稀溶液依数性.pptx

1.什么叫蒸气压什么叫蒸气压?蒸气压大小与什么因素有关蒸气压大小与什么因素有关?写出拉乌尔定律的三种表达式写出拉乌尔定律的三种表达式.2.什么叫沸点什么叫沸点?为什么溶液的沸点会升高为什么溶液的沸点会升高?(作图说明作图说明).写出沸点升高与溶液浓度关系的表达式写出沸点升高与溶液浓度关系的表达式.试说出它的应用试说出它的应用.3.什么叫凝固点什么叫凝固点?为什么溶液的凝固点会降低为什么溶液的凝固点会降低?(作图说明作图说明).写出凝固点降低与溶液浓度关系的表达式写出凝固点降低与溶液浓度关系的表达式.试说出它的应用试说出它的应用.4.说出溶液渗透方向和条件说出溶液渗透方向和条件,写出范德荷夫公式和渗透浓度的写出范德荷夫公式和渗透浓度的计算式计算式.5.血浆总渗透压是多少血浆总渗透压是多少,如何判断溶液的等渗、高渗、低渗如何判断溶液的等渗、高渗、低渗.第三章第三章第三章第三章 稀溶液依数性稀溶液依数性稀溶液依数性稀溶液依数性 思考题思考题思考题思考题 第三章第三章第三章第三章 稀溶液的依数性稀溶液的依数性稀溶液的依数性稀溶液的依数性 溶液的性质分可分成两部分:与溶质本性有关的性质(如溶液的导电性、颜色、溶解度)与溶液的浓度有关的性质(如溶液的蒸气压、溶液的沸点、溶液的凝 固点、溶液的渗透压等)第一节第一节 非电解质稀溶液的依数性非电解质稀溶液的依数性 一一.溶液的蒸气压下降溶液的蒸气压下降 1.溶剂的蒸气压(P0 )一定温度下，一定温度下，V蒸发蒸发=V凝聚时，此时凝聚时，此时水面上的蒸气压称为该温度下水的水面上的蒸气压称为该温度下水的饱饱和蒸气压和蒸气压，简称，简称蒸气压蒸气压。影响液体蒸气压大小的因素：影响液体蒸气压大小的因素：温度：温度：t，p 2、溶液的蒸汽压、溶液的蒸汽压加入一种难挥发的非电解质加入一种难挥发的非电解质束缚一部分高能水分子束缚一部分高能水分子占据了一部分水的表面占据了一部分水的表面（P）P3、溶液的蒸气压下降、溶液的蒸气压下降拉乌尔拉乌尔定律定律 在在一一定定温温度度下下，难难挥挥发发性性非非电电解解质质稀稀溶溶液液的的蒸蒸气气压压等等于于纯纯溶溶剂的蒸气压（剂的蒸气压（P0 ）乘以溶液中溶剂的摩尔分数（）乘以溶液中溶剂的摩尔分数（XA）。）。由于：由于：所以：所以：即即：表表明明 ：在一定温度下，难挥发性非电解质稀溶液的蒸气在一定温度下，难挥发性非电解质稀溶液的蒸气压下降与溶液中溶质的摩尔分数成正比。压下降与溶液中溶质的摩尔分数成正比。对于稀溶液对于稀溶液 ：n A n B所以：得：又：表明：稀溶液的蒸气压下降与溶液的质量摩尔浓度成正比稀溶液的蒸气压下降与溶液的质量摩尔浓度成正比 。即。即难挥发性非电解质稀溶液的蒸气压下降只与一定量的溶难挥发性非电解质稀溶液的蒸气压下降只与一定量的溶剂中所含溶质的微粒数有关，而与溶质的本性无关。剂中所含溶质的微粒数有关，而与溶质的本性无关。二、溶液的沸点升高二、溶液的沸点升高1 1液体的沸点液体的沸点 (boiling point)液体沸腾时的温度液体沸腾时的温度 P P 液液 =P P 大气大气2 2溶液的沸点升高溶液的沸点升高是溶液蒸气压下降的直接结果是溶液蒸气压下降的直接结果101.3P (k Pa)373 TBT(K)纯水纯水水溶液水溶液TB P KbB TB Kb bB Kb 称为沸点升高常数称为沸点升高常数几种常用溶剂的沸点升高常数几种常用溶剂的沸点升高常数 溶溶 剂剂 沸点沸点/K Kb 水水 373.0 0.52 苯苯 353.2 2.53 三氯甲烷三氯甲烷 333.2 3.63 萘萘 491.0 5.80 乙醚乙醚 307.4 2.163.应用：应用：1）高压锅消毒及做饭菜。）高压锅消毒及做饭菜。2）有机化学合成中的减压蒸馏）有机化学合成中的减压蒸馏.三三.溶液的凝固点降低溶液的凝固点降低1 1液体的凝固点（液体的凝固点（freezing point）在一定外压下，物质固、液两相平衡共存时的温度。