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1、第一章 稀溶液的依数性Colligative properties of dilute solution第一章 稀溶液的依数性蒸气压下降蒸气压下降 (vapor pressure lowering) 沸点升高沸点升高 (boiling point elevation) 凝固点降低凝固点降低 (freezing point depression) 渗透压渗透压 (osmotic pressure) 难难挥挥发发性性稀稀溶溶液液的的这这类类只只与与溶溶质质、溶溶剂剂微微粒粒数数的的比比值值有有关关，而而与与溶溶质质的的本本性性无无关关的的性性质质，称称为稀溶液（为稀溶液（bB0.2 molkg 1
2、）的）的依数性依数性。第一节 溶液的蒸气压下降一、一、蒸气压蒸气压 p（vapour pressure ） 1. 水（水（l）水（水（g）蒸发蒸发凝结凝结 当当v蒸发蒸发= v凝结凝结时，气液相达到平衡，这种与液相处于动时，气液相达到平衡，这种与液相处于动态态平衡的气体平衡的气体叫做叫做饱和蒸气饱和蒸气，产生的，产生的压力称为该温度下压力称为该温度下的的饱和蒸气压饱和蒸气压。简称。简称蒸气压蒸气压。单位单位为为Pa（帕）或（帕）或 kPa（千（千帕）。帕）。2. 影响蒸气压p的因素 液体的本性（同温下不同的物质有不同的液体的本性（同温下不同的物质有不同的p ）；）； p随温度升高而增大；随温度
3、升高而增大； 固体具有一定的固体具有一定的p ； 易挥发物质：易挥发物质： p大大难难挥发物质：挥发物质：p 小小 。二、溶液的蒸气压下降（p）1. 原因：原因：加入一种难挥发性溶质加入一种难挥发性溶质2. 拉乌尔定律：拉乌尔定律：溶液的蒸汽压：溶液的蒸汽压： p = p* xA （p * 为纯溶剂的蒸气压）为纯溶剂的蒸气压）p = p* - p = p* - p* xA（一种溶质）（一种溶质） = p* xB2. 拉乌尔定律内容内容：温度一定时，：温度一定时，难挥发性非电解质稀难挥发性非电解质稀溶液溶液的蒸气压下降的蒸气压下降p与溶质的质量摩尔浓与溶质的质量摩尔浓度度bB成正比。成正比。 表
4、达式表达式：p = K bB = K nB / mA(溶剂溶剂)表表明明：蒸蒸气气压压下下降降只只与与一一定定量量溶溶剂剂中中所所含含的的溶质的微粒数有关，而与溶质的种类无关。溶质的微粒数有关，而与溶质的种类无关。第二节 溶液的沸点升高和凝固点降低 一、溶液的沸点升高一、溶液的沸点升高（boiling point elevation）1. Tb：p液液=p外外时的温度（沸腾）。时的温度（沸腾）。 液体的正常沸点是指外压为液体的正常沸点是指外压为时的沸点。时的沸点。没有专门注明压力条件的沸点通常都是指正常沸点。没有专门注明压力条件的沸点通常都是指正常沸点。 2. 溶液的沸点升高原因 原因：原因：
5、p溶液溶液 p溶剂溶剂 Tb = Tb - Tb* P (kPa)373 (Tb*) T (K)纯水纯水水溶液水溶液TbTb3. 溶液的沸点升高值的计算公式 Tb = Tb - Tb* = Kb bBKb为溶剂的质量摩尔为溶剂的质量摩尔沸点升高常数沸点升高常数表表明明：难难挥挥发发性性的的非非电电解解质质稀稀溶溶液液的的沸沸点点升升高高只只与溶质的与溶质的bB有关，而与溶质的本性无关。有关，而与溶质的本性无关。 1. Tf： p液液=p固固时的温度。时的温度。 二、溶液的凝固点Tf降低（freezing point lowing） 物质液相凝固点就等于固相的熔点。物质液相凝固点就等于固相的熔点
