第1章溶液和溶液的滲透壓

1、第1章溶液和溶液的滲透壓溶液： 一種物質(zhì)以分子、原子或離子狀態(tài)分散于另外一種物質(zhì)中所構(gòu)成的均勻而穩(wěn)定的分散體系。 分類： 固態(tài)溶液（合金） 液態(tài)溶液（鹽水） 氣態(tài)溶液（空氣） 物質(zhì)的量(nB):是微觀物質(zhì)數(shù)量的基本物理量。 單位:摩爾(mole),符號:mol第一節(jié) 溶液的濃度摩爾定義:摩爾是一系統(tǒng)的物質(zhì)的量,該系統(tǒng)中所含的基本單元數(shù)與0.012kg 12C 的原子數(shù)目相等。6.02261023 個一、物質(zhì)的量 a. 摩爾是物質(zhì)的量的單位，不是質(zhì)量的單位。 b. 摩爾的定義是絕對定義，不隨測量技術(shù)而改變。 c. 使用摩爾時，基本單元必須同時指明?；締卧獞?yīng)該根據(jù)需要用粒子符號、物質(zhì)的化學(xué)式或它

2、們的特定組合表示。例如：（H）、(H2)、(2H2O2)、(1/2SO4 2 -)等都可以作為基本單元。 d. 1mol任何物質(zhì)都含有相同的基本單元數(shù),即都是6.021023個基本單元。使用物質(zhì)的量nB注意事項(xiàng)說明摩爾質(zhì)量(M): 科學(xué)上規(guī)定：當(dāng)某物質(zhì)的物質(zhì)的量是1mol時所具有的質(zhì)量，叫摩爾質(zhì)量。 單位: kg/mol，常采用g/mol摩爾質(zhì)量的確定1.任何元素原子的摩爾質(zhì)量，單位為 g/mol 時，數(shù)值上等于該種原子的原子量。 如：Ar(Ca)= 40 M(Ca)= 40 g/mol2.1mol 某物質(zhì)分子的質(zhì)量，就是該物質(zhì)分子的摩爾質(zhì)量。 分子的摩爾質(zhì)量如用g/mol 作單位，數(shù)值上等于

3、該種分子的分子量。如：Ar(H2SO4)= 98 M (H2SO4) = 98 g/molnB、mB和MB之間的關(guān)系式中：nB ：物質(zhì)B的物質(zhì)的量 mB ：物質(zhì)B的質(zhì)量 MB ：物質(zhì)B的摩爾質(zhì)量 例1326mg Na+的物質(zhì)的量是多少？ 解： Na+的摩爾質(zhì)量為23gmol1，根據(jù)公式，Na+的物質(zhì)的量為：習(xí)題1：求80g NaOH的物質(zhì)的量。解：NaOH的摩爾質(zhì)量在數(shù)值上等于其分子量M（NaOH）40 g/mol習(xí)題2： （1）98g（ H2SO4 ）的物質(zhì)的量為（ ） ，含有（ ）個H2SO4分子（2）49g（1/2 H2SO4 ）的物質(zhì)的量為1mol，含有6.023 1023 個（ ）基

4、本單元，或 （ ）個H2SO4分子（3）1 mol（ H2+1/2O2 ），質(zhì)量為（ ）g二、溶液濃度的表示方法溶液的濃度：一定量的溶液或溶劑中所含溶 質(zhì)的量。 由于用途的不同，溶液的濃度可用多種不同的方法來表示。現(xiàn)將醫(yī)學(xué)上常用的幾種濃度表示方法作簡單介紹。 定義： 指物質(zhì)B的質(zhì)量與溶液的總質(zhì)量之比。 用符號表示。 設(shè)某溶液由溶劑A和溶質(zhì)B組成，則溶質(zhì)B的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：1、質(zhì)量分?jǐn)?shù)B質(zhì)量分?jǐn)?shù)可以用小數(shù)表示，也可以用百分?jǐn)?shù)表示。實(shí)例： 我國食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，致癌物質(zhì)黃曲霉素B1在各種食品中的含量限定為：玉米、花生及其油類中： wB 20 g.-1 相當(dāng)于 wB = 0.00002大米及其食用油：

