第一章-溶液的組成標(biāo)度和滲透壓課件

醫(yī)學(xué)化學(xué)

（臨床醫(yī)學(xué)專業(yè)）主講：許麗丹綠谷203遼寧何氏醫(yī)學(xué)院主要參考書醫(yī)用化學(xué).盧薇.東南大學(xué)出版社.1999基礎(chǔ)化學(xué).席曉嵐.科學(xué)出版社.2007有機(jī)化學(xué).呂以仙.人民衛(wèi)生出版社.2008有機(jī)化學(xué).賈云宏.科學(xué)出版社.2008授課計(jì)劃理論課：20學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)課：8學(xué)時(shí)期末考試模式1、平時(shí)40%2、實(shí)驗(yàn)20%3、期末考試40%

是在原子、分子層次上研究物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、變化規(guī)律以及變化過(guò)程中能量關(guān)系的一門自然科學(xué)。

化學(xué)：物理化學(xué)有機(jī)化學(xué)分析化學(xué)化學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)研究所有元素的單質(zhì)及其化合物研究碳?xì)浠衔锛捌溲苌镅芯课镔|(zhì)成分的測(cè)定方法和原理運(yùn)用物理學(xué)的原理和實(shí)驗(yàn)方法研究物質(zhì)化學(xué)變化的基本規(guī)律醫(yī)用化學(xué)內(nèi)容基礎(chǔ)化學(xué)溶液（溶液、滲透壓、電解質(zhì)、緩沖溶液等）物質(zhì)組成（原子、配合物）儀器應(yīng)用（分光光度計(jì)）有機(jī)化學(xué)烴及其衍生物（烷、烯、炔、醇、酚、醚等）立體化學(xué)（空間立體結(jié)構(gòu)）生物大分子（糖、脂類、氨基酸、蛋白質(zhì)等）

預(yù)習(xí)是基礎(chǔ)，聽(tīng)課是關(guān)鍵，復(fù)習(xí)是鞏固，作業(yè)是深入。

如何學(xué)好醫(yī)用化學(xué)子曰：“知之者不如好之者，好之者不如樂(lè)之者。”第一章

溶液的組成標(biāo)度

和滲透壓

溶液：一種或多種物質(zhì)以分子、原子、離子的狀態(tài)分散于另一種物質(zhì)中形成的均勻而穩(wěn)定的混合物。溶質(zhì)：被溶解的物質(zhì)。溶劑：能溶解其它物質(zhì)的物質(zhì)。溶液的性質(zhì)與那些因素有關(guān)？

溶質(zhì)、溶劑的本性溶質(zhì)、溶劑的相對(duì)含量第一節(jié)溶液的組成標(biāo)度

一、溶液的組成標(biāo)度的表示方法

（一）質(zhì)量分?jǐn)?shù)（二）體積分?jǐn)?shù)（三）質(zhì)量濃度（四）物質(zhì)的量濃度（五）摩爾分?jǐn)?shù)xA=nA/(nA+nB)（六）質(zhì)量摩爾濃度bB=nB/mA

指某物質(zhì)的質(zhì)量與混合物(或溶液)的總質(zhì)量之比。用符號(hào)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：?jiǎn)挝唬?(一）質(zhì)量分?jǐn)?shù)B或(B)例：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=110g（二）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與混合物(或溶液)體積V之比。用符號(hào)B表示。單位：1

例：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：VB＝750ml,V=1000ml（三）質(zhì)量濃度

B

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(hào)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

質(zhì)量濃度B與溶液密度的關(guān)系？長(zhǎng)度、質(zhì)量時(shí)間、電流熱力學(xué)溫度發(fā)光強(qiáng)度物質(zhì)的量

例：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=0.09gV=100ml=0.1L（四）物質(zhì)的量濃度

CB

物質(zhì)B的物質(zhì)的量濃度是指B的物質(zhì)的量nB除以混合物的體積V。用符號(hào)CB表示。物質(zhì)的量濃度單位單位：mol或mmol單位：L故物質(zhì)的量濃度常用的單位：mol/L、mmol/L。

醫(yī)學(xué)：m

mol/L、mmol/L說(shuō)明SI規(guī)定，在使用濃度單位時(shí)必須注明所表示物質(zhì)的基本單元(離子符號(hào)、化學(xué)式、特定組合）。如：CKCl=0.1mol/L

C(MgCl2)=0.01mol/L

通常所說(shuō)的“溶液濃度”實(shí)際上是指溶液的“物質(zhì)的量濃度”。

例：100ml正常人的血清中含有10.0mgCa2+，計(jì)算正常人血清中Ca2+的物質(zhì)的量濃度？解：已知M=40g/mol二、溶液組成標(biāo)度的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。（一）物質(zhì)的量濃度與質(zhì)量濃度之間的換算（二）物質(zhì)的量濃度與質(zhì)量分?jǐn)?shù)之間的換算根據(jù)公式和r=m/V,可以推導(dǎo)出：1.在臨床生化檢驗(yàn)中，在表示人體組成量度時(shí)：已知Mr的物質(zhì)——用物質(zhì)的量濃度表示；未知Mr的物質(zhì)——用質(zhì)量濃度表示；