6、。固液相共存时的温度。固液相共存时的温度。2. 溶液的凝固点降低原因水水冰冰溶液溶液AB273 (Tf *) A ：冰：冰-水共存水共存TfP (kPa)T (K)B ：冰：冰-溶液共存溶液共存 Tf 原因：原因：p溶液溶液 p溶剂溶剂 Tf = Tf * - Tf3. 溶液的凝固点降低值的计算公式 Tf = Tf * - Tf = Kf bBKf为溶剂的质量摩尔凝固点降低常数为溶剂的质量摩尔凝固点降低常数表表明明：难难挥挥发发性性的的非非电电解解质质稀稀溶溶液液的的凝凝固固点点降降低低只与溶质的只与溶质的bB有关，而与溶质的本性无关。有关，而与溶质的本性无关。 应用一：测定溶质的相对分子质量
7、 例例 取谷氨酸溶于水中，测得凝固点为取谷氨酸溶于水中，测得凝固点为-0.188，试求谷氨酸的摩尔质量。，试求谷氨酸的摩尔质量。 解：解： Tf = Kf bB= Kf =nBmAKf mBmA MB则则MB= = =148(g mol -1)Kf mBmA Tf 1.86 0.749 0.050 0.188 测定溶质的相对分子质量说说明明：利利用用溶溶液液的的沸沸点点升升高高和和凝凝固固点点降降低低都都可可以以测测定定溶溶质质的的相相对对分分子子质质量量，但但是是在在医医学学和和生生物物科科学学实实验中验中凝固点降低法的应用更为广泛凝固点降低法的应用更为广泛。Tb法法会会因因温温度度高高而而
8、引引起起溶溶剂剂挥挥发发，使使溶溶液液变变浓浓而引起误差而引起误差 ； 大大多多数溶溶剂的的Kf值Kb值，因因此此同同一一溶溶液液的的 TfTb，因而因而灵敏度高、敏度高、实验误差小差小； 某些生物样品不耐高温，在沸点易变性或破坏。某些生物样品不耐高温，在沸点易变性或破坏。 应用二：制作防冻剂和冷却剂 盐盐和和冰冰的的混混合合物物可可用用作作冷冷却却剂剂。冰冰的的表表面面总总附附有有少少量量水水，当当撒撒上上盐盐后后，盐盐溶溶解解在在水水中中成成溶溶液液，此此时时溶溶液液的的蒸蒸气气压压下下降降，当当它它低低于于冰冰的的蒸蒸气气压压时时，冰冰就就会会融融化化。冰冰融融化化时时将将吸吸收收大大量
9、量的的热热，于于是是冰冰盐混合物的温度就会降低。盐混合物的温度就会降低。 采采 用用 NaCl和和 冰冰 ， 温温 度度 可可 降降 到到 -22， 用用CaCl22H2O和和冰冰，可可降降到到-55。在在水水产产事事业业和和食食品品贮贮藏藏及及运运输输中中，广广泛泛使使用用食食盐盐和和冰冰混混合合而而成成的冷却剂。的冷却剂。 水水中中加加入入乙乙二二醇醇可可使使水水的的凝凝固固点点降降低低，从而达到抗冻的目的。从而达到抗冻的目的。第三节：溶液的渗透压力一、渗透现象和渗透压力一、渗透现象和渗透压力二、溶液的渗透压力与浓度及温度的关系二、溶液的渗透压力与浓度及温度的关系 三、渗透压力在医学上的意
10、义三、渗透压力在医学上的意义 渗透现象（理理想想）半半透透膜膜：只只允允许许溶溶剂剂(水水)分分子子通通过过不不 允许溶质允许溶质(蔗糖蔗糖)分子透过的薄膜。分子透过的薄膜。 人工制备膜人工制备膜(如如火棉胶膜、玻璃纸及羊皮纸等火棉胶膜、玻璃纸及羊皮纸等) )； 生物膜生物膜( (如细胞膜、毛细血管壁等如细胞膜、毛细血管壁等) )。渗透现象渗透现象: :溶剂透过半透膜进入溶液的自发过程。溶剂透过半透膜进入溶液的自发过程。渗透方向1. 1. 溶剂分子从纯溶剂一方往溶液一方渗透；溶剂分子从纯溶剂一方往溶液一方渗透；2. 2. 溶剂分子从稀溶液一方往浓溶液一方渗透。溶剂分子从稀溶液一方往浓溶液一方渗