5、wB 10 g.-1 相當(dāng)于 wB = 0.00001其他糧食、豆類、發(fā)酵食品： wB 5 g.-1 相當(dāng)于 wB = 0.000005市售濃硫酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)wB=0.98或者wB=98%。例2 將5.0gNaCl溶于500g水配成溶液，計(jì)算此溶液中NaCl的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。 解： mB = 5.0g，m = 500 + 5.0 = 505 g 習(xí)題三：將10gNaCl溶于100g水中配成溶液，計(jì)算此溶液中NaCl的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。解： mB=10g, m=100+10=110g2、體積分?jǐn)?shù)B 定義 指在相同溫度和壓力下，溶質(zhì)B的體積VB與溶液體積V之比。用符號B表示。體積分?jǐn)?shù)可以用小數(shù)表示，也可以用百分?jǐn)?shù)

6、表示。實(shí)例：外用消毒酒精的體積分?jǐn)?shù)記為 B=0.75或 B=75%。臨床血液檢驗(yàn)指標(biāo)：紅細(xì)胞體積分?jǐn)?shù)正常范圍在B=0.370.50.例3：取750ml純酒精加水配成1000ml醫(yī)用消毒酒 精溶液，計(jì)算此酒精溶液中酒精的體積分?jǐn)?shù)。解：VB750ml, V=1000ml3、質(zhì)量濃度B 定義 物質(zhì)B的質(zhì)量濃度是物質(zhì)B的質(zhì)量mB除以溶液的總體積V。用符號B表示 質(zhì)量濃度的單位 質(zhì)量濃度的單位(SI制)是kg/m3 醫(yī)學(xué)上常用的單位是kg/L，g/L或mg/L 表示溶液體積的單位只能用L，而表示質(zhì)量 的單位可以改變書寫質(zhì)量濃度時，一定要用下角標(biāo)或括號標(biāo)明基本單元例4100mL C3H5O3Na（乳酸鈉）

7、注射液中含11.2g C3H5O3Na，計(jì)算該注射液的質(zhì)量濃度。解：習(xí)題四：在100ml生理鹽水中含有0.90gNaCl，計(jì)算生理鹽水的質(zhì)量濃度。解：mB=0.09g V=100ml=0.1L4、物質(zhì)的量濃度CB定義 物質(zhì)B的物質(zhì)的量濃度是指B的物質(zhì)的量nB除以溶液的體積V。用符號CB表示 物質(zhì)的量濃度單位 nB為物質(zhì)的量,SI單位為mol或mmol V為混合物的體積，對溶液而言，就是溶液的體積，常用的非SI單位為L或ml 故物質(zhì)的量濃度常用的單位為mol/L或mmol/L 說明 根據(jù)SI規(guī)定，在使用濃度單位時必須注明所表示物質(zhì)的基本單元。 如：C(KCl)=0.1mol/L 通常所說的“溶液

8、濃度”實(shí)際上是指溶液的“物質(zhì)的量濃度”。 在臨床生化檢驗(yàn)中，凡是相對分子質(zhì)量已知的物質(zhì)在人體的組成量度，原則上均應(yīng)用物質(zhì)的量濃度表示，對于相對分子質(zhì)量尚未準(zhǔn)確測得的物質(zhì)，則可用質(zhì)量濃度表示，對于注射液，世界衛(wèi)生組織認(rèn)為，在絕大多數(shù)情況下，標(biāo)簽上應(yīng)同時標(biāo)明質(zhì)量濃度B和物質(zhì)的量濃度CB。如靜脈注射的氯化鈉溶液，應(yīng)同時標(biāo)明(NaCl)9 gL-1，C(NaCl)0.15 molL-1。溶液的濃度在醫(yī)學(xué)上的使用 例5：100ml正常人的血清中含有10.0mgCa2+離子，計(jì)算 正常人血清中Ca2+離子的物質(zhì)的量濃度？解：Ca2+的摩爾質(zhì)量M = 40 gmol 1三、濃度的相互換算 各種濃度表示法有各