在一定外压下，物质固、液两相平衡共存时的温度。也是溶液蒸气压下降的直接结果也是溶液蒸气压下降的直接结果2 2溶液的凝固点降低溶液的凝固点降低P(kPa)T (K)水水冰冰溶液溶液AB0.61 Tf 273 A A：冰冰-水共存水共存 B B：冰冰-溶液共存溶液共存Ttf P K bB Tf Kf bB Kf 称为凝固点降低常数称为凝固点降低常数几种常用溶剂的凝固点降低常数几种常用溶剂的凝固点降低常数 溶溶 剂剂 凝固点凝固点/K Kf 水水 273.0 1.86 苯苯 278.5 4.90 醋醋 酸酸 289.6 3.90 樟樟 脑脑 452.8 39.7 萘萘 353.0 6.90 溴乙烯溴乙烯 283.0 12.53.3.凝固点降低法的应用：凝固点降低法的应用：1 1）推算溶质的摩尔质量）推算溶质的摩尔质量2 2）冰盐浴：降低介质温度）冰盐浴：降低介质温度3 3）防冻）防冻四、溶液的渗透压四、溶液的渗透压（一）渗透现象与渗透压（一）渗透现象与渗透压1 1渗透现象渗透现象：通通过过半半透透膜膜发发生生表表面面上上单单方方面的扩散现象面的扩散现象 产生条件产生条件有半透膜有半透膜膜膜两两侧侧有有浓浓度差度差 渗透方向渗透方向：从溶剂向溶：从溶剂向溶 液或从稀溶液向浓溶液或从稀溶液向浓溶 液进行渗透。液进行渗透。溶剂(a)渗透现象 溶液溶液溶剂(b)渗透压力 2 2渗透压渗透压（）达渗透平衡时溶液液面上的静压强达渗透平衡时溶液液面上的静压强符号符号 ：单位；单位；PaPa或或kPakPa 3 3渗透压方程（范徳荷夫公式）渗透压方程（范徳荷夫公式）V V=n nB BRT RT 或或 =c cB BRTRT 当溶液很稀时当溶液很稀时 c cB B b bB B b bB BRTRT4.4.渗透压力法测定高分子化合物的分子量渗透压力法测定高分子化合物的分子量 第二节第二节 电解质稀溶液的依数性电解质稀溶液的依数性 =icBRTibBRTi：校正因子,近似等于一“分子”电解质解离出的粒子个数第二节第二节 电解质稀溶液依数性电解质稀溶液依数性 第三节第三节 渗透压在医学上的应用渗透压在医学上的应用 一一.渗透浓度渗透浓度 定义定义:溶液中能产生渗透作用的溶质溶液中能产生渗透作用的溶质粒子粒子(分子和离子分子和离子)总的总的 物质的量浓度物质的量浓度.用用Cos 表示表示.Cos=iCB1000 (mmol/L)【例例3-73-7】计计算算50.0g50.0gL-1L-1葡葡萄萄糖糖溶溶液液和和生生理理盐盐水水的渗透浓度（用的渗透浓度（用mmolmmolL-1L-1表示）。表示）。解：解：葡葡萄萄糖糖(C6H12O6)的的摩摩尔尔质质量量为为180gmol-1，50.0gL-1葡萄糖溶液的渗透浓度为：葡萄糖溶液的渗透浓度为：cos=278 280(mmolL-1)NaCl的的摩摩尔尔质质量量为为58.5 gmol-1，生生理理盐盐水水的渗透浓度为：的渗透浓度为：cos=2=308(mmolL-1)二二.溶液的等渗、高渗、低渗溶液的等渗、高渗、低渗1.血浆总渗透压血浆总渗透压:(晶体渗透压晶体渗透压+胶体渗透压胶体渗透压)正常人血浆总渗透压为正常人血浆总渗透压为:280 320 mm0l/L晶体渗透压力：小离子和小分子物质所产生的渗透压力晶体渗透压力：小离子和小分子物质所产生的渗透压力 胶体渗透压力：高分子物质所产生的渗透压力胶体渗透压力：高分子物质所产生的渗透压力2.溶液的等渗、高渗、低渗溶液的等渗、高渗、低渗 等渗溶液等渗溶液:溶液的渗透压在溶液的渗透压在 280320 m mol/L之间之间.高渗溶液高渗溶液:溶液的渗透压溶液的渗透压 320mmol/L 低渗溶液低渗溶液:溶液的渗透压溶液的渗透压 280mmol/L 第三次思考题第三次思考题(第六章第六章13节节)第六章第六章 电解质溶液电解质溶液 第第一一次课思考题次课思考题1.强强(弱）电解质在溶液中的特点是什么？写出弱）电解质在溶液中的特点是什么？