第二章溶液
第二章 溶液表面
T
1、Gibbs表面（相界面） 与纯液体的相似，就是在气-液（、） 两相的过渡区内划定一个无厚度的、理想 的几何面，实际体系分为、两相。
第二章 溶液表面 Chapter 2 Surface of Solution
§2-1 溶液表面张力与表面活性
§2-2 溶液表面的吸附
第二章 溶液表面 Chapter 1 Surface of Solution §2-1 溶液表面张力与表面活性 §2-1-1 溶液表面张力 ① 表面惰性物质—自身内 1 聚能较高，与溶剂作用较 0 强，如：泉水，海水无机 盐电解质、多羟基有机物、 蔗糖、甘露醇等。
②非极性基团与水分子间缺少强烈的相互 作用，无法补偿熵减少所引起的自由能升高， 而出现逃离水的趋势，即疏水效应。 疏水效应是熵驱动过程：G= H -TS 若TS > H, 则G < 0, 过程可自动进行。 如：溶液表面吸附和胶团化
碳氢基团越大，疏水效应越明显， 表面活性也就越强。
烃分子从水溶液迁移到烃溶液的过程 就是疏水效应的结果。 HC-W= HC-W =RTlnxW 一系列直链、支链、环烷化合物的理 论计算值和实验值都支持“似冰理论”。 3、表面活性 表面活性的物理化学作用 —表面吸附和胶团化
相界面的热力学基本方程： dU= dH = TdS +dA+idni dF = dG = -SdT +dA+idni 与全微分式比较得： SdT+Ad+nidi =0 恒温下：i=i+RTlnai 则：SdT+Ad+nidi = Ad+niRTdlnai =0
第二章 溶液组成标度
回顾： 扩散现象
扩散：溶质分子和溶剂分子相互运动和 迁移的结果。
回顾：扩散现象
纯水
蔗糖溶液
扩散现象发生的条件：
纯溶剂与溶液之间 浓度不同的溶液之间
（一）渗透现象
纯水
蔗糖溶液
半透膜：是一种只允许溶剂分 子（如H2O分子）自由通过,而 不允许溶质分子通过的薄膜。
纯水
如：细胞膜、膀胱膜、肠衣、 毛细血管壁等。 蔗糖溶液
mB mB 11.2 g B V 0.1L V B 112g / L
0.1L=100mL=20mL×5支
问题一：
问题二
问题三
0.9%(即9g/L)NaCl 溶液（生理盐水）
5%(即50g/L) 葡萄糖溶液
第二节 溶液的渗透压
主 1、渗透现象和渗透压 要 2、渗透压与浓度、温度的关系 内 容 3、渗透压在医学上的意义
高渗溶液
让我好 好想一 想
（胀大→溶血）
（皱缩→胞浆分离→血栓） （正常形态）
（三）晶体渗透压和胶体渗透压
晶体渗透压：由低分子物质产生的渗 透压。 胶体渗透压：由高分子物质产生的渗 透压。 血浆渗透压=胶体渗透压+晶体渗透 压
意义：
晶体渗透压：调节细胞内外水盐相对 平衡及维持细胞的正常形态和功能。 胶体渗透压：调节毛细血管内外水盐 相对平衡及维持血容量。
例：100ml正常人的血清中含有10.0mg Ca2+
离子，计算正常人血清中Ca2+的物质的量 浓度？(用mmol· L-1表示）
解：已知Ca2+ 的M=40g/mol
10.0 mB nB M 40.0 1000 CB 2.50mmol/ L 100 V V 1000
第二章 稀溶液的依数性
17.1g nB 0.0500 mol 1 342g mol
100g nA 5.66mol 1 18.0g mol
5.56mol xA 0.991 5.56mol 0.0500 mol
p p xA 2.34k Pa 0.991
0
2.32k Pa
二、溶液的蒸气压下降
四、渗透压在医学上的意义
衡量溶液渗透压的大小：
Π～c Π ～ ic
（一） 渗透浓度：
渗透活性物质（溶质粒子包括分子、离子）的总浓度， 符号为c os，单位为mol· L-1 或mmol· L-1 。 非电解质溶液： c os=