9、自的特點(diǎn)，從各種濃度的基本定義出發(fā)，可進(jìn)行各種濃度的相互換算。 溶液濃度的換算只是單位的變換，而溶質(zhì)的量和溶液的量均未改變。1. 質(zhì)量濃度與物質(zhì)的量濃度之間的換算 例6100ml碳酸氫鈉溶液中含1.25g碳酸氫鈉，計(jì)算該溶液的質(zhì)量濃度和物質(zhì)的量濃度。解：2. 質(zhì)量分?jǐn)?shù)與物質(zhì)的量濃度之間的換算質(zhì)量分?jǐn)?shù)是以質(zhì)量表示溶液的量，而物質(zhì)的量濃度是以體積表示溶液的量。二者在換算時需要知道溶液的密度d。 物質(zhì)B的物質(zhì)的量為： 物質(zhì)B的物質(zhì)的量濃度為： 例7 98%H2SO4溶液的H2SO4的物質(zhì)的量濃度時多少？（密度為1.84 kgL1）解： 已知H2SO4 wB=0.98，d = 1.84kgL1 ，MB

10、=98gmol13. 溶液的稀釋C1V1 = C2V2 溶液的稀釋是指在原溶液中加入溶劑，使原溶液的濃度降低的過程。稀釋過程中溶液的體積增大，而溶質(zhì)的物質(zhì)的量不變。只適用于與體積相關(guān)的濃度 例8 配制 1000ml 0.50molL1HCl溶液，需要37%的濃鹽酸多少毫升？（濃鹽酸的密度為1.19 kgL1）解： 已知 C2=0.50molL1，V2=1000 ml，wB=0.37， MB=36.5gmol1， d = 1.19 kgL1第二節(jié) 溶液的滲透壓 擴(kuò)散(diffuse)是一種雙向運(yùn)動，是溶質(zhì)分子和溶劑分子相互運(yùn)動的結(jié)果。只要兩種不同濃度的溶液相互接觸，都會發(fā)生擴(kuò)散現(xiàn)象。 半透膜(s

11、emipermeable membrane)：只允許某些物質(zhì)透過，而不允許另一些物質(zhì)透過的薄膜。 可作為半透膜的物質(zhì)：細(xì)胞膜、腸衣、蘿卜皮、人工制備的火棉膠膜、玻璃紙及羊皮紙等。 理想的半透膜：只允許溶劑分子透過而不允許溶質(zhì)分子透過的薄膜。一、滲透現(xiàn)象和滲透壓 1.滲透現(xiàn)象半透膜(a) 滲透發(fā)生前純?nèi)軇┤芤喝軇┑膬艮D(zhuǎn)移純?nèi)軇┤芤喊胪改?b) 滲透現(xiàn)象 溶劑分子透過半透膜由純?nèi)軇┻M(jìn)入溶液或由稀溶液進(jìn)入濃溶液的現(xiàn)象叫滲透現(xiàn)象。 2. 滲透現(xiàn)象產(chǎn)生的條件、結(jié)果與方向滲透的結(jié)果：縮小膜兩側(cè)的濃度差滲透方向：溶劑（水）分子從純?nèi)軇┫蛉芤簼B透或從稀溶液向濃溶液中滲透滲透的條件：1.有半透膜存在；2.半透膜

