第一章-溶液和膠體溶液

第一節(jié)溶液第二節(jié)稀溶液的依數(shù)性第三節(jié)膠體溶液第三章溶液和膠體溶液Solution&ColloidalSolution分散系1、定義：一種物質(zhì)或幾種物質(zhì)分散到另一種物質(zhì)中所形成的體系成為分散系。2、組成：分散相（分散質(zhì)）和分散介質(zhì)3、分類：按分散質(zhì)顆粒的直徑大小分類（1）粗分散系：d>100nm（懸濁液、乳濁液）

（2）膠體：1nm<d<100nm

（3）溶液：d<1nm

第一節(jié)溶液一、物質(zhì)的量濃度(一)物質(zhì)的量

[定義]是國(guó)際單位制（SI制）的一個(gè)基本物理量，用來表示物質(zhì)數(shù)量的多少。符號(hào)：nB

基本單位：摩爾(mole)，符號(hào)為mol十進(jìn)制單位：mmol或μmol

摩爾的定義：摩爾是一系統(tǒng)的物質(zhì)的量，該系統(tǒng)中所包含的基本單元數(shù)與0.012㎏12C的原子數(shù)目相等。0.012㎏12C的原子數(shù)目是6.023×1023，阿伏加德羅常數(shù)（NA）?！纠?-1】計(jì)算5.3g無水碳酸鈉的物質(zhì)的量

n(Na2CO3)==0.05(mol)

解：

m(Na2CO3)=5.3gM(Na2CO3)=106g·mol-1（二）物質(zhì)的量濃度（cB

）定義：溶質(zhì)B的物質(zhì)的量(nB)除以溶液的體積(V)。單位：mol·L-1mmol·L-1

μmol·L-1等【例1-2】正常人血漿中每100ml含葡萄糖100mg、HCO3-164.7mg、Ca2+10mg，它們的物質(zhì)的量濃度（單位mmol·L-1）各為多少？解c(C6H12O6)==5.6(mmol·L-1)

c(HCO3-)=

=27.0(mmol·L-1)

c(Ca2+)=

=2.5(mmol·L-1)

二、質(zhì)量濃度（ρ

)定義：溶質(zhì)B的質(zhì)量(mB)除以溶液的體積(V)

單位：g·L-1或mg·L-1世界衛(wèi)生組織提議，凡是摩爾質(zhì)量已知的物質(zhì)，在人體內(nèi)的含量統(tǒng)一用物質(zhì)的量濃度表示；對(duì)于摩爾質(zhì)量未知的物質(zhì)，在人體內(nèi)的含量則可用質(zhì)量濃度表示。三、質(zhì)量摩爾濃度（bB

）定義：溶質(zhì)B的物質(zhì)的量（nB)除以溶劑的質(zhì)量(mA)

單位：mol·㎏-1或mmol·㎏-1當(dāng)水溶液很稀時(shí)cB

≈bB

【例1-3】將7.00g結(jié)晶草酸(H2C2O4·2H2O)溶于93.0g水中，求草酸的質(zhì)量摩爾濃度b(H2C2O4)。解

M(H2C2O4·2H2O)=126g·mol-1，M(H2C2O4)=90.0g·mol-1在7.00gH2C2O4·2H2O中H2C2O4的質(zhì)量為：草酸的質(zhì)量摩爾濃度：

m(H2C2O4)==5.00（g）

溶液中水的質(zhì)量為：m(H2O)=93.0+(7.00－5.00)=95.0（g）

b(H2C2O4)==0.585(mol·kg–1)

四、摩爾分?jǐn)?shù)(χ)定義：物質(zhì)B的物質(zhì)的量除以混合物的物質(zhì)的量若溶液由溶質(zhì)B和溶劑A組成，則溶質(zhì)B和溶劑A的摩爾分?jǐn)?shù)分別為：

