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1、基础化学基础化学第第1章章 气体、气体、溶液和胶体溶液和胶体1.1 气体气体1.3 溶液及其溶液及其浓度浓度表示方法表示方法1.5 非电解质稀溶液的依数性非电解质稀溶液的依数性教学要求:教学要求:1.1.掌握理想气体状态方程和分压定律。掌握理想气体状态方程和分压定律。2.2.掌握溶液浓度的表示方法和有关计算。掌握溶液浓度的表示方法和有关计算。3.3.理解溶液的蒸汽压下降和拉乌尔定律、溶理解溶液的蒸汽压下降和拉乌尔定律、溶液的沸点升高、溶液的凝固点下降、溶液的渗透液的沸点升高、溶液的凝固点下降、溶液的渗透压和反渗透。压和反渗透。重点:重点:理想气体状态方程和分压定律理想气体状态方程和分压定律,溶
2、液浓度的,溶液浓度的表示方法和有关计算。表示方法和有关计算。难点:难点:理想气体状态方程和分压定律理想气体状态方程和分压定律,溶液浓度的,溶液浓度的表示方法和有关计算;稀溶液依数性的。表示方法和有关计算;稀溶液依数性的。1.1 气体气体 1.1.1 理想气体状态方程式理想气体状态方程式 1.1.2 理想气体分压定律理想气体分压定律 气体的基本特征是它的气体的基本特征是它的无限膨胀性无限膨胀性和和无限渗混性无限渗混性。不管容器的大小以及气体量。不管容器的大小以及气体量的多少,气体都能充满整个容器,而且不的多少,气体都能充满整个容器,而且不同气体能以任意的比例相互混合从而形成同气体能以任意的比例相
3、互混合从而形成均匀的气体混合物。此外,气体的体积随均匀的气体混合物。此外,气体的体积随体系的温度和压力的改变而改变,因此研体系的温度和压力的改变而改变,因此研究温度和压力对气体影响是十分重要的。究温度和压力对气体影响是十分重要的。1.1.1 理想气体状态方程式理想气体状态方程式 在压力不太高和温度不太低时的气体在压力不太高和温度不太低时的气体,温度、,温度、压力和体积之间存在如下的关系:压力和体积之间存在如下的关系:pV=nRT 理想气体状态方程式理想气体状态方程式式中式中:n气体物质的量气体物质的量,单位为,单位为mol;V气体的体积气体的体积,单位为,单位为L;T气体的温度气体的温度,单位
4、为,单位为K;P气体的压力气体的压力,单位为,单位为Pa;R气体常数气体常数,其值为其值为8.314 kPaLmol1K1。理想气体状态方程式也可表示为另外一理想气体状态方程式也可表示为另外一种形式:种形式:pV=RT 式中式中:m气体的质量气体的质量,单位为,单位为g;M气体的摩尔质量气体的摩尔质量,单位为,单位为g/mol。例例1 1 已知淡蓝色氧气钢瓶容积为已知淡蓝色氧气钢瓶容积为50L,在,在20时,当它的压力为时,当它的压力为1000kPa时,时,估算钢瓶估算钢瓶内所剩余氧气的质量。内所剩余氧气的质量。(见教材 P3)pV=RT 根据:m=656.8(g)1.1.2 理想气体分压定律
5、理想气体分压定律 在混合气体中在混合气体中,某组分气体所产生的压力,某组分气体所产生的压力称为该组分气体的称为该组分气体的分压分压。它等于在温度相同。它等于在温度相同条件下,条件下,该组分气体单独占有与混合气体相该组分气体单独占有与混合气体相同体积时所产生的压力。同体积时所产生的压力。事实上事实上,我们不可能测量出混合气体中我们不可能测量出混合气体中某某一个一个组分气体的分压组分气体的分压,只可能测出混合气只可能测出混合气体的总压体的总压。道尔顿分压定律道尔顿分压定律 混合气体混合气体的的总压等于各组分气体的分压总压等于各组分气体的分压之和之和。pC+pD 式中:式中:pCC 组分的分压组分的
