当前课程知识点:无机化学 > 第1章 物质的聚集状态 > 1.2 稀溶液的依数性 > 1.2.2 稀溶液的依数性(2)
同学
你好
这节课我们讲稀溶液依数性的第二部分
上节课我们讲了
稀溶液的蒸气压下降
这节课我们讲稀溶液依数性的第二个性质
渗透压
渗透压是这样定义的
为了阻止渗透作用而施加于溶液的压力
为该溶液的渗透压
当溶液两边在渗透压的时候
溶剂分子从两个相反方向通过半透膜
而且它们的数目相等
那么渗透处于平衡状态
那么下面的问题是什么是渗透
下面我们通过这个动画来看一下什么是渗透
那么这是一个U型管U型管的
中间是断开的
断开的地方用一个法兰进行连接
连接的中间有一个半透膜
那么这样的话就这个U型管被分成两部分
这一部分和这一部分
我们把这两部分分别加入纯的溶剂
和由这个溶剂所构成的溶液
我们看这样的一个小点点就代表了溶质的分子
那么这是溶液部分
这是溶剂部分
然后中间
是一个半透膜
中间是半透膜
那么这个把这个体系放到这之后
随着时间变化我们会看到
溶剂这部分的液面是逐渐降低的
然后溶液这部分是逐渐升高的
当达到一定时间之后
这种高度差不在变化
下面我们再看一下这个动画
当时间足够长之后
溶液的下降和溶液的液面的上升就会停止
然后这个页面差就会形成一定的量
那么这个液面差我们称为渗透压
那么为什么有渗透压存在
下面我们再看下一个示意图
我们看一下在这个体系里边
这边试管里面装的是纯水
而这边试管里面装的是溶液
然后
把它中间用一个连通器进行联通
然后把联通器里面放上液体
那么根据我们上节课讲的内容
溶液的蒸气压会低于溶剂的蒸气压
因为上节课我们说过是溶液的蒸气压下降
那么这个时候把他们联通起来
我们就会看到有这样一个液面差
这个液面差实际上表现的是它的压力的差
表示压力差
那么通过这个我们就可以看出来
实际上渗透和渗透压的本质
实际上是由蒸汽压下降所导致的
那么通过下面这个图更可以反映
我们说渗透和渗透压是由
溶液的蒸气压下降所导致
我们这个烧杯里放入纯水
这个烧杯里面放入糖水
糖水就是糖的水溶液
然后我们把它用一个更大的一个烧杯
给它反扣着
这样的话
它构成了一个完全封闭的体系
那么通过上节课我们说溶液的蒸汽向下降
我们可以知道
溶液的蒸气压是要低于溶剂的蒸汽压
那么由于这个蒸汽压低
所以溶剂的增加就会蒸发
然后
到溶剂蒸汽压这进行凝结
那么这个过程是不断进行的
因为溶液的蒸汽压始终对于纯溶剂的蒸汽压
那么当时间足够长之后
溶剂就会完全被凝结到溶液里面去
那么这就是实际上是渗透的
刚才我们说的渗透
那么当然这里面由于没有压力差
所以构不成渗透压
可是渗透的过程就可以这样去理解
那么由前面的动画以及两个示意图
我们可以看出来
那么渗透有两个条件
第一个必须有半透膜
第二个必须半透膜两边存在着浓度差
那么下面我们就分析一下
什么是半透膜
半透膜是这样的一个膜
它能够让溶剂的分子通过
而不能够让溶质的分子通过
那么这种膜被称为半透膜
那么这种半透膜在我们生活中常见吗
是很常见的
我们最简单的萝卜皮
本身就是一个很好的半透膜的例子
它允许水从土壤里到萝卜内部
但是不能够把萝卜里面的糖分
渗透到水里面去
因此它是一个半透膜
另外像我们肠衣就是我们肠道里面
肠衣也是一个很好的半透膜的例子
那么这是必须有这种半透膜
另外
还必须有浓度差
