医用基础化学讲义

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1、医用基础化学讲义前言医用基础化学为21世纪高等医学院校教材，根据卫生部统一颁布的高等医药院校医用基础化学教学大纲编写。全书共分13章，分别介绍了溶液，电解质溶液，缓冲溶液，化学反应的能量变化、方向和限度，化学反应速度，氧化还原反应与电极电势，原子结构和元素周期律，分子结构，配位化合物，滴定分析法，可见-紫外分光光度法，表面现象和胶体体系，生物无机化学等化学基本知识。各章内容编排科学、由浅入深、层次分明，便于教师讲授 ;每章后附有习题，利于学生自学。本书不仅可供医学院校各专业学生使用，也可供相关专业人员参考。目录第一章溶液第一节溶液的一般概念第二节物质的溶解度第三节溶液的浓度第四节稀溶液的通性习

2、题第二章电解质溶液第一节强电解质溶液与弱电解质溶液第二节酸碱理论第三节溶液的酸度及有关计算第四节难溶电解质的沉淀溶解平衡习题第三章缓冲溶液第一节缓冲溶液的概念及缓冲作用原理第二节缓冲溶液的pH 值第三节缓冲容量第四节缓冲溶液的配制第五节常用的缓冲溶液第六节缓冲溶液在医学上的意义习题第四章化学反应的能量变化、方向和限度第一节热力学的几个常用术语第二节能量守恒和化学反应的热效应第三节化学反应的方向和推动力第四节化学平衡习题第五章化学反应速率第一节化学反应速率和反应机制第二节化学反应速率理论简介第三节浓度对化学反应速率的影响第四节温度对化学反应速率的影响第五节催化剂对化学反应速率的影响习题第六章氧化

3、还原反应与电极电势第一节基本概念第二节原电池第三节电极电势第四节影响电极电势的因素第五节电势法测定溶液的pH 值第六节生物体内的氧化还原电势习题第七章原子结构和元素周朝律第一节核外电子运动状态的近代概念第二节氢原子的原子轨道和电子云第三节多电子原子结构和周期系第四节元素性质的周期性和原子结构的关系习题第八章分子结构第一节离子键理论第二节共价键理论第三节分子间作用力习题第九章配位化合物第一节配位化合物的基本概念第二节配合物的化学键理论第三节配位平衡第四节整合物第五节配合物在生物、医药等方亩的应用习题第十章滴定分析法第一节概述第二节酸碱滴定法t 第三节氧化还原滴定法第四节配位滴定法第五节分析结果的

4、误差习题第十一章可见-紫外分光光度法第一节分光光度法的基本原理第二节可见分光光度法第三节显色反应及影响因素第四节分光光度法的误差来源和测定条件的选择第五节紫外分光光度法习题第十二章表面现象和胶体体系第一节表面现象与吸附第二节溶胶的制备和净化第三节溶胶及其基本性质第四节蛋白质溶液第五节凝胶和膜平衡习题第十三章生物无机化学第一节生物体一一特定的化学环境第二节人体中的化学元素第三节生物无机化学的研究方法与研究内容习题附录一、中华人民共和国法定计量单位二、常用的物理常数三、单位换算四、一些物质的基本热力学数据五、溶液的比重和质量百分比六、平衡常数七、标准电极电势表八、标准原子量表(1981) 九、元素

5、周期表第一章溶液第一节溶液的一般概念溶液：一种或一种以上的物质溶解在另一种物质中形成的均一、稳定的混合物分散质 的粒子直径1nm（ 10-9m ）的 分散系 。分散质是分子 或 离子 ，具有透明、均匀、稳定的宏观特征。按聚集态不同分类：气态溶液：气体混合物，简称气体 （如空气）。液态溶液：气体或固体 在液态中的溶解或液液相溶，简称溶液（如盐水）。固态溶液：彼此呈分子分散的固体混合物，简称固溶体 （如合金）。读法：一般读作“某某（溶质）的某（溶剂）溶液”，如酒精可读作“乙醇的水溶液” 说明：如果溶剂是水，可以简称为某溶液如“乙醇的水溶液”可以叫做乙醇溶液如果两种液体互溶，有水则以水为溶剂，否则以

6、质量大的为溶剂一种或几种物质分散到另一种物质中，形成均一稳定的混合物叫做溶液1.溶质：被溶解的物质2. 溶剂：能溶解其他物质的物质3. 两种溶液互溶时，一般把量多的一种叫溶剂，量少的一种叫溶质1。4. 两种溶液互溶时，若其中一种是水，一般将水称为溶剂。5. 固体或气体溶于液体，通常把液体叫溶剂。其中， 水 （ H2O）是最常用的溶剂，能溶解很多种物质。 汽油 、 酒精 、氯仿、香蕉水也是常用的溶剂，如汽油能溶解油脂，酒精能溶解碘等等。溶质可以是固体，也可以是液体或气体；如果两种液体互相溶解，一般把量多的一种叫做溶剂，量少的一种叫做溶质。溶质溶解在溶剂中形成溶液，物质的溶解度变化的曲线 叫做溶解