6、分压 pDD 组分的分压组分的分压如果如果混合气体由混合气体由C和和D两组分组成,则两组分组成,则有:有:分压定律可表示为:分压定律可表示为:式中:式中:p混合气体的总压力混合气体的总压力 pi i 组分气体的分压组分气体的分压 如果混合气体中各组分气体的物质的如果混合气体中各组分气体的物质的量之和为量之和为n总总,温度,温度T时混合气体的总压力时混合气体的总压力为为p总总,体积为,体积为v,根据理想气体的状态方程,根据理想气体的状态方程式则有:式则有:混合气体中混合气体中 i 组分气体的状态方程式则组分气体的状态方程式则可写成:可写成:将(将(2)式除以()式除以(1)式则得到下面的关)式则
7、得到下面的关系式:系式:(1)(2)或写成:或写成:则:则:令:令:为为 i 组分气体的摩尔分数组分气体的摩尔分数 此式是道尔顿分压定律的另一种表示此式是道尔顿分压定律的另一种表示形式,它表示混合气体中形式,它表示混合气体中 i 组分气体的分压组分气体的分压等于混合气体的总压力乘上该组分气体的等于混合气体的总压力乘上该组分气体的摩尔分数。摩尔分数。在一定温度和压力下,混合气体中在一定温度和压力下,混合气体中 i 组分组分气气体体的分体积的分体积(Vi)也可以定义为混合气体也可以定义为混合气体的的总总体积乘以体积乘以 i 组分组分气体气体的物质的量分数,即的物质的量分数,即:Vi=xi 同理同理
8、:对于混合气体来说对于混合气体来说:各各组组分分的分压的分压之和等于总之和等于总压力,即压力,即pi p总总 各各组组分分的的体积之和等于总体积体积之和等于总体积,即,即vi v总总各组分的摩尔分数之和等于各组分的摩尔分数之和等于1,即,即xi1各各组组分分的的体积体积分数分数之和等于之和等于1,即,即vi 1 根据上面的讨论,我们可以得出下面的关系式:根据上面的讨论,我们可以得出下面的关系式:=例例1-2 实验室用实验室用KClO3分解制取氧气时,分解制取氧气时,25、100kPa压力下,用排水集气法收集到氧气压力下,用排水集气法收集到氧气0.245 L(收集时瓶内外水面相齐)。已知(收集时
9、瓶内外水面相齐)。已知25时水的饱时水的饱和蒸气压为和蒸气压为3.17kPa,求在,求在0、100kPa时干燥氧时干燥氧气的体积。气的体积。V2=0.217 L在在0、100kPa压力下得干燥氧气的体积为压力下得干燥氧气的体积为0.217 L。1.3 溶液溶液浓度的浓度的表示方法表示方法 溶液可以分为溶液可以分为液态溶液液态溶液(如糖水、食盐(如糖水、食盐水)、水)、固态溶液固态溶液(如合金)、(如合金)、气态溶液气态溶液(如(如空气)。通常所说的溶液指的是液态溶液,空气)。通常所说的溶液指的是液态溶液,由溶质和溶剂组成。水是最常用的溶剂,如由溶质和溶剂组成。水是最常用的溶剂,如不特殊指明,本
10、书讨论的溶液均指水溶液。不特殊指明,本书讨论的溶液均指水溶液。溶液的性质常与溶液中溶质和溶剂的溶液的性质常与溶液中溶质和溶剂的相对含量有关。因此,在任何涉及溶液的相对含量有关。因此,在任何涉及溶液的定量工作中都必须指明溶液的浓度,即指定量工作中都必须指明溶液的浓度,即指出溶质与溶剂的相对含量。溶液的浓度可出溶质与溶剂的相对含量。溶液的浓度可以用不同的方法表示,最常见的有以下几以用不同的方法表示,最常见的有以下几种:种:(1)物质的量浓度物质的量浓度(2)物质的量分数物质的量分数(3)质量摩尔浓度质量摩尔浓度(4)质量分数质量分数(1)物质的量浓度物质的量浓度物质的量浓度:物质的量浓度:单位体积
