醫(yī)用化學(xué)第一章溶液

醫(yī)用化學(xué)第一章溶液第一頁，共六十八頁，2022年，8月28日溶液（Solution）

溶液是由一種以上的物質(zhì)組成的分散系統(tǒng)。(物質(zhì)以分子、離子等狀態(tài)分散在另一種物質(zhì)中所形成的均勻而穩(wěn)定的分散體系。)

第二頁，共六十八頁，2022年，8月28日2分散系統(tǒng)一種或幾種物質(zhì)分散在另一種物質(zhì)中所形成的系統(tǒng)稱為分散系統(tǒng)，簡稱分散系。分散系統(tǒng)分散相：被分散的物質(zhì)分散介質(zhì)：容納分散相的物質(zhì)第三頁，共六十八頁，2022年，8月28日3分散系的分類分散相粒徑分散系類型分散相粒子組成主要特征實例＜1nm分子分散系（真溶液）小分子或離子均相，穩(wěn)定系統(tǒng)分散相粒子擴(kuò)散快NaCl溶液葡萄糖溶液1～100nm膠體分散系溶膠膠粒（分子、離子或原子的聚集體）非均相、亞穩(wěn)定系統(tǒng)分散相粒子擴(kuò)散較慢Fe(OH)3溶膠As2S3溶膠高分子溶液高分子均相、穩(wěn)定系統(tǒng)分散相粒子擴(kuò)散慢蛋白質(zhì)溶液核酸溶液＞100nm粗分散系粗分散相粒子非均相、不穩(wěn)定系統(tǒng)易聚沉或分層泥漿乳汁第四頁，共六十八頁，2022年，8月28日4第一節(jié)溶液的組成標(biāo)度物質(zhì)的量濃度質(zhì)量濃度質(zhì)量分?jǐn)?shù)體積分?jǐn)?shù)溶液的稀釋第五頁，共六十八頁，2022年，8月28日51.物質(zhì)的量濃度

(amountofsubstanceconcentration)

定義:

物質(zhì)B的物質(zhì)的量濃度：溶質(zhì)B的物質(zhì)的量nB除以溶液的體積V。用符號cB或c(B)表示單位：mol·m-3(SI單位)，mol·L-1、mmol·L-1、μmol·L-1。

第六頁，共六十八頁，2022年，8月28日6如：1L溶液中含有98gH2SO4，該溶液的濃度：

c(1/2H2SO4)=?mol·L-1c(H2SO4)=1mol·L-12

基本單元可以是原子、分子、離子以及其它粒子（或其特定組合）。第七頁，共六十八頁，2022年，8月28日7

例如：指每升含有硫酸98克含義H2SO4基本單元*

指每升含有硫酸指每升含有鐵離子56克指每升含有氫氧化鈉：

3×40克Fe3+NaOH第八頁，共六十八頁，2022年，8月28日8例：100mL正常人的血清中含有10.0mgCa2+離子，計算正常人血清中Ca2+離子的物質(zhì)的量濃度？

解：已知MCa2+

=40g/molCCa2+

=nCa2+

/V=mCa2+

/M/V=0.010g/40.0×0.1=2.50×10-3

mol/L第九頁，共六十八頁，2022年，8月28日9單位：kg·m-3(SI單位)g·L-1、mg·L-1、μg·L-1（醫(yī)學(xué)常用單位）2.質(zhì)量濃度（massconcentration）物質(zhì)B的質(zhì)量濃度ρB表示：質(zhì)量濃度與物質(zhì)的量濃度？思考：第十頁，共六十八頁，2022年，8月28日10例：100ml生理鹽水中含NaCl0.9g，計算生理鹽水的質(zhì)量濃度和物質(zhì)的量濃度。解：ρNaCl=mNaCl-1

