1.2.2 稀溶液的依数性(2)在线视频

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