基本内容 辅助手段和 时间分配 第一节溶液的蒸气压下降 -、蒸气压(vapor pressure) 1、相:体系中物理性质和化学性质都相同的组成部分成为一相。根 气态水分子变成液态水分子的过程。 塞发平衡 以水为例说明。 H0(g)= =H,00 (2-1) 一定温度下,在一个封闭容器中, 开始时,V双>V 平衡时,V发=Vs 此时, 器内水蒸汽的密度不再改变,它具有的压力也不再改变。 和 的的 6、 气压。用P表示 位是Pa 温度下的 关程关。同度下,不桐的液有不的 气压。 (2)蒸气压与温度有关,同种液体在不同温度下蒸气压不同,而且 不同的液体其蒸气压随温度变化的程度不同。 (3)固体直接蒸发为气体的现象称为升华。 (4)同温同压下,蒸气压小的物质称为易挥发性物质,蒸气压大的 物质称为难挥发性物质。 二、溶液的蒸气压下降(vapor pressure lowering) 气压是液的地 流中溶剂的脑哈证明,全有难挥发件汽质滨流的恭气压总是低干 温度纯溶剂的蒸气压。由于溶质是难挥发性的,因此溶液的蒸气压是 指溶液中溶剂的蒸气压。溶液中,溶质分子要占据部分液面,使单位 时间内逸出液面的溶剂分子数相应地要比纯溶剂时少,其结果是溶液 中溶剂的蒸发速率比全为溶剂时小。根据平衡移动原理,溶剂中加入 难挥发性溶质后,液相中溶剂的摩尔分数下降,式(2.1)表示的液相 与气相间的平衡 移动,导致溶剂的蒸气压下降。 2、拉乌尔定律 p=p°xA (2.2) 式中: 纯溶剂的蒸气压 溶液中溶剂的摩分 上面溶剂的蒸气压 分 6
6 基本内容 辅助手段和 时间分配 第一节 溶 液 的蒸气压下降 一、蒸气压(vapor pressure) 1、相:体系中物理性质和化学性质都相同的组成部分成为一相。根 据组成不同,有单相和多相之分。 2、蒸发(evaporation): 液态水分子变成气态水分子的过程。 3、凝结(condensation) 气态水分子变成液态水分子的过程。 4、蒸发平衡 以水为例说明。 H2O(g) H2O(l) (2—1) 一定温度下,在一个封闭容器中, 开始时,V蒸发>V凝结 平衡时,V蒸发=V凝结 此时,容器内水蒸汽的密度不再改变,它具有的压力也不再改变。 5、蒸气压:与液相处于平衡时的蒸汽所具有的压力称为该温度下的 饱和蒸气压,简称蒸气压。用P表示,单位是Pa或kPa。 6、关于蒸气压的几点说明: (1)蒸气压与液体的本性有关。同温度下,不同的液体有不同的蒸 气压。 (2)蒸气压与温度有关,同种液体在不同温度下蒸气压不同,而且 不同的液体其蒸气压随温度变化的程度不同。 (3)固体直接蒸发为气体的现象称为升华。 (4)同温同压下,蒸气压小的物质称为易挥发性物质,蒸气压大的 物质称为难挥发性物质。 二、溶液的蒸气压下降(vapor pressure lowering) 1、溶液的蒸气压下降:大量实验证明,含有难挥发性溶质溶液的蒸 气压总是低于同温度纯溶剂的蒸气压。(稀溶液的蒸气压实际指的是稀溶 液中溶剂的蒸气压。) 讲解:大量的实验证明,含有难挥发性溶质溶液的蒸气压总是低于同 温度纯溶剂的蒸气压。由于溶质是难挥发性的,因此溶液的蒸气压是 指溶液中溶剂的蒸气压。溶液中,溶质分子要占据部分液面,使单位 时间内逸出液面的溶剂分子数相应地要比纯溶剂时少,其结果是溶液 中溶剂的蒸发速率比全为溶剂时小。根据平衡移动原理,溶剂中加入 难挥发性溶质后,液相中溶剂的摩尔分数下降,式(2.1)表示的液相 与气相间的平衡向左移动,导致溶剂的蒸气压下降。 2、拉乌尔定律 式中:p 0 -纯溶剂的蒸气压 p-同温度下稀溶液上面溶剂的蒸气压 xA-溶液中溶剂的摩尔分数