cNaCl=ρNaCl/MNaCl-1-1

=0.15mol·L-1第十一頁，共六十八頁，2022年，8月28日113.質(zhì)量分?jǐn)?shù)（massconcentration）物質(zhì)B的質(zhì)量分?jǐn)?shù)B式中：B量綱為一，即單位為1（小數(shù)，%表示）第十二頁，共六十八頁，2022年，8月28日12例：市售濃硫酸：密度（ρ）-1ωB=98%。計算：C1/2H2SO4和CH2SO4。第十三頁，共六十八頁，2022年，8月28日134.體積分?jǐn)?shù)（volumefraction）定義：在相同溫度和壓力下，溶質(zhì)B的體積VB與混合物(或溶液)總體積V之比。用符號B表示式中：B量綱為一，即單位為1（小數(shù)/%）第十四頁，共六十八頁，2022年，8月28日14例：取750ml純酒精加水配成1000ml醫(yī)用消毒酒精溶液，計算此酒精溶液中酒精的體積分?jǐn)?shù)。解：已知：VB＝750ml,V=1000ml

B

=VB/V=750/1000=0.75(75%)第十五頁，共六十八頁，2022年，8月28日155.溶液的稀釋公式法交叉法（自學(xué)）原理：稀釋前后溶液中溶質(zhì)的量不變。

c1V1=c2V2

ρ1V1=ρ2V2

1

V1=2

V2

*ω1m1=ω2m2（m溶液的質(zhì)量）第十六頁，共六十八頁，2022年，8月28日16例：配制1000mL1.0mol·L-1的HCl溶液，需質(zhì)量分?jǐn)?shù)為37%的濃鹽酸（密度為1.19g·mL-1）多少毫升？解：該濃鹽酸的濃度為c11L×1.19g·mL-1×37%c1==12.1mol·L-136.5g·mol-1×1L

設(shè)需該濃鹽酸V1mL：c1V1（濃）

=c2V2（稀）

V1=c2V2/c1=1.0mol·L-1×1000mL/12.1mol·L-1

=82.6mL第十七頁，共六十八頁，2022年，8月28日1718第二節(jié)溶液的滲透壓第十八頁，共六十八頁，2022年，8月28日第二節(jié)溶液的滲透壓滲透現(xiàn)象和滲透壓溶液滲透壓與濃度、溫度的關(guān)系滲透壓在醫(yī)學(xué)中的意義第十九頁，共六十八頁，2022年，8月28日19實驗現(xiàn)象：如蔗糖的擴(kuò)散

擴(kuò)散現(xiàn)象溶劑：純?nèi)軇芤喝苜|(zhì)：濃溶液→稀溶液(自發(fā)過程)一、滲透現(xiàn)象和滲透壓力第二十頁，共六十八頁，2022年，8月28日20滲透：溶劑(水)分子通過半透膜，由純?nèi)軇┻M(jìn)入溶液(或從稀溶液向濃溶液)的自發(fā)過程（凈遷移）。半透膜：只允許溶劑分子透過，而溶質(zhì)分子不能透過(如膀胱膜、硫酸紙、玻璃紙及機(jī)體內(nèi)的細(xì)胞膜、毛細(xì)管壁等)。第二十一頁，共六十八頁，2022年，8月28日21滲透裝置產(chǎn)生滲透現(xiàn)象必須具備的條件：(1)半透膜的存在(2)半透膜兩側(cè)的溶液濃度不相等

滲透平衡：單位時間內(nèi)溶劑分子進(jìn)出半透膜數(shù)目相等的狀態(tài)。純水滲透方向：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。第二十二頁，共六十八頁，2022年，8月28日22π欲使膜兩側(cè)液面的高度相等并保持不變，即：維持滲透平衡，必須在溶液液面上加一壓力才能實現(xiàn)。這時，溶液液面上所施加的壓力就稱為該溶液的滲透壓力。純水第二十三頁，共六十八頁，2022年，8月28日23滲透壓力（osmoticpressure）:恰能阻止?jié)B透現(xiàn)象繼續(xù)發(fā)生而達(dá)到動態(tài)平衡時的壓強。