二、Van’t Hoff 定律*
解： 首先计算该溶液的浓度：
cRT
1.33 4 1 c 5.37 10 mol L RT 8.31 298 Hb的摩尔质量：
35.0 4 1 M 6.52 10 g mol 4 5.37 10
二、Van’t Hoff 定律*
渗透（现象）： 溶剂分子透过半透膜从纯溶剂进入溶液中的过程。 渗透现象产生的条件： (1)半透膜的存在 (2)半透膜两侧单位体积内溶剂的个数不等 稀 浓
非电解质溶液 ：稀溶液和浓溶液之间也会产生渗透现象
一、渗透现象和渗透压
渗透方向:
溶剂净转移的方向
（ 1 ）溶剂分子总是从纯溶剂通过半透膜向溶 液渗透；（2）从浓度小的溶液向浓度大的溶液（非 电解质溶液）渗透 溶剂分子从单位体积内溶剂分子数目多的一侧 向溶剂分子数目少的一侧运动。
二、溶液的蒸气压下降
显然:溶液中难挥发的溶质浓度越大,Δ p下降越多
二、溶液的蒸气压下降
Raoult*（拉乌尔）定律：p = p0· xA xA为溶剂的摩尔分数。 在温度一定下，难挥发性非电解质稀溶液的蒸气压 等于纯溶剂的蒸气压与溶剂摩尔分数的乘积。 由于xA<1，所以p<p0 xA+xB=1 xB为溶质的摩尔分数。 xA = 1- xB p= p0(1- xB) △p= p0－p = p0xB 适用条件：1难挥发性2非电解质的3稀薄溶液*。
医用化学 第二章 溶液和胶体
红细胞在等渗溶液中 红细胞在低渗溶液中
红细胞正常的体积和形态 红细胞膨胀，易破裂，溶血
红细胞在高渗溶液中
红细胞皱缩，易成栓塞
临床上大量输液时，应用等渗溶液！
临床上常用的等渗溶液
1. 生理盐水(0.154mol· L-1或9.0g· L-1NaCl溶液)， 渗透浓度 为308mmol· L-1。 2. 0.278mol· L-1或50g· L-1葡萄糖溶液,溶液的 渗透浓度为 278mmol· L-1（近似于 280mmol· L-1）。
维持细胞内外的水、盐 平衡起重要作用
维持血液与组织液之间 的水、盐平衡起重要作 用
第三节
溶液的渗透压
一．渗透现象和渗透压
1. 渗透现象：溶剂（水）分子通过半透膜，由纯 溶剂进入溶液（或由稀溶液进入浓溶液）的自发 过程
渗透压
溶液 半透膜 纯溶剂
渗透进行 渗透平衡
•半透膜
半透膜是只允许某些物质通过，而不允许另外一些 物质通过的薄膜
具有选择透过性 常见半透膜有： 人工制造 机体内
随着溶液液面的升高，静水压增加，溶 液中的溶剂分子透过半透膜进入纯溶剂中的 速度加快，当单位时间内半透膜两侧透过的 溶剂分子数相等时，液面不再升高，此时体 系达到了渗透平衡。
4. 渗透浓度
定义：
是指溶液中渗透活性物质的质点（分子、离子）
的总浓度。 用符号“Cos”表示 单位是： 摩尔· 升－1mol/L或 毫摩尔· 升－1 mmol/L
渗透浓度实际上反映了溶液的渗透压的大小。
例题1：
求50g/L葡萄糖溶液的渗透浓度（ mmol/L ）
解： CB ＝ ρB / MB 50 × 1000 ＝ 278 mmol/L 180
基础化学第二章(稀溶液通性)
细胞膜 细胞内液
• 原因：等渗性体液大量丢失
细胞外液
• 等渗性脱水对机体的影响 ：
1. 渴感不明显
2. 尿量减少
3. 细胞外液容量减少：细胞内液容量变化不大， 易出现脱水症及循环衰竭。
48
低渗性脱水
• 低渗性脱水：失钠＞失水，血清钠 ＜l30mmol／L、 血浆渗透浓度＜
细胞膜
280mmol／L。
细胞内液
• 原因：丢失大量等渗液体后，只补
充水分而未补充足够的电解质。 细胞外液
细胞外液渗透压降低引起如下变化： 1.早期渴感不明显。 2.早期尿量无明显减少。当细胞外液容量明显减少时， 尿量减少。 3.细胞外液向细胞内转移：水份从细胞外向细胞内转 移，引起细胞肿胀。
