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基础化学课件-02稀薄溶液的依数性

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第2章 稀薄溶液的依数性

第2章 稀薄溶液的依数性

3.了解稀溶液的蒸气压下降、沸点升高、凝固点降 低的原因；渗透压力在医学上的意义 。
General Chemistry
2
基
溶质+溶剂 溶液
础
化
溶液的性质已不同于纯溶质和纯溶剂
学
General Chemistry
第一类：与溶质的本性（种类）有关。 溶液颜色、导电性、体积、粘度
第二类：与溶质的本性无关，只与溶液中所含溶 质粒子的浓度有关——稀溶液的依数性。
学
冰，碘，樟脑等属于易挥发性物质，具有较显著的
蒸气压。
温度对固体蒸气压有影响，温度升高，固体的蒸气 压增大。
General Chemistry
④同温度下， p 大者为易挥发性物质 ， p 小
者为难挥发性物质 。 问题：蒸汽压除了与温度有关外，还与外界压强
有关。 ×
7
二、溶液的蒸气压下降 -Raoult定律
9
General Chemistry
基
• 溶液的浓度越大，溶液的蒸气压下降越多。 础
化 学
纯溶剂与溶液的蒸气压曲线
10
钟罩实验
1.过程开始时, H2O 和糖水均以蒸发为主； 2. 因为糖水的蒸气压低于纯水的蒸气压，所以当
基 础
蒸气压达到 P 时, 糖水与上方蒸气首先达到平衡； 化
3. 但是纯水平衡蒸气压 P0 > P, 即此时H2O气液并 学
T/K
333 343 353 363 373 423
基 础 化 学
p / kPa
19.918 3 35.157 4 47.342 6 70.100 1 101.324 7 476.026 2
General Chemistry

基础化学第七版第二章稀薄溶液的依数性PPT课件

基础化学第七版第二章稀薄溶液的依数性PPT课件
随着溶液浓度的增加，溶质粒子之间的相互作用逐渐增强，依数性表现会发生变 化。但在实际应用中，通常只研究稀薄溶液的依数性。
02
稀薄溶液的蒸气压下降
蒸气压下降的定义
蒸气压下降
当溶质溶解在溶剂中形成稀薄溶液时， 溶液的蒸气压会低于相同温度下纯溶 剂的蒸气压，这种现象称为蒸气压下 降。
蒸气压下降的原因
蒸气压下降的物理意义
02
这些性质在稀薄溶液中表现尤为 明显，因此称为稀薄溶液的依数 性。
依数性的重要性
依数性是溶液理论的重要组成部分， 对于理解溶液的性质和行为具有重要 意义。
通过研究依数性，可以深入了解溶质 粒子对溶液宏观性质的影响机制，有 助于解决实际生产和科学实验中的问 题。
依数性与溶液浓度的关系
稀薄溶液中，溶质的浓度较低，溶质粒子之间的相互作用可以忽略不计，因此依 数性与溶液浓度关系不大。
响也不同。
溶液浓度
随着溶液浓度的增加，溶质的分 子或离子数量增多，对溶剂蒸气 压的影响更大，导致凝固点降低
更多。
压力
压力对凝固点的影响与溶质和溶 剂的性质有关。在高压下，一些 溶质会使溶剂的蒸气压增加，导
致凝固点升高。
凝固点降低的实验验证
实验方法
通过对比不同浓度溶液的凝固点，可 以验证凝固点降低现象。在实验中， 将纯溶剂与不同浓度的溶液分别冷却 至凝固点，记录各自的凝固点。
在此添加您的文本16字
4. 分析实验数据，得出结论。
05
稀薄溶液依数性的应用
在化学工程中ห้องสมุดไป่ตู้应用
溶剂选择
稀薄溶液的依数性可用于 选择合适的溶剂，以满足 特定化学反应或分离过程 的要求。
反应速率
稀薄溶液的依数性有助于 理解反应速率与溶液性质 之间的关系，从而优化化 学反应条件。

基础化学 第二章 稀薄溶液的依数性质(统)

基础化学 第二章 稀薄溶液的依数性质(统)