11、透。产生渗透现象必须具备的两个条件一是有半透膜的存在；一是有半透膜的存在；二是半透二是半透膜两侧单位体积内溶剂分子数不相等膜两侧单位体积内溶剂分子数不相等。（存在渗透浓度差（存在渗透浓度差）渗透压力(osmotic pressure) 定定义义 为为维维持持只只允允许许溶溶剂剂通通过过的的膜膜所所隔隔开开的的溶溶液液与与溶剂之间的渗透平衡而需要的超额压力。溶剂之间的渗透平衡而需要的超额压力。 符号符号 单位单位 Pa 或或 kPa二、溶液的渗透压力与浓度及温度的关系1. 范托夫（范托夫（Vant Hoff）定律：）定律：单位：单位：R=8.314 JK-1mol-1( 或或 kPa L K-1
12、mol-1 )V = nRT = cBRT稀溶液稀溶液 (cBbB) RT bB表表明明: 稀稀溶溶液液的的大大小小仅仅与与单单位位体体积积溶溶液液中中溶溶质质质质点点数的多少有关，而与溶质的本性无关。数的多少有关，而与溶质的本性无关。T (K )bB (mol kg -1 )或或cB (mol L-1 )则则 (kPa)渗透压力的计算解解 C12H22O11的摩尔质量为的摩尔质量为342 gmol-1，则，则 c(C12H22O11) = = = 0.117 (molL-1) = cB RT = 0.117 8.314 310 =302( kPa) nV2.00342 0.050例例 将将
13、蔗蔗 糖糖 （ C12H22O11） 溶溶 于于 水水 ， 配配 成成溶液，求溶液在溶液，求溶液在37时的渗透压。时的渗透压。渗透压力的间接测定 例例 测测得得泪泪水水的的凝凝固固点点为为-0.52，求求泪泪水水在在体体温温37时的渗透压力。时的渗透压力。 Tf = Kf bB = bB RT = Tf RTKf0.528.314(273+37)1.86=解解bB =Tf / Kf= 721 ( kPa)渗透压力法测定相对分子质量例例2 将将1.00 g血血红红素素溶溶于于适适量量纯纯水水中中，配配置置成成100 ml溶溶液液，在在20时时测测得得溶溶液液的的渗渗透透压压力力为为0.366 k
14、Pa,求求血血红红素的相对分子质量。素的相对分子质量。 V = n RT = mB RTMB解解【归纳】血血红红素素的的浓浓度度仅仅为为1.5010-4 molL-1，凝凝固固点点下下降降仅仅为为2.7910-4，故故很很难难测测定定。但但此此溶溶液液的的渗渗透透压压力力相相当当于于37.3 mmH2O柱柱，因因此此完完全全可可以以准准确确测测定定。因因此此，渗渗透透压压力力法法是是测测定定蛋白质等蛋白质等高分子化合物的相对分子质量的最好方法高分子化合物的相对分子质量的最好方法。 = = 6.66104(g mol -1)1.00 8.314(273+20)0.3660.100MB =mB R
15、T V 总结：总结：非电解质溶液非电解质溶液Tf = Kf bB = = cBRT bBRT三、渗透压力在医学上的意义1.电解质溶液的依数性 弱电解质的依数性计算可近似等同于非电解质。弱电解质的依数性计算可近似等同于非电解质。Tf = i Kf bB = = i icBRT i bBRT校正因子校正因子i ：一：一“分子分子”电解质解离出的粒子个数。电解质解离出的粒子个数。 A-B2或或A2-B型强电解质如型强电解质如(MgCl2、Na2SO4等等)，i=3 A-B型强电解质型强电解质(如如KCl、CaSO4、NaHCO3等等)，i= 2三、渗透压力在医学上的意义 2.2.渗透浓度渗透浓度(o
