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1、医用基础化学,主教材,医用基础化学 张法浩 吕以仙 主编 北京医大学、北京协和医科大学联合出版社 出版,辅助教材,医用基础化学学习指导 张法浩 刘俊义主编 北医大、协和医大联合出版社 出版,第一章 溶液和胶体,本章知识点与考核要求 分散系 溶液的浓度 溶液的渗透压 溶胶,第一节 分散系,一种(或几种)物质以较小颗粒分散在另一种物质中,所形成的混合物(体系)。,1.分散系定义：,如：酒精分子分散在水中成为酒精水溶液,一种(或几种)物质以较小颗粒分散在另一种物质中,所形成的混合物(体系)。,1.溶液和胶体,在分散系中，那些被分散成微 粒的物质称为“分散相”，容纳分散 相微粒的物质叫做“分散介质”。
2、,2. 分散系的组成,例如：生理盐水就是NaCl被分散在水中的分散系，NaCl是分散相，水是分散介质。,1.溶液和胶体,3.分散系的分类,按照分散相颗粒的大小(直径不同)，可将分散系分为三类。,分散系,粗分散系,胶体分散系,分子分散系(溶液),1.溶液和胶体,4.分子分散系,分散相粒子的直径小于1nm，以分子或离子状态均匀地分散在分散介质中，所形成的均相、稳定的分散系称为分子分散系，或称为溶液。 在溶液体系中，分散相称为溶质，而分散介质称为溶剂。 如：葡萄糖溶液，C6H12O6是溶质，H2O是溶剂。,1.溶液和胶体,第二节 溶液的浓度,什么是溶液的浓度？,一定量的溶液(或溶剂)中所含溶质的量叫
3、溶液的浓度。,1.溶液和胶体,由于用途的不同，溶液的浓度可用多种不同的方法来表示。,溶液浓度表示方法分类,溶液的浓度表示方法大体可分为两类： （1）用溶质和溶剂的相对量表示，其单位可用g或mol 如：质量分数、摩尔分数等 （2）用一定体积溶液中所含溶质的量表示 如：体积分数、物质的量浓度等,1.溶液和胶体,溶液的浓度表示方法,几种常用的浓度表示方法,质量分数B 体积分数B 质量浓度B 物质的量浓度CB,1.溶液和胶体,定义： 指某物质的质量与混合物(或溶液)的总质量之比。用符号表示 设某溶液由溶剂A和溶质B组成，则溶质B的质量分数为：,质量分数B,1.溶液和胶体,例：将10gNaCl溶于100
4、g水中配成溶液，计算此溶液中NaCl的质量分数。,解：mB=10g, m=100+10=110g,1.溶液和胶体,体积分数B,定义 指在相同温度和压力下，溶质B的体积VB与混合物(或溶液)体积V之比。用符号B表示。,1.溶液和胶体,例：取750ml纯酒精加水配成1000ml医用消毒酒精溶液，计算此酒精溶液中酒精的体积分数。,解：VB750ml, V=1000ml,1.溶液和胶体,质量浓度B,定义,1.溶液和胶体,物质B的质量浓度是物质B的质量mB除以溶液的总体积V。用符号B表示,物质B的质量浓度是物质B的质量mB除以溶液的总体积V。用符号B表示,质量浓度的单位,质量浓度的单位(SI制)是kg/
5、m3 医学上常用的单位是kg/L，g/L或mg/L 表示溶液体积的单位只能用L，而表示质量的单位可以改变,1.溶液和胶体,例： 在100ml生理盐水中含有0.90gNaCl，计算生理盐水的质量浓度。,解：mB=0.09g V=100ml=0.1L,1.溶液和胶体,物质的量与及单位摩尔,物质的量 与长度、时间等一样，是一个物理量，用符号“n(i)”表示,定义： 是表示组成物质的微观粒子数目多少的物理量，它基本单位是“摩尔”， 符号记作“mol”,1.溶液和胶体,摩尔,定义：,一物系中所包含的微观基本单元的数目，与0.012kg12C核素所含碳原子数目相等，则此物系的“物质的量”为1mol。,一物
