第一章 溶液的组成标度和渗透压.ppt

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1、医用化学医用化学Medical ChemistryMedical Chemistry授授 课课 人：王朝杰人：王朝杰药学院化学教研室药学院化学教研室教材和时间课本：医用化学，东南大学出版社配套资料：医用化学学习指导，东南大 学出版社时间：时间：A:A:护理护理5-95-9班，周一班，周一1-21-2节节6B2096B209，周三周三6-7-86-7-8节节6B2096B209；B:B:预防预防1-31-3班班+中医中医+10+10市场营销市场营销1-21-2班，班，周二周二1-21-2节节6B1106B110，周五周五6-7-86-7-8节节7AJ2017AJ201；C:C:护理护理1-41-

2、4班，周三班，周三1-21-2节节6A3076A307，周五周五3-4-53-4-5节求知楼节求知楼203203。教学安排第3-10周，学习1-8章，基础化学部分，1111周进行半期考试周进行半期考试。考试题型：全是客观题，包括判断题和单选题。第11-16周，学习10-19章，有机化学部分，期末考试完全考有机化学期末考试完全考有机化学部分。课程成绩组成：考勤（课程成绩组成：考勤（5%）+半期半期（40%）+期末（期末（40%）+实验（实验（15%）。）。学习条件：计算器计算器Name：Chaojie Wang（王朝杰）Degree：Ph.D.Professional Qualification

3、:Associate Prof.Headship:Dean of Chemistry Office Email:Office Phone:86689708Office Location:No.11 Building(求真楼)A507Answer TimeAnswer Time:4:00-6:00:4:00-6:00，Wednesday Afternoon.Wednesday Afternoon.About MeIYC2011化学与医学的关系化学与医学的关系 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。而寻找防病治

4、病方法，以保护人类健康的科学。人体是由糖人体是由糖 、脂肪、蛋白质、无机盐和水等、脂肪、蛋白质、无机盐和水等物质所组成物质所组成,人体内的一切生理现象和病理现象都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。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。成等都与化学密切相关。医用化学课程的内容和学习建议医用化学课程的内容和学习建议 1.1.医用化学课程的内容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化学及有机等学科

5、，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业特点选编，为医学生从事医学工作打好化学基础。础。理论课理论课5656学时，实验课学时，实验课1616学时，学时，5-45-4学时学时/周周2.2.学习建议学习建议从中学到大学方法的改变，掌握学习的主动权，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。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，课前预习，课间笔记，课后复习，阅读参考书，加深理解，总结。加深理解，总结。做些思考题和练习题。做些思考题和练习题。重视化学实验课的学习。重视化学实验课的学习。参考书：参考书：基础化学基础化学，医用有机化

6、学医用有机化学。应有的化学基础第一章第一章 溶液的组成标度和渗透压溶液的组成标度和渗透压第一节第一节 溶液的组成标度溶液的组成标度第二节第二节 溶液的渗透压溶液的渗透压学习要求 掌握掌握医学中常用的溶液组成量度的表示方法，掌握掌握溶液的渗透压及其应用渗透压及其应用；熟悉有关溶液组成量度的计算、溶液的配置，了解渗透压在医学上的意义。第一节第一节 溶液的组成标度溶液的组成标度 一、一、物质的量浓度物质的量浓度 溶液是指由两种或多种组分所组成的均匀系统；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；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。在一定量溶液或溶剂中所含溶

7、质量多少的物理量。二、二、质量浓度质量浓度三、三、质量分数质量分数四、四、体积分数体积分数一、溶液组成标度的表示方法1.定义：定义：单位体积溶液中所含的溶质的物质的量，单位体积溶液中所含的溶质的物质的量，符号为符号为cB或或 c(B)。2.表达式：表达式：defnBcBV 3.单位：单位：关系：关系：1 molL-1=1103 mmolL-1=1106 molL-1 4.在使用物质的量浓度时需指明在使用物质的量浓度时需指明基本单元基本单元。nB=mB/MBmoldm-3 或或molL-1，mmolL-1及及molL-1（一）、物质的量浓度（一）、物质的量浓度（简称为简称为“浓度浓度”）（amo