•弄清了有机物旋光异构的原因，开辟了立体 化学的新领域。
•研究质量作用和反应速度，发展近代溶液理 论(渗透压、凝固点、沸点和蒸气压理论)，
应用相律研究盐的结晶过程。
他竭力推崇科学想象力，从实验现象中探索
普遍规律性的高超本领。
30
二、 Π与cB及T的关系
ΠV = nRT Π = cBRT
cB：mol·L-1 R：8.314 kPa ·mol -1 ·L ·K-1 T：K Π：kPa
得出：
p = po xA
∵xA+xB=1 p = po(1-xB) = po - poxB xB = nB/(nA+nB) nB/nA = nBMA/mA = MAbB p = poxB = po MAbB = KbB
稀溶液依数性：p = KbB 或：p = KcB
6
注意点：
1. 溶质：难挥发性非电解质 电解质： p = iKbB 对于 NaCl i = 2 对于 CaCl2 i = 3
2溶液
mB mB B m A mB m
• 单位：质量分数无单位，可用小数或百 分数表示，如市售浓硫酸的质量分数为
ω B=0.98
或
ω B=98%
例2-3 质量分数ωB为0.37的盐酸溶 液，其密度为1.19Kg/L，问该盐 酸溶液的物质的量浓度是多少？
五、体积分数B
• 定义 在相同温度和压力下，溶质B的体 积VB与溶液体积V之比称为物质B的体 积分数。用符号B表示。
（二）质量摩尔浓度
质量摩尔浓度(molarity)定义为溶质B的物质 的量除以溶剂的质量，符号为bB，即
bB
def
nB / mA
（1.4）
单位: mol· kg-1 注：摩尔分数和质量摩尔浓度与温度无关。 质量摩尔浓度与密度分开！
例 将7.00g结晶草酸(H2C2O4 · 2H2O )溶于93.0g水 中，求草酸的质量摩尔浓度b(H2C2O4)和摩尔分数 x(H2C2O4) 。
纯溶剂 半透膜
( c)
溶液
这个恰好能阻止渗透现象继续发生而达 到动态平衡的压力称为该溶液的渗透压。
符号：Π 单位：Pa或kPa
• 注意: • 若半透膜隔开的浓 度不等的两个非电 解质溶液，为了防 止渗透现象发生， 必须在浓溶液液面 上施加一超额压力， 此压力是两溶液渗 透压力之差。
Concentrated solution Semipermeable membrane
c(H2SO4)=1mol· L-1
c(2H2SO4)=0.5mol· L-1
例 题2-1 正常人100ml血清中含100mg葡
萄糖，计算血清中葡萄糖的物质
的量浓度
2.质量浓度（mass concentration）
2第二章 溶液1.溶液的概念
溶液各部分 性质一样
外界条件不变时， 溶液不分层，也 不析出固体沉淀
2. 溶液的组成 溶质：被溶解的物质 溶剂：能溶解其他物质的物质
溶液质量 = 溶质质量 + 溶剂质量
溶液中溶质和溶剂是如何确定的?
观察下列生活中常见的溶液，说出其中的溶剂和溶质
食醋
碘酒
硫酸铜溶液
葡萄糖注射液
盐酸
溶液中溶质和溶剂的划分:
溶剂
酒精 水 水 水 水
10ml汽油和90ml豆油？ 90ml酒精和10ml水？
溶质和溶剂的划分原则：
1. 有水存在时水作溶剂，其它作溶质； 2. 固体、气体与液体形成溶液时，液体作溶剂
固体、气体作溶质； 3. 同种状态的物质形成溶液时，量多的作溶剂
课堂练习1:
1. 无色透明的液体就是溶液 2. 溶液一般是液态的，也有固态和气态的溶液 3. 溶液中的溶剂只能是一种，溶质也只能是一种 4. 在一杯糖水中底部的糖水要比上面的甜 5. 溶液一定是无色的
例1. 500m1氢氧化钠溶液中含2g NaOH， 求该溶液中NaOH的物质的量浓度？
解：
n
mV
cB?