红细胞置于不同浓度的NaCl溶液中形态图
皱缩
开始
15g·L-1 NaCl 正常
破裂
开始
5.0g ·L-1 NaCl
开始
9.0g ·L-1 NaCl
等渗溶液中的正常红细胞形态
高渗溶液中红细胞皱缩
低渗溶液中红细胞溶胀
例2：排出下列稀溶液的渗透压由小到大的顺序：
1. c(C6H12O6 )=0.2mol·L-1 2. c(1/2Na2CO3)=0.2mol ·L-1 3. c(1/3Na3PO4)=0.2mol ·L-1 4. c(NaCl)=0.2mol ·L-1
ΔTf =iKf bB
i=ΔΔTTbb'=ΔΔTTff'
=iRTbB
=……
ΔTb' ΔTf ' ……电解质溶液由实验测得的依数性值
ΔTb，ΔTf ……同浓度非电解质溶液的依数性计算值 强电解质：i≈每“分子”强电解质解离生成的
离子数
例：临床上常用的生理盐水是9.0 g·L-1 的NaCl溶液，求该溶液在37℃时的渗 透压。
§2-2 溶液的沸点升高(boiling point elevation) 和凝固点降低(freezing point depressipn)
一、溶液的沸点升高
溶液的沸点要高于纯溶剂的沸点。
(一)液体的沸点
液体的沸点定义为液体的蒸汽压 等于外压时的温度。
(二)溶液的沸点升高
p
101.3Kpa 0.61Kpa
§2－1 溶液的蒸气压下降(vapor pressure lowering)
一、蒸汽压(vapor pressure)
难挥发溶质溶液的蒸气压总是低于 同温度下纯溶剂的蒸气压

第二章稀溶液依数性(公开课)ppt课件

第二章稀溶液依数性(公开课)ppt课件

离子数。如NaCl的i为2，CaCl2的i为3…
∴ 电解质稀溶液公式中 bB cB
精品课件
icB
icB
16
第三节 溶液的渗透压 osmotic pressure
一、渗透作用 osmosis
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
2. 方向
浓度差
溶剂由稀向浓
3. 限度 达到渗透平衡
∴ m葡萄糖＝cVM ＝0.13×0.050×180 ≈ 1.2(g)
精品课件
34
解法2：(若不知Tf,血液)
由正常人cB,OS,血液＝280～320mmol·L-1 计算
c尿 ＝ 素 1 6.0 .0 0 0 1 10 0 ＝ 0 0 0 .10(6 m 7L o-1)l
则应cB,葡萄糖＝(0.280–0.167)~(0.320–0.167) ＝ 0.113~0.153(mol·L-1
27
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 “冰点渗透压计”通过 测
定Tf值来推算渗透压。
精品课件
28
1. 测定溶质的摩尔质量 2. 防冻剂、冷冻剂
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)
1.5
5.6 1.2 4 303.7
精品课件
5.6 0.2 4 302.2
5 3.7
4 4 302.2
22
例1 试计算37℃生理盐水的渗透压和
渗透浓度。
已知：生理盐水的质量浓度ρB为9.0g ·L-1,
T=37+273=310K
解：c B

基础化学第二章溶液依数性.

基础化学第二章溶液依数性.

为什么红细胞在不同浓度的 NaCl溶液中的形态不同？
0.256mol.L-1 0.154mol.L-1 0.068 mol.L-1
为什么红细胞分别在 0.068 、 0.154 、 讨论： 0.256 mol.L-1 NaCl溶液中形态不同？
解：求三种不同浓度的NaCl溶液的渗透浓度：
0.4%：
n cOS i V
渗透浓度与物质的量浓度之间的关系 c(mol.L-1 ) 葡萄糖 NaCl CaCl2 1 1 1 cos(mol.L-1) cos( mmol.L-1)
1
2 3
1000
2000 3000
例4：分别计算50.0g.L-1 葡萄糖溶液和9.00 g.L-1 NaCl溶液(生 理盐水)的渗透浓度。 解：50.0g· L-1葡萄糖溶液：
1.86K kg mol 1 0.638g M 250g 0.079K
0.060kg mol 1 60g mol 1
§4 溶液的渗透压
4.1 渗透压及渗透现象
4.1.1 扩散现象和半透膜
扩散现象：在同一温度下，分子的运动的方向是由分
子浓度较高的地方往浓度较低的地方运动，这种现象称为 扩散作用
3.2溶液的凝固点降低（Freezing Point Depression)
难挥发性非电解质溶液的凝固点总是比纯溶剂 凝固点低，这一现象称为凝固点降低 凝固点降低的主要原因是因为溶液的蒸气压比 纯溶剂的蒸气压低
3.3 结论
难挥发的非电解质溶液的凝固点下降与溶质的 质量摩尔浓度成正比，与溶质的性质无关 溶液的凝固点下降△Tf与溶质的质量摩尔浓度bB 的关系为： △Tf= Tf0 - Tf=KfbB 根据以上公式可得：
0.4 1000 2 137(mmol.L 1 ) 58.5 100