2.對(duì)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(shí)標(biāo)明質(zhì)量濃度ρB和物質(zhì)的量濃度CB。

如靜脈注射的氯化鈉溶液，應(yīng)同時(shí)標(biāo)明:ρ（NaCl）＝9.0

g·L-1C（NaCl）＝0.15mol·L-1。

應(yīng)用3.舉例ρB和CB的計(jì)算（1）正常人100mL血清中含有100mg葡萄糖，計(jì)算血清中葡萄糖的物質(zhì)的量濃度。（用mmol·L-1表示）（2）100mL葡萄糖注射液中含5g葡萄糖，計(jì)算溶液的質(zhì)量濃度和物質(zhì)的量濃度。4.舉例wB和CB的計(jì)算實(shí)驗(yàn)室常用密度為1.84Kg/L，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%的濃硫酸，計(jì)算該硫酸溶液的物質(zhì)的量濃度？三、溶液的配制1、一般溶液的配制方法（1）直接水溶法：對(duì)一些易溶于水而不易水解的固體試劑，如KNO3,KCl,NaCl等。（2）稀釋法：對(duì)于液態(tài)試劑，如鹽酸、硫酸和醋酸等。（3）混合法：將兩種不同濃度的溶液混合。

遵循原則：配制前后溶質(zhì)的量不變。主要公式有：

m/M×1000=cBv

c1V1=c2V2c1V1+c2V2=c（V1+V2）式中m：溶質(zhì)的質(zhì)量；M：溶質(zhì)的摩爾質(zhì)量（g·mol-1）;CB：溶質(zhì)的量濃度（mol·L-1）;V：溶液的體積（mL）；C1、C2:濃度V1、V2:體積例1

配制0.1mol·L-1Na2CO3溶液500mL,應(yīng)稱取Na2CO3多少克？解：設(shè)稱取Na2CO3為mg,則m/106×1000=0.1×500

m=5.30(g)例2現(xiàn)有在水中的體積分?jǐn)?shù)為0.95的乙醇，若需1L體積分?jǐn)?shù)為0.75的消毒酒精，應(yīng)如何配制？解：設(shè)所需體積分?jǐn)?shù)為0.95的乙醇為VmL,則0.95V=0.75×1000

V=789.5(mL)配制方法是：準(zhǔn)確量取體積分?jǐn)?shù)為0.95的乙醇789.5mL，加水稀釋至1000mL,即可制得體積分?jǐn)?shù)為0.75的消毒酒精。例3某患者需用0.56mol·L-1葡萄糖溶液，現(xiàn)有2.78mol·L-1和0.28mol·L-1葡萄溶液兩種，問(wèn)要用這兩種溶液各多少毫升可配制0.56mol·L-1溶液500mL?解：設(shè)應(yīng)取2.78mol·L-1葡萄糖溶液為χmL，

2.78χ+0.28×(500-χ)=0.56×500

χ=56(mL)應(yīng)取0.28mol·L-1葡萄糖溶液為500-56=444（mL）實(shí)驗(yàn)再現(xiàn)—溶液的配制2.標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制方法（1）用基準(zhǔn)物質(zhì)直接配制（0.10mol/L的草酸100mL）

（2）間接配制（標(biāo)定法）先配成近似濃度已知濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液

預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)一標(biāo)定計(jì)算稱量溶解轉(zhuǎn)移洗滌定容搖勻基準(zhǔn)物質(zhì)：直接配制標(biāo)準(zhǔn)溶液或標(biāo)定標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度的物質(zhì)。基準(zhǔn)物質(zhì)符合以下要求：1、組成與化學(xué)式完全相符。2、純度高99.9%以上。3、性質(zhì)穩(wěn)定，不易吸收空氣中的水合二氧化碳。4、摩爾質(zhì)量較大，減少稱量誤差。5、應(yīng)該按照反應(yīng)式定量進(jìn)行反應(yīng)，且沒(méi)有副反應(yīng)。課堂練習(xí)1、求0.01KgNaOH、0.100Kg（1/2Ca2+）的物質(zhì)的量。2、2.0mL血漿中含有2.4mg血糖，計(jì)算血漿中血糖的質(zhì)量濃度。第二節(jié)

