第一章 溶液的组成标度和渗透压x.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,医用化学,授 课 人：谢夏丰,药学院化学教研室,(,办公室,11A-203-2),(,电话,13858885907),化学与医学的关系,医学是探讨人体生理现象和病理现象的规律，从而寻找防病治病方法，以保护人类健康的科学。,人体是由糖、脂肪、蛋白质、无机盐和水等物质所组成,人体内的一切生理现象和病理现象都与化学变化息息相关。,临床检验、环境保护、生命科学、药物治疗及合成等都与化学密切相关。,医用化学课程的内容和学习建议,1.,医用化学课程的内容,医用化学涉及无机、分析、物理化学、胶体化学及有机等学科，其内容是根据临床医学各专业特点选编，为医学生从事医学工作打好化学基础。,理论课,56,学时，实验课,16,学时，,4,学时,/,周,2.,学习建议,从中学到大学方法的改变，掌握学习的主动权，强调自学能力的培养。,课前预习，课间笔记，课后复习，阅读参考书，加深理解，总结。,多做思考题和练习题。,重视化学实验课的学习。,参考书：,基础化学,祁嘉义主编，高教版；,无机化学,谢吉民主编，人卫版。,第一章 溶液的组成标度和渗透压,溶液的组成标度,溶液的渗透压,第一节 溶液的组成标度,一、,物质的量浓度,溶液是指由两种或多种组分所组成的均匀系统；,表示溶液的浓或稀；,在一定量溶液或溶剂中所含溶质量多少的物理量。,二、,质量浓度,三、,质量分数,四、,体积分数,一、溶液组成标度的表示方法,（一）、物质的量浓度,（,简称为“浓度”,）,（,amount-of-substance concentration,）,1.,定义：,单位体积溶液中所含的溶质的物质的量，,符号为,c,B,或,c,(B),。,2.,表达式：,def,n,B,c,B,V,3,.,单位：,关系：,1 molL,-1,=1,10,3,mmolL,-1,=1,10,6,molL,-1,4,.,在使用物质的量浓度时需指明,基本单元,。,n,B,=,m,B,/,M,B,moldm,-3,或molL,-1,，mmolL,-1,及molL,-1,基 本 单 元,特点,:,可以实际存在，也可不存在。,如,H,2,SO,4,，,1/2H,2,SO,4,，,2 H,2,SO,4,是不同的基本单元。,一种溶液的浓度用不同的基本单元表示，其值不同,。,如,c,(H,2,SO,4,)=1.0 molL,-1,，,定义：原子、分子、离子以及其他粒子的特定,组合体（分数或倍数）。,则,c,(1/2H,2,SO,4,)=2.0 molL,-1,，,c,(2 H,2,SO,4,)=0.5 molL,-1,。,H,2,+1/2 O,2,例,1,正常人血浆中每,100ml,含,Na,+,326mg,、,HCO,3,-,164.7mg,、,Ca,2+,10mg,，它们的物质的量浓度各为多少？,解,c,(Na,+,)=0.142(molL,-1,),326,10,-3,23.0,0.1,c,(HCO,3,-,)=0.027(molL,-1,),164.7,61.0,10,-3,0.1,c,(Ca,2+,)=2.5(,mmol,L,-1,),10,40,1,0.1,（二）、质量浓度,(mass concentration),1.,定义：,溶质,B,的质量除以溶液的体积，符号为,B,。,2.,表达式,：,3,.,单位：,kgL,-1,，,常用,gL,-1,，,也可用,mgL,-1,，,gL,-1,等。,质量浓度多用于溶质为固体的溶液，,def,m,B,B,V,如,生理盐水为,9 gL,-1,的,NaCl,溶液,。,4.,c,B,M,B,=,B,mol L,-1,gmol,-1,=gL,-1,例,2,某患者需补钠（,Na,+,）,5g,，应补给,9gL,-1,的生理盐水多少毫升？,解：补充,5gNa,+,，相当补充,NaCl,的质量,m,NaCl,=,（,5g/23,）,58.5=12.7 g,生理盐水的体积为,V=12.7g/9gL,-1,=1.41 L=1410,mL,（三）、体积分数,（,volume fraction,）,1.,定义：在一定的温度和压力下，溶质,B,的体积除以溶,3,.,单位：,1(one),例：医用的消毒酒精,(C,2,H,5,OH)=75%,，,液总体积（,混合前,各组分的体积之和），符号为,B,。,2.,表达式：,表示该溶液是纯乙醇,75ml,加,25ml,水配制而成，,也可近似认为是,100ml,溶液中含有乙醇,75ml,。,def,V,B,B,V,（四）、质量分数,（,mass fraction,）,定义：,溶质,B,的质量与溶液质量之比，符号为,B,。