物理化学简明教程(印永嘉) 化学势70039418.pptVIP

* 医院在给病人作静脉注射或输液时，必须采用与血液渗透压 正常体温时为780kPa 基本相同的溶液,如0.90% 0.154mol·dm-3 的生理盐水或0.5%的葡萄糖溶液，生物医学上称之为等渗溶液。渗透压力相对低的为低渗溶液，相对高的为高渗溶液。 若非治疗需要而在注射时采用低渗溶液或高渗溶液，就会因为红细胞内外溶液的渗透压不相等而导致红细胞膜皱缩或膨胀，甚至最后破裂，前者医学上被称为质壁分裂，后者称为溶血。 * 例题3 20℃时，将68.4g蔗糖 C12H22O11 溶于1000g水中形成理想稀溶液，求该溶液的凝固点、沸点和渗透压各为多少? 该溶液的密度为1.024g·cm-3 解 由分子式可知，蔗糖的摩尔质量M＝342g·mol-1，68.4g蔗糖溶于1000g水中，其质量摩尔浓度为 水的凝固点降低常数Kf 1.86K·mol－1·kg， ΔTf Kf ·m 1.86?0.20 ℃＝0.372℃ 水的正常凝固点＝0℃，所以该溶液的凝固点 Tf＝ 0–0.372 ℃＝ –0.372℃ * 水的沸点升高常数Kb 0.52K·mol-1·kg， △Tb Kb·m 0.52×0.20 ℃ 0.104℃ 水的正常沸点＝100℃,所以该溶液的沸点 Tb 100＋0.104 ℃＝100.104℃ 该溶液内含有蔗糖的物质的量nB 0.20mol，其体积为 该溶液的渗透压 * 由例题3的计算可知，溶液的依数性中渗透压最为灵敏。所以从理论上说，测量溶质的摩尔质量用渗透压方法是最精确的。此法的困难是在实验方面，因一般制备的半透膜往往不仅溶剂分子能透过，溶质分子亦能通过，对一般的溶质来说，很难制备出真正的半透膜，所以测定溶质的摩尔质量，通常均用凝固点降低法。 但是对高分子溶质，由于溶质分子和溶剂分子的大小相差悬殊，制备真正的半透膜困难就不大了，因此用渗透压法测量高分子化合物的摩尔质量已成为常用的方法之—。 * 如渗透压图所示的装置中，当在稀溶液一侧施加足够的压力，则溶液中的溶剂会透过半透膜，在左侧得到纯溶剂。此现象称为反渗透。反渗透是重要的膜分离技术之一，现已经用于海水淡化和纯水制备等。 * §3.7 非理想多组分系统中物质的化学势 1.实际液态混合物对理想液态混合物的偏差 2.非理想液态混合物中物质的化学势及活度的概念 3.非理想溶液中物质的化学势及活度 4.活度的求算 * 1. 实际液态混合物对理想液态混合物的偏差 能形成类似理想液态混合物的系统毕竟只是极少数，大多数液态混合物由于不同分子之间的引力和同种分子之间的引力有明显区别，或不同分子之间发生化学作用，混合物中各物质的分子所处的情况与在纯态时很不相同，所以在形成混合物时往往伴随有体积变化和热效应，此种液态混合物称为“非理想液态混合物”；很显然，非理想液态混合物不遵守拉乌尔定律，它们对理想液态混合物的偏差常见的有两种情况。 * 1 溶液的蒸气压对拉乌尔定律正偏差 kx p* xA 1 xB xB 1 溶液的蒸气压对R.L正偏差 溶质的蒸气压对R.L正偏差 溶剂的蒸气压对R.L正偏差 pA * pB * * 实验表明，当液态混合物中某物质发生正偏差时，另一种物质一般亦发生正偏差，因此混合物的总蒸气压亦发生正偏差 见上图 。由纯物质混合形成具有正偏差的混合物时，往往发生吸热现象。 在具有正偏差的混合物中，各物质的化学势大于同浓度时理想液态混合物中各物质的化学势。 产生正偏差的原因，往往是由于A和B分子间的吸引力小于A和A及B和B分子间的吸引力。此外，当形成混合物时，若A分子发生解离，亦容易产生正偏差。 （原因蒸气压增加，化学势增加） * 2 溶液的蒸气压对R.L负偏差 kx p* xA 1 xB xB 1 溶液的蒸气压对R.L负偏差 溶质的蒸气压对R.L负偏差 溶剂的蒸气压对R.L负偏差 pA * pB * * 实验表明，当混合物中某物质发生负偏差时，另一物质一般亦发生负偏差，因此溶液的总蒸气压亦发生负偏差 见上图 。由纯物质混合形成具有负偏差的混合物时，往往发生放热现象。 在具有负偏差的混合物中，各物质的化学势要小于同浓度时理想液态混合物中各物质的化学势。（为什么 产生负偏差的原因，往往是由于A和B分子之间的吸引力大于A和A及B和B之间的吸引力。此外，若分子间发生化学作用，形成缔合分子或化合物时，亦容易产生负偏差。 * 2.非理想液态混合物中物质的化学势及活度的概念 将理想液态混合物化学势表达式中的xB 乘上一个校正因子fB ?B sln ?B sln + RT ln fB x B ? ?B sln ?B sln + RT ln aB ? 令活度aB fBxB 其中fB称为物质B的活度系