阿摩線上測驗
登入
阿摩線上測驗
登入
學習重點 掌握四項依數性質的方向：蒸氣壓下降、沸點上升、冰點下降、滲透壓上升；折射率不屬於依數性質。 運用Raoult 定律計算水溶液與混合推進劑的蒸氣壓，分清重量比與莫耳分率。 運用π＝MRT計算滲透壓，正確換算百分濃度與絕對溫度。 運用ΔTf＝Kf × m計算冰點下降，區別下降幅度與最後冰點。 判讀π/C 對 C圖：截距看分子量，斜率看第二維里係數與溶質、溶媒的交互作用。 核心觀念 一、依數性質：看有效粒子數 在理想稀溶液近似下，依數性質取決於溶質粒子的數目或濃度，而非溶質的化學種類。比較時須固定溶媒、溫度等條件；蒸氣壓下降與沸點上升的基本討論，以非揮發性溶質為前提。 性質溶質粒子濃度增加時常用公式 蒸氣壓降低，下降量增大ΔP＝P° × X溶質 沸點升高ΔTb＝i × Kb × m 冰點降低ΔTf＝i × Kf × m 滲透壓升高π＝iMRT i 為 van't Hoff 因子，反映解離、締合等造成的有效粒子數變化；葡萄糖為非電解質，通常取 i＝1。折射率與物質種類有關，不屬於依數性質。選項僅寫「蒸氣壓、沸點」時，通常是在指相應的依數性質變化。 二、Raoult 定律與水的蒸氣壓下降 理想溶液中，成分的蒸氣分壓為其液相莫耳分率乘以純物質蒸氣壓：P成分＝X成分 × P°成分。若各成分均可揮發，總蒸氣壓為各分壓之和。 非揮發性溶質溶於水時：P＝X水 × P°水；ΔP＝P°水－P＝X溶質 × P°水。因此，水的莫耳分率越小，蒸氣壓下降越多。 以 1,000 mL 水加入 50 g 葡萄糖為例，取水密度約 1 g/mL、水與葡萄糖分子量分別為 18、180： 水：1,000 ÷ 18＝55.56 mol；葡萄糖：50 ÷ 180＝0.278 mol。 X水＝55.56 ÷（55.56＋0.278）≈0.9950。 純水蒸氣壓為 23.76 mmHg 時，溶液蒸氣壓＝23.76 × 0.9950≈23.64 mmHg。 疏水性藥物製成不同製劑時，須注意藥物及其他成分在水相中的存在狀態。就本單元比較而言，微膠粒水溶液使水的蒸氣壓下降最大。懸液中的未溶解藥物，不能直接按全部藥量計入溶解粒子數；乳劑中的油相藥物，也不能視為全部溶在水中。微膠粒內每個藥物分子並非各自獨立的依數粒子，實際效應仍受聚集狀態與水相組成影響。 三、混合推進劑的蒸氣壓 理想液化氣體推進劑混合物用Raoult 定律計算：P混合＝XA × P°A＋XB × P°B。使用的是液相莫耳分率，重量百分比必須先除以分子量。 以總重 100 g 為基準，將重量百分比換成各成分克數。 計算 n＝重量 ÷ 分子量，再求 X＝該成分莫耳數 ÷ 總莫耳數。 用莫耳分率加權各純成分的蒸氣壓。 Propane 與 isobutane 的蒸氣壓分別為 110、30.4 psig。等莫耳混合時，各占 0.5，故 P＝（110＋30.4）÷2＝70.2 psig。 若改為 propane：isobutane＝40：60（w/w），分子量分別為 44.1、58.1： n propane＝40 ÷ 44.1≈0.907；n isobutane＝60 ÷ 58.1≈1.033。 X propane≈0.468；X isobutane≈0.532。 P≈0.468 × 110＋0.532 × 30.4＝67.7 psig。 壓力理論式使用絕對壓力；若各純成分均以相同大氣壓為基準給出 psig，因莫耳分率總和為 1，換成絕對壓力計算再換回後，等同直接加權所列 psig。 