,单位：,1(one),ppm,（,10,-6,）,ppb,（,10,-9,）,ppt,（,10,-12,）,例,100 g,NaCl,溶液中含,NaCl,10 g,，,可表示为,2.,表达式：,def,m,B,B,m,NaCl,=0.1=10%,4.c,B,=,d,B,/,M,B,例,3,、,将,22.4 g MgCl,2,溶于,200ml,水（,d,=1.00 kg L,-1,）,中，计算所 得溶液（,d,=1.089 kg L,-1,）的,c,(MgCl,2,),、,(MgCl,2,),及,(MgCl,2,),。,解：,n,(MgCl,2,),=,0.235,(mol),m,(MgCl,2,),M,(MgCl,2,),22.4,95.22,V,(,溶液,)=,0.204,(L),m,d,200+22.4,1.089,1000,则,n,(MgCl,2,),V,(,溶液,),0.235,0.204,c,(MgCl,2,),=,1.15,mol,L,-1,),(MgCl,2,),=,109.8,(g,L,-1,),m,V,22.4,0.204,(MgCl,2,),=,0.101,22.4,200+22.4,例,已知,MgCl,2,溶液（,d,=1.089 kg L,-1,），,(MgCl,2,)=0.101,，,M(MgCl,2,)=95.22 g mol,-1,，计算溶液的,c,(MgCl,2,),。,解：,n,(MgCl,2,),=,m,(MgCl,2,),M,(MgCl,2,),V,(,溶液,)=,m,d,n,(MgCl,2,),V,(,溶液,),c,(MgCl,2,),=,c,(MgCl,2,),=,m,(MgCl,2,),M,(MgCl,2,),d,m,c,(MgCl,2,),=,1.0891000 0.101,95.22,=1.15(mol,L,-1,),d,(,MgCl,2,),M,(MgCl,2,),=,二、溶液的配制,方法：,纯溶质,+,溶剂,浓溶液稀释,不同组成标度溶液混合,原则：配制,前后,溶质的量不变,m,B,/,M,B,=,c,B,V,c,1,V,1,=c,2,V,2,c,1,V,1,+c,2,V,2,=c(V,1,+V,2,),例,4,：配制,c,CuSO4,=0.0125mol/L,的硫酸铜溶液,2L,作为 磷中毒的催吐剂，问需要五水合硫酸铜,CuSO,4,5H,2,O,（,Mr,=249.6,）的质量是多少？,解：设需要,CuSO,4,5H,2,O,的质量为,m,g,，,则,m/249.6=0.0125,2,m=6.24 g,例,5,：配制,为,0.75,的消毒酒精,1500mL,，需市售,为,0.95,的酒精多少毫升？如何配制？,解：设需市售,为,0.95,的酒精,V,mL,.,则,0.95,V,=0.75 1500,V,=1184,mL,量取,1184,mL,市售酒精，加水稀释至,1500,mL,，搅匀即得消毒酒精。,例,6,：欲用,500g/L,和,50g/L,的两种葡萄糖溶液配制,100g/L,的葡萄糖溶液,500mL,，问需这两种葡萄糖溶液各多 少毫升？（设两份溶液混合后，总体积不发生变化）,解：设需,500g/L,的葡萄糖溶液,VmL,，,则,500V+50,（,500-V,）,=100,500,V=56,mL,需,50g/L,的葡萄糖溶液为,500-56=444,mL,例,7,：临床上需,1/6 mol/L,乳酸钠（,C,3,H,5,O,3,Na,，,Mr,=112,）溶液,600mL,，如用,112g/L,乳酸钠针剂（,20mL/,支）配制，需要此针剂多少支？,解,:,由于,c,B,M,B,=,B,得,c,B2,=112/112=1mol/L,根据,c,1,V,1,=c,2,V,2,得,1/6,600=1 V,2,V,2,=100mL,需要此针剂,:100/20=5,支,第二节 溶液,的渗透压,一、渗透现象和渗透压,二、渗透压与溶液浓度及温度的关系,三、渗透浓度,四、等渗、低渗和高渗溶液,五、晶体渗透压和胶体渗透压,一,、,渗透现象和渗透压,渗透现象,渗透现象,:,溶剂透过半透膜进入溶液的自发过程。,结果：,溶液一侧的液面升高。,原因：,单位时间内由纯溶剂进入溶液中的溶剂,分子数,要比由溶液进入纯溶剂的多。,理想半透膜,：,只允许溶剂,(,水,),分子通过不允许溶质,(,蔗糖,),分子透过的薄膜。,渗透方向,:,1.,溶剂分子从,纯溶剂,一方往,溶液,一方渗透；,2.,溶剂分子从,稀,溶液一方往,浓,溶液一方渗透。,产生渗透现象必须具备的两个条件,:,一是,有半透膜的存在,；,二是,半透膜两侧存在渗透浓度差,渗透压力,(osmotic pressure),渗透压,:,为维持半透膜所隔开的溶液与溶剂之间的渗透平衡而需要的超额压力。