基本内容 辅助手段和 时间分配 p=p(I-xa)=p°-px8 p°-p=p°xa p=p”xB n4>ng,六n4+ngn4 p=px。=p°x=pPx 而6品 .Ap=p"xa p"beM=Kba 式中:K在一定温度下是一个常数,它取决于P和溶剂的摩尔质量M 该公式表明:温度一定时,难挥发性非电解质稀溶液的蒸汽压下降与溶质 的质量摩尔浓度成正比,而与溶质的本性无关。这就是稀溶液的依数性。 第二节溶液的沸点升高和凝圈点降低 色二)洛流的清点升有《的的 稀溶液的沸点实际指的是稀溶液中溶剂的沸点。稀溶液沸点升高的原 因是溶液的蒸汽压低于纯溶剂的蒸汽压。 试验表明:稀溶液的沸点升高与蒸汽压下降成正比,即: △Tc△P 即△T=K△P 将△P=Kb代入得 △T=K,×KbB=Kba 式中:K为溶剂的质量摩尔沸点升高常数,单位为K·kgmo'。其大小只 与溶剂的本性有关。常见溶剂的K可以从表中查得。 二,溶液的凝固点降低(freezing 1.纯液体的凝固点( ,的相溶剂的蒸汽压与它的 液相蒸汽压相等时的温度。或物质的固相与它的液 相平衡共存时的温度。 2.溶液的凝固点降低:难挥发性非电解质稀溶液的凝固点总是比纯溶剂 凝固点低。 溶液的凝固点降低也是由于溶液的蒸汽压比纯溶剂的蒸汽压低造成的。 1
7 基本内容 辅助手段和 时间分配 式中:K在一定温度下是一个常数,它取决于P ο和溶剂的摩尔质量MA。 该公式表明:温度一定时,难挥发性非电解质稀溶液的蒸汽压下降与溶质 的质量摩尔浓度成正比,而与溶质的本性无关。这就是稀溶液的依数性。 第二节 溶液的沸点升高和凝固点降低 一、溶液的沸点升高(boiling point elevation) (一)液体的沸点(boiling point):液体的蒸汽压等于外压时的温度。 液体的正常沸点(normal boiling point)时指外压为101.3kPa时的沸 点。 (二)溶液的沸点升高(boiling point elevation) 稀溶液的沸点实际指的是稀溶液中溶剂的沸点。稀溶液沸点升高的原 因是溶液的蒸汽压低于纯溶剂的蒸汽压。 试验表明:稀溶液的沸点升高与蒸汽压下降成正比,即: b 1 B b B B b 1 b T K Kb K b P Kb T K P T P = = = = 将 代入得 即 式中:Kb为溶剂的质量摩尔沸点升高常数,单位为K·kg·mol-1。其大小只 与溶剂的本性有关。常见溶剂的Kb可以从表中查得。 二、溶液的凝固点降低(freezing poing depression) 1.纯液体的凝固点(freezing point):物质的固相纯溶剂的蒸汽压与它的 液相蒸汽压相等时的温度。或物质的固相与它的液 相平衡共存时的温度。 2.溶液的凝固点降低:难挥发性非电解质稀溶液的凝固点总是比纯溶剂 凝固点低。 溶液的凝固点降低也是由于溶液的蒸汽压比纯溶剂的蒸汽压低造成的。 B B A B A B B A A B A B B A B A B A B B B B p p x p b M Kb m n b m M n p n n p p x p n n n n n p p x p p p x p p 1 x p p x = = = = = = = + = − = = − = − 而 / , ( )