12、兩側(cè)溶液的溶質(zhì)粒子濃度不相等 。 由于蔗糖分子不能透過半透膜，而水分子可以透過半透膜向膜兩側(cè)運(yùn)動。膜兩側(cè)單位體積溶液中水分子數(shù)目不同，單位體積內(nèi)純水中所含水分子的數(shù)目比蔗糖溶液中多，因此相同時間內(nèi)，從純水進(jìn)入蔗糖溶液的水分子數(shù)多于從蔗糖溶液進(jìn)入純水的水分子數(shù)。3. 滲透現(xiàn)象產(chǎn)生的原因4、滲透平衡與滲透壓純?nèi)軇┤芤喊胪改?c) 滲透平衡h水分子向兩個方向滲透的速率相等，蔗糖與純水的液面不再發(fā)生變化，此時達(dá)到滲透平衡狀態(tài)。純?nèi)軇┤芤喊胪改?d) 滲透壓恰能阻止純?nèi)軇┡c溶液間滲透現(xiàn)象的發(fā)生而需施加在溶液液面上的壓力稱為該溶液的滲透壓。 反向滲透：在溶液一側(cè)若是施加的外壓大于滲透壓力，則溶液中會有更多

13、的溶劑分子通過半透膜進(jìn)入溶劑一側(cè)，這種使?jié)B透作用逆向進(jìn)行的過程稱為反向滲透。依此可實(shí)現(xiàn)溶液的濃縮、海水的淡化和污水處理。 滲 透滲透壓力P反向滲透水處理系統(tǒng)工藝流程進(jìn)水純水濃水砂濾器活性炭純水罐終端過濾RO 1RO 2二、滲透壓力與濃度、溫度的關(guān)系 范托夫(Vant Hoff)公式：CRT式中 溶液的滲透壓kPa C溶液濃度mol/L T熱力學(xué)溫度K(273t0C) R氣體常數(shù) 8.31kPaLmol-1K-1a.在一定溫度下，溶液的滲透壓與它的濃度 成正比。 Cb.在一定濃度下，溶液的滲透壓與絕對溫度 成正比。 T由上式可知： 一定溫度下，稀溶液的滲透壓取決于單位體 積溶液中所含溶質(zhì)的顆粒數(shù)

14、目，而與溶質(zhì)的 本性無關(guān)。CRT的重要意義在一定溫度下，溶液的滲透壓與溶液的濃度成正比即與溶液中溶質(zhì)的數(shù)目成正比，而與溶質(zhì)的本性無關(guān)不論溶質(zhì)微粒是小分子或大分子，只要溶液中溶質(zhì)粒子的數(shù)目相等，則滲透壓就相同CRT適用范圍 特別指出： CRT只適用于非電解質(zhì)稀溶液 如：0.3mol/L葡萄糖溶液與0.3mol/L蔗糖 溶液， 其相同。 當(dāng)兩種非電解質(zhì)溶液的C不同時，C大，它的就大 由于電解質(zhì)分子在溶液中發(fā)生電離產(chǎn)生離子，使溶液中粒子的數(shù)目成倍增加，用CRT計(jì)算電解質(zhì)溶液的滲透壓將會產(chǎn)生較大的誤差。 為了消除誤差，必需引入一個校正系數(shù)i 即滲透壓公式改寫為 iCRT計(jì)算電解質(zhì)溶液的滲透壓 式中i校

15、正因子 i表示一個電解質(zhì)分子在溶液中解離所能形成的粒子數(shù) 例如：0.3mol/LNaCl 1(i=2) 0.3mol/LC6H12O6 2 (i=1) 則 12 2例9計(jì)算質(zhì)量濃度為9.00gL1生理鹽水和50.0gL1葡萄糖溶液在37時的滲透壓。解：（1）9.00gL1生理鹽水 已知 B = 9.00gL1 MB= 58.5gmol1 i CRT =20.1548.314( 273+37 ) =794 ( kPa) （2）50.0gL1葡萄糖 已知 B = 50.0gL1 MB= 180gmol1CRT =0.2788.314( 273+37 ) = 717 ( kPa) 解：例10：1L溶