V=0.5L m=2g MNaOH=40g/mol
n=
m M
=
2g 40g/mol
=0.05mol
溶液中NaOH的物质的量浓度为：
cB =
nB V
=
0.05mol 0.5L
=0.1mol/L
例2. 配制100ml 3mol/L KCl 溶液，需要 KCl的质量是多少？ cKCl V n m ?
1. 概念：在一定温度下, 一定量饱和溶液中所含 溶质的量，就是溶质在该温度的溶解度
溶解度的表示方法
基础化学第二章 溶液习题答案
基础化学第二章习题答案1. 将10g NaOH 、CaCl 2、Na 2CO 3分别溶于水中, 然后均配制成500mL 溶液，求溶液的浓度c (NaOH)、c (21CaCl 2)、c (21Na 2CO 3)。
解：NaOH 的摩尔质量M (NaOH)=40.021CaCl 2的摩尔质量M (21CaCl 2)=55.45 21Na 2CO 3的摩尔质量M (21Na 2CO 3)=53.0 则：c (NaOH)=5.010005004010=mol •L -1 c (21CaCl 2)=36.0100050055.4510=mol •L -1 c (21Na 2CO 3)=38.010*********=mol •L -12．正常人血浆中，每100mL 含164.7mg HCO 3-，计算正常人血浆中HCO 3-的浓度。
解：HCO 3-的摩尔质量是61.0g·mol -1，则：L mol 0.0270100164.7/61.0)HCO ()HCO (133---⋅===V n c3．某患者需补0.05mol Na +，求所需NaCl 的质量。
若用质量浓度为9.0g·L -1的生理盐水补Na +，求所需生理盐水的体积。
解：所需NaCl 的质量为0.05×58.5=2.925 g所需生理盐水的体积为2.925/9.0=0.325 L=325 mL4．20℃时，将350 g ZnCl 2溶于650 g 水中，溶液的体积为739.5 mL ，求溶液的浓度、质量浓度和质量分数。
解：c (ZnCl 2)= 47.310005.7393.136350= mol •L -1ρ(ZnCl 2)=47.05.739350= g•mL -1 ω(ZnCl 2)=35.0650350350=+ 5. 现有四种处于相同温度和压力下的理想稀溶液。
(1) 0.1 mol 蔗糖溶于80 mol 水中，水蒸气压为p 1(2) 0.1 mol 萘溶于80 mol 苯中，苯蒸气压为p 2(3) 0.1 mol 葡萄糖溶于40 mol 水中，水蒸气压为p 3(4) 0.1 mol 尿素溶于80 mol 水中，水蒸气压为p 4这四个蒸气压之间的关系为： ( )(A) p 1≠p 2≠p 3≠p 4 (B) p 2≠p 1＝p 4＞p 3(C) p 1＝p 2＝p 4＝(1/2)p 3 (D) p 1＝p 4＜2p 3≠p 2答案：B6. 从植物中分离出一种未知结构的有抗白细胞增多症的生物碱，为了测定其相对分子质量，将19.0g 该物质溶入100g 水中，测得溶液沸点升高为0.060K 、凝固点下降为0.220K 。
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第二章溶液
一、选择题
1．配制50g质量分数为0．05的氯化钠溶液所需氯化钠的质量
A、5g
B、4g
C、2.5g
D、2g
2. 配制250ml 0.1mol·L－1的盐酸需要11.9mol·L－浓盐酸的体积为
A、1ml
B、2.1ml
C、2.5ml
D、5ml
3.非电解质稀溶液的依数性包括有：
A、溶液的蒸气压下降
B、溶液的沸点升高
C、溶液的凝固点降低
D、溶液的渗透压
E、扩散
二、计算题和问答题