基本内容 辅助手段和 时间分配 △T,=Kb。 式中:K称为溶剂的质量摩尔凝圈点降低常数。单位为水·kgm'。它只 与溶剂本性有关。常见溶剂的K可以从表中查得。 三、溶液沸点升高和凝固点降低的应用 1、测物质的相对分子量 2、现实生活中的应用 第三节溶液的渗透压力 渗透现象和渗透压 1渗透现象 (1)半透膜(semi-permeable membrance):一种只允许溶剂(如水)分子 透过而溶质(如蔗糖)分子不能透过的膜状物质。羊皮纸、鸡蛋膜、动 物的肠衣、膀胱膜、细胞膜和细胞壁等都是半透膜。 (分析将纯水和0.1moL的葡萄糖水用用半透膜隔开并放置一段时间 后会发生什么现象) (2)渗透现象:溶剂分子透讨半诱膜讲入溶液的扩散现象称为海诱透现奥 (3)渗透现象产生的条件:半透膜和膜两边存在浓度差 (4)渗透方向:渗透的方向总是从纯溶剂向溶液一方或稀溶液往浓溶液 一方,即渗透总是向趋于缩小半透膜两边浓度差的方向进行。 2渗透压(() (1)渗透平衡:渗透现象发生时,在初始阶段,单位时间内从纯水 透过半透膜进入溶液的水分子比从溶液中进入纯水的水分子多,故溶 液一边的液面会渐渐升高,但是随若该液面的升高,其静水压也随之 增大,结果是水分子从纯水透过半透膜进入溶液的速度降低,直到与 水分子从溶液透过半透膜进入纯水的速度相等,此时系统达到一个动 态平衡,此平衡称为渗透平衡,达渗透平衡时系统的液面高度不在发 生变化。 (2)渗透压:指为了阻止渗透现象的发生而施加于溶液液面上的额外 压力称为该溶液的渗透压。单位:Pa或kPa。 (3)注意点:a溶液的渗透压是指溶液针对于纯溶剂而言。 当用半透膜将两种不同浓度的溶液隔开时,液面升高所 产生的压力既不是稀溶液的渗透压,也不是浓溶液的渗透压,而是两种溶 液渗透压的差值。 3.反向渗透(reverseosmosis):若选用一种高强度且耐高压的半透 摸把纯 溶剂和溶液隔开 此的在溶液 加的外压 于渗透压 透将多的 海水 城市自来水的三倍。反向渗透还可用于废水 8
8 基本内容 辅助手段和 时间分配 Tf = K f bB 式中:Kf称为溶剂的质量摩尔凝固点降低常数。单位为K·kg·mol-1。它只 与溶剂本性有关。常见溶剂的Kf可以从表中查得。 三、溶液沸点升高和凝固点降低的应用 1、 测物质的相对分子量 2、 现实生活中的应用 第三节 溶液的渗透压力 一 渗透现象和渗透压 1 渗透现象 (1)半透膜(semi-permeable membrance):一种只允许溶剂(如水)分子 透过而溶质(如蔗糖)分子不能透过的膜状物质。羊皮纸、鸡蛋膜、动 物的肠衣、膀胱膜、细胞膜和细胞壁等都是半透膜。 (分析将纯水和 0.1mol·L-1 的葡萄糖水用用半透膜隔开并放置一段时间 后会发生什么现象) (2)渗透现象:溶剂分子透过半透膜进入溶液的扩散现象称为渗透现象。 (3)渗透现象产生的条件:半透膜和膜两边存在浓度差。 (4)渗透方向:渗透的方向总是从纯溶剂向溶液一方或稀溶液往浓溶液 一方,即渗透总是向趋于缩小半透膜两边浓度差的方向进行。 2 渗透压(osmotic pressure)Π (1)渗透平衡:渗透现象发生时,在初始阶段,单位时间内从纯水 透过半透膜进入溶液的水分子比从溶液中进入纯水的水分子多,故溶 液一边的液面会渐渐升高,但是随着该液面的升高,其静水压也随之 增大,结果是水分子从纯水透过半透膜进入溶液的速度降低,直到与 水分子从溶液透过半透膜进入纯水的速度相等,此时系统达到一个动 态平衡,此平衡称为渗透平衡,达渗透平衡时系统的液面高度不在发 生变化。 (2)渗透压 Π:指为了阻止渗透现象的发生而施加于溶液液面上的额外 压力称为该溶液的渗透压。单位:Pa 或 kPa。 (3)注意点:a 溶液的渗透压是指溶液针对于纯溶剂而言。 b.当用半透膜将两种不同浓度的溶液隔开时,液面升高所 产生的压力既不是稀溶液的渗透压,也不是浓溶液的渗透压,而是两种溶 液渗透压的差值。 3.反向渗透(reverseosmosis):若选用一种高强度且耐高压的半透 膜把纯溶剂和溶液隔开,此时如在溶液上施加的外压大于渗透压力, 则溶液中将有更多的溶剂分子通过半透膜进入溶剂一侧。这种使渗 透作用逆向进行的过程称为反向渗透。反向渗透常用于从海水中快 速提取淡水,成本仅为城市自来水的三倍。反向渗透还可用于废水 治理中除去有毒有害物质