16、smolarity)溶溶液液中中产产生生渗渗透透效效应应的的溶溶质质粒粒子子（分分子子、离子）统称为离子）统称为渗透活性物质。渗透活性物质。单位单位 mmolL-1定义定义 渗透活性物质的物质的量除以溶液的体积。渗透活性物质的物质的量除以溶液的体积。符号符号 cos例例 计算医院补液用的计算医院补液用的50.0 gL-1葡萄糖溶液（葡萄糖溶液（C6H12O6）和生理盐水的渗透浓度。）和生理盐水的渗透浓度。 解解 C6H12O6是非电解质，是非电解质，NaCl是是i = 2的强电解质的强电解质 C6H12O6 和和NaCl的摩尔质量分别为的摩尔质量分别为180 和和58.5 (gmol-1) C
17、6H12O6：cos= =278 mmolL-150.0 1000180NaCl ：cos= 2=308 mmolL-19 100058.53.等渗、高渗和低渗溶液1. 正常人血浆的渗透浓度为正常人血浆的渗透浓度为303.7 mmolL-1 常常用用的的等等渗渗溶溶液液有有生生理理盐盐水水、50.0 g/L葡葡萄糖溶液、萄糖溶液、12.5 gL-1的的NaHCO3 溶液。溶液。2. 临床上规定临床上规定: 等渗溶液等渗溶液: :cos在在280-320 mmolL-1的溶液的溶液; 高渗溶液高渗溶液: :cos320 mmolL-1的溶液；的溶液； 低渗溶液低渗溶液: :cos280 mmol
18、L-1的溶液的溶液 等渗、高渗和低渗溶液在医学上的应用 a. 等渗溶液等渗溶液 ( (生理盐水生理盐水): “维持原维持原状状 ”b. 高高渗渗溶溶液液( ( 15 gL-1NaCl ) : “皱皱缩缩” c. 低渗溶液低渗溶液( ( 5 gL-1NaCl ): “溶血溶血”4.晶体渗透压和胶体渗透压血浆渗透压血浆渗透压晶体渗透压晶体渗透压: :胶体渗透压胶体渗透压: :维持细胞内外水的相对平衡维持细胞内外水的相对平衡维维持持血血容容量量和和毛毛细细血血管管内内外外水的相对平衡水的相对平衡(血浆蛋白质所产生血浆蛋白质所产生)(NaCl 、NaHCO3 、葡萄糖、尿素等晶体物质、葡萄糖、尿素等晶
19、体物质所产生所产生)(占总压的占总压的99.5%)(占总压的占总压的0.5%)习题11.1.相同浓度的葡萄糖和相同浓度的葡萄糖和NaClNaCl溶液的溶液的也相同。也相同。 （ ） 3.3.血红细胞置于下列溶液中将会引起何种现象？血红细胞置于下列溶液中将会引起何种现象？ A A、29g/LNaCl29g/LNaCl溶液溶液 B B、5g/L5g/L葡萄糖溶液葡萄糖溶液 C C、生理盐水和等体积的水的混合液、生理盐水和等体积的水的混合液 D D、生理盐水和、生理盐水和50g/L50g/L葡萄糖溶液等体积的混合液葡萄糖溶液等体积的混合液2. 2. 若两种溶液的渗透压相等，其物质的量的浓度若两种溶液的渗透压相等，其物质的量的浓度 也也相相等等。 （ ）(皱缩皱缩)(溶血溶血)(溶血溶血)(维持原状维持原状)习题24.下下列列各各对对溶溶液液中中，中中间间用用半半透透膜膜隔隔开开，有有较较多水分子自左向右渗透的是多水分子自左向右渗透的是 A、 0.1molL-1 NaCl 0.1molL-1 葡萄糖葡萄糖 B、 0.1molL-1 NaCl 0.1molL-1 BaCl2 C、 0.1molL-1 葡萄糖葡萄糖 0.1molL-1 蔗糖蔗糖 D、 0.1molL-1 CaCl2 0.1molL-1 Na2SO4
