第一章 溶 液溶液是由一种以上物质组成的分散系统通常将一种或几种物质分散在另一种物质中形成的系统称为分散系统(dispersed system), 简称分散系其中被分散的物质称为分散相,容纳分散相的物质称为分散介质根据分散相粒子直径的大小，可将分散系分为三类，如表1-1所示 表1-1 分散系的分类工农业生产、科研及日常生活中经常会接触到各种溶液，在生命过程中溶液尤为重要如人的组织间液、血液、淋巴液及各种腺体分泌液等都是溶液；人体内的新陈代谢必须在溶液中进行；临床上许多药物常配成溶液使用等等因此，掌握溶液的有关知识对医学及相关学科是非常重要的本章主要介绍与医学关系极为密切的溶液知识——溶液的组成标度、溶液的渗透压及胶体溶液 第一节 溶液的组成标度溶液的组成标度是用来表示一定量的溶剂或溶液中所含溶质的量，其方法有许多种，医学中常用的有以下几种一、物质的量浓度（amount of substance concentration）物质B的物质的量浓度表示符号为CB或C(B), 定义为溶质B的物质的量(nB)除以溶液的体积(V)，即： (1 – 1 )nB可通过B的质量(mB)和摩尔质量(MB)求算，即： (1 – 2 ) 式中：CB 的SI单位为molm-3，医学中常用molL-1、mmolL-1μmolL-1等。
物质的量浓度(CB)可以简称为浓度，但不能称为摩尔浓度，使用时必须用粒子符号、物质的化学式或其特定组合指明物质的基本单元例如,= 1 molL-1，= 0.1 molL-1，= 1 molL-1等等但是，若说硫酸的物质的量浓度为1 molL-1含义就不清，因未指明基本单元，基本单元可能是H2SO4或是例1-1 100mL正常人血清中含10.0mg Ca2+，计算血清中Ca2+的浓度解：根据式(1-1)及式(1-2)得： 二、质量浓度（mass concentration）物质B的质量浓度表示符号为，定义为溶质B的质量（mB）除以溶液的体积(V)，即： （1- 3）式中：的SI单位为㎏m-3，医学中常用gL-1、mgL-1、μgL-1等在临床生化检验中，凡是MB已知的物质在体液内的组成标度，原则上均应用CB表示；对于MB未知或尚未准确测得的物质，则可用表示世界卫生组织提议：在注射液的标签上应同时写明和CB如静脉注射用氯化钠溶液，= 9 gL-1，CNaCl= 0.15molL-1 与CB之间的换算关系为：=CBMB (1- 4)式（1-4）可由和CB的基本定义式导出。
例1-2 100mL生理盐水中含NaCl 0.9g，计算生理盐水的质量浓度和物质的量浓度解：根据式（1-3）得： = 9.0 (g L-1) 根据式（1-4）得： = 0.15(molL-1)三、质量分数( mass fraction ) 物质B的质量分数表示符号为，定义为物质B的质量(mB)与溶液的总质量(m)之比，即： ( 1- 5 ) 式中：的量纲为一，即单位为1,其值可用小数或百分数表示如市售浓盐酸中HCl的质量分数为0.37或37﹪. 例1-3 将500克蔗糖(C12H22O11)和300克水，加热配制成糖浆，计算该糖浆中蔗糖的质量分数解：根据式（1-5）得： 是以质量表征溶液的物理量，若与CB（以体积表征溶液的物理量）进行换算时, 需借助可以给出溶液质量和体积关系的物理量——密度，密度值可直接测定，也可查阅有关手册例1-4 市售浓硫酸的密度为1.84㎏L-1,H2SO4的质量分数为98﹪.计算及分别为多少molL-1？解：设溶液体积为V升，根据式（1-1）及式（1-2）得： 而 所以 将 gL-1，，gmol-1，gmol-1 。
代入上式得: ( molL-1)( molL-1)四、体积分数（volume fraction ）物质B的体积分数表示符号为，定义为在相同温度和压力时，B的体积（VB）与溶液总体积（V）之比，即： (1 - 6 ) 式中：的量纲为一，即单位为1，其值也可用小数或百分数表示如临床用消毒酒精中C2H5OH的体积分数为0.75或75%常用于溶质为液体的溶液，近似计算时忽略混合过程产生的体积变化例1-5 配制500mL消毒用酒精(= 0.75)，需无水乙醇多少毫升？解：根据式（1-6）得： VB＝V＝0.75500＝375(mL)量取无水乙醇375mL，用水稀释至500mL即可制得消毒用酒精 五、溶液的稀释(一) 公式法：根据稀释前后，溶液中溶质的物质的量不变而得出关系式：C1V1＝C2 V2 (1- 7)式中: C1及V1 为稀释前溶液的浓度及体积；C2及V2 为稀释后溶液的浓度及体积式（1-7）也适用于稀释前后组成标度均以及表示的溶液，相应公式可写为V1＝V2及V1＝V2对于稀释前后组成标度均以表示的溶液，公式可写为m1＝m2，（m表示溶液的质量）。