溶液的滲透壓

1748年，德國(guó)的AbbleNelkt首次發(fā)現(xiàn)了半透膜。半透膜—只允許某種混合物的一些物質(zhì)透過(guò)而不允許另一些物質(zhì)透過(guò)的薄膜。———對(duì)于液體中溶劑與某些溶質(zhì)來(lái)說(shuō)可以透過(guò)，另一種物質(zhì)不能透過(guò)的薄膜。“具有選擇通透性”細(xì)胞膜、膀胱膜、毛細(xì)血管壁等生物膜；人造火棉、玻璃紙等。第二節(jié)

溶液的滲透壓一．滲透現(xiàn)象和滲透壓1.滲透溶劑分子通過(guò)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。漏斗內(nèi)液面為何會(huì)升高？是一種特殊形式的擴(kuò)散。2.滲透現(xiàn)象產(chǎn)生的條件、結(jié)果與方向（1）半透膜的存在（2）半透膜兩側(cè)的溶液濃度不相等，即膜兩側(cè)的溶液存在濃度差滲透的結(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：3.滲透現(xiàn)象產(chǎn)生的原因蔗糖分子不能透過(guò)半透膜；在單位時(shí)間內(nèi)，由純?nèi)軇┩ㄟ^(guò)半透膜進(jìn)入溶液中的溶劑分子比由溶液進(jìn)入純?nèi)軇┲械娜軇┓肿佣啵粌艚Y(jié)果是使蔗糖溶液一側(cè)液面升高，溶液濃度降低。問(wèn)題：為什么液面不會(huì)無(wú)限升高？溶液液面的升高，導(dǎo)致溶液一側(cè)靜水壓增加；加速溶液水分子向溶劑一側(cè)運(yùn)動(dòng)；半透膜兩側(cè)水分子擴(kuò)散速度相等；滲透平衡（動(dòng)態(tài)平衡）滲透平衡：當(dāng)單位時(shí)間內(nèi)半透膜兩側(cè)透過(guò)的溶劑分子數(shù)相等時(shí)，液面不再升高，此時(shí)體系達(dá)到了平衡。4.滲透壓恰能阻止?jié)B透現(xiàn)象繼續(xù)發(fā)生而達(dá)到動(dòng)態(tài)滲透平衡時(shí)的額外壓力。稱為滲透壓，用符號(hào)π表示。（1）定義（2）單位KPa或Pa（3）應(yīng)用：海水的淡化，溶液的濃縮等。（原理反滲透）反滲透：在濃溶液一側(cè)增加較大的壓力。可使溶劑進(jìn)入稀溶液（或溶劑）。依此可實(shí)現(xiàn)溶液的濃縮和海水的淡化。二、滲透壓與濃度、溫度的關(guān)系范特荷甫（VantHoff,荷蘭）稀溶液的滲透壓與濃度、溫度有關(guān)系。PV=nRT

Π

溶液的滲透壓（kPa）

V

溶液的體積（L）

n

溶液中溶質(zhì)的物質(zhì)的量(mol)R

氣體常數(shù)（8.314kPa·L·K-1·mol-1）

T

熱力學(xué)溫度（T/K=t/oC+273.15）

CB

物質(zhì)的量濃度（mol·L-1）

Π

=CBRT由公式可知：a.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(duì)溫度成正比。TC.與溶質(zhì)的本性（種類、性質(zhì)、大小）無(wú)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。適用范圍：非電解質(zhì)稀溶液。如：相同溫度下，0.3mol/L葡萄糖溶液與0.3mol/L蔗糖溶液，其Π相同。

當(dāng)兩種非電解質(zhì)溶液的c相同時(shí)，Π相等。當(dāng)兩種非電解質(zhì)溶液的c不同時(shí)，c大，其Π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Π＝cRT計(jì)算電解質(zhì)溶液的滲透壓將會(huì)產(chǎn)生較大的誤差。為了消除誤差，必需引入一個(gè)校正系數(shù)i即滲透壓公式改寫為

Π＝icRT如何計(jì)算電解質(zhì)溶液的滲透壓？i－校正因子i在數(shù)值上等于1摩爾電解質(zhì)能夠電離出的離子的物質(zhì)的量。

AB型i=2A2B或AB2型i=3例如：0.3mol/LNaClΠ

1(i=2)0.3mol/LC6H12O6

Π

2(i=1)

則Π

1＝2

Π

2例1：臨床上生理鹽水是9.0g·L-1NaCl溶液，求37℃時(shí)的滲透壓力。解：NaCl在稀溶液中完全解離，i近似等于2，NaCl的摩爾質(zhì)量為58.5g·mol-1

根據(jù)公式：

代入數(shù)值П=7.9×102kPa

例2：1L溶液中含5.0g馬的血紅素，在298K時(shí)測(cè)得溶液的滲透壓為1.8102Pa，求馬血紅素的相對(duì)分子量。解：

醫(yī)學(xué)上把稀溶液中能產(chǎn)生滲透效應(yīng)的各種溶質(zhì)質(zhì)點(diǎn)（分子和離子）的總濃度稱為滲透濃度三.滲透壓力在醫(yī)學(xué)上的意義