8、unt-of-substance concentrationamount-of-substance concentration）基 本 单 元 特点特点:可以实际存在，也可不存在。可以实际存在，也可不存在。如如 H2SO4，1/2H2SO4，2 H2SO4 是不同的基本单元。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，一种溶液的浓度用不同的基本单元表示，其值不同其值不同。如如 c(H2SO4)=1.0 molL-1，定义：原子、分子、离子以及其他粒子的特定定义：原子、分子、离子以及其他粒子的特定 组合体（分数或倍数）。组合体（分数或倍数）。则则 c(1/2H2SO4)=2.0 mol

9、L-1，c(2 H2SO4)=0.5 molL-1。H2+1/2O2c(xB)=1/x c(B)例例 1 正常人血浆中每正常人血浆中每100ml含含Na+326mg、HCO3-164.7mg、Ca2+10mg，它们的物质的量浓度它们的物质的量浓度(单位单位mmolL-1)各为多少？各为多少？c(Na+)=142(mmolL-1)32623.01000100 c(HCO3-)=27.0(mmolL-1)164.761.01000100c(Ca2+)=2.5(mmol L-1)10401000100解：解：cB=nB V=mB MBV（二）、质量浓度 (mass concentration)1.定

10、义：定义：溶质溶质B的质量除以溶液的体积，符号为的质量除以溶液的体积，符号为 B。2.表达式表达式：3.单位：单位：kgL-1，常用常用gL-1，也可用也可用mgL-1，gL-1等。等。4.cB MB=B 质量浓度多用于溶质为固体的溶液，质量浓度多用于溶质为固体的溶液，defmBBV 如如生理盐水为生理盐水为9 gL-1的的NaCl溶液溶液。例例2 某患者需补钠（某患者需补钠（Na+）5g，应补给，应补给9g/L的的 生理盐水多少毫升？生理盐水多少毫升？解：补充解：补充5gNa+，相当补充，相当补充NaCl的质量的质量 mNaCl=（5g/23）58.5=12.7 g 生理盐水的体积为生理盐水

11、的体积为 V=12.7g/9g/L=1.41 L=1410 mL（三）、质量分数（mass fractionmass fraction）1.定义：定义：溶质溶质B的质量与溶液质量之比，符号为的质量与溶液质量之比，符号为B。3.单位：单位：1(one)4.ppm（10-6）ppb（10-9）ppt（10-12）例例 100 g NaCl溶液中含溶液中含NaCl 10 g，可表示为可表示为 2.表达式：表达式：defmBBm NaCl=0.1=10%4.cB =d 1000 B/MB（四）、体积分数（volume fractionvolume fraction）1.定义：在一定的温度和压力下，溶质

12、定义：在一定的温度和压力下，溶质B的体积除以的体积除以3.单位：单位：1(one)例：医用的消毒酒精例：医用的消毒酒精(C(C2 2H H5 5OH)=75%OH)=75%溶液总体积，符号为溶液总体积，符号为B。2.表达式：表达式：defVBBV 例例例例3 3、将将将将22.4 g MgCl22.4 g MgCl2 2溶于溶于溶于溶于200ml200ml水（水（水（水（d d=1.00 kg L=1.00 kg L-1-1 ）中，中，中，中，计算所计算所计算所计算所 得溶液（得溶液（得溶液（得溶液（d d=1.089 kg L=1.089 kg L-1-1 ）的）的）的）的c c(MgCl(

13、MgCl2 2)、(MgClMgCl2 2)及及及及(MgCl(MgCl2 2)。解：解：n n(MgCl(MgCl2 2)=0.235(mol)mm(MgCl(MgCl2 2 )MM(MgCl(MgCl2 2 )22.495.22V(溶液溶液)=0.204(L)md200+22.41.089 1000则则n n(MgCl(MgCl2 2)V(溶液溶液)0.2350.204c c(MgCl(MgCl2 2)=1.15(mol LL-1-1 )(MgCl(MgCl2 2)=109.8 109.8(g LL-1-1 )mV22.40.204(MgCl(MgCl2 2)=0.10122.4200+2

