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1、 第二章 稀溶液的依数性Colligative Properties of Dilute Solution原理、计算及在医学上的应用物质 蒸气压 p 沸点Tb 凝固点Tf (b/molKg-1) (mmHg , 20) () ()纯水 17.50 100 00.5b蔗糖水 17.31 100.27 -0.930.5b尿素溶液 17.31 100.24 -0.940.5b甘油溶液 17.31 与纯溶剂相比， 溶液的 p, Tb, Tf 变化与溶质的本性无关Colligative Properties of Dilute Solution溶液 蒸气压 p （b/molKg-1） （mmHg , 2
2、0）0.198b蔗糖水 17.50 0.0610.396b蔗糖水 17.50 0.1230.594b蔗糖水 17.50 0.1850.792b蔗糖水 17.50 0.248 p 降低值与溶液的浓度成正相关Colligative Properties of Dilute Solution第一节 溶液的蒸气压下降一、溶剂（纯液体）的蒸气压，p vapor pressure 单位：Pa或kPa定义：一定，V蒸发=V凝聚 时溶剂蒸气压强恒定zhengfap 溶剂本性，T饱和蒸气压溶剂中加入一种难挥发的非电解质占据一部分溶剂的表面束缚一部分高能水分子p 将二、溶液的蒸气压下降 Raoult定律 一定温度
3、下，难挥发非电解质稀溶液的蒸气压与溶剂的摩尔分数成正比，而与溶质的本性无关。p = p0A p0 ：同温度下纯溶剂的蒸气压pp0(1xB) p0p pp0 xB pp0 p0 xB1. 非电解质 2. 难挥发 3. 稀溶液对于稀溶液 nA nB对于一定的溶剂Raoult定律适用范围K取决于溶剂本性及T,与溶质本性及浓度无关第二节 溶液的沸点升高和凝固点降低 溶剂的沸点 boiling point 液体沸腾( p液 = p大气 )时的温度 溶液的沸点升高是溶液蒸气压下降的直接结果一、溶液的沸点升高正常沸点：p大气101.3kPa 时的沸点 p KbB Tb Kb bBKb沸点升高常数 单位：KK
4、gmol1与溶剂本性有关与溶质本性和浓度无关101.3p (kPa)373 T bT (K)纯水 水溶液Tb几种常用溶剂的沸点升高常数（参看p.17 表2-3）溶 剂 沸点/K Kb/(Kkgmol-1)水 373 0.512苯 353 2.53三氯甲烷 334 3.85萘 491 5.80乙醚 338.4 2.02乙醇 351.4 1.22二、溶液的凝固点降低1纯溶剂的凝固点 freezing point 在一定外压下，物质固、液两相平衡共存(两相p相等)时的温度,又称为熔点。为什么只有当物质固、液两相 p 相等时，它们才能平衡共存？稀浓p小p大 否则 p 大者必向 p 小者转化。 溶液的凝
5、固点一定外压下，溶液中溶剂与固态纯溶剂平衡共存时的温度。 p 溶液中溶剂（l） p 溶剂(s)也是溶液蒸气压下降的直接结果 溶液的凝固点降低(a)凝固点时，纯溶剂固态、液态的蒸发速度与气态的凝聚速度相等(b)溶液的蒸发速度小于固态纯溶剂的蒸发速度与气态的凝聚速度。 p K bB Tf Kf bBKf 称为凝固点降低常数 单位同KbT (K)AB0.61Tf 273 A: 冰水共存 B: 冰溶液共存溶液Tf冰水p/KPa几种常用溶剂的凝固点降低常数（参看p.17 表2-3）溶 剂 凝固点/K Kf /(Kkgmol-1)水 273 1.86苯 278.6 5.10醋 酸 289.8 3.90樟
6、脑 452.8 39.7萘 353 6.90乙 醚 156.8 1.8乙 醇 155.7 1.99（三）电解质稀溶液的依数性行为 1.依数性溶质微粒浓度2.电解质稀溶液中溶质微粒浓度i bBi为电解质B一个基本单元能解离出的离子数。如NaCl的i为2，CaCl2的i为3 电解质稀溶液Tb=KbibBTf=KfibB（一）渗透作用 osmosis三、 溶液的渗透压通过半透膜发生表面上单方面扩散的现象1. 产生条件半透膜浓度差3. 限度：达到渗透平衡2. 方向溶剂由稀向浓糖水水半透膜4. 渗透现象产生原因（二）渗透压， osmotic pressure/Pa或KPa恰能阻止纯溶剂通过半透膜向溶液渗