7、度曲线。溶解度曲线可以查出某物质在一定温度时的溶解度。气体的溶解度是指这种气体在压强 为 101kPa 和一定温度时溶解在1 体积里达到饱和 状态 时的气体体积。固体溶解度表示在一定的温度下，某物质在100g 溶剂里达到饱和状态是所溶解的质量。多数固体的溶解度随温度的升高而增大，但也有少数固体的溶解度随温度的升高而减小。饱和溶液：在一定温度、一定量的溶剂中，溶质不能继续被溶解的溶液。不饱和溶液：在一定温度、一定量的溶剂中，溶质可以继续被溶解的溶液。饱和与不饱和溶液的互相转化：不饱和溶液通过增加溶质（对一切溶液适用）或降低温度（对于大多数溶解度 随温度升高而升高的溶质适用，反之则须升高温度，如石

8、灰水 ）、蒸发溶剂（溶剂是液体时）能转化为饱和溶液。饱和溶液通过增加溶剂（对一切溶液适用）或升高温度（对于大多数溶解度随温度升高而升高的溶质适用，反之则降低温度，如石灰水）能转化为不饱和溶液。第二节物质的溶解度溶解性是指达到（化学）平衡的溶液便不能容纳更多的溶质，在特殊条件下，溶液中溶解的溶质会比正常情多，这时它便成为过饱和溶液。每份（通常是每份质量）溶剂（有时可能是溶液）所能溶解的溶质的最大值就是“ 溶质在这种溶剂的溶解度” 。溶解度的定义：在一定温度下， 某固态物质在100g 溶剂中达到饱和状态时所溶解的质量，叫做这种物质在这种溶剂中的溶解度。1固体及少量液体物质 的溶解度是指在一定的温度

9、下，某固体物质在100 克 溶剂里（通常为水）达到饱和状态时所能溶解的质量（在一定温度下，100 克溶剂里溶解某物质的最大量），用字母S 表示，其单位是“ g/100g水 ” 。在未注明的情况下，通常溶解度指的是物质在水里的溶解度。2气体 的溶解度通常指的是该气体（其压强为1标准大气压）在一定温度时溶解在1体积水里的体积数。也常用“ g/100g溶剂 ” 作单位（自然也可用体积）。3特别注意：溶解度的单位是克(或者是克/100 克溶剂 )而不是没有单位。在一定的温度和压力下，物质在一定量的溶剂中溶解的最高量。一般以100 克 溶剂中能溶解物质的克数来表示。一种物质在某种溶剂中的溶解度主要决定于

10、溶剂和溶质的性质。例如，水 是最普通最常用的溶剂，甲醇 和 乙醇 可以任何比例与水互溶。大多数碱金属盐类都可以溶于水；苯 几乎不溶于水。溶解度明显受温度的影响，大多数固体物质的溶解度随温度的升高而增大；气体物质的溶解度则与此相反，随温度的升高而降低。溶解度与温度的依赖关系可以用溶解度曲线来表示。氯化钠NaCl 的溶解度随温度的升高而缓慢增大，硝酸钾KNO3 的溶解度随温度的升高而迅速增大，而硫酸钠 Na2SO4 的溶解度却随温度的升高而减小。固体和液体的溶解度基本不受压力的影响，而气体在液体中的溶解度与气体的分压成正比。物质的溶解度对于化学 和 化学工业 都很重要，在固体物质的重结晶 和分级结

11、晶、化学物质的制备和分离、混合气体的分离等工艺中都要利用物质溶解度的差别在一定温度下，某物质在100g溶剂 里达到饱和状态（或称溶解平衡）时所溶解的克数，叫做这种物质在这种溶剂里的溶解度。在一定温度和压强下，物质在一定量的溶剂中溶解的最大量，叫做这种物质在这种溶剂里的溶解度。溶解度和溶解性是一种物质在另一种物质中的溶解能力，通常用易溶 、可溶、 微溶 、 难溶 或不溶等粗略的概念来表示。溶解度是衡量物质 在溶剂里溶解性大小的尺度，是溶解性的定量表示。影响因素：物质溶解与否，溶解能力的大小，一方面决定于物质（指的是溶剂和溶质）的本性；另一方面也与外界条件如温度、压强、溶剂种类等有关。在相同条件下