14、2.4二、溶液的配制二、溶液的配制方法：方法：纯溶质纯溶质+溶剂溶剂浓溶液稀释浓溶液稀释不同组成标度溶液混合不同组成标度溶液混合原则：配制原则：配制原则：配制原则：配制前后前后前后前后溶质的量不变溶质的量不变溶质的量不变溶质的量不变 mB/MB=cB V c1V1=c2V2 c1V1+c2V2=c(V1+V2)例例例例4 4：配制：配制：配制：配制c cCuSO4CuSO4=0.0125mol/L=0.0125mol/L的硫酸铜溶液的硫酸铜溶液的硫酸铜溶液的硫酸铜溶液2L2L作为作为作为作为 磷中毒的催吐剂，问需要五水合硫酸铜磷中毒的催吐剂，问需要五水合硫酸铜磷中毒的催吐剂，问需要五水合硫酸铜

15、磷中毒的催吐剂，问需要五水合硫酸铜 CuSOCuSO4 45H5H2 2OO（MrMr=249.6=249.6）的质量是多少？）的质量是多少？）的质量是多少？）的质量是多少？解：设需要解：设需要CuSOCuSO4 45H5H2 2O O的质量为的质量为m gm g，则则 m/249.6=0.0125 m/249.6=0.0125 22 m=6.24 g m=6.24 g例例例例5 5：配制：配制：配制：配制为为0.75的消毒酒精的消毒酒精1500mL，需市售，需市售为为0.95的酒精多少毫升？如何配制？的酒精多少毫升？如何配制？解：设需市售解：设需市售为为0.950.95的酒精的酒精V mLm

16、L：则则 0.95 0.95 V=0.75 1500=0.75 1500 V=1184=1184 mLmL 量取量取1184 1184 mLmL市售酒精，加水稀释至市售酒精，加水稀释至1500 1500 mLmL，搅匀即得消毒酒精。搅匀即得消毒酒精。例例例例6 6：欲用：欲用：欲用：欲用500g/L500g/L和和和和50g/L50g/L的两种葡萄糖溶液配制的两种葡萄糖溶液配制的两种葡萄糖溶液配制的两种葡萄糖溶液配制100g/L100g/L 的葡萄糖溶液的葡萄糖溶液的葡萄糖溶液的葡萄糖溶液500mL500mL，问需这两种葡萄糖溶液各多，问需这两种葡萄糖溶液各多，问需这两种葡萄糖溶液各多，问需这

17、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）少毫升？（设两份溶液混合后，总体积不发生变化）少毫升？（设两份溶液混合后，总体积不发生变化）少毫升？（设两份溶液混合后，总体积不发生变化）解：设需解：设需500g/L500g/L的葡萄糖溶液的葡萄糖溶液VmLVmL，则则 500V+50500V+50（500-V500-V）=100=100 500500 V=56 V=56 mLmL 需需50g/L50g/L的葡萄糖溶液为的葡萄糖溶液为 500-56=444 500-56=444 mLmL例例例例7 7：临床上需：临床上需：临床上需：临床上需1/6 mol/L1/6 mol/L乳

18、酸钠（乳酸钠（乳酸钠（乳酸钠（C C3 3HH5 5OO3 3NaNa，MrMr=112=112）溶液溶液溶液溶液600mL600mL，如用，如用，如用，如用112g/L112g/L乳酸钠针剂（乳酸钠针剂（乳酸钠针剂（乳酸钠针剂（20mL/20mL/支）支）支）支）配制，需要此针剂多少支？配制，需要此针剂多少支？配制，需要此针剂多少支？配制，需要此针剂多少支？解解:由于由于cB MB=B,得得 cB2=112/112=1mol/L 根据根据 c1V1=c2V2,得得 1/6 600=1 V2 V2=100mL 需要此针剂需要此针剂:100/20=5支支第二节第二节 溶液溶液的渗透压的渗透压一、

19、渗透现象和渗透压一、渗透现象和渗透压二、渗透压与溶液浓度及温度的关系二、渗透压与溶液浓度及温度的关系 三、渗透浓度三、渗透浓度 四、等渗、低渗和高渗溶液四、等渗、低渗和高渗溶液五、晶体渗透压和胶体渗透压五、晶体渗透压和胶体渗透压 一一、渗透现象和渗透压渗透现象和渗透压 渗透现象渗透现象渗透现象渗透现象:溶剂透过半透膜进入溶液的自发过程溶剂透过半透膜进入溶液的自发过程。结果：结果：溶液一侧的液面升高。溶液一侧的液面升高。原原因因：单单位位时时间间内内由由纯纯溶溶剂剂进进入入溶溶液液中中的的溶溶剂剂分分子数子数要比由溶液进入纯溶剂的多。要比由溶液进入纯溶剂的多。半透膜半透膜(semi-permea