χA＋χB=1五、質(zhì)量分?jǐn)?shù)（ωB

）定義：為物質(zhì)B的質(zhì)量（mB）除以混合物的質(zhì)量（∑imi)對(duì)于溶液，溶質(zhì)B和溶劑A的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為

：

ωA＋ωB=1六、體積分?jǐn)?shù)定義：物質(zhì)B的體積（VB）除以混合物的體積（∑iVi)體積:混合前的體積

【例1-4】市售濃硫酸的密度為1.84kg·L-1，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.96，試求該溶液的c(H2SO4)、x(H2SO4)和b(H2SO4)。解：c(H2SO4)=

=18(mol·L-1)

χ(H2SO4)==0.815b(H2SO4)=

=245(mol·kg

-1)

在100g市售濃硫酸中：小結(jié)物質(zhì)的量濃度（cB

）質(zhì)量濃度（ρB)質(zhì)量摩爾濃度（bB)摩爾分?jǐn)?shù)(xB)質(zhì)量分?jǐn)?shù)（ωB

）體積分?jǐn)?shù)溶液濃度間的換算物質(zhì)的量濃度與質(zhì)量濃度的換算：【例1-5】已知葡萄糖溶液的物質(zhì)的量濃度為0.012mol·L-1

，求該葡萄糖溶液的質(zhì)量濃度。第二節(jié)稀溶液的依數(shù)性1.與溶質(zhì)的本性有關(guān)與濃度有關(guān)2.與溶質(zhì)的本性無關(guān)蒸氣壓下降沸點(diǎn)升高

凝固點(diǎn)降低滲透壓力依數(shù)性如顏色、導(dǎo)電性等f(數(shù)目）難揮發(fā)性非電解質(zhì)稀溶液一、溶液的蒸氣壓下降（一）蒸氣壓(Vaporpressure)一定溫度下，V蒸發(fā)=V凝聚時(shí)，蒸氣的壓力特定狀態(tài)的蒸氣的壓力分子熱運(yùn)動(dòng)能量分子間作用力凝聚水蒸發(fā)水(g)(l)分子碰撞蒸氣水分子數(shù)n不再改變水稀溶液的依數(shù)性此時(shí)水面上的蒸氣壓力稱為該溫度下的飽和蒸氣壓，簡(jiǎn)稱蒸氣壓（P0）。1.

分子間作用力2.溫度：T↑，p↑PT(K)蒸氣壓是一重要的物理量大小取決于蒸氣壓曲線特定狀態(tài):平衡狀態(tài)易揮發(fā)性物質(zhì)難揮發(fā)性物質(zhì)（二）溶液的蒸氣壓下降

加入一種難揮發(fā)的非電解質(zhì)占據(jù)了一部分水的表面溶液的蒸氣壓下降降低了蒸發(fā)速度蒸發(fā)速度蒸氣壓下降Raoult（拉烏爾）定律在一定溫度下，難揮發(fā)性非電解質(zhì)稀溶液的蒸氣壓等于純?nèi)軇┑恼魵鈮?P0)乘以溶液中溶劑的摩爾分?jǐn)?shù)(χA)。由于：所以：即：對(duì)于稀溶液表明：稀溶液的蒸氣壓下降與溶液的質(zhì)量摩爾濃度成正比。即難揮發(fā)性非電解質(zhì)稀溶液的蒸氣壓下降只與一定量的溶劑中所含溶質(zhì)的微粒數(shù)有關(guān)，而與溶質(zhì)的本性無關(guān)。

【例1-6】已知20℃時(shí)水的飽和蒸氣壓為2.338kPa，將17.1g蔗糖(C12H22O11)溶于100g水，試計(jì)算溶液的蒸氣壓是多少？解蔗糖的摩爾質(zhì)量M=342g·mol-1n(C12H22O11)=

=0.0500(mol)

溶液的蒸氣壓：

p=p0(H2O)·χ(H2O)=2.338×0.991=2.32(kPa)