Propellant 134a：propellant 12＝40：60（w/w）的表列資料計算，結果為78.9 psig；分子量與純成分蒸氣壓須依附表代入，不能把重量比直接當莫耳比。 在相同溫度下，比較 propane、butane、HFA 152a 與 CFC 11，蒸氣壓最高者為 propane。蒸氣壓會隨溫度改變，比較時須確認溫度一致。 四、滲透壓：π＝MRT 滲透壓是阻止溶媒經半透膜淨流入溶液所需的壓力。理想稀溶液適用π＝MRT；電解質則須考慮 i。 M：溶質莫耳數 ÷ 溶液體積，單位 mol/L。 R＝0.082 L·atm/(mol·K)，算出的壓力單位為 atm。 T 使用絕對溫度；精確換算為 ℃＋273.15，考試近似常取 ℃＋273。 x%（w/v）＝x g/100 mL＝10x g/L，因此 M＝10x ÷ 分子量。 1.8% dextrose 注射液以 w/v 計，為 18 g/L；分子量 180，故 M＝0.1 mol/L。27℃取 300 K，π＝0.1 × 0.082 × 300＝2.46 atm。 5 g/L dextrose 的 M＝5 ÷ 180≈0.0278 mol/L。25℃取 298 K，π≈0.0278 × 0.082 × 298≈0.68 atm，對應約 0.684 atm 的選值；細微差異來自常數與取位。 五、冰點下降：m 的分母是溶媒公斤數 ΔTf＝i × Kf × m。m 為重量莫耳濃度，單位 mol/kg 溶媒；水的 Kf 通常以正值 1.86 ℃·kg/mol表示。ΔTf 表示下降幅度，最後冰點＝純溶媒冰點－ΔTf。 1,000 mL 水約為 1 kg，含 50 g 葡萄糖時，m＝（50 ÷ 180）÷1≈0.278 mol/kg。ΔTf＝1.86 × 0.278≈0.52℃，因此冰點為－0.52℃。若資料將下降常數寫成負值，須確認其符號定義，避免重複加負號。 六、π/C 圖與第二維里係數 當 C 為質量濃度時，稀高分子溶液可寫為：π/C＝RT［1/Mn＋A2C＋……］。Mn 為數平均分子量，A2 為此表示方式下的第二維里係數；濃度與氣體常數的單位須一致。 圖形特徵判讀 C 趨近 0 的截距＝RT/Mn同溫下，截距越大，分子量越小。 低濃度近似斜率＝RT × A2反映溶液偏離理想行為的程度與溶媒品質。 斜率＞0良溶媒；考試判讀為溶質與溶媒吸引作用較有利。 斜率＝0第二維里項為零；本單元選項以「無作用力」對應。 斜率＜0不良溶媒，溶質間較有聚集傾向。 同溫且截距相同時，斜率越大，本單元判讀為溶質與溶媒吸引力越大。斜率為零的嚴謹意義是相關作用的淨效應抵消，並非分子間完全不存在作用力。 常考陷阱 「沸點下降」「冰點上升」均錯。非揮發性溶質增加時，是沸點升、冰點降。 等莫耳才可直接平均。重量比 40：60 直接加權得到 62.2 psig，是把重量分率誤當莫耳分率。 混合蒸氣壓不能直接相加。理想混合物的結果應介於兩純成分蒸氣壓之間；計算用 Raoult 定律，非 Fick、Poiseuille 或 Stokes 定律。 M 與 m 分母不同。滲透壓用每公升溶液；冰點下降用每公斤溶媒。1.8%（w/v）是 18 g/L，溫度須換成 K。 下降量不等於最後冰點。下降 0.52℃，水溶液冰點為－0.52℃；－1.86℃並非所有水溶液的冰點。 截距與分子量成反比；斜率看交互作用。正斜率選吸引作用較有利，零斜率依本單元選項選「無作用力」。 記憶口訣 「蒸冰降，沸滲升」：四項依數性質的方向。 「重量先除分子量，莫耳分率乘蒸氣壓」：混合推進劑計算。 「截距大，分子小；正斜率，相吸好」：π/C 圖的基本判讀。