11、中所含溶质的物质的量称为该物单位体积中所含溶质的物质的量称为该物质的质的物质的量浓度物质的量浓度,简称浓度,用符号,简称浓度,用符号c表示表示 cB为物质的量浓度,单位常用为物质的量浓度,单位常用mol/L;nB为溶质为溶质B的物质的量,单位常用的物质的量,单位常用mol;V为溶液的体积,单位常用为溶液的体积,单位常用L。cB=n=cV 由于由于c=所以所以m溶质的质量溶质的质量,单位常用,单位常用g;M溶质的摩尔质量溶质的摩尔质量,单位为,单位为g/mol。(2)物质的量分数物质的量分数(摩尔摩尔分数)分数)物质的量分数物质的量分数(摩尔分数摩尔分数):溶液中某组分溶液中某组分物质的量占溶液
12、总物质的量的分数,用符号物质的量占溶液总物质的量的分数,用符号x表示。表示。如果如果溶液是由溶液是由A和和B两种组分组成的,它两种组分组成的,它们在溶液中的物质的量分别为们在溶液中的物质的量分别为nA和和nB,则,则组组分分A、B的物质的量分数的物质的量分数分别为分别为:xA=溶液中各组分的物质的量分数之和等于溶液中各组分的物质的量分数之和等于1即:即:(3)质量摩尔浓度质量摩尔浓度 一一千克质量千克质量的的溶剂溶剂中所含溶质的物质的量中所含溶质的物质的量,此,此种种表示的浓度叫做表示的浓度叫做质量摩尔浓度质量摩尔浓度,用符号用符号b表示表示。bB=bB溶质溶质B的质量摩尔浓度,单位为的质量摩
13、尔浓度,单位为mol/kg;nB溶质溶质B的物质的量的物质的量,单位为,单位为mol;m溶剂的质量溶剂的质量,单位单位为为kg。(4)质量分数质量分数 溶质的质量与整个溶液的总质量之比称为溶质的质量与整个溶液的总质量之比称为质量分数质量分数,用,用w表示,即表示,即wB=mB溶质溶质B的质量的质量,单位常用,单位常用kg;m溶液的溶液的总总质量质量,单位常用单位常用kg。质量分数质量分数wB没有单位,过去常用百分含量没有单位,过去常用百分含量表示,但不能称为质量百分比浓度。表示,但不能称为质量百分比浓度。例例1 3 已知质量分数为已知质量分数为10%的盐酸溶液,的盐酸溶液,密度密度为为1.04
14、7g/mL。计算。计算:(1)HCl的物质的量浓度;的物质的量浓度;(2)HCl的质量摩尔浓度;的质量摩尔浓度;(3)HCl的物质的量分数的物质的量分数。1 1.5 5稀溶液的依数性稀溶液的依数性 稀溶液的依数性:稀溶液的依数性:指溶液的某些性质仅依赖于溶质粒子指溶液的某些性质仅依赖于溶质粒子的数量,而与溶质自身性质无关。的数量,而与溶质自身性质无关。稀溶液的依数性包括:溶液的蒸气压稀溶液的依数性包括:溶液的蒸气压下降、溶液的沸点升高、溶液的凝固点下下降、溶液的沸点升高、溶液的凝固点下降和溶液的渗透压力等。降和溶液的渗透压力等。n1.5.1 蒸气压下降蒸气压下降n1.5.2 沸点升高沸点升高n