16、液中含5.0g馬的血紅素，在298K時測得溶液的 滲透壓為1.8102Pa，求馬血紅素的相對分子量。正常人血漿的滲透濃度約為300 mmolL1三. 滲透壓力在醫(yī)學(xué)上的意義(一) 醫(yī)學(xué)中的滲透濃度Cos溶液中能產(chǎn)生滲透效應(yīng)的各種分子和離子（稱為滲透活性物質(zhì)）的總濃度為滲透濃度，用符號Cos表示，其常用單位是molL1和mmolL1。 CosC（一種溶質(zhì)非電解質(zhì)溶液）CosC（一種溶質(zhì)電解質(zhì)溶液）CosC （多種溶質(zhì)溶液）例題11：求50g/L葡萄糖溶液的滲透濃度（ molL1 ）解：501801000278 molL1例題12：求9.0g/LNaCl溶液的滲透濃度（ molL1 ）解：9.05

17、8.521000308 molL1CB B / MBCB B / MB解：50CB B / MB解：50CB B / MB180解：50CB B / MB180解：50CB B / MB1000180解：50CB B / MB1000180解：50CB B / MB278 molL11000180解：50CB B / MB解：CB B / MB50解：CB B / MB100018050解：CB B / MB100018050解：CB B / MB278 molL1100018050解：CB B / MB（二）醫(yī)學(xué)上的等滲、高滲、低滲溶液是以人血漿的滲透濃度為標(biāo)準(zhǔn)來衡量： 正常血漿的滲透壓約為

18、280320mmol/L臨床上規(guī)定 凡滲透壓在280320mmol/L范圍內(nèi)的溶液為等滲溶液大于320mmol/L的溶液為高滲溶液小于280mmol/L的溶液為低滲溶液以血漿的滲透壓為標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定低滲等滲高滲280mmol/L320mmol/L問：1、為什么用9.00 g/L NaCl 溶液作為補(bǔ)液？2、等滲溶液有哪些？ 1. 生理鹽水(0.154molL-1或9.0gL-1NaCl溶液)，毫滲透量濃度 為308mOsmL-1。2. 0.278molL-1或50gL-1葡萄糖溶液,亳滲量溶液濃度為 278mOsmL-1（近似于280mOsmL-1）。3. 0.149molL-1或12.5gL-1

19、碳酸氫鈉溶液，毫滲透量濃度為 298mOsmL-1 1. 0.513molL-1NaCl溶液，毫滲透量濃度為1026mOsmL-1.2. 0.278molL-1葡萄糖氯化鈉溶液（是生理鹽水中含 0.278molL-1葡萄糖）,毫滲透量濃度應(yīng)為 308+278=586mOsmL-1,其中生理鹽水維持滲透壓,葡萄糖則 供給熱量和水.3. 2.78molL-1葡萄糖溶液，毫滲透量濃度為2780mOsmL-1。 臨床上常用的高滲溶液有：臨床上常用的等滲溶液滲透壓在醫(yī)學(xué)上的意義滲透現(xiàn)象在醫(yī)學(xué)上有重要意義，對維持細(xì)胞形態(tài)、 維持體內(nèi)水鹽平衡起重要的作用。以紅細(xì)胞在不同濃度的NaCl溶液中的形態(tài)變化實(shí)驗(yàn) 來