写出 强电解质溶液离子强度的计算公式。强电解质溶液离子强度的计算公式。2.弱电解质的电离度如何计算？影响电离度大弱电解质的电离度如何计算？影响电离度大 小及电离常数大小的因素有哪些？小及电离常数大小的因素有哪些？3.电离常数的大小有什么意义？它与电离度的电离常数的大小有什么意义？它与电离度的 关系称为什么定律？关系称为什么定律？4.写出一元弱酸写出一元弱酸(碱）溶液碱）溶液pH值的三种计算式及值的三种计算式及 条条 件。件。第四节第四节 胶体溶液胶体溶液分散相与分散介质分散相与分散介质把一种或几种物质分散在另一种物质中就构成分散体系。其中，被分散的物质称为分散相，另一种物质称为分散介质。分散体系分类分散体系分类分类体系通常有三种分类方法：按分散相粒子的大小分类：分子分散系胶体分散系粗分散系按分散相和介质的聚集状态分类：液溶胶固溶胶气溶胶按胶体溶液的稳定性分类：憎液溶胶亲液溶胶按分散相粒子的大小分类按分散相粒子的大小分类1.分子分散系分子分散系分散相与分散介质以分子或离子形式彼此混溶，没有界面，分散相与分散介质以分子或离子形式彼此混溶，没有界面，是均匀的单相，分子半径大小在是均匀的单相，分子半径大小在10-9 m以下以下 。通常把这种。通常把这种体系称为真溶液，如体系称为真溶液，如CuSOCuSO4 4溶液。溶液。2.胶体分散系胶体分散系分散相粒子的半径在分散相粒子的半径在1 nm-100 nm之间的体系。目测是均匀之间的体系。目测是均匀的，但实际是多相不均匀体系。的，但实际是多相不均匀体系。3.粗分散系粗分散系当分散相粒子当分散相粒子大于大于100 nm,目测是混浊不均匀体系，放置后会目测是混浊不均匀体系，放置后会沉淀或分层，如黄河水。沉淀或分层，如黄河水。（一）溶胶的光学性质（一）溶胶的光学性质Tyndall效应效应 1869年年Tyndall发现，若令一束会聚光通过溶胶，从侧发现，若令一束会聚光通过溶胶，从侧面（即与光束垂直的方向）可以看到一个发光的圆锥体，面（即与光束垂直的方向）可以看到一个发光的圆锥体，这就是这就是Tyndall效应效应。其他分散体系也会产生一点散射光，。其他分散体系也会产生一点散射光，但远不如溶胶显著。但远不如溶胶显著。一一、溶胶的性质、溶胶的性质Tyndall效应的本质效应的本质 当分散相粒子的直径大于入射光的波长时，光发生当分散相粒子的直径大于入射光的波长时，光发生反反射射；当分散相粒子的直径远远小于入射光的波长时，光发；当分散相粒子的直径远远小于入射光的波长时，光发生生透射透射；当分散相粒子的直径略小于入射光的波长时，光；当分散相粒子的直径略小于入射光的波长时，光发生发生散射散射。可可见见光光（波波长长400760nm）照照射射溶溶胶胶（胶胶粒粒直直径径1100nm）时时，由由于于发发生生光光的的散散射射，使使胶胶粒粒本本身身好好像像一一个个发发光光体体，因因此此，我我们们在在TyndallTyndall现现象象中中观观察察到到的的不不是是胶胶体体粒粒子子本身，而只是看到了被散射的光，也称本身，而只是看到了被散射的光，也称乳光乳光。利用利用Tyndall现象可以区分溶胶与其它分散系现象可以区分溶胶与其它分散系（二）（二）、溶胶的动力学性质溶胶的动力学性质BrownBrown运动运动 1827 1827 年年植植物物学学家家布布朗朗（B Brown)rown)用用显显微微镜镜观观察察到到悬悬浮浮在在液液面面上上的的花花粉粉粉粉末末不不断断地地作作不不规则的运动。规则的运动。后来又发现许多其它物质如煤、后来又发现许多其它物质如煤、化石、金属等化石、金属等的粉末也都有类似的现象。人们称微粒的这种运动为的粉末也都有类似的现象。人们称微粒的这种运动为布朗运动布朗运动。但但在在很很长长的的一一段段时时间间里里，这这种种现现象象的的本本质没有得到阐明。质没有得到阐明。19031903年发明了年发明了超显微镜超显微镜，为研究布朗运动提供了物质条件。