,符号,单位,Pa,或,kPa,二、渗透压与溶液浓度及温度的关系,1.,范特荷甫（,Vant Hoff,）,定律：,单位：,R,=8.314 JK,-1,mol,-1,(,或,8.314,KPaLK,-1,mol,-1,),=,c,B,RT,注,:,上式仅适用于,非,电解质的,稀,溶液,表明,:,稀溶液的,大小仅与单位体积溶液中溶质粒子数的多少有关，而与溶质的本性无关。,T,(K)=273+t,c,B,(mol L,-1,),则,(,kPa,),渗透压的计算,解：,C,12,H,22,O,11,的摩尔质量为,342 gmol,-1,，则,n,V,2.00,342,0.050,例,8,将,2.00g,蔗糖（,C,12,H,22,O,11,）,溶于水，配成,50.0ml,溶液，求溶液在,37,时的渗透压。,=,c,B,RT,c,(C,12,H,22,O,11,)=,=,=,0.117(molL,-1,),=,0.117 8.314 310,=302(,kPa,),电解质溶液的渗透压,弱电解质渗透压的计算可近似等同于非电解质。,=,i,c,B,RT,校正因子,i,：,一“分子”电解质解离出的粒子个数。,(,强电解质稀溶液,),A-B,2,或,A,2,-B,型强电解质如,(MgCl,2,、,Na,2,SO,4,等,),A-B,型强电解质,(,如,KCl,、,CaSO,4,、,NaHCO,3,等,),i,=2,i=,3,三、,渗透浓度,(,osmolarity,),溶液中产生渗透效应的溶质粒子（分子、离子）统称为,渗透活性物质。,单位,mmolL,-1,定义,渗透活性物质,的物质的量除以溶,液的体积,。,(,粒子,总浓度,),符号,c,os,含,0.01,molL,-1,MgCl,2,0.01molL,-1,NaCl,0.03molL,-1,C,6,H,12,O,6,的溶液的,C,os,?,80m,molL,-1,=,C,os,RT,可用,渗透浓度衡量渗透压,例,9,计算医院补液用的,50.0 g,L,-1,葡萄糖溶液（,C,6,H,12,O,6,）,和生理盐水的渗透浓度。,解,:C,6,H,12,O,6,是非电解质，,NaCl,是,i,=2,的强电解质,C,6,H,12,O,6,和,NaCl,的摩尔质量分别为,180,和,58.5(gmol,-1,),C,6,H,12,O,6:,c,os,=278 m,molL,-1,50.0,1000,180,NaCl,:,c,os,=,2=308 m,molL,-1,9,1000,58.5,思考题,含,50.0 g,L,-1,葡萄糖和,9 g,L,-1,NaCl,的溶液的渗透浓度是多少,?,四、等渗、高渗和低渗溶液,1.,正常人血浆的渗透浓度为,303.7 mmolL,-1,常用的等渗溶液有,生理盐水,、,50.0 g/L,葡萄糖溶液、,12.5 gL,-1,的,NaHCO,3,溶液。,2.,临床上规定,:,等渗溶液,:,c,os,在,280-320,mmolL,-1,的溶液,;,高渗溶液,:,c,os,320,mmolL,-1,的溶液；,低渗溶液,:,c,os,280,mmolL,-1,的溶液,(,isotonic solution),(hypertonic solution),(hypotonic solution),等渗、高渗和低渗溶液在医学上的应用,a.,等渗溶液,(,生理盐水,):,b.,高渗溶液,(,15 gL,-1,NaCl):,c.,低渗溶液,(,4 gL,-1,NaCl):,“,维持原状,”,“,皱缩,”,“,溶血,”,基本原则,:,大量补液时应用等渗溶液。,五、晶体渗透压和胶体渗透压,血浆渗透压,晶体渗透压,:,胶体渗透压,:,维持细胞内外水的相对平衡,维持血容量和毛细血管内外水的相对平衡,(,血浆蛋白质所产生,),(,NaCl,、,NaHCO,3,、葡萄糖、尿素等晶体物质,所产生,),(,占总压的,99.5%),(,占总压的,0.5%,),习题,1,1.,相同浓度的葡萄糖和,NaCl,溶液的,也相同。,（）,3.,血红细胞置于下列溶液中将会引起何种现象？,A,、,29g/LNaCl,溶液,B,、,5g/L,葡萄糖溶液,C,、,生理盐水和等体积的水的混合液,D,、,生理盐水和,50g/L,葡萄糖溶液等体积的混合液,2.,若两种溶液的渗透压相等，其物质的量的浓度,也相等。,（）,(,皱缩,),(,溶血,),(,溶血,),(,维持原状,),习题,2,4.,下列各对溶液中，中间用半透膜隔开，有较多水分子自左向右渗透的是,A,、,0.1molL,-1,NaCl,0.1molL,-1,葡萄糖,B,、,0.1molL,-1,NaCl,0.1molL,-1,BaCl,2,C,、,0.1molL,-1,葡萄糖,0.1molL,-1,蔗糖,D,、,0.1molL,-1,CaCl,2,0.1molL,-1,Na,2,SO,4,第一章 溶液的组成标度和渗透压,溶液的组成标度,溶液的渗透压,