20、說明。 實(shí)驗(yàn)1：將正常紅細(xì)胞置入0.5%NaCl溶液溶液中的紅細(xì)胞逐漸脹大，直至破裂，血紅蛋白釋放出，使溶液變紅，醫(yī)學(xué)上稱為溶血現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)1結(jié)論：這一現(xiàn)象的產(chǎn)生： 是由于0.5%NaCl溶液的滲透壓小于紅細(xì)胞內(nèi)液，為低滲溶液，0.5%NaCl中的水分子便透過紅細(xì)胞膜，不斷進(jìn)入紅細(xì)胞內(nèi)而造成的。實(shí)驗(yàn)2:將正常紅細(xì)胞置入1.5%NaCl溶液在1.5%NaCl溶液中的紅細(xì)胞逐漸皺縮，醫(yī)學(xué)上稱胞漿分離。實(shí)驗(yàn)2結(jié)論這一現(xiàn)象的產(chǎn)生： 是由于1.5%NaCl溶液的滲透壓大于紅細(xì)胞內(nèi)液，為高滲溶液，紅細(xì)胞內(nèi)液的水分子便自發(fā)地透出膜外而引起的。實(shí)驗(yàn) 3：將正常紅細(xì)胞置入0.9%NaCl溶液只有在0.9%NaCl

21、中紅細(xì)胞，既不脹大，也不縮小，形態(tài)保持正常。實(shí)驗(yàn)3結(jié)論 這是因?yàn)?.9%NaCl溶液（生理鹽水）和紅細(xì)胞內(nèi)液的滲透壓相等，為等滲溶液，細(xì)胞膜內(nèi)、外液體處于滲透平衡狀態(tài)的緣故 臨床治療中靜脈大量輸液時，應(yīng)用等滲液是一個基本原則。 (a) 在低滲NaCl溶液中(b) 在高滲NaCl溶液中(c) 在生理鹽水中圖 紅細(xì)胞在不同濃度的氯化鈉溶液中的形態(tài)示意圖 大量輸液時遵循的基本原則 在臨床上，臨床治療中靜脈大量輸液時，應(yīng)用等滲液是一個基本原則。病人需要大量輸液時，必須使用等滲溶液，否則將產(chǎn)生嚴(yán)重后果，甚至危及生命。 輸入低滲溶液，會使紅血球破裂出現(xiàn)溶血現(xiàn)象。 輸入高滲溶液時，紅血球皺縮易粘合在一起而成

22、“團(tuán)塊”，這些團(tuán)塊在小血管中，便可能形成“血栓”。 如給病人換藥時，通常用與組織細(xì)胞液等滲的生理鹽水沖洗傷口。 配制的眼藥水也必須與眼粘膜細(xì)胞的滲透壓力相同。 大量輸液時，應(yīng)用等滲溶液是一個基本原則。在某種治療上輸入少量的高滲溶液是允許的。當(dāng)高滲溶液注入體內(nèi)，即可被體液稀釋成等滲溶液。如：50%葡萄糖注射液注射時應(yīng)采用小劑量，慢速度注射。例：血紅細(xì)胞置在下列哪個溶液中，將會引起溶血(細(xì)胞破裂)現(xiàn)象（ ） A. 9.0 g/L NaCl B. 90.0 g/L NaCl C. 50.0 g/L 葡萄糖 D. 生理鹽水的10倍稀釋液 E. 100.0 g/L 葡萄糖溶液（三）晶體滲透壓和膠體滲透壓 血漿中由有機(jī)小分子和電解質(zhì)離子（如Na+、K+、葡萄糖、尿素等）所產(chǎn)生的滲透壓稱為晶體滲透壓；由有機(jī)高分子物質(zhì)（膠體物質(zhì)如蛋白質(zhì)等）所產(chǎn)生的滲透壓稱為膠體滲透壓。兩者的總和即為血漿總滲透壓（約為770kPa） 血漿晶體滲透壓（766kPa ）在調(diào)節(jié)細(xì)胞膜內(nèi)外水平衡、維持細(xì)胞的正常形態(tài)和功能方面起著重要作用。膠體滲透壓雖小（4kPa ），但在調(diào)節(jié)毛細(xì)血管內(nèi)外水鹽平衡、維持血容量方面起著重要作用。 臨床上對大面積燒傷或由于失血過多而造成血容量降低的患者進(jìn)行補(bǔ)液時,除補(bǔ)以生理鹽水外,同時還需要輸入血