，为研究布朗运动提供了物质条件。用超显微镜可以观察用超显微镜可以观察到溶胶粒子不断地作不规到溶胶粒子不断地作不规则则“之之”字形的运动，从字形的运动，从而能够测出在一定时间内而能够测出在一定时间内粒子的平均位移。粒子的平均位移。通过大量观察，得出结论：通过大量观察，得出结论：粒子越小，布朗运动越激烈。粒子越小，布朗运动越激烈。其运动激烈的程度不随时间而改变，但其运动激烈的程度不随时间而改变，但随温度的升高而增加随温度的升高而增加。BrownBrown运动的本质运动的本质 1905年和年和1906年年爱因爱因斯坦（斯坦（Einstein)和斯莫鲁霍和斯莫鲁霍夫斯基（夫斯基（Smoluchowski)分分别阐述了别阐述了 Brown运动的本运动的本质。质。BrownBrown运运动动是是分分散散介介质质分分子子以以不不同同大大小小和和不不同同方方向向的的力力对对胶胶 体体粒粒子子不不断断撞撞击击而而产产生生的的，由由于于受受到到的的力力不不平平衡衡，所所以以连连续续以以不不同同方方向向、不不同同速速度度作作不不规规则则运运动动。随随着着粒粒子子增增大大，撞撞击击的的次次数数增增多多，而而作作用用力力抵抵消的可能性亦大。消的可能性亦大。当半径大于5 m，Brown运动消失。（三）溶胶的电学性质（三）溶胶的电学性质 1.1.电泳电泳 在外电场作用下，在外电场作用下，带电胶粒在介质中定带电胶粒在介质中定向移动的现象向移动的现象 正极负极上升界面下降界面纯水Fe(OH)3溶胶电泳示意图从电泳的方向可以判断出胶粒所带电荷从电泳的方向可以判断出胶粒所带电荷 大大多多数数金金属属氢氢氧氧化化物物溶溶胶胶向向负负极极迁迁移移，胶胶粒粒带带正正电电，称称为为正正溶溶胶胶；大大多多数数金金属属硫硫化化物物、硅硅酸酸、金金、银银等等溶溶胶胶向向正极迁移，胶粒带负电，称为正极迁移，胶粒带负电，称为负溶胶负溶胶。本质本质：胶粒的定向运动：胶粒的定向运动 2.2.电渗电渗 在外电场作用下，分散介质通过多孔性物质作在外电场作用下，分散介质通过多孔性物质作定向移动的现象称为定向移动的现象称为电渗电渗 图中，3为多孔膜，可以用滤纸、玻璃或棉花等构成；也可以用氧化铝、碳酸钡、AgI等物质构成。如果多孔膜吸附阴离子，则介质带正电，通电时向阴极移动；反之，多孔膜吸附阳离子，带负电的介质向阳极移动。在U型管1,2中盛电解质溶液，将电极5,6接通直流电后，可从有刻度的毛细管 4中，准确地读出液面的变化。电渗实验本质本质：介质的定向移动：介质的定向移动二、胶团的结构二、胶团的结构 胶粒的结构比较复杂，先有一定量的难溶物分子胶粒的结构比较复杂，先有一定量的难溶物分子聚结形成胶粒的中心，称为聚结形成胶粒的中心，称为胶核胶核；然后胶核选择性的吸附稳定剂中的一种离子，形然后胶核选择性的吸附稳定剂中的一种离子，形成紧密吸附层；由于正、负电荷相吸，在紧密层外形成紧密吸附层；由于正、负电荷相吸，在紧密层外形成反号离子的包围圈，从而形成了有带与紧密层相同成反号离子的包围圈，从而形成了有带与紧密层相同电荷的胶粒；胶粒与扩散层中的反号离子，形成一个电中性的胶粒与扩散层中的反号离子，形成一个电中性的胶团胶团。胶核的选择性吸附胶核的选择性吸附 胶核吸附离子是有选择性的，首先吸附与胶核中相同的某种离子，用同离子效应使胶核不易溶解。若若无无相相同同离离子子，则则首首先先吸吸附附水水化化能能力力较较弱弱的的负负离离子子，所所以以自自然然界界中中的的胶胶粒粒大大多多带带负负电电，如如泥泥浆浆水水、豆浆等都是负溶胶。豆浆等都是负溶胶。