裂，释放出红细红细胞逐渐胀大，最后破裂，释放出红细胞内的血红蛋白使溶液染成红色，即溶血。胞内的血红蛋白使溶液染成红色，即溶血。这是因为红细胞内液的渗透压力高于浓这是因为红细胞内液的渗透压力高于浓NaCl溶液，细胞外的水向细胞内渗透引溶液，细胞外的水向细胞内渗透引起。起。50Cellular Responds to Body Fluid TonicityIsotonicHypertonicHypotonic 晶晶体体渗渗透透压压力力(crystalloidal osmotic pressure):低低分分子子晶晶体体物物质质产产生生的的渗渗透透压压力力 如如：电电解解质质、葡葡萄糖、氨基酸等。萄糖、氨基酸等。（二）晶体渗透压与胶体渗透压 胶胶体体渗渗透透压压力力(colloidal osmotic pressure):高高分分子子胶胶体体物物质质产产生生的的渗渗透透压压力力。如如：蛋蛋白白质质、糖类、脂质等。糖类、脂质等。血血浆浆总总渗渗透透压压力力是是这这两两种种渗渗透透压压力力的的总总和和。但但是总渗透压力绝大部分是由低分子晶体物质产生的是总渗透压力绝大部分是由低分子晶体物质产生的。514、晶体渗透压、晶体渗透压力和胶体渗透压力力和胶体渗透压力晶体渗透压晶体渗透压晶体渗透压晶体渗透压胶体渗透压胶体渗透压胶体渗透压胶体渗透压概念概念概念概念由晶体物质由晶体物质由晶体物质由晶体物质(电解质和电解质和电解质和电解质和小分子小分子小分子小分子)产生的产生的产生的产生的由胶体物质由胶体物质由胶体物质由胶体物质(高分子物高分子物高分子物高分子物质质质质)产生的产生的产生的产生的生理功能生理功能生理功能生理功能调节细胞间液和细胞内调节细胞间液和细胞内调节细胞间液和细胞内调节细胞间液和细胞内液之间的水分转移液之间的水分转移液之间的水分转移液之间的水分转移 调节细胞间液与血浆之调节细胞间液与血浆之调节细胞间液与血浆之调节细胞间液与血浆之间的水分转移间的水分转移间的水分转移间的水分转移半透膜半透膜半透膜半透膜细胞膜细胞膜细胞膜细胞膜毛细血管壁毛细血管壁毛细血管壁毛细血管壁应用实例应用实例医生对烧伤或失血过多处理：补充生理盐水，输医生对烧伤或失血过多处理：补充生理盐水，输医生对烧伤或失血过多处理：补充生理盐水，输医生对烧伤或失血过多处理：补充生理盐水，输入血浆等入血浆等入血浆等入血浆等5253渗透原理被用来处理尿毒症渗透原理被用来处理尿毒症.在人工肾里在人工肾里,病病人的血液在玻璃软管人的血液在玻璃软管(用作半透膜用作半透膜)循环循环,血液血液里的小分子废物向管外渗透里的小分子废物向管外渗透,从而使血液得到从而使血液得到净化净化.本章小结本章小结 四者均与四者均与bB有关，且只有关，且只与溶液中粒子数有关，与溶与溶液中粒子数有关，与溶质的本质无关质的本质无关依数性依数性。这是难挥发、非电解质稀溶这是难挥发、非电解质稀溶液的性质。液的性质。5455Thats all,thank you!Thats all,thank you!