12、，有些物质易于溶解，而有些物质则难于溶解，即不同物质在同一溶剂里溶解能力不同。通常把某一物质溶解在另一物质里的能力称为溶解性 。例如，糖易溶于水，而油脂不溶于水，就是它们对水的溶解性不同。溶解度是溶解性的定量表示。固体物质的溶解度是指在一定的温度下，某物质在100 克溶剂里达到饱和状态时所溶解的质量。在未注明的情况下，通常溶解度指的是物质在水里的溶解度。如20 时，食盐的溶解度是36 克， 氯化钾 的溶解度是34 克。这些数据可以说明20时，食盐和氯化钾在100 克水里最大的溶解量分别为36 克和 34 克；也说明在此温度下，食盐在水中比氯化钾的溶解能力强。溶解度曲线特征：（ 1）大部分固体物

13、质的溶解度曲线左低右高，溶解度随温度的升高而增加；溶解曲线（ 2）少数固体物质的溶解度曲线较平缓，溶解度受温度的影响小，如食盐；（ 3）极少数固体物质的溶解度曲线是左高右低，溶解度随温度的升高而降低，如熟石灰 ；用溶解性表示物质的溶解能力是定性的，粗略的。溶质质量分数的计算：1)已知溶质和溶剂的量，求溶质的质量分数；(2) 要配制一定量的溶质的质量分数一定的溶液，计算所需溶质和溶剂的量；(3) 溶液稀释和配制问题的计算；(4) 把溶质的质量分数运用于化学方程式的计算。溶质的质量分数的计算方式：溶质的质量分数=（溶质质量/溶液质量）*100% = 溶质质量/（溶质质量+溶剂质量*100% 例10

14、 克 氯 化 钠 溶 解 于 90 克 水 中 ， 则 在 所 得 氯 化 钠 溶 液 中 溶 质 的 质 量 分 数=10/100=10% 第三节物质的浓度溶液浓度可分为质量浓度（如质量百分浓度）、体积浓度（如摩尔浓度、当量浓度）和质量-体积浓度三类。质量百分浓度溶液的浓度用溶质的质量占全部溶液质量的百分率表示的叫质量百分浓度，用符号% 表示。例如，25% 的 葡萄糖注射液就是指 100 克注射液中含葡萄糖25 克。质量百分浓度（%） =溶质质量/溶液质量100% 体积浓度（ 1） 摩尔浓度溶液的浓度用1升溶液中所含溶质的摩尔数来表示的叫摩尔浓度，用符号mol/L表示，例如 1升浓硫酸 中含

15、 18.4 摩尔的硫酸，则浓度为18.4mol 。摩尔浓度（mol/L ） =溶质摩尔数/溶液体积（升）（ 2）当量浓度(N) 溶液的浓度用1升溶液中所含溶质的克当量数来表示的叫当量浓度，用符号N 表示。例如， 1升 浓盐酸 中含 12.0 克当量的盐酸(HCl) ，则浓度为12.0N 。当量浓度=溶质的克当量数/溶液体积（升）质量 -体积浓度用单位体积（1立方米或1升）溶液中所含的溶质质量数 来表示的浓度叫质量-体积浓度，以符号g/m3或 mg/L 表示。例如，1升含铬 废水 中含 六价铬 质量为 2毫克，则六价铬的浓度为2毫克 /升（ mg/L ）质量 -体积浓度=溶质的质量数（克或毫克）

16、/溶液的体积（立方米或升）对 大气 中的污染物，常见体积浓度和质量-体积浓度来表示其在大气中的含量。气体浓度体积浓度体积浓度是用每立方米的大气中含有污染物的体积 数（立方厘米）或（ml/m3）来表示，常用的表示方法是ppm ，即 1ppm=1 立方厘米/立方米 =10-6。除 ppm 外，还有 ppb 和 ppt ，他们之间的关系是：1ppm=10-6=一百万分之一，1ppb=10-9=十亿分之一，1ppt=10-12=万亿分之一，1ppm=103ppb=106ppt 质量 -体积浓度用每立方米大气中污染物的质量数来表示的浓度叫质量-体积浓度，单位是毫克/立方米或克/立方米。它与ppm 的换算关系是：X=M.C/22.4 浓度C=22.4 X/M 式中： X 污染物以每标立方米的毫克数表示的浓度值；C 污染物以ppm 表示的浓度值；M污染物的分之子量。由上式可得到如下关系：1ppm=M/22.4(mg/m3） =1000.m/22.4ug/m3例 1：求在标准状态下，30 毫克 /标立方米的氟化氢的ppm 浓度。解：氟