例1-6 配制1000mL 1.0molL-1的HCl溶液，需质量分数为37 %的浓盐酸（密度为1.19gmL）多少毫升？解：设需该浓盐酸V mL ，由已知得： ( molL-1) 由式（1-7）得： (mL)量取该浓盐酸82.6mL，加水稀释至1000mL即制得1.0molLHCl溶液例1-7 如何用95% 的酒精配制1000mL消毒酒精（75%）？解：设需95% 的酒精V mL, 根据式（1-7）得：量取95%的酒精789mL加水稀释至1000mL即制得75%的消毒酒精二）交叉法：一种经验方法，具有简单、快速的特点，特别适合由较浓溶液和较稀溶液共同配制一中间浓度的溶液，但结果稍有误差(因忽略了混合时引起的体积变化)其基本原理为： C1 C3－C2 = V1 (或m)C3 C2 C1－C3 = V2 (或m2) （1 - 8）式中：C1为较浓溶液的组成标度；C2为较稀溶液的组成标度；C3为混合后溶液的组成标度；V1 (或m1)为所取组成标度为C1的溶液的体积（或质量）；V2 (或m2)为所取组成标度为C2的溶液的体积（或质量）。
例1-8 现有10%的酒精和95%的酒精，如何配制成75%的消毒酒精1000mL ？解 C1＝95% C2＝10% C3＝75% ∴根据交叉法：95 V1＝75－10＝65 (mL) 75 10 V2＝95－75＝20 (mL) 量取65 mL 95%的酒精与20mL95%的酒精混合后可得85mL75%的消毒酒精若配制1000mL，则需95%的酒精为：；需10%的酒精为：1000－765＝235 (mL) 分别量取765mL 95%的酒精和235mL10%的酒精混合均匀即可 第二节 溶液的渗透压 一、渗透现象和渗透压渗透是一种物理现象，是溶液的一个重要属性在物质世界里，与渗透有关的现象很多如干旱发蔫的农作物，下雨后重新复原，恢复生机；人在淡水中游泳，会感觉到眼球胀痛；淡水鱼和海水鱼互换环境会死亡；临床补液应遵守“等渗原则”等等下面我们结合图1-1对渗透及渗透压加以解释。
当我们用一种只允许溶剂（如水）分子通过而溶质分子不能通过的半透膜（如膀胱膜、硫酸纸、玻璃纸、火棉胶膜及机体内的细胞膜、毛细血管壁等）将溶液与溶剂隔开，并使其液面处于同一水平面，如图1-1（a）所示由于半透膜两侧单位体积内溶剂分子数不相等，所以，单位时间内由溶剂进入溶液的溶剂分子多于由溶液进入溶剂的，导致溶液一侧的液面渐渐升高，这种溶剂分子通过半透膜由溶剂进入溶液的现象称为渗透现象，简称渗透可见，产生渗透现象必须具备两个条件：一是有半透膜存在；二是半透膜两侧溶液的浓度不同而当溶液液面升高时，会产生静水压力，这种压力随渗透的进行而渐渐增大，并对渗透产生阻力，当液面上升到一定高度时，产生的静水压使溶剂分子向两个方向渗透的速度趋于相等，即达到动态平衡，液面停止上升，表面上看渗透停止，如图1-1 (b) 所示这种恰能阻止渗透继续发生而达到动态平衡的压力，称为渗透压换言之，当溶液与溶剂用半透膜隔开时，为了使溶剂不渗入溶液而必须在溶液液面上施加的压力，称为渗透压，如图1-1 (c) 所示不同的溶液表现出的渗透压大小不同渗透压大表示该溶液通过半透膜的吸水力强渗透压力用符号表示，单位为帕 (Pa) 或千帕 (kPa)。
二、溶液的渗透压与浓度及温度的关系1886年，荷兰化学家范特荷夫（Van’t Hoff） 根据实验数据提出了反映难挥发性非电解质稀溶液的渗透压力与浓度、温度的关系式：＝CRT (1- 9 )式中：为溶液的渗透压力(kPa)；C为溶液的物质的量浓度(molL-1)；R为常数（8.314kPaLmol-1K-1）；T为绝对温度(T＝273＋t℃)K式(1- 9 )称为范特荷夫定律或渗透压定律该定律的重要意义在于指出：在一定温度下，难挥发性非电解质稀溶液的渗透压力与溶液的物质的量浓度成正比，亦即与单位体积溶液内溶质的颗粒数成正比，而与溶质的本性无关溶液的这种性质也称为溶液的依数性例如，0.3molL-1的葡萄糖溶液与0.3molL-1蔗糖溶液的渗透压相等在37℃时，它们的渗透压为： ＝0.38.314(273＋37) ＝772.8(kPa)式(1 – 9)只适用于难挥发性非电解质的稀溶液，对于难挥发性电解质稀溶液，因电解质在溶液中发生解离，单位体积溶液内溶质的颗粒数比相同浓度非电解质溶液多，所以必须引进一个校正系数i ( i是溶质的一个分子在溶液中产生的颗粒数，如NaCl , i = 2；CaCl2，i = 3 )，此时，公式为：＝iCRT (1– 10 ) 三、渗透压在医学中的意义 （一）渗透浓度医学上常用渗透浓度来表示溶液的渗透压的大小。
渗透浓度（osmolarity）是指溶液中能产生渗透。