医用基础化学 第一章 稀薄溶液的依数性 公开课课件

医用基础化学 第一章 稀薄溶液的依数性 公开课课件
平衡所需要加给溶液的额外压力。
思 考：
如果半透膜隔开的是浓度不等的两个非电解质溶液，为 了防止渗透现象发生，在浓溶液液面上施加的压力，是它的 渗透压吗？
二、渗透压与浓度及温度的关系
1886年荷兰物理化学家Van’t Hoff——范霍夫公式 ◆难挥发的非电解质稀溶液——
∏=CRT
∏: 溶液的渗透压 C ：溶液的物质量浓度 R ：气体常数 8.314 kPa ·L ·mol-1 ·k-1 T: 绝对温度 T=273+t℃ (K)
A.0.585mol.L-1
B.0.568mol.L-1
C.0.568mol.kg-1
D.0.598mol.L-1
练习题：
1、下列几组用半透膜隔开的溶液，在相同温度下水从右向左渗透
的是（ A）
A、0.050 mol.kg-1的NaCl‖ 0.080 mol.kg-1的C6H12O6 B、0.050 mol.kg-1的尿素‖0.050 mol.kg-1的蔗糖 C、0.050 mol.kg-1的MgSO4 ‖ 0.050 mol.kg-1的CaCl2 D、0.1 mol.kg-1的C6H12O6‖0.05 mol.kg-1的NaCl
ΔP = i KbB ΔTb = i KbbB ΔTf = i KfbB
一个电解 质分子， 电离为离 子的个数
第三节 溶液的渗透压力
Osmotic pressure of solution
一、概 念
★ 扩 散（diffuse)
——一种物质的微粒自发地分散到另一种物质中的现象。
二、结 论
＊ 本 质 ——分子的热运动。
Pure solvent (s)
Dilute
△Tf △Tf=Kf·bB