7、透必须施加于溶液液面上的额外压强溶质微粒浓度溶剂进入趋势阻止渗透所需压强 与浓度的相关性（三）渗透压方程（Vant Hoff 经验式) V nRT 或 cBRT 具有依数性电解质溶液 icBRT当溶液很稀时 ibBRT 或 bBRT 式中单位: /8.314 KPa L K-1 mol-1，cB/mol L-1, /K, /KPa实验证明 在数值上符合理想气体方程（四）渗透浓度 osmolarity 单位：mmolL-1混合溶液中能产生渗透效应的溶质微粒（分子或离子）的浓度总和。cB,OS(非电解质)=cB cB,OS(电解质)=icB正常人各种渗透活性物质的渗透浓度/mmolL-1 渗透活性
8、物质质Na+K+Ca2+Mg2+Cl-HCO3-HPO42-, H2PO4-SO42-血浆浆中14452.51.51072720.5组织间组织间 液 中137472.41.4112.728.320.5细细胞內液中1014131410111续正常人各种渗透活性物质的渗透浓度/mmolL-1渗透活性物质质 氨基酸血浆浆中 2组织间组织间 液 中 2细细胞內液中 8肌酸0.20.29乳酸盐盐1.21.21.5 三磷酸腺苷5 一磷酸已糖3.7 葡萄糖5.65.6 蛋白质质1.20.24 尿素444 cos303.7302.2302.2例1 试计算37生理盐水的渗透压和渗透浓度。 生理盐水的质量浓度B为
9、9.0g L-1, T=37+273=310K解：cB,os = 20.1541000 = 308(mmolL-1)已知：四、依数性的应用（一）测定溶质的摩尔质量 例2 取0.749g谷氨酸溶于50.0g水中，测得其凝固点为-0.188，已知水的Kf =1.86, 计算谷氨酸的MB。注意单位：mBg；mAKg例3 一种非电解质,估计它的摩尔质量在12000gmol-1左右,问用哪一种依数性来测定摩尔质量最好?解：设200C下, 取1.00g 样品溶于100g 水中 常采用渗透压法测高聚物的摩尔质量MB小的物质宜采用凝固点降低法。临床上对血液、胃液、唾液、尿液、透析液、组织细胞培养液等，常用 “
10、冰点渗透压计”通过测定Tf值来推算渗透压。（二）防冻剂、冷冻剂（一）测定溶质的摩尔质量 汽车水箱中加甘油或乙二醇 Tf冰盐水冷冻剂(NaCl与水以某种比例混合)Tf=22生物抗冻剂(如爱斯基摩人血液中)（三）判断物质的纯度（测 Tf ，Tb ） （四）海水淡化反渗透淡水海水（五）等渗输液生理等渗溶液 280320 mmolL-1高渗溶液 320 mmolL-1低渗溶液 280 mmolL-1高渗等渗低渗红细胞在高渗溶液中皱缩；等渗溶液中维持原状；低渗溶液中肿胀甚至破裂。例4 1.00%尿素溶液50.0ml，需加入多少克葡萄糖(C6H12O6)才与血液等渗？已知 Kf1.86，Tf 血液272.
11、44K，M 葡萄糖180gmol-1，M尿素 60.0gmol-1解法1： Tf,血液 =273272.44=0.56(K) Tf,尿素=Kf b尿素 Kf c尿素=1.860.167 =0.311(K)Tf,葡萄糖=0.560.311=0.25(K)Tf,葡萄糖 Kf c葡萄糖 c葡萄糖= 0.25/1.860.13 (molL-1) m葡萄糖cVM 0.130.050180 1.2(g)解法2：(若不知Tf,血液)由正常人cB,OS,血液280320mmolL-1 计算则应cB,葡萄糖(0.2800.167)(0.3200.167) 0.1130.153(molL-1 m葡萄糖=cVM =
12、(0.1130.153)0.0501801.021.38(g)（六）血浆晶体渗透压和胶体渗透压1. 晶体渗透压：约767kPa维持细胞内、外水盐平衡 。 细胞膜低分子晶体物质2. 胶体渗透压：约2.93.9kPa。维持血浆的正常容量。 毛细血管壁高分子胶态物质（七）血液净化 肾衰竭、排毒血液透析液 孔径合适的半透膜血透示意图1.用弥散、对流原理以超滤方式清除代谢废物；2.调节透析液成分、浓度来调节血液水盐平衡。 今有葡萄糖、氯化钠、氯化钙三种溶液，cB均为 0.1 molL-1,试比较三者渗透压的大小。 : CaCl2 NaCl C6H12O6 用质量相同的下列化合物作为防冻剂，哪一种防冻效果最好？为什么？乙二醇（C2H6O2） 甘油（C3H8O3） 葡萄糖（C6H12O6） 蔗糖（C12H22O11） 乙二醇 MB最小