15、1.5.3 凝固点下降凝固点下降 n1.5.4 溶液的渗透压溶液的渗透压本节讨论:本节讨论:液体的蒸气压液体的蒸气压:1.5.1 1.5.1 溶液的蒸气压下降溶液的蒸气压下降 一一恒恒定定的的温温度度下下,密密闭闭容容器器内内溶溶液液和和其其蒸蒸气气处处于于气气、液液两两相相平平衡衡状状态态时时,蒸蒸气气所所具具有有的的压压力力,叫叫做做该该温温度度下下的的饱饱和和蒸蒸气气压压,简简称蒸气压。称蒸气压。向液态的溶剂中添加少量的难挥发性向液态的溶剂中添加少量的难挥发性的非电解质溶质,则该溶液就会表现出随的非电解质溶质,则该溶液就会表现出随着溶质总量的增加,溶液液面上蒸气压力着溶质总量的增加,溶液
16、液面上蒸气压力减小的现象,这一现象称为溶液的蒸气压减小的现象,这一现象称为溶液的蒸气压下降。降低的数值与溶解的非电解质的量下降。降低的数值与溶解的非电解质的量有关,而与非电解质的种类无关。有关,而与非电解质的种类无关。1887 年,法国物理学家拉乌尔(年,法国物理学家拉乌尔(Raoult)根据大量的实验结果,指出:根据大量的实验结果,指出:在一定温度下,难挥发的非电解质在一定温度下,难挥发的非电解质稀溶液的蒸气压降低值与溶解在溶剂稀溶液的蒸气压降低值与溶解在溶剂中的物质的量分数成正比中的物质的量分数成正比。拉乌尔定律拉乌尔定律p=x溶质 拉乌尔定律的另一表达形式为:拉乌尔定律的另一表达形式为:
17、p溶液=x溶剂 式中式中 x溶剂溶剂溶剂的物质的量分数溶剂的物质的量分数。式中式中 p p 溶液的蒸气压降低值溶液的蒸气压降低值;溶剂的蒸气压;溶剂的蒸气压;x溶质溶质溶质的物质的量分数溶质的物质的量分数。拉乌尔定律的表达形式为:拉乌尔定律的表达形式为:拉乌尔定律是溶液最基本定律之一拉乌尔定律是溶液最基本定律之一,是稀是稀溶液其它依数性的基础。溶液其它依数性的基础。只有稀溶液中的溶剂才服从拉乌尔定律只有稀溶液中的溶剂才服从拉乌尔定律,溶质不服从拉乌尔定律。溶质不服从拉乌尔定律。这是因为在稀溶液中溶质的量很少这是因为在稀溶液中溶质的量很少,对溶,对溶剂分子间的相互作用力几乎没有影响。但是由剂分子
18、间的相互作用力几乎没有影响。但是由于溶质分子的存在,于溶质分子的存在,降低了溶液中溶剂分子在降低了溶液中溶剂分子在溶液表面的覆盖度,溶液表面的覆盖度,溶液液面上方溶剂分子的溶液液面上方溶剂分子的数目比纯溶剂液面上方的少,数目比纯溶剂液面上方的少,阻碍了溶剂分子阻碍了溶剂分子的挥发的挥发,所以使溶剂的蒸气压降低。所以使溶剂的蒸气压降低。因此难挥因此难挥发非电解质发非电解质溶液溶液的蒸气压要比纯溶剂的低的蒸气压要比纯溶剂的低。例例1-5 20时,将时,将114g蔗糖溶解到蔗糖溶解到1kg的水中的水中形成糖水溶液,溶液的蒸气压力为形成糖水溶液,溶液的蒸气压力为2.251kPa,求蔗糖摩尔质量(已知求
19、蔗糖摩尔质量(已知20时纯水的饱和蒸气时纯水的饱和蒸气压为压为2.265kPa,蔗糖摩尔质量的理论值为,蔗糖摩尔质量的理论值为342g/mol)。)。M蔗糖=332 g/mol 液体的蒸气压与液体的性质和温度有关。在相同温度下,不同的液体,其蒸气压不同。温度升高时,液体的蒸气压增大。液液体体的的蒸蒸气气压压等等于于外外压压时时的的温温度度称称为为液液体体的的沸点沸点。液液体体的的沸沸点点与与外外压压有有关关,外外压压越越大大,沸沸点点就就越越高高。液液体体在在101.325 101.325 kPa kPa 下下的的沸沸点点称称为为正正常沸点常沸点。1 1.5 5.2.2 溶液的沸点升高溶液的沸