1．10.00 cm3 NaCl饱和溶液的质量为12.003g，将其蒸干后得NaCl 3.173g，计算：
（1）NaCl 的溶解度；
（2）溶液的质量分数；
（3）溶液的物质的量浓度；
（4）溶液的质量摩尔浓度；
（5）溶液中盐的物质的量分数和水的物质的量分数。
2．在303K，7.97×104 Pa时由排水集气法收集到1.50 dm3氧气。
问有多少克氯酸钾按下式发生了分解。
2 KClO
3 ==== 2KCl+ 3O2
已知303 K时水的饱和蒸气压为4.23×103 Pa。
3．计算下列几种常用试剂的物质的量浓度
（1）浓盐酸，含HCl的质量分数为37%，密度1.19g·cm-3；
（2）浓硫酸，含H2SO4质量分数为98%，密度1.84g·cm-3；
（3）浓硝酸，含HNO3的质量分数为70%，密度1.42g·cm-3；
（4）浓氨水，含NH3的质量分数为28%，密度0.90g·cm-3；
4．在303K时，丙酮（C3H6O）的蒸气压是37330 Pa，当6 g某非挥发性有机物溶于120 g 丙酮时，其蒸气压下降至35570 Pa。
试求此有机物的相对分子质量。
5．在293 K时，蔗糖（C12H22O11）水溶液的蒸气压是2110 Pa，纯水的蒸气压是2333 Pa。
试计算1000 g水中含蔗糖的质量。
已知蔗糖的摩尔质量为
342 g·mol－1。
6．常压下将2.0 g尿素（CON2H4）溶入75g水中，求该溶液的凝固点。
已知水的K f =1.86 K·mol-1·kg。
7．在298 K时，若1dm3苯溶液中含聚苯乙烯5.0g，其渗透压为1013Pa，求聚苯乙烯的相
对分子质量。
8．人的血浆凝固点为－0.56℃，求37℃时人血浆的渗透压。
已知水的
K f = 1.86 K·mol-1·kg。
9．计算质量分数为5％的蔗糖（C12H22O11）溶液的凝固点。
已知水的K f＝1.86 K·mol-1·kg。
10．在26.6 g氯仿（CHCl3）中溶解0.402 g萘（C10H8），其沸点比氯仿的沸点高0.455 K，求氯仿的沸点升高常数。
11．与人体血液具有相等渗透压的葡萄糖溶液，其凝固点降低值为0.543 K。
求此葡萄糖溶液的质量分数和血液的渗透压？（葡萄糖的相对分子质量为180）
12．某化合物的苯溶液，溶质和溶剂的质量比是15：100。
在293 K，1.013×105 Pa下将4.0 dm3空气缓慢地通过该溶液时，测知损失1.185 g苯。
假设忽略失去苯后溶液的浓度变化。
求（1）溶质的相对分子质量；
（2）该溶液的凝固点和沸点（293 K时，苯的蒸气压为1×104 Pa；1.013×105 Pa时，苯的沸点为353.1 K，凝固点为278.4 K）。
13. 今有葡萄糖（C6H12O6）、蔗糖（C12H22O11）和氯化钠三种溶液，它们的质量分数都是1%，试比较三者渗透压的大小。
14. 取0.324g Hg(NO3)2溶于100g 水中，其凝固点为-0.05880C;0.542g HgCl2溶于50g水中，其凝固点为-0.07440C,用计算结果判断这两种盐在水中的电离情况。
15．在293 K时，蔗糖（C12H22O11）水溶液的蒸气压是2110 Pa，纯水的蒸气压是2333 Pa。
试计算1000 g水中含蔗糖的质量。
已知蔗糖的摩尔质量为
342 g·mol－1。
16．常压下将2.0 g尿素（CON2H4）溶入75g水中，求该溶液的凝固点。
已知水的K f =1.86 K·mol-1·kg。
17．在298 K时，若1dm3苯溶液中含聚苯乙烯5.0g，其渗透压为1013Pa，求聚苯乙烯的相对分子质量。
18．人的血浆凝固点为－0.56℃，求37℃时人血浆的渗透压。
已知水的K f = 1.86 K·mol-1·kg。