符號:π

單位：常用Pa或kPa

*第二十四頁，共六十八頁，2022年，8月28日24式中:Π為溶液的滲透壓力；T為熱力學(xué)溫度；cB為溶液的物質(zhì)的量濃度；R為氣體常數(shù)，8.314kPa·L·mol-1·K-1。Π=cBRT

1886年荷蘭物理化學(xué)家Van’tHoff通過實驗得出難揮發(fā)非電解質(zhì)稀溶液的滲透壓力與溶液的濃度、溫度的關(guān)系：該式的意義：在一定溫度下，溶液的Π與cB成正比，而與溶質(zhì)的本性無關(guān)。溶液的這種性質(zhì)稱為依數(shù)性。二、溶液滲透壓與濃度、溫度的關(guān)系第二十五頁，共六十八頁，2022年，8月28日25例：將35.0g血紅蛋白(Hb)溶于足量純水中，配制成1.00L溶液，若此溶液在298K的滲透壓是1.33kPa，計算Hb的摩爾質(zhì)量。解:

Hb的摩爾質(zhì)量：第二十六頁，共六十八頁，2022年，8月28日26式中i－校正因子

i是溶質(zhì)的一個分子在溶液中能產(chǎn)生的粒子數(shù)例如：0.3mol/LNaCl

Π

1(i=2)0.3mol/LC6H12O6Π

2(i=1)

則Π

1＝2

Π

2對于難揮發(fā)性電解質(zhì)稀溶液的滲透壓Π＝icBRT第二十七頁，共六十八頁，2022年，8月28日27三、滲透壓力在醫(yī)學(xué)上的意義（一）滲透濃度(osmolarity）

滲透活性物質(zhì)：溶液中產(chǎn)生滲透效應(yīng)的溶質(zhì)粒子(分子，離子)統(tǒng)稱為滲透活性物質(zhì)。根據(jù)Van’tHoff定律，在一定溫度下，對于任一稀薄溶液，Π與cB成正比。因此可以用滲透活性物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度來衡量溶液的滲透壓大小。第二十八頁，共六十八頁，2022年，8月28日28滲透濃度(osmolarity）：

溶液中滲透活性物質(zhì)的總濃度，滲透活性物質(zhì)的物質(zhì)的量除以溶液的體積。符號：cos單位：mmol·L-1第二十九頁，共六十八頁，2022年，8月28日29計算醫(yī)院補液用的50.0g·L-1葡萄糖溶液和9.00g·L-1NaCl溶液(生理鹽水)的滲透濃度(以mmol·L-1表示)。解：葡萄糖(C6H12O6)是非電解質(zhì)NaCl是電解質(zhì)第三十頁，共六十八頁，2022年，8月28日30（二）等滲、高滲和低滲溶液滲透壓相等的兩種溶液稱為等滲溶液；滲透壓不等的兩種溶液，則滲透壓高的稱為高滲溶液；滲透壓低的稱為低滲溶液。

醫(yī)學(xué)上以是以人血漿的滲透濃度為標(biāo)準(zhǔn)來確定：滲透壓在280－320mmol/L范圍內(nèi)的溶液為等滲溶液大于320mmol/L的溶液為高滲溶液小于280mmol/L的溶液為低滲溶液第三十一頁，共六十八頁，2022年，8月28日31臨床上大劑量輸液中，常用50.0g·L-1的葡萄糖溶液、9.0g·L-1生理鹽水、12.5g·L-1的NaHCO3溶液，為什么？生理等滲溶液在臨床治療中，當(dāng)為病人大劑量補液時，要特別注意補液的濃度，否則可能導(dǎo)致機(jī)體內(nèi)水分調(diào)節(jié)失常及細(xì)胞的變形和破壞。

思考第三十二頁，共六