20、点升高 什么是液体的沸点?什么是液体的沸点?在相同温度下,难挥发非电解质稀溶在相同温度下,难挥发非电解质稀溶液的蒸气压总比纯溶剂的低。当温度升高液的蒸气压总比纯溶剂的低。当温度升高到纯溶剂的沸点时,纯溶剂的蒸气压等于到纯溶剂的沸点时,纯溶剂的蒸气压等于外界压力而沸腾;但溶液的蒸气压则低于外界压力而沸腾;但溶液的蒸气压则低于外界压力。要使溶液的蒸气压等于外界压外界压力。要使溶液的蒸气压等于外界压力,必须升高温度。这样必然导致溶液的力,必须升高温度。这样必然导致溶液的沸点高于纯溶剂的沸点,这种现象称为沸点高于纯溶剂的沸点,这种现象称为溶溶液的沸点升高。液的沸点升高。图1-1 溶液的沸点上升沸点的升
21、高值沸点的升高值:Tb=Tb-Tb 实验实验表明:表明:难挥发非电解质稀溶液的沸难挥发非电解质稀溶液的沸点升高值点升高值 与溶质与溶质B B的质量摩尔浓度的质量摩尔浓度b bB B成成正比。正比。Tb kb为溶剂的沸点升高常数,单位为为溶剂的沸点升高常数,单位为 Ckgmol1 bB为溶液的质量摩尔浓度。为溶液的质量摩尔浓度。沸点升高常数沸点升高常数kb只与温度和溶剂的性质有关,只与温度和溶剂的性质有关,与溶质的性质无关。与溶质的性质无关。沸点升高公式只适用于含非挥发性溶质的沸点升高公式只适用于含非挥发性溶质的非电解质稀溶液非电解质稀溶液。1.5.3 1.5.3 凝固点下降凝固点下降 凝固点凝
22、固点(或熔点)或熔点)是在一定外压下是在一定外压下(通常是(通常是101.325kPa)物物质的固相蒸气压与液相蒸气压相等质的固相蒸气压与液相蒸气压相等时时的温度的温度。例例如如:水的凝固点是冰水共存达平衡时的温水的凝固点是冰水共存达平衡时的温度,此时水和冰有共同的蒸气压度,此时水和冰有共同的蒸气压。非电解质稀溶液会表现出随着溶质总量的增非电解质稀溶液会表现出随着溶质总量的增加而凝固点下降的现象加而凝固点下降的现象,这一现象称为溶液的凝这一现象称为溶液的凝固点下降。固点下降。溶液的凝固点下降也是由于溶液的蒸气压下溶液的凝固点下降也是由于溶液的蒸气压下降引起的(图降引起的(图1-2)。)。图1-
23、2 溶液的凝固点下降凝固点降低值凝固点降低值可可用用下面的下面的公式表示为公式表示为:Tf=T Tf f 表示凝固点表示凝固点T 和和Tf 表示纯水和水溶液的凝固点温度。表示纯水和水溶液的凝固点温度。实验表明:溶液的凝固点下降值与溶液实验表明:溶液的凝固点下降值与溶液的质量摩尔浓度成正比关系:的质量摩尔浓度成正比关系:kf为溶剂的凝固点下降常数,为溶剂的凝固点下降常数,单位为单位为 Ckgmol1 bB为溶液的质量摩尔浓度为溶液的质量摩尔浓度 凝固点下降公式不仅适用于含非挥发性凝固点下降公式不仅适用于含非挥发性溶质的非电解质的稀溶液,也适用于含挥发溶质的非电解质的稀溶液,也适用于含挥发性溶质的
24、电解质的稀溶液。性溶质的电解质的稀溶液。kf只与温度和溶剂的性质有关,与溶质的只与温度和溶剂的性质有关,与溶质的性质无关。性质无关。例例1-6 在在25.00g的苯中加入的苯中加入0.244g的苯甲酸,测得凝固的苯甲酸,测得凝固点下降值为点下降值为0.2048 C。求苯甲酸在苯中的分子式。求苯甲酸在苯中的分子式。解解:查表可得苯的凝固点下降常数为5.12Ckgmol1。据凝固点下降公式:Tf=KfbB可以计算出bBb苯甲酸=解得M苯甲酸=244 g/mol由于苯甲酸C6H5COOH的摩尔质量为122 g/mol,所以苯甲酸在苯中的分子式为(C6H5COOH)2,是一个二聚体。1.5.4 溶液的