20、ble membrane)定定义义 只只允允许许溶溶剂剂(水水)分分子子通通过过,不不允允许许溶质溶质(蔗糖蔗糖)分子透过的薄膜。分子透过的薄膜。人工制备膜人工制备膜(如如火棉胶膜、玻璃纸及羊皮纸等火棉胶膜、玻璃纸及羊皮纸等)；生物膜生物膜(如细胞膜、毛细血管壁等如细胞膜、毛细血管壁等)。渗透方向渗透方向:1.1.溶剂分子从溶剂分子从纯溶剂纯溶剂一方往一方往溶液溶液一方渗透；一方渗透；2.2.溶剂分子从溶剂分子从稀稀溶液一方往溶液一方往浓浓溶液一方渗透。溶液一方渗透。产生渗透现象必须具备的两个条件产生渗透现象必须具备的两个条件:一是一是有半透膜的存在有半透膜的存在；二是半透二是半透膜两侧单位体

21、积内溶剂分子数不相等膜两侧单位体积内溶剂分子数不相等。(半透半透膜两侧存在渗透浓度差膜两侧存在渗透浓度差。)渗透压力渗透压力(osmotic pressure)定定义义 为为维维持持半半透透膜膜所所隔隔开开的的溶溶液液与与溶溶剂剂之之间的渗透平衡而需要的超额压力。间的渗透平衡而需要的超额压力。符号符号 单位单位 Pa 或或 kPa二、渗透压与溶液浓度及温度的关系二、渗透压与溶液浓度及温度的关系1.范特荷甫（范特荷甫（Vant Hoff）定律：定律：单位：单位：R=8.314 JK-1mol-1，=cBRT表表明明:稀稀溶溶液液的的大大小小仅仅与与单单位位体体积积溶溶液液中中溶溶质质粒粒子数的多

22、少有关，而与溶质的本性无关。子数的多少有关，而与溶质的本性无关。注注:上式仅适用于上式仅适用于非非电解质的电解质的稀稀溶液溶液T(K)cB(mol L-1)则则 (kPa)渗透压的计算渗透压的计算解：解：C12H22O11的摩尔质量为的摩尔质量为342 gmol-1，则，则 nV2.00342 0.050例例8 将将2.00g蔗蔗糖糖（C12H22O11）溶溶于于水水，配配成成50.0ml溶液，求溶液在溶液，求溶液在37时的渗透压。时的渗透压。=cB RTc(C12H22O11)=0.117(molL-1)=0.117 8.314 310=302(kPa)电解质溶液的渗透压电解质溶液的渗透压

23、弱电解质渗透压的计算可近似等同于非电解质。弱电解质渗透压的计算可近似等同于非电解质。=i cB RT 校正因子校正因子i：一一“分子分子”电解质解离出的粒子个数。电解质解离出的粒子个数。(强电解质稀溶液强电解质稀溶液)A-B2或或A2-B型强电解质如型强电解质如(MgCl2、Na2SO4等等)A-B型强电解质型强电解质(如如KCl、CaSO4、NaHCO3等等)i=2i=3三、三、渗透浓度渗透浓度(osmolarity)溶溶液液中中产产生生渗渗透透效效应应的的溶溶质质粒粒子子（分分子子、离子）统称为离子）统称为渗透活性物质。渗透活性物质。单位单位 mmolL-1 定义定义 渗透活性物质渗透活性

24、物质的物质的量除以溶的物质的量除以溶 液的体积液的体积。符号符号 cos例例例例9 9 9 9 计算医院补液用的计算医院补液用的计算医院补液用的计算医院补液用的50.0 g50.0 g50.0 g50.0 gL L L L-1-1-1-1葡萄糖溶液葡萄糖溶液葡萄糖溶液葡萄糖溶液（C C C C6 6 6 6H H H H12121212O O O O6 6 6 6）和生理盐水的渗透浓度。和生理盐水的渗透浓度。和生理盐水的渗透浓度。和生理盐水的渗透浓度。解解:C6H12O6是非电解质，是非电解质，NaCl是是i=2的强电解质的强电解质 C6H12O6 和和NaCl的的摩摩尔尔质质量量分分别别为为