6、系中所包含的微观基本单元的数目，与0.012kg12C核素所含碳原子数目相等，则此物系的“物质的量”为1mol。,1.溶液和胶体,0.012kg12C核素所含的碳原子数目是多少呢？,经实验测定约为6.0231023个碳原子 这个数值也称为阿佛加德罗常数(NA) 1mol就是6.0231023个微粒的集体,1.溶液和胶体,摩尔质量,科学上规定：当某物质的物质的量是1mol时所具有的质量，叫摩尔质量。用符号M（i)表示 SI单位kg/mol，常采用g/mol,1.溶液和胶体,摩尔质量的确定,1.任何元素原子的摩尔质量，单位为g/mol时，数值上等于该种原子的原子量。 如：Ar(Ca)= 40 M(
7、Ca)= 40 g/mol,1.溶液和胶体,2.1mol某物质分子的质量，就是该物质分子的摩尔质量。 分子的摩尔质量如用g/mol作单位，数值上等于该种分子的分子量。 如：Ar(H2SO4)= 98 M (H2SO4) = 98 g/mol （分子是由原子组成，分子量是组成这一分子的所有原子的原子量总和。）,1.溶液和胶体,nB、mB和M之间的关系,通过原子量、分子量可直接确定物质的摩尔质量，进而计算出“物质的量”。,1.溶液和胶体,例：求80gNaOH的物质的量。,解：NaOH的摩尔质量在数值上等于其分子量 M（NaOH）40 g/mol,1.溶液和胶体,物质的量浓度CB,物质B的物质的量浓
8、度是指B的物质的量nB除以混合物的体积V。用符号CB表示,1.溶液和胶体,定义,物质的量浓度单位,nB为物质的量,SI单位为mol或mmol V为混合物的体积，对溶液而言，就是溶液的体积，常用的非SI单位为L或ml 故物质的量浓度常用的单位为mol/L或mmol/L,1.溶液和胶体,说明,根据SI规定，在使用浓度单位时必须注明所表示物质的基本单元。 如：C(KCl)=0.1mol/L 通常所说的“溶液浓度”实际上是指溶液的“物质的量浓度”。,1.溶液和胶体,例：100ml正常人的血清中含有10.0mgCa2+离子，计算正常人血清中Ca2+离子的物质的量浓度？,解：已知 M=40g/mol,1.
9、溶液和胶体,浓度相互换算,各种浓度表示法有各自的特点，从各种浓度的基本定义出发，可进行各种浓度的相互换算。,1.溶液和胶体,溶液浓度的换算只是单位的变换，而溶质的量和溶液的量均未改变。,1.物质的量浓度与质量浓度的关系,B和CB的体积都是用L表示，只是溶质的是所采用的单位不同。 根据它们的基本定义 ，求出换算关系式为,1.溶液和胶体,例：1LNaHCO3注射液中含50gNaHCO3，计算该注射液的质量浓度和物质的量浓度。,1.溶液和胶体,解：mB=50g,V=1L,又M=84g/mol ,2.溶液的稀释,在医疗工作中，常需要把一种浓溶液配制成稀溶液。 在溶液中加入溶剂使溶液的体积增大而浓度变小
10、的过程，叫做溶液的稀释。,1.溶液和胶体,在稀释时加入溶剂，不加入溶质，因而只是溶液的总量改变了，但溶质的量并没有改变。 即它们的关系是： 稀释前溶质的量稀释后溶质的量 溶质的量为 溶质的量溶液的浓度溶液的体积,1.溶液和胶体,稀释公式,设稀释前后溶液的浓度分别为C1、C2，溶液的体积为V1、V2，但溶质的物质的量并不改变。,则稀释公式为： C1 V1C2 V2,1.溶液和胶体,应用稀释公式时应注意,该式仅用于溶液的稀释，不能用化学反应 式中的浓度可以是B或CB， 应用公式时，等式两边的浓度C1和C2必须采用同一浓度表示法 体积V1和V2必须采用同一体积单位,1.溶液和胶体,例：有0.1035
11、mol/LNaOH标准溶液500mL，欲使其浓度恰好为0.1000mol/L。问需加水多少毫升？,解：设应加水的体积为V（mL）根据溶液稀释前后，溶质的物质的量相等的原则： C1 V1C2 V2,1.溶液和胶体,1.溶液和胶体,第三节 溶液的渗透压,一、渗透现象和渗透压 1. 渗透现象 (1) 扩散现象 (2) 半透膜 (3) 渗透现象,1.溶液和胶体,渗透现象,若将蔗糖水溶液与它的纯溶剂（水）用半透膜隔开，因有较多的水分子透过半透膜进入蔗糖溶液，而使溶液的液面升高，这一现象称为渗透现象。,1.溶液和胶体,渗透现象产生的条件,1.溶液和胶体,1.半透膜的存在 2.半透膜两侧的溶液浓度不相等，即