例例1 1：AgNO3+KIKNO3 +AgI 过量的过量的 KI 作稳定剂作稳定剂 胶团的结构表达式胶团的结构表达式 ：(AgI)m n I (n-x)K+x xK+|_|_|胶团的图示式：胶团的图示式：胶核胶粒胶团二、胶团的结构二、胶团的结构例例2 2：AgNO3+KIKNO3 +AgI 过量的过量的 AgNO3 作稳定剂作稳定剂 胶团的结构表达式：胶团的结构表达式：(AgI)m n Ag+(n-x)NO3x+x NO3|_|_|胶团的图示式：胶核胶粒胶团二、胶团的结构二、胶团的结构三、高分子化合物溶液三、高分子化合物溶液（一）高分子化合物：是指相对分子质量在一万以上的物（一）高分子化合物：是指相对分子质量在一万以上的物质，如淀粉、蛋白质、核酸、糖原等生物高分子，其他如质，如淀粉、蛋白质、核酸、糖原等生物高分子，其他如橡胶、聚烯烃和纤维等也属于高分子化合物。橡胶、聚烯烃和纤维等也属于高分子化合物。（二）特点：高分子溶液分散相粒子的大小与胶粒大小相似，（二）特点：高分子溶液分散相粒子的大小与胶粒大小相似，某些性质与溶胶类似，如扩散速率慢、不能透过半透膜等，某些性质与溶胶类似，如扩散速率慢、不能透过半透膜等，但其本质是真溶液，是均相的热力学体系，因此与溶胶的性但其本质是真溶液，是均相的热力学体系，因此与溶胶的性质又有不同。质又有不同。（三）（三）大分子溶液对溶胶的作用大分子溶液对溶胶的作用（1）敏化作用 当加入的大分子物质的量不足时，憎液溶胶的胶当加入的大分子物质的量不足时，憎液溶胶的胶粒粘附在大分子上，大分子起了一个桥梁作用，把胶粒联粒粘附在大分子上，大分子起了一个桥梁作用，把胶粒联系在一起，使之更容易聚沉。系在一起，使之更容易聚沉。例如，对例如，对SiO2进行重量分析时，在进行重量分析时，在SiO2的溶胶中加入少的溶胶中加入少量明胶，使量明胶，使SiO2 的胶粒粘附在明胶上，便于聚沉后过滤，的胶粒粘附在明胶上，便于聚沉后过滤，减少损失，使分析更准确。减少损失，使分析更准确。（三）大分子溶液对溶胶的作用（三）大分子溶液对溶胶的作用（2）保护作用 在一定量的溶胶中，加入足量高分子溶液，由于高分子被吸附在胶粒表面，将胶粒包围起来形成保护层，使胶粒不致互相接触而聚沉，从而提高了溶胶的稳定性。例如，微溶性的碳酸钙和磷酸钙等无机盐均以溶胶形式例如，微溶性的碳酸钙和磷酸钙等无机盐均以溶胶形式存在于血液中，由于血液中蛋白质对它们起了保护作用，使存在于血液中，由于血液中蛋白质对它们起了保护作用，使其表观溶解度大大提高却仍能稳定存在而不聚沉。当血液中其表观溶解度大大提高却仍能稳定存在而不聚沉。当血液中蛋白质减少，这些微溶性盐类便沉淀出来，形成肾脏、胆囊蛋白质减少，这些微溶性盐类便沉淀出来，形成肾脏、胆囊等器官中的结石。等器官中的结石。四、凝胶四、凝胶（一）概念：高分子溶液的粘度大，如果在适当的条件（浓度、温高分子溶液的粘度大，如果在适当的条件（浓度、温度、时间）下，使粘度增大到一定程度，整个体系就变成具有度、时间）下，使粘度增大到一定程度，整个体系就变成具有网状结构的半固态物质，这个过程称为胶凝，所形成的立体网网状结构的半固态物质，这个过程称为胶凝，所形成的立体网状结构物质称为凝胶状结构物质称为凝胶 。（二）分类：1.1.弹性凝胶：凝胶经烘干脱水后，体积缩小，但仍保持弹弹性凝胶：凝胶经烘干脱水后，体积缩小，但仍保持弹性的称为弹性凝胶。如琼脂、明胶、动物体内的肌肉、软骨、性的称为弹性凝胶。如琼脂、明胶、动物体内的肌肉、软骨、指甲、皮肤等都属于弹性凝胶。指甲、皮肤等都属于弹性凝胶。2.刚性凝胶：经烘干脱水后，体积变化不大，但弹性已失去，并易研碎的叫刚性凝胶。如硅胶、氢氧化铁凝胶等。（三）主要性质：（三）主要性质：1.1.溶胀：溶胀：将干燥的弹性凝胶放置于适当的溶剂中，它会自将干燥的弹性凝胶放置于适当的溶剂中，它会自动吸收溶剂而增大体积，这种现象称为动吸收溶剂而增大体积，这种现象称为溶胀溶胀。2.2.离浆离浆 将弹性凝胶放置一段时间后，一部分液体会自动从将弹性凝胶放置一段时间后，一部分液体会自动从凝胶中分离出来，使凝胶的体积逐渐缩小，这种现象称凝胶中分离出来，使凝胶的体积逐渐缩小，这种现象称为为离浆离浆。