基本内容 辅助手段和 时间分配 二、溶液的渗透压力与浓度及温度的关系 IV=nRT l.an't Hoff定律 nI=CpRT 对稀水溶液而言,ca≈b。 I≈RTbB 式中:一一溶液的渗透压(Pa》 ca一一B的物质的量浓度(molm T一一热力学温度(K) R一一气体摩尔常数(8.314 Pa-m3-K-.mol) b加一溶液的质量摩尔浓度 2n1Hor定律的含义:一定温度下稀溶液的渗透压至于单位体积 液内溶质质点的物质的量(或颗粒数)成正比,而与溶质的本性无关。 3使用an't Hoff定律的注意事项 (1)该定律仅适用于非电解质稀溶液: (2)用该定律进行计算时,一定要统一单位:见书P 4渗透压的应用: (1)测定渗透压 例2-3:将2.00g蔗糖(CH2:0)溶于水,配成50.0ml溶液 求溶液在37℃时的渗透压力。 (2)测定大分子物质的分子量 nIV =nRT M-RT M .M,=mRT 时测得溶液的渗透压力为0.366kPa, 前面所讲的 溶液的依数性的公式仅仅适月 该定 理电解 时要对 CaC,的分别为2和3 够离解出 △P=iKb △T=iKb △T,=iKb。 Π=icRT 9
9 基本内容 辅助手段和 时间分配 二、溶液的渗透压力与浓度及温度的关系- 1.Van, t Hoff 定律 B B B B RTb c b c RT V nRT = = 对稀水溶液而言, 式中:Π――溶液的渗透压(Pa) cB――B 的物质的量浓度(mol·m-1) T――热力学温度(K) R――气体摩尔常数(8.314 Pa·m3·K-1·mol-1) bB-溶液的质量摩尔浓度 2 Van, t Hoff 定律的含义:一定温度下稀溶液的渗透压至于单位体积溶 液内溶质质点的物质的量(或颗粒数)成正比,而与溶质的本性无关。 3使用 Van, t Hoff 定律的注意事项 (1)该定律仅适用于非电解质稀溶液; (2)用该定律进行计算时,一定要统一单位;见书 P5 4渗透压的应用: (1)测定渗透压 例2-3:将2.00g蔗糖(C1 2 H2 2 O1 1 )溶于水,配成50.0ml溶液, 求溶液在37℃时的渗透压力。 (2)测定大分子物质的分子量 V m RT M RT M m V nRT B B B B = = = 例2-4 将1.00g血红素溶于适量纯水中,配置成100ml溶液,在20℃ 时测得溶液的渗透压力为0.366kPa,求血红素的相对分子质量。 三、渗透压在医学上的意义 (一)电解质的依数性:前面所讲的稀溶液的依数性的公式仅仅适用 于非电解质,如果将该定律用于处理电解质时,要对该定律进行修正,必 须引入一个校正因子i,i在数值上为一摩尔该电解质在溶液中能够离解出 离子的物质的量。如NaCl、CaCl2的i分别为2和3。 ic RT T iK b T iK b P iKb B f f B b b B B = = = =