(一)醫(yī)學(xué)中的滲透濃度(Osmosis)Cos非電解質(zhì)稀溶液的滲透濃度等于其物質(zhì)的量濃度。強(qiáng)電解質(zhì)溶液的滲透濃度等于溶液中離子的總物質(zhì)的量濃度。用符號(hào)“Cos”表示醫(yī)學(xué)上的單位：

滲（透）量·升－1Osmol/L毫滲量·升－1

mOsmol/L滲透濃度實(shí)際上反映了溶液的滲透壓的大小。

比較相同溫度下0.1mol/L蔗糖溶液與0.1mol/LCaCl2溶液的滲透壓。例1解：0.1mol/L蔗糖溶液的cos=cB=0.1mol/L=100mmol/L0.1mol/LCaCl2溶液的cos=c(Ca2+)+2c(Cl-)=3cB

=300mmol/L答：0.1mol/LCaCl2

溶液的滲透壓大。例題2：求50g/L葡萄糖溶液的滲透濃度（mOsmol/L）解：50180×1000＝278mOsmol/L例題3：求9.0g/LNaCl溶液的滲透濃度（mOsmol/L）解：9.058.5×2×1000＝308mOsmol/LCB＝ρB/MBCB＝ρB/MB（二）醫(yī)學(xué)上的等滲、高滲、低滲溶液醫(yī)學(xué)上是以人血漿的滲透壓為標(biāo)準(zhǔn)來(lái)衡量：正常血漿的總滲透濃度約為303.7mmol/L臨床上規(guī)定：一定溫度下，滲透壓相等的兩種溶液稱為等滲溶液。低滲等滲高滲280mmol/L320mmol/L為什么用9.0g/LNaCl溶液作為補(bǔ)液（生理鹽水）？思考臨床上常用的等滲溶液：0.278mol?L-1(50g?L-1)葡萄糖溶液0.154mol?L-1(9g?L-1)NaCl溶液（生理鹽水）0.149mol?L-1(12.5g?L-1)NaHCO3溶液0.167mol?L-1(18.7g?L-1)乳酸鈉（NaC3H5O3）溶液復(fù)方氯化鈉溶液(每升含8.29gNaCl、0.3gKCl、0.3gCaCl2)

生理鹽水葡萄糖注射液碳酸氫鈉注射液臨床上常用的高滲溶液有：2.78mol.L-1(500g.L-1)葡萄糖溶液50g.L-1葡萄糖氯化鈉溶液（生理鹽水中含有50g.L-1葡萄糖）1.10mol/L(200g/L)甘露醇溶液500g/L葡萄糖注射液滲透壓在醫(yī)學(xué)上的意義在臨床上，病人需要大量輸液時(shí)，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。對(duì)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(lái)說(shuō)明。人體紅細(xì)胞正常狀態(tài)實(shí)驗(yàn)1：將正常紅細(xì)胞置入5.0g/LNaCl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5.0g/LNaCl溶液的滲透壓小于紅細(xì)胞內(nèi)液，為低滲溶液，5.0g/LNaCl中的水分子便透過(guò)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15.0g/LNaCl溶液在15.0g/LNaCl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15.0g/LNaCl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9.0g/LNaCl溶液只有在9.0g/L

NaCl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)?.0g/L

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。紅細(xì)胞在不同濃度溶液中的形態(tài)示意圖

例：血紅細(xì)胞置在下列哪個(gè)溶液中，將會(huì)引起溶血(細(xì)胞破裂)現(xiàn)象（）

A.9.0g/L

NaClB.90.0g/LNaClC.50.0g/L

葡萄糖

D.生理鹽水的10倍稀釋液

E.100.0g/L

葡萄糖溶液D（三）

晶體滲透壓力和膠體滲透壓力

血漿中的滲透壓力分為晶體滲透壓力和膠體滲透壓力兩種

晶體滲透壓力膠體滲透壓力產(chǎn)生根源小分子晶體物質(zhì)如：NaCl、NaHCO3、葡萄糖等高分子膠體物質(zhì)如：蛋白質(zhì)、核酸等壓力大小及原因大（759.9～767kPa）；ρB小（7.5g/L）；cos大→π大小（2.9～4.0kPa）；ρB大（70g/L）；cos小→π小半透膜細(xì)胞膜毛細(xì)血管壁作用維持細(xì)胞內(nèi)外的水鹽平衡起重要作用維持血液與組織液之間的水鹽平衡起重要作用細(xì)胞膜：是一種生物半透膜，它將細(xì)胞內(nèi)、外液隔開(kāi)。