H2O的摩爾分?jǐn)?shù)：χ(H2O)==0.991

二、溶液的沸點(diǎn)升高1．沸點(diǎn)(boilingpoint)液體沸騰時(shí)的溫度2．溶液的沸點(diǎn)升高是溶液蒸氣壓下降的直接結(jié)果P

液

=P

大氣100P(kPa)T(K)水100P(kPa)373T(K)純水水溶液△TbAA’=

ΔTb’

AB’=ΔP’

TBAB’A’B”A”ΔTb

=Kb?bB

Kb

稱為沸點(diǎn)升高常數(shù)ΔTb∝ΔPΔP∝bB

ΔTb∝bB

AA”=ΔTb”

AB”=ΔP”幾種常用溶劑的沸點(diǎn)升高常數(shù)溶劑沸點(diǎn)/KKB

水373.00.52

苯353.22.53

三氯甲烷333.23.63

萘491.05.80

乙醚307.42.16三、溶液的凝固點(diǎn)降低1．凝固點(diǎn)（freezingpoint）在一定外壓下，物質(zhì)固、液兩相平衡共存時(shí)的溫度。如：H2O(l)H2O(s)100kPa273KP(s)=P(l)P(kPa)T(K)水冰

TfP(kPa)T(K)水冰溶液AB0.61273

A：冰-水共存⊿Tf

ΔTf=Kf·bBKf稱為凝固點(diǎn)降低常數(shù)

TfB：冰-溶液共存也是溶液蒸氣壓下降的直接結(jié)果2．溶液的凝固點(diǎn)降低幾種常用溶劑的凝固點(diǎn)降低常數(shù)溶劑凝固點(diǎn)/KKf

水273.01.86

苯278.54.90

醋酸289.63.90

樟腦452.839.7

萘353.06.90

溴乙烯283.012.5小結(jié)稀溶液的依數(shù)性：溶液的蒸氣壓P↓ΔP

=K?bB溶液的沸點(diǎn)Tb↑

ΔTb

=Kb?bB溶液的凝固點(diǎn)Tf↓ΔTf

=Kf?bB1.稀溶液的依數(shù)性變化只與溶液的濃度有關(guān)；2.稀溶液的依數(shù)性本質(zhì)是溶液的蒸氣壓下降；3.適用條件：難揮發(fā)、非電解質(zhì)、稀溶液。1、推算溶質(zhì)的摩爾質(zhì)量

凝固點(diǎn)降低法同理可推出沸點(diǎn)升高法蒸氣壓下降法應(yīng)用

【例1-6】將0.322g萘溶于80g苯中，測(cè)得溶液的凝固點(diǎn)為278.34K，求萘的摩爾質(zhì)量。查表知苯的凝固點(diǎn)Tf0=278.5K，Kf=5.10K·kg·mol-1

解：△Tf=278.5－278.34=0.16(K)

=

5.10×

=128(g·mol-1)所以，萘的摩爾質(zhì)量為128g·mol-1。

2、制作防凍劑與冷凍劑四、溶液的滲透壓力（一）滲透現(xiàn)象與滲透壓力純水蔗糖溶液高低半透膜一種孔徑很小而且均勻的膜，小到只允許水分子自由通過，而蔗糖等體積大一些的分子就被擋住了。如動(dòng)物的腸衣，動(dòng)植物的細(xì)胞膜，人工制備的羊皮紙等。1、擴(kuò)散現(xiàn)象2、滲透現(xiàn)象：溶劑分子通過半透膜發(fā)生的表面上單方向的遷移。產(chǎn)生條件有半透膜膜兩側(cè)有濃度差滲透方向：從稀溶液向濃溶液進(jìn)行。溶劑溶液溶劑溶液對(duì)于溶劑，形同虛設(shè)阻止了溶質(zhì)的擴(kuò)散額外的外壓P溶劑溶液P滲透平衡有半透膜膜兩側(cè)有濃度差膜兩側(cè)有合適的壓力差滲透壓力為了維持滲透平衡，必須在溶液液面上施加一超額的壓力。符號(hào)：?jiǎn)挝唬篜a或kPa一種外壓溶劑溶液（二）滲透壓方程(Van’tHoffrule)T不變時(shí)∝cC不變時(shí)