基本内容 辅助手段和 时间分配 (二)渗透浓度(osmolarity) 渗透浓度:指溶液中能产生渗透效应的各种溶质的分子和离子的 总浓度,单位常用molL和m mol L。 ,液用的 ·L葡萄糖溶液利 (三)体液渗透压力的测定自学 (四)等渗、低渗和高渗 (1)等渗、低渗和高渗是一个相对概念,相同温度下,如果两种溶 液的渗透压相等,则称为等渗溶液,否则,渗透压相对较高的溶液称为高 参溶液,渗透压相对较低的溶液称为低渗溶液。医学上堂以正常人休血装 的渗透压(渗透浓度)为标准来衡量溶液渗透压的相对高低。正常人体血 浆的渗透浓度范围为280 m mol L~320 m mol L。规定: 若溶液的cos=280 m mol L-l-320 m mol L1等渗溶液(isotoni olution)) 若溶液的cs<280mmol-L~320 m molL低渗溶液 (hypotonic solution) 若溶液的cas>280 m mol-L~320 m mol L高渗溶液 (hyper tonie s oluti 用购结缩视 (五)晶体渗透压和胶体渗透压(自学) 本章小结 一、稀溶液的依数性 上的热 3.稀溶液的凝固点降低 4.渗透压 二,稀溶液的依数性的有关计算 1.难挥发性非电解质稀溶液 △P=Kb 渗液的凝 'bE 降低 RT或=RTb 2。电解质溶液 (1)稀溶液的蒸汽压下降 A P=ik.h (2)稀溶液的沸点升高 △T=iKbB (3)稀溶液的凝固点降低 △T=iKhR (4)渗透压 =iCw-RT或=-iRT.bp 三、稀溶液依数性的应用:测大分子物质的分子量 四、本章习题:p22,5,8,10
10 基本内容 辅助手段和 时间分配 (二)渗透浓度(osmolarity) 渗透浓度 cos:指溶液中能产生渗透效应的各种溶质的分子和离子的 总浓度,单位常用 mol·L-1 和 m mol·L-1。 例 2-6 计算医 院补液用的 50 . 0g · L - 1 葡萄糖溶液和 9.00g·L - 1 NaCl溶液(生理盐水)的 渗透浓度(以mmo l·L - 1表示)。 (三)体液渗透压力的测定(自学) (四)等渗、低渗和高渗 (1)等渗、低渗和高渗是一个相对概念,相同温度下,如果两种溶 液的渗透压相等,则称为等渗溶液,否则,渗透压相对较高的溶液称为高 渗溶液,渗透压相对较低的溶液称为低渗溶液。医学上常以正常人体血浆 的渗透压(渗透浓度)为标准来衡量溶液渗透压的相对高低。正常人体血 浆的渗透浓度范围为280m mol·L-1~320m mol·L-1。规定: 若溶液的 cos=280m mol·L-1~320m mol·L-1 等渗溶液(isotonic solution) 若溶液的 cos<280m mol·L-1 ~320m mol·L-1 低渗溶液 (hypotonic solution) 若溶液的 cos>280m mol·L-1 ~320m mol·L-1 高渗溶液 (hypertonic solution) (2)溶血和细胞皱缩现象 (五)晶体渗透压和胶体渗透压(自学) 本章小结 一、稀溶液的依数性 1.稀溶液的蒸汽压下降 2.稀溶液的沸点升高 3.稀溶液的凝固点降低 4.渗透压 二、稀溶液的依数性的有关计算 1.难挥发性非电解质稀溶液 (1)稀溶液的蒸汽压下降 △P=K·bB (2)稀溶液的沸点升高 △Tb=Kb·bB (3)稀溶液的凝固点降低 △Tf=Kf·bB (4)渗透压 ∏=CB·RT 或∏=RT·bB 2.电解质溶液 (1)稀溶液的蒸汽压下降 △P=iK·bB (2)稀溶液的沸点升高 △Tb=iKb·bB (3)稀溶液的凝固点降低 △Tf=iKf·bB (4)渗透压 ∏=iCB·RT 或∏=iRT·bB 三、稀溶液依数性的应用:测大分子物质的分子量 四、本章习题: p242,5,8,10