25、渗透压溶液的渗透压 1.5.4.1 渗透压渗透压 有这样一种膜,膜上具有许多微小的孔,有这样一种膜,膜上具有许多微小的孔,它们只允许某种或某些物质透过,而不允许它们只允许某种或某些物质透过,而不允许另外一些物质透过,另外一些物质透过,例如只能允许比较小的例如只能允许比较小的溶剂分子(水分子)通过,而不能允许较大溶剂分子(水分子)通过,而不能允许较大的溶质分子(例如蛋白质分子、糖分子等)的溶质分子(例如蛋白质分子、糖分子等)通过,或者不允许悬浮颗粒通过,这种膜称通过,或者不允许悬浮颗粒通过,这种膜称为为半透膜半透膜。许多天然许多天然的的或人造的薄膜对于物质的透或人造的薄膜对于物质的透过过都都有选
26、择性有选择性,图图1-3 渗透现象和渗透压渗透现象和渗透压(a)渗透发生前;渗透发生前;(b)渗透现象;渗透现象;(c)渗透压渗透压 这种只有溶剂分子通过半透膜自动这种只有溶剂分子通过半透膜自动扩散的过程叫扩散的过程叫渗透渗透。水分子通过半透膜从纯水进入溶液或水分子通过半透膜从纯水进入溶液或从稀溶液进入较浓溶液的现象称为从稀溶液进入较浓溶液的现象称为渗透渗透现现象象。渗透现象产生的原因渗透现象产生的原因:渗透现象的产生是由于半透膜两侧与渗透现象的产生是由于半透膜两侧与膜接触的溶剂分子数目不等引起的。膜接触的溶剂分子数目不等引起的。相同相同体积的纯水内的水分子数目比溶液的多体积的纯水内的水分子数
27、目比溶液的多,由于溶剂水分子能自由通过半透膜,而溶由于溶剂水分子能自由通过半透膜,而溶质分子不能通过。质分子不能通过。因此在相同时间内由纯因此在相同时间内由纯水通过半透膜进入溶液的水分子数目要比水通过半透膜进入溶液的水分子数目要比由溶液进入纯水的多,其结果是水分子从由溶液进入纯水的多,其结果是水分子从纯水进入溶液纯水进入溶液。水分子从纯水向溶液方向渗透的速度水分子从纯水向溶液方向渗透的速度快,导致溶液液面不断升高,其水的净压快,导致溶液液面不断升高,其水的净压力渐渐增加,结果使溶液一侧的水分子渗力渐渐增加,结果使溶液一侧的水分子渗入稀溶液的速度渐渐加快,当这种压力增入稀溶液的速度渐渐加快,当这
28、种压力增加到一定值时,恰好使半透膜两侧水分子加到一定值时,恰好使半透膜两侧水分子的渗透速度相等,渗透达到平衡,溶液的的渗透速度相等,渗透达到平衡,溶液的液面不再上升。液面不再上升。由此可见,产生渗透作用必须具备两由此可见,产生渗透作用必须具备两个条件:一是要有个条件:一是要有半透膜半透膜存在;二是膜两存在;二是膜两侧单位体积内溶剂的分子数不等,即存在侧单位体积内溶剂的分子数不等,即存在浓度差浓度差。我们要阻止纯水透过半透膜进入我们要阻止纯水透过半透膜进入溶液,使渗透现象不发生,就必须在溶溶液,使渗透现象不发生,就必须在溶液的液面上施加一定的压力。见图液的液面上施加一定的压力。见图13(c)这种
29、恰好能阻止渗透进行而施加于溶液这种恰好能阻止渗透进行而施加于溶液液面上的额外压力称为液面上的额外压力称为溶液的渗透压溶液的渗透压。渗透渗透压压是阻止纯溶剂中的溶剂分子进入溶液的最是阻止纯溶剂中的溶剂分子进入溶液的最小压力。小压力。注意:注意:溶液的渗透压只有溶液和纯溶液的渗透压只有溶液和纯溶剂被半透膜隔开时才能显示出来,溶剂被半透膜隔开时才能显示出来,凡是溶液均能产生渗透压。凡是溶液均能产生渗透压。渗透压力与浓度、温度的关系渗透压力与浓度、温度的关系 1877 1877 年年,德德国国植植物物学学家家 PfefferPfeffer 用用人人工工制制成成的的半半透透膜膜测测量量蔗蔗糖糖水水溶溶液
