渗透压
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例 1. 5 37℃时人体血液的渗透压 为 775 kPa。
试计算供静脉注射用的葡萄糖溶液 的浓度应是多少,才能保证其渗透压与 人体血液的渗透压一致?
该浓度相当于多少 g·dm―3 ?
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解:由公式 = cRT
得
c=
RT
775 kPa c=
8.314 103 Pa·dm3•mol-1•K-1 (273+37)K
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自然界的许多现象,例如冬季里 高纬度海面上结的冰,其中的含盐量 远小于海水
更多的时候河水已经结冰,而海 水却没有冻结。
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一般的植物在盐碱性土壤中很 难正常生长。
海水中的鱼类放在淡水中很难 生存。
这些问题都可以用稀溶液的依 数性加以解释。
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和温度 T 成正比。
即 T•c
.Leabharlann T•c由于 c = —n V
所以 T • —n
V 测得比例系数和气体常数 R 相同。
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故有 = —n—RT—
V
即 V = nRT 或 = cRT
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使用公式 = cRT 时,一
定要注意各物理量的单位。
若 用 Pa 为单位
c 用 mol•dm-3 为单位,则 R = 8.314 103 Pa·dm3•mol-1•K-1
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这时液面高度差造成的 静压,称为溶液的渗透压,
用 表示,单位为 Pa
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1. 7. 3 渗透压公式 具有渗透压,是溶液的依数 性质。 它产生的根本原因也是界面 上可发生转移的分子个数不同引 起的。
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经过长期研究,人们发现,
① 温度 T 一定时,渗透压
和溶液的体积摩尔浓度 c 成正比
② 浓度 c 一定时,渗透压
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③ 电解质溶液 定量关系不确切,不能用公式计 算。 溶质不发生解离,是质量摩尔浓 度 m 与溶液表面不挥发的质点数之 间存在准确定量关系的重要前提。
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而 NaCl,解离成为 Na+ 和 Cl-。
m = 1 mol•kg-1 时,质点浓 度似乎是 2 mol•kg-1
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而由于 Na+ 和 Cl- 之间的 相互吸引,又使得发挥作用的质 点浓度不足 2 mol•kg-1。
① 水柱的高度 降低,静压减小,使 右行水分子数目减少
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② 蔗糖水溶液柱 升高,静压增大,使左 行水分子数目增加
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③ 蔗糖水溶 液变稀,半透膜右 侧 H2O 分子的比 例增加,亦使左行 水分子数目增加。
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当过程进行到一定程度时, 右行和左行的水分子数目相等。
于是水柱不再降低,同时 蔗糖水溶液柱亦不再升高,达 到平衡。
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分析产生渗透现象的原因:
水 柱
蔗 糖 水
溶
液
柱
如图,半透膜两侧分布的可透过 半透膜的 H2O 分子的数目不相等。
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故两侧静压相等时,单 位时间里,进入蔗糖水溶液 的 H2O 分子(右行水分子) 比从蔗糖水溶液进入水中的 H2O 分子(左行水分子)要 多些 这就是渗透现象产生的原因。
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1. 7. 2 渗透压 渗透现象发生以后,将引起下列变化:
1. 7 渗透压
1. 7. 1 渗透现象 在 U 形管中,用半透膜将两侧 等高度的水柱和蔗糖水溶液柱分开
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蔗
水
糖 水
溶
液
半透膜
放置一段时间后: 蔗糖水溶液柱升高,而水柱降低。
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半透膜的特点是,只允许 溶剂 H2O 分子透过,而不允 许溶质蔗糖分子透过。
这种溶剂透过半透膜,进 入溶液的现象,称为渗透现象
求得葡萄糖溶液的 c = 0.301 mol•dm-3
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葡萄糖 C6H12O6 的摩尔质量为 (12 6 + 1 12 + 16 6)g·mol-1 = 180 g·mol-1
0.301 mol•dm-3 180 g·mol-1 = 54.2 g·dm-3
这种葡萄糖溶液与血液的渗透压 相等,称为血液的等渗溶液。
故对于电解质溶液定量关系 不确切,不能用公式计算。
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Al(2 SO4)3 体系就更加复杂。 但是 0.1 mol•kg-1 的 Al(2 SO4)3 总比 0.1 mol•kg-1 的 NaCl 产生的 粒子多。
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所以对于电解质溶液,仍有 蒸气压降低、沸点升高、凝固点 降低和具有渗透压等性质。但是 只可以定性的推理,而一般不用 公式进行定量计算。
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渗透压的计算公式,连同其他依 数性的计算公式,均有其成立的条件
不挥发的非电解质的稀溶液 ① 溶质有挥发性的溶液由后续 课程讲授。
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② 浓溶液 公式由 p = k•m 推出,曾用到 n质 << n剂 条件,即稀溶液的条件。 因此浓溶液虽然也有沸点升高和 凝固点降低等现象,但定量关系不准 确,不能用公式计算。