Theamountofsubstanceisabasicphysicalquantitythatshowsthequantityofsubstance.Itselementaryunitis“mole”.Therearemanyshowingwaysaboutthescaleofformationofsolution.Commonly,amountof substanceconcentration、mass concentration、molarity、molefraction、mass fractionand volume fraction.Itmaybeconvertedmutuallyamongvariousshowingwaysaboutthescale of formationofsolution.SummarySummary Thecolligativepropertiesofthedilutesolutionwithnon-volatilityandnon-electrolyteconcernsonlytheratioofthenumberofparticlesofsoluteandsolvent,butnottheinherentqualityofsolute.ThelawofRaoultstates:atagiventemperature,thevaporpressureofthedilutesolutionwithnon-volatilityandnon-electrolyteisthatthevaporpressureofpure solventmultipiesmolefractionofthe solventinthesolution.SummarySummary Thevaporpressureloweringofthesolutionleadstoitsboilingpointelevationanditsfreezingpointdepression.Osmoticpressure,inherentcharacteristicofsolution,isequivelentto“excessivepressure”.Thephenomenonofosmosisproduceswithtwoconditions:firstly,theexistenceofsemi-permeablemembrane;secondly,thedifferenceofosmolar-ityatthetwoflanksofmembrane.Theosmoticdirectionissolventmoleculescomeintosolutionfrompuresolventviamembrane,or solventmoleculescomeintoconcentratedsolutionfromdiluteone.ThevantHoffformula hasdemonstratedtherelationshipoftheosmoticpressureandtheconcentrationand temperature.Intheformulasof colligativepropertiesofelectrolytesolution,“i”wascalledthecorrectedfactor.“i”isequaltothenumberofparticlescleavedfromone electrolytemolecule.Theosmoticpressureis very important inmedicine.The rangeof osmolarity of isotonic solution is from 280mmolL-1to320mmolL-1.Therelationshopsofthefourcolligativepropertiesofdilutesolutionwithnon-volatilityandnon-electrolyteconnectscloselyeachother.SummarySummary