∝

T

=cBRT或V=nBRT實(shí)驗(yàn)證明：?jiǎn)挝唬篕Pa當(dāng)溶液很稀時(shí)cB

≈bB∴=bBRT【例1-7】將2.00g蔗糖(C12H22O11)溶于水，配制成50.0ml溶液，求溶液在37℃時(shí)的滲透壓力。解

:M(C12H22O11)=342g·mol-1c(C12H22O11)==0.117(mol·L-1)

П

=0.117×8.314×310=302(kPa)

滲透壓力法測(cè)定高分子化合物的分子量

↓滲透壓力法

例【1-8】將1.00g血紅素溶于適量水中，配制成100ml溶液，在293K時(shí)，測(cè)得溶液的滲透壓力為0.366kPa，試求血紅素的分子量。解

:M

(血紅素)=

=6.66×104(g·mol-1)

所以血紅素的分子量為6.66×104。

五、稀溶液的依數(shù)性（一）稀溶液的四個(gè)依數(shù)性1.蒸氣壓下降2.沸點(diǎn)升高3.凝固點(diǎn)降低（二）依數(shù)性之間的關(guān)系4.滲透壓力ΔP

=K?bB

ΔTb

=Kb?bBΔTf

=Kf?bB

=cBRT解

例:測(cè)得人的眼淚的凝固點(diǎn)為-0.560C，求在310K時(shí)人的眼淚的滲透壓。

查表知Kf（H2O）=1.86K·㎏·mol-1T0f（H2O）=0

0CΔTf

=T0f-Tf=0.56K

П

=icBRT≈ibBRTi：校正因子

,近似等于一“分子”電解質(zhì)解離出的粒子個(gè)數(shù)適用條件：難揮發(fā)、非電解質(zhì)、稀溶液?！纠?-9】臨床上常用的生理鹽水是9.0g·L-1的NaCl溶液，求該溶液在310K時(shí)的滲透壓力。解：

NaCl在稀溶液中完全解離，i=2，NaCl的摩爾質(zhì)量為58.5g·mol-1。則：П=icBRT==7.9×102(kPa)第三節(jié)滲透壓力在醫(yī)學(xué)上的意義一、滲透濃度（一）滲透活性物質(zhì)

溶液中能產(chǎn)生滲透效應(yīng)的溶質(zhì)粒子（分子、離子等）統(tǒng)稱為滲透活性物質(zhì)（二）滲透濃度（osmolarity)符號(hào)：cos

單位：mmol·L-1

針對(duì)特定的膜而言П

=cosRT可用滲透濃度代替滲透壓力

【例1-10】計(jì)算50.0g·L-1葡萄糖溶液和生理鹽水的滲透濃度（用mmol·L-1表示）。解：葡萄糖(C6H12O6)的摩爾質(zhì)量為180g·mol-1，50.0g·L-1葡萄糖溶液的滲透濃度為：cos=

=278(mmol·L-1)NaCl的摩爾質(zhì)量為58.5g·mol-1，生理鹽水的滲透濃度為：cos=

2×

=308(mmol·L-1)

二、等滲、低滲和高滲溶液(一）概念等滲溶液：滲透壓力相等的溶液高滲溶液：滲透壓力高的溶液低滲溶液：滲透壓力低的溶液（二）臨床應(yīng)用臨床上規(guī)定：滲透濃度在280～320mmol·L-1范圍內(nèi)的溶液稱為等滲溶液(50g·L-1葡萄糖溶液、9g·L-1NaCl溶液）溶血皺縮晶體滲透壓力：小離子和小分子物質(zhì)所產(chǎn)生的滲透壓力膠體滲透壓力：高分子物質(zhì)所產(chǎn)生的滲透壓力(a)在生理鹽水中(b)在低滲NaCl溶液中(c)在高滲NaCl溶液中紅細(xì)胞在不同濃度NaCl溶液中的形態(tài)示意圖溶血質(zhì)壁分離將相同質(zhì)量的葡萄糖和甘油分別溶解在100g水中，則形成溶液的ΔP、ΔTb、ΔTf、П均相同。（A）對(duì)（B）錯(cuò)