30、液的的渗渗透透压压力力。发现了如下两个规律:发现了如下两个规律:(1 1)在在热热力力学学温温度度一一定定时时,稀稀溶液的渗透压力与溶液的浓度成正比;溶液的渗透压力与溶液的浓度成正比;(2 2)在在浓浓度度一一定定时时,稀稀溶溶液液的的渗透压力与热力学温度成正比。渗透压力与热力学温度成正比。1886 年,荷兰物理学家范特霍年,荷兰物理学家范特霍夫夫(Vant Hoff)归纳出渗透压力与归纳出渗透压力与浓度、温度之间的关系浓度、温度之间的关系,指出:指出:当温度一定时,稀溶液的渗透压与溶当温度一定时,稀溶液的渗透压与溶液的物质的量浓度成正比,当浓度一定时,液的物质的量浓度成正比,当浓度一定时,稀
31、溶液的渗透压与绝对温度成正比。稀溶液的渗透压与绝对温度成正比。范特霍夫渗透压定律范特霍夫渗透压定律 范特霍夫渗透压定律范特霍夫渗透压定律表示式为:表示式为:c cB BRTRT 为渗透压,单位为为渗透压,单位为kPa;R为气体常数(为气体常数(8.314kPaLmol-1K-1););T为绝对温度,单位为为绝对温度,单位为K;cB为物质的量浓度,单位为为物质的量浓度,单位为mol/L。渗透压在生物学中具有重要的意义,渗透压在生物学中具有重要的意义,因为因为有机体细胞膜大多具有半透膜的性质。有机体细胞膜大多具有半透膜的性质。例如例如:植物细胞汁的渗透压可达到植物细胞汁的渗透压可达到2026kPa
32、,所所以树木可以长到数十米;以树木可以长到数十米;人体血液平均渗透压为人体血液平均渗透压为780kPa,当我们,当我们出汗过多,或者吃了过咸的食物,就会引起渗出汗过多,或者吃了过咸的食物,就会引起渗透压升高,透压升高,产生口渴的感觉;产生口渴的感觉;如果喝了大量的水如果喝了大量的水,使体内的可溶物浓度,使体内的可溶物浓度下降,就会使渗透压下降。下降,就会使渗透压下降。1.5.4.2 1.5.4.2 反渗透反渗透 反渗透又称逆渗透,实际上是一种渗反渗透又称逆渗透,实际上是一种渗透过程的逆过程。在渗透过程中,如果透过程的逆过程。在渗透过程中,如果外加在溶液液面上的压力超过了渗透压外加在溶液液面上的
33、压力超过了渗透压的压力,就会产生另外一种情况:使浓的压力,就会产生另外一种情况:使浓度高的溶液中的溶剂向浓度低的溶液中度高的溶液中的溶剂向浓度低的溶液中流动,使溶解在溶液中的溶质与溶剂分流动,使溶解在溶液中的溶质与溶剂分离。这一过程称为反渗透过程,简称反离。这一过程称为反渗透过程,简称反渗透。渗透。随着反渗透过程的进行,在半透膜随着反渗透过程的进行,在半透膜的另一侧(低压侧)渗出溶液中的溶剂,的另一侧(低压侧)渗出溶液中的溶剂,我们称之为渗透液。而留在压力较高一我们称之为渗透液。而留在压力较高一侧的将是分离出了溶剂的浓缩液。例如,侧的将是分离出了溶剂的浓缩液。例如,用反渗透技术处理海水,在半透膜的低用反渗透技术处理海水,在半透膜的低压一侧得到的是淡水,而在另一侧(高压一侧得到的是淡水,而在另一侧(高压)得到的是含有高盐分的卤水。压)得到的是含有高盐分的卤水。由于半透膜能够截留水中的各种无由于半透膜能够截留水中的各种无机离子、胶体物质和大分子溶质,所以机离子、胶体物质和大分子溶质,所以反渗透过程被广泛用于污水处理、饮用反渗透过程被广泛用于污水处理、饮用水的净化、海水淡化和溶液的浓缩等方水的净化、海水淡化和溶液的浓缩等方面。面。利用稀溶液的依数性可以测定物质利用稀溶液的依数性可以测定物质摩尔质量或检测物质的纯度。摩尔质量或检测物质的纯度。