基础化学课件：第二章稀薄溶液依数性

基础化学课件：第二章稀薄溶液依数性
pH2O(l) pH2O(s) 611 Pa
（二）溶液的凝固点降低 一定外压下溶液中溶剂与固态溶剂平衡共存时的温度。
也是溶液蒸气压下降的直接结果
p(kPa)
A ：冰-水共存 B ：冰-溶液共存
水
0.61
A
溶液 冰
B
⊿Tf
Tf 273
T (K)
∵ Δp = K ·bB ∴ ΔTf = Kf ·bB
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ.314
293
2.02(kPa)
∴ 常采用渗透压法测定高分子化合物的摩尔质量
二、防冻剂、冷冻剂
汽车水箱中加甘油或乙二醇，Tf↓ 冰盐水冷冻剂(30 g NaCl + 1000 g水)，Tf= -22℃ 生物抗冻剂
三、判断物质的纯度（测 Tf ，Tb ） 四、等渗输液
生理等渗液 cos= 280～320 mmol·L-1
∴
≈ bBRT
讨论p.18例2-4：临床上常用的生理盐水是9.0 g∙L-1 NaCl 溶液，求溶液在37℃时的渗透压力。
三、渗透压力在医学上的意义 （一）渗透作用与生理现象 1. 渗透浓度(osmolarity) 混合物中能产生渗透效应的溶质 微粒（分子或离子）的浓度总和。
n cos V
例：试计算生理盐水的渗透浓度。(p.19~20例2-6) 解： 生理盐水的质量浓度为9.00 g ·L-1
2.32
实验结论：① 与纯溶剂相比，稀薄溶液的p↓，Tb↑, Tf↓ ② 变化与溶质的本性无关
③ 变化与溶液的浓度有关
第一节 溶液的蒸气压力下降
一、蒸气压
蒸发
水 (l)
凝聚
水 (g)
一定温度下，v蒸发=v凝聚时液面上的蒸 气所具有的压力称为该温度下的饱和
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第二节 溶液的沸点升高和凝固点降低
二、溶液的凝固点降低 凝固点是指物质的
固、液两相蒸气压 相等时的温度 。 纯水的凝固点（273 K）又称为冰点， 在此温度水和冰的 蒸气压相等。
第二节 溶液的沸点升高和凝固点降低
二、溶液的凝固点降低 曲线(3)是溶液的理
想冷却曲线 曲线(4)是实验曲线。
一、渗透现象和渗透压力
1. 溶剂分子通过半透膜进入 到溶液中的过程, 称为渗 透。
用半透膜将溶液与水分 开, 可以看到蔗糖溶液面 上升。
半透膜：只允许水分子自由通过而不允许溶质分子或离子通过 的膜状物质如：细胞膜、肠衣、牛皮纸
渗透：水分子通过半透膜进入 到溶液中的现象
第三节 溶液的渗透压力
一、渗透现象和渗透压力 2. 渗透原因：溶剂分子能
p / kPa
0.610 6 0.871 9 1.227 9 2.338 5 4.242 3 7.375 4 12.333 6
T/ K
333 343 353 363 373 423
p / kPa
19.918 3 35.157 4 47.342 6 70.100 1 101.324 7 476.026 2
R — 常数 8.314 J·K-1·mol-1
(55.49 0.02000)mol
p = p0xA = 2.338 kPa×0.996 4 = 2.330 kPa
第二节 溶液的沸点升高和凝固点降低
一、溶液的沸点升高 1. 液体的沸点
液体的沸点是液体 的蒸汽压等于外界 气压时的温度。
液体的正常沸点 是 指外压为101.3kPa 时的沸点。
第一节 溶液的蒸气压下降
一． ① ② ③ ④
液体的蒸气压 p与液体的本性有关 温度升高，p增大 固体物质的蒸气压一般很小 易挥发性物质的 p大，难挥 发性物质的 p 小。
固体直接蒸发为气体的过程 称为升华。如冰、碘、樟脑、 萘等。
第一节 溶液的蒸气压下降
不同温度下水的蒸气压
T/ K
273 278 283 293 303 313 323
第一节 溶液的蒸气压下降
解
bB
6.840 g 342.0 g mol-1
1000 g kg-1 100.0 g
0.2000
mol kg-1
xA
100.0
100.0 g/18.02g mol-1 g/18.02g mol-1 6.840g/342.0g mol1
55.49 mol
0.9964
3. 了解稀溶液的蒸气压下降、沸点升高、凝固点降低的 原因;渗透压力在医学上的意义 。
第一节 溶液的蒸气压下降
一、液体的蒸气压
蒸发
H2O (l)
H2O (g)
凝结
当蒸发与凝结速率相等， 气相和液相达到动
态平衡 ，蒸汽的含量和压力保持一定。
➢ 定义：在一定温度下与液相处于平衡时蒸汽所 具有的压力 p( 简称蒸气压)。
第一节 溶液的蒸气压下降
溶液的蒸气压下降公式： 由于nA>> nB，而
xB
nB nA nB
nB nA
nA
mA MA
则
p
p 0 xB
p0
nB nA
p0
nBM A mA
p0M AbB
Δp= K bB 适用：难挥发的非电解质稀溶液。
第一节 溶液的蒸气压下降
例1 已知异戊烷C5H12的摩尔质量M = 72.15 g·mol-1， 在20.3℃的蒸气压为77.31 kPa。现将一难挥发性 非电解质0.0697g溶于0.891g异戊烷中，测得该 溶液的蒸气压降低了2.32 kPa。
第二章 稀薄溶液的依数性
Colligative Properties of Diluted Solutions