12、膜两侧的溶液存在着浓度差,渗透的结果：缩小膜两侧的浓度差。 渗透方向：溶剂（水）分子从纯溶剂向溶液渗透或从稀溶液向浓溶液中渗透,渗透现象产生的原因,单位体积内纯溶剂中的溶剂分子数目大于溶液中的溶剂分子数目，在单位时间内，由纯溶剂通过半透膜进入溶液中的溶剂分子比由溶液进入纯溶剂中的溶剂分子多，致使液面升高。,单位体积内纯溶剂中的溶剂分子数目大于溶液中的溶剂分子数目，在单位时间内，由纯溶剂通过半透膜进入溶液中的溶剂分子比由溶液进入纯溶剂中的溶剂分子多，致使液面升高。,1.溶液和胶体,渗透平衡,随着溶液液面的升高，静水压增加，溶液中的溶剂分子透过半透膜进入纯溶剂中的速度加快，当单位时间内半透膜两侧透
13、过的溶剂分子数相等时，液面不再升高，此时体系达到了渗透平衡。,1.溶液和胶体,2. 渗透压,如果用半透膜将溶液与纯溶剂隔开，并在溶液液面上施加一定的压力，若能恰好阻止渗透现象的产生，该压力即为渗透压。 用符号“”表示 单位为kPa,1.溶液和胶体,（1）定义,（2）渗透压定律,实验证明： a.在一定温度下，溶液的渗透压与它的浓度成正比。 C b.在一定浓度下，溶液的渗透压与绝对温度成正比。 T,1.溶液和胶体,溶液的渗透压与温度、浓度的关系： CRT 式中溶液的渗透压 kPa C溶液浓度 mol/L T绝对温度 K(273.15t0C) R气体常数为8.314,1.溶液和胶体,CRT,由上式可
14、知： 稀溶液的渗透压与溶液的物质的量浓度及绝对温度成正比，而与溶质及溶剂的种类无关。 上式称为渗透压定律,1.溶液和胶体,CRT的重要意义,在一定温度下，溶液的渗透压与溶液的浓度成正比 即与溶液中溶质的数目成正比，而与溶质的本性无关 不论溶质微粒是小分子或大分子，只要溶液中溶质粒子的数目相等，则渗透压就相同,1.溶液和胶体,CRT适用范围,特别指出： CRT只适用于非电解质稀溶液 如：0.3mol/L葡萄糖溶液与0.3mol/L蔗糖溶液，其相同 当两种非电解质溶液的C不同时，C大，它的就大,1.溶液和胶体,例：将1.80gC6H12O6溶于水，配成50.0ml溶液，计算该溶液在370C时的？,
15、解：,1.溶液和胶体,计算电解质溶液的渗透压,由于电解质分子在溶液中发生电离产生离子，使溶液中粒子的数目成倍增加，用CRT计算电解质溶液的渗透压将会产生较大的误差。 为了消除误差，必需引入一个校正系数i 即渗透压公式改写为 iCRT,1.溶液和胶体,iCRT,式中i校正因子 i是溶质的一个分子在溶液中能产生的粒子数 例如：0.3mol/LNaCl 1(i=2) 0.3mol/LC6H12O6 2 (i=1) 则 12 2,1.溶液和胶体,（3）CRT应用,应用溶液的渗透压定律，可以测定、计算生物分子的相对分子量。,1.溶液和胶体,例：1L溶液中含5.0g马的血红素，在298K时测得溶液的渗透压
16、为1.8102Pa，求马血红素的相对分子量。,解：,1.溶液和胶体,渗透压在医学上的意义,1.渗透浓度 （1）渗透活性物质 生物体液（如血浆、细胞内液等）的是由溶于体液中的电解质组分、非电解质组分及大分子组分等各种溶质决定的，这些具有渗透效应的物质统称为渗透活性物质。,1.溶液和胶体,（2）渗透浓度Cos,定义： 是指溶液中渗透活性物质的质点（分子、离子）的总溶液。 用符号“Cos”表示 单位：mol/L，mmol/L 渗透浓度实际上反映了溶液的渗透压的大小。,1.溶液和胶体,(3) 血浆的渗透压,据表12正常人血浆中各物质渗透浓度，可以计算出血浆的渗透压。 把所有溶质的渗透浓度相加即得血浆的渗透浓度 血浆总渗透压为303.7mmol/L,1.溶液和胶体,2.等渗、高渗和低渗溶液,渗透