25、180 和和58.5(gmol-1)C6H12O6:cos=278 mmolL-150.0 1000180NaCl:cos=2=308 mmolL-19 100058.5四、等渗、高渗和低渗溶液四、等渗、高渗和低渗溶液1.1.正正常常人人血血浆浆的的渗渗透透浓浓度度为为303.7 303.7 mmolLmmolL-1 1 常常用用的的等等渗渗溶溶液液有有生生理理盐盐水水、50.0 g/L葡葡萄糖溶液、萄糖溶液、12.5 gL-1的的NaHCO3 溶液。溶液。2.2.临床上规定临床上规定:等渗溶液等渗溶液:c cosos在在280-320280-320 mmolL mmolL-1-1的溶液的溶液

26、;高渗溶液高渗溶液:c cosos320320 mmolL mmolL-1-1的溶液；的溶液；低渗溶液低渗溶液:c cosos280280 mmolL mmolL-1-1的溶液的溶液 (isotonic solution)(hypertonic solution)(hypotonic solution)正常红细胞正常红细胞等渗、高渗和低渗溶液在医学上的应用等渗、高渗和低渗溶液在医学上的应用 正常 溶血 皱缩280320 mmol/L 320 mmol/L 等渗、高渗和低渗溶液在医学上的应用 a.等渗溶液等渗溶液 (生理盐水生理盐水):b.高渗溶液高渗溶液(15 gL-1NaCl):c.低渗溶液

27、低渗溶液(4 gL-1NaCl):“维维 持持 原原 状状 ”“皱缩”“溶血溶血”基本原则基本原则:大大量量补补液液时时应应用等渗溶液。用等渗溶液。五、晶体渗透压和胶体渗透压五、晶体渗透压和胶体渗透压血浆渗透压血浆渗透压血浆渗透压血浆渗透压晶体渗透压晶体渗透压晶体渗透压晶体渗透压:胶体渗透压胶体渗透压胶体渗透压胶体渗透压:维持细胞内外水的相对平衡维持细胞内外水的相对平衡维持细胞内外水的相对平衡维持细胞内外水的相对平衡维维维维持持持持血血血血容容容容量量量量和和和和毛毛毛毛细细细细血血血血管管管管内内内内外外外外水的相对平衡水的相对平衡水的相对平衡水的相对平衡(血浆蛋白质所产生血浆蛋白质所产生血

28、浆蛋白质所产生血浆蛋白质所产生)(NaClNaCl 、NaHCO3、葡萄糖、尿素等晶体物质、葡萄糖、尿素等晶体物质所产生所产生所产生所产生)习题11.1.相同浓度的葡萄糖和相同浓度的葡萄糖和NaClNaCl溶液的溶液的也相同。也相同。（）3.3.血红细胞置于下列溶液中将会引起何种现象？血红细胞置于下列溶液中将会引起何种现象？A A、29g/LNaCl29g/LNaCl溶液溶液 B B、5g/L5g/L葡萄糖溶液葡萄糖溶液 C C、生理盐水和等体积的水的混合液生理盐水和等体积的水的混合液 D D、生理盐水和生理盐水和50g/L50g/L葡萄糖溶液等体积的混合液葡萄糖溶液等体积的混合液2.2.若两

29、种溶液的渗透压相等，其物质的量的浓度若两种溶液的渗透压相等，其物质的量的浓度 也相等。也相等。（）(皱缩皱缩)(溶血溶血)(溶血溶血)(维持原状维持原状)习题24.下下列列各各对对溶溶液液中中，中中间间用用半半透透膜膜隔隔开开，有有较较多水分子自左向右渗透的是多水分子自左向右渗透的是 A、0.1molL-1 NaCl 0.1molL-1 葡萄糖葡萄糖 B、0.1molL-1 NaCl 0.1molL-1 BaCl2 C、0.1molL-1 葡萄糖葡萄糖 0.1molL-1 蔗糖蔗糖 D、0.1molL-1 CaCl2 0.1molL-1 Na2SO4第一章第一章 溶液的组成标度和渗透压溶液的组成标度和渗透压溶液的组成标度溶液的组成标度溶液的渗透压溶液的渗透压