稀溶液的依数性： 溶液的某些性质主要取决于其中所含
溶质质点的浓度，而不是溶质本身的性质 叫做稀溶液的依数性。
稀溶液的依数性包括：蒸气压下降、 沸点升高、凝固点下降及渗透压等。
内容提要
1. 溶液的蒸气压下降 ① 溶液的蒸气压 ② 溶液的蒸气压下降 —— Raoult定律
kg mol
-1
虽然理论上沸点升高和凝固点降低两种方法都
可测量分子量，可是后者不起破坏作用、且Kf 值较大，故常用。
第二节 溶液的沸点升高和凝固点降低
例：
将0.638 g尿素溶于250 g水中，测得此溶液的凝固点 降低值为0.079 K，试求尿素的相对分子质量。
解：
M
(CON2
H
4
)
1.86
K kg mol-1 250 g 0.079
2. 溶液的沸点升高和凝固点降低 ① 溶液的沸点升高 ② 溶液的凝固点降低
内容提要
3. 溶液的渗透压 ① 渗透现象和渗透压 ② 溶液的渗透压力与浓度及温度的关系 ③ 渗透压在医学上的意义
教学基本要求
1. 掌握稀溶液的蒸气压下降、沸点升高、凝固点降低概 念及计算;渗透压力的概念及渗透浓度的计算。
2. 熟悉稀溶液依数性之间的换算，利用依数性计算溶质 的相对分子质量；电解为蒸发; 沸腾: 表面和内部同时气化的现象; 沸点: 液体沸腾过程中的温度. 只有当液体的饱和蒸气压和外界大气压相等时, 液体的气化才能在表面和内部同时发生, 这时 的温度即是沸点.
溶液的沸点升高实验：
加蔗糖
继续
沸腾tb°
沸腾否？
问题： 沸腾条件是什么？ tb与tb°谁大
第一节 溶液的蒸气压下降
② 根据
Δp
KbB
K
mB M BmA
有
MB
K
mB Δp mA
5.578kPa kg mol1
0.0697g
2.32kPa 0.891kg
1000
188g mol1
第一节 溶液的蒸气压下降
例2 已知293K时水的饱和蒸气压为2.338 kPa，将6.840 g蔗糖(C12H22O11)溶于100.0 g水中，计算蔗糖溶 液的质量摩尔浓度和蒸气压 。
溶液沸点升高的根本原因是溶液的蒸汽压下降，而 蒸汽压下降的程度仅与溶液的浓度有关，因此溶液的 沸点升高程度也只与溶液的浓度有关，而与难挥发非 电解质溶质的本性无关。
第二节 溶液的沸点升高和凝固点降低
溶剂 水 乙酸 苯 乙醇
Tb0 / ℃ 100
常见溶剂的T0b和Kb值
Kb /(K·kg·mol-1) 溶剂
Π
溶剂的净转移
纯溶剂
溶液
半透膜
(a)
纯溶剂
溶液
半透膜
(b)
纯溶剂
溶液
半透膜
(c)
第三节 溶液的渗透压力
二、溶液的渗透压力与浓度及温度的关系关系式
(1886 年，荷兰理论化学家 Van’t Hoff 归纳出 非电解质稀溶液渗透压力与浓度、温度之间的关 系。)
Π = cBRT
其中 cB — 物质的量浓度 (mol·L-1)
原因分析 图示：
P K S
P K S 定K为特征常数，S--液
体表面积 而
S
S
溶液中A 分子占据的表面积
纯A 体系,A分分子占据表面
第一节 溶液的蒸气压下降
二、溶液的蒸气压下降 —— Raoult定律
第一节 溶液的蒸气压下降
1. Raoult定律
在一定温度下, 难挥 发非电解质稀溶液的 蒸气压等于纯溶剂的 蒸气压与溶剂物质的 量分数的乘积。
p = p0 xA
p0:纯溶剂的蒸气压, p:溶液的蒸气压。
第一节 溶液的蒸气压下降
2. 溶液的蒸气压下降
∵
xA+ xB =1
p= p0 xA = p0(1- xB)= p0 – p0 xB
∴
p0- p = p0 xB
令
Δp = p0- p
有
Δp = p0 xB
Δp表示溶液的蒸气压下降。 Δp≥0。
通过半透膜，而溶质分 子不能 。 条件： ①半透膜 ②膜两 侧溶液浓度不等。 方向：溶剂分子从纯溶 剂→溶液，或是从稀溶 液→浓溶液。
第三节 溶液的渗透压力
一、渗透现象和渗透压力 3. 渗透压力 定义：为维持只允许溶剂通过的膜所隔开的溶
液与溶剂之间的渗透平衡而需要的超额压力。 单位: Pa或kPa。
① 试求出异戊烷为溶剂时Raoult定律中的常数K； ② 求加入的溶质的摩尔质量。
第一节 溶液的蒸气压下降
解 ① 因为
xB
nB nA nB
nB nA
nB mA / M A
Δp
p0 xB
p0
nB mA
MA
p0M AbB
KbB
K = p0MA 所以对于异戊烷有
K = p0MA = 77.31 kPa×72.15 g·mol-1 =5578 kPa·g·mol-1 = 5.578 kPa·kg·mol-1
实验图示：
实验现象：右侧汞柱升高。 实验结果： p纯 水 p液 定义 : 溶液蒸气压下降：
△P=P°－P
说明： P°～指纯溶剂蒸气压； P～指稀溶液蒸气压。(实指稀溶液 中溶剂的蒸气压)
溶问液题蒸：气P压实下指降糖原水因中哪一组份的蒸气压 ① 加入的溶质与溶剂结合形成溶剂化分 子，束缚了部分高能量溶剂分子逸出液体表 面。 ② 溶液表面部分地被溶质分子占据，阻碍 了溶剂分子逸出液面。（图示）
溶液的凝固点是指 刚有溶剂固体析出 的温度Tf。
第二节 溶液的沸点升高和凝固点降低
二、溶液的凝固点降低 (a) 凝固点时，固态、纯溶剂液态的蒸发速度
与气态的凝聚速度相等 (b)溶液的蒸发速度小于固态的蒸发速度与气态
的凝聚速度。
第二节 溶液的沸点升高和凝固点降低
二． 溶液的凝固点降低 溶液的凝固点降低