與非電解質(zhì)稀溶液依數(shù)性有關(guān)的因素是A、溶液的體積B、溶液的溫度C、溶質(zhì)的本性D、溶質(zhì)的濃度下列各對(duì)溶液中，中間用半透膜隔開，有較多水分子自左向右滲透的是A、0.1mol·L-1NaCl

┃0.1mol·L-1葡萄糖B、0.1mol·L-1NaCl

┃0.1mol·L-1BaCl2C、0.1mol·L-1葡萄糖

┃0.1mol·L-1蔗糖D、0.1mol·L-1CaCl2┃0.1mol·L-1Na2SO4質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.03的某Na2CO3(M=106g·mol-1)溶液，溶液的質(zhì)量摩爾濃度(單位：mol·kg–1)為（A）0.0292（B）292（C）0.292（D）0.000292

血紅細(xì)胞置于下列哪種溶液中將會(huì)引起溶血現(xiàn)象？

A、9g·L-1NaCl溶液B、50g·L-1葡萄糖溶液

C、5g·L-1葡萄糖溶液

D、29g·L-1NaCl溶液人的血漿在-0.56℃凝固，則37℃的滲透濃度為（已知Kf=1.86）(A)0.301mmol.L-1（B）301mmol.L-1

（C）775mmol.L-1（D）0.775mmol.L-1

將兩種或兩種以上的等滲溶液按任意體積比混合，所得的溶液依然是等滲溶液（A）對(duì)（B）錯(cuò)將0.450g某物質(zhì)溶于30.0g水中，使冰點(diǎn)降低了0.150℃，這種化合物的分子量是（已知Kf=1.86）

(A)100(B)83．2(C)186(D)204

Each?100ml?blood?plasma?contains?K+?of?20mg?and?Cl

-

of?366mg.Counttheir?amount?of?substace?concentration,with?the?unit?mmol·L-1.

解：

The?amount?ofsubstace?concentration?of?K+?and?Cl

-

are：

c(K+)==5.13(mmol·L-1)c(Cl

-)==103(mmol·L-1)

質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3％的某Na2CO3溶液，密度為1.05g·ml-1，試求溶液的c(Na2CO3)、x(Na2CO3)和b(Na2CO3)。解：

M(Na2CO3)=106g·mol-1

c(Na2CO3)==0.297(mol·L-1)x(Na2CO3)==0.005b(Na2CO3)==0.292(mol·kg

–1)有兩種溶液在同一溫度時(shí)結(jié)冰，已知其中一種溶液為1.5g尿素[CO(NH2)2]溶于200g水中，另一種溶液為42.8g某未知物溶于1000g水中，求該未知物的摩爾質(zhì)量（尿素的摩爾質(zhì)量為60g·mol-1）。解：由于兩溶液在同一溫度下結(jié)冰，則△Tf（尿素）=△Tf（未知物）M（未知物）=342.4(g·mol-1

即該未知物的摩爾質(zhì)量為342.4g·mol-1

Kf×=Kf×

將1.01g胰島素溶于適量水中配制成100ml溶液，測(cè)得298K時(shí)該溶液的滲透壓力為4.34kPa，試問該胰島素的分子量為多少？解：所以胰島素的分子量為5.77×103。M（胰島素）=RT=×8.314×298=5.77×103(g·mol-1)

8.測(cè)得人體血液的凝固點(diǎn)降低值△Tf=0.56K，求在310K時(shí)人體血液的滲透壓。解：Π=776kPa查表知Kf（H2O）=1.86K·㎏·mol-1，由于=，則=

9.排出下列