比如说两个溶液浓度不能够相同
那么最明显的就是刚才我们说一个是纯溶剂
另外一个是溶液
当然两种不同浓度的溶液也会产生渗透
那么渗透压我们怎么计算
那么这是范特霍夫方程来计算渗透压
那么我们看在一定温度下
溶液的渗透压与溶液的浓度成正比
溶液的渗透压与溶液的温度成正比
那么我们把这两个公式结合起来
我们就是这样表示
我们把渗透压用π来进行表示
那么就是πV等于NRT在这里面π是渗透压
V是溶液的体积
N是溶剂的物质的量
R是气体常数
T是温度
那么这个公式
同学们想一想跟什么公式很相似
对
跟理想气体状态方程很相似
在那里面那是气体的压力
气体的体积
而我们这里面是溶液的渗透压和溶液的体积
这半端是一样的
那么我们把这个公式再进一步处理一下
把体积除过来
那么根据前面我们学过的物质的量除以浓度
这就是物质量的浓度
所以我们用C来进行表示
前头已经讲过了
所以这样的话
我们把这个公式进一步简化
就变成这么两个公式
第一个是范特霍夫工式的原始形式
第二种换成浓度的表达形式
那么就在一定温度下
溶液的渗透压与溶液的浓度成正比
也就是说渗透压
与单位体积内溶质的质点成正比
而与溶质的性质无关
因此它也是一种溶液的依数性
与数有关而与溶质的性质无关
那么和渗透压很相似的还有两个溶液的依数性
一个是凝固减的下降和沸点的上升
这两个性质在我们的书里边都有阐述
那么我这里就不再逐一讲述了
下面我们就看一下有关渗透压的计算
我们的例题是这样
在常温下
一个葡萄糖的浓度为0.1摩尔每升
然后
我们看这个溶液它的渗透压是多少
就直接把他带到这个
范特霍夫的公式的变形公式里面去
由于我们已经知道它的浓度了
所以这样的话
就把它带入公式里面
直接得出来它等于248
kPa
248kPa
那么这个渗透压可以做什么
实际上这正是树和一些植物
它能够从土壤里面吸取水分的一个动力
那么我们都知道树叶和植物的体液有的是甜的
有的酸的还有些是苦的
不管怎么样它都是一个溶液
那么这个溶液只有渗透压
那么这个渗透压就可以使土壤中的水分
透过根系的半透膜
进入到树干或者是植物的躯干以及叶脉中
那么这样的话
就使得水分能够从土壤到植物内部
这就是植物生存的一个很重要的条件
下面我们再看看渗透压
还有什么样的一个用途
前面这个第一个我们说过了
在生物学上树的水分和养分的传输
第二个
就是反渗透技术
反渗透技术是一个什么样子
我们正常情况下渗透压是什么
是溶液的液面要低于我们溶剂的液面
可是我们像溶液的这个液面
施加压力的时候
这个时候大于渗透压之后会发生什么情况
会发生溶液的溶剂分子
会向纯溶剂的这个方向进行渗透
那么最后结果是什么
将溶液这一部分体积减少
而增加了这个溶剂这部分的体积
那么这种情况如果用于海水的处理
那么就是将海水进行淡化
将海水进行淡化
另外一个
就是我们工业中废水处理
也可以采取这种反渗透的技术
而且在工业上已经进行了大量的应用
还有一个与我们生活比较相关的例子
就是在医学上的应用
那么我们知道在静脉注射的时候
我们经常会用到一种叫
葡糖溶液和生理盐水溶液
那么为什么用这两种溶液
实际上这两种液就是叫等渗溶液
什么是等渗溶液
就是说这个溶液的渗透压
是与我们血液中的渗透压是完全相等的
那么当把这个溶液注射到我们血管里之后
那不会引起不良的反应
那么下面我们看一下
如果在不是等渗溶液时候
会发生一些什么情况
这个就是一个血红细胞
那么这个是在这个正常的血液里边
或者说我们说在正常的生理盐水里边
它会很正常的平稳的存在
可是如果我们放到高浓度的盐水里面去之后
那么它就会萎缩
放到低浓度的这个盐水里之后
它就会膨胀
膨胀之后会怎么样
就最会使细胞膜破裂
然后破坏这个细胞
下面我们再看一下它的一个变化情况
因为渗透压相同
所以
它处于一种平衡状态
就能够正常存在
那么这个是当溶液的渗透压更大的时候
那么这个时候会造成细胞的凋亡
如果溶液的渗透压小了之后
会引起细胞的膨胀
最后导致细胞的死亡
刚才我们讲了稀溶液的依数性
那么这个稀溶液有这种性质
那么其它的溶液性质有没有类似的情况
答案是有的
那么对于比较浓的溶液
也就说我们说电解质溶液
那么它也有类似稀溶液的通性
但是注意的是什么
它只有那种趋势
而没有那种定量的关系
也就是说他的依数这个性质没有稀溶液好
可是我们可以利用稀溶液依数性
这个性质来估计一下
一般的电解质溶液的性质的一些变化规律
你比如我们可以总结出这样的一些规律
一般的情况下
在相同浓度的溶液里边
渗透压π
它的大小的顺序是怎样一个顺序
是这样的
对于A2B或者是AB2 这个是什么情况
这个是
A2B比如像铬酸银
AB2比如像二氯化钙
那么这种强电解质在浓度相同的时候
他的这种渗透压要大于AB型的电解质溶液
AB型是什么
比如氯化钠
这个AB型的电极溶液
它的这个π要大于弱电解质的它的渗透压
那么弱电解质渗透压
要大于非电解质
的渗透压
那么不只是渗透压有这种情况
其他的比如蒸气压下降也是一样
而溶液的蒸气压
它的规律刚好相反
好这节课就讲到这里
-1.1 物质的聚集状态和分压定律
--第1.1节讨论 应用理想气体状态方程的时候应注意哪些问题
--第1.1节测试 物质的聚集状态和分压定律
-1.2 稀溶液的依数性
--第1.2节讨论 为什么讨论稀溶液的依数性时将溶质限定为难挥发非电解质
--第1.2节测试 稀溶液的依数性
-第1章测试 物质的聚集状态
-2.1 化学热力学基本概念
--第2.1节测试 化学热力学基本概念
-2.2 化学反应热效应
--第2.2节测试 化学反应的热效应
-2.3 化学反应热效应计算
--第2.3节测试 化学反应热效应计算
-2.4 化学反应方向判据
--第2.4节测试 化学反应方向判据
-第2章测试 化学热力学基础
-3.1 影响化学反应速率的因素
--第3.1节测试 影响化学反应速率的因素
-3.2 化学反应速率理论
--第3.2节讨论 有人说根据反应方程式可以直接写出速率方程,这种说法对吗?
--第3.2节测试 化学反应速率理论
-3.3 化学平衡理论
--第3.3节测试 化学平衡理论
-3.4 化学平衡移动
--第3.4节测试 化学平衡移动
-第3章测试 化学反应速率与化学反应平衡
-4.1 酸碱理论
--第4.1节讨论 阿雷尼乌斯电离理论、酸碱质子理论和酸碱电子理论各有什么优缺点?
--第4.1节测试 酸碱理论
-4.2 水的电离平衡
--第4.2节测试 水的电离平衡
-4.3 弱酸弱碱平衡
--第4.3节测试 弱酸弱碱平衡
-4.4 盐水解平衡
--第4.4节测试 盐水解平衡
-4.5 缓冲体系
--第4.5节讨论 人体血浆中有哪些缓冲系统,最重要的是哪一个?
--第4.5节测试 缓冲体系
-第4章测试 酸碱平衡
-5.1 溶度积常数
--第5.1节测试 溶度积常数
-5.2 溶度积常数与溶解度换算关系
--第5.2节测试 溶度积常数与溶解度换算关系
-5.3 溶度积规则
--第5.3节测试 溶度积规则
-5.4 影响沉淀生成因素
--第5.4节测试 影响沉淀生成因素
-5.5 分步沉淀
--第5.5节测试 分步沉淀
-5.6 沉淀溶解
--第5.6节测试 沉淀溶解
-5.7 沉淀转化
--第5.7节测试 沉淀转化
-第5章测试 沉淀-溶解平衡
-6.1 原电池
--第6.1节测试 原电池
-6.2 电极电势
--第6.2节测试 标准电极电势
-6.3 Nernst方程
--第6.3节讨论 电池反应和电极反应的能斯特方程有什么异同点?
--第6.3节测试 电极电势Nernst方程
-6.4 电极电势的应用
--第6.4节讨论 怎么解释单质银不能从盐酸溶液中置换出氢气,但可从氢碘酸中置换出氢气
--第6.4节测试 电极电势应用
-6.5 元素电势图及其应用
--第6.5节测试 元素电势图及其应用
-第6章测试 氧化还原平衡
-7.1 玻尔氢原子模型
--第7.1节测试 玻尔氢原子模型
-7.2 波粒二象性
--第7.2节测试 波粒二象性
-7.3 薛定谔方程
--第7.3节测试 薛定谔方程
-7.4 四个量子数
--第7.4节测试 四个量子数
-7.5 波函数角度分布图
--第7.5节测试 波函数角度分布图
-7.6 多电子原子结构
--第7.6节测试 多电子原子结构
-7.7 元素性质的周期性变化
--第7.7节讨论 说说电离能和电子亲合能的变化趋势,其中有哪些特例
--第7.7节测试 元素性质的周期性变化
-第7章测试 原子结构与元素周期律
-8.1 现代价键理论
--第8.1节测试 现代价键理论
-8.2 杂化轨道理论
--第8.2节讨论 sp、sp2、sp3杂化轨道的成键能力的大小次序?
--第8.2节测试 杂化轨道理论
-8.3 价层电子对互斥理论
--第8.3节测试 价层电子对互斥理论
-8.4 分子轨道理论
--第8.4节测试 分子轨道理论
-第8章讨论 为什么说杂化轨道理论和价层电子对互斥理论存在互补关系
-第8章测试 分子结构
-9.1 晶体结构
--第9.1节测试 晶体结构
-9.2 金属键理论与金属晶体
--第9.2节测试 金属键与金属晶体
-9.3 离子键与离子晶体
--第9.3节测试 离子键与离子晶体
-9.4 离子极化理论
--第9.4节测试 离子极化理论
-9.5 分子间力与分子晶体
--第9.5节测试 分子间力与分子晶体
-9.6 氢键
--第9.6节测试 氢键
-第9章测试 晶体结构
-10.1 配位化合物组成及命名
--第10.1节测试 配位化合物组成和命名
-10.2 配合物解离平衡
--第10.2节测试 配合物解离平衡
-10.3 配合物解离平衡的移动
--第10.3节测试 配合物解离平衡移动
-10.4 配合物的化学键理论-杂化轨道理论
--第10.4节测试 配合物的化学键理论-杂化轨道理论
-10.5 配合物的晶体场理论
--第10.5节测试 配合物的晶体场理论
-第10章讨论 为什么大多数金属水合离子有颜色,但是锌离子、银离子无色
-第10章测试 配位化学基础
-第11章测试 氢和稀有气体
-第12章测试 碱金属和碱土金属
-第13章测试 硼族、碳族和氮族元素
-第14章测试 氧族元素和卤素
-第15章测试 过渡元素
-动植物体中微量元素的检测
-趣味实验小视频
--糖球烧焦案.m
--指纹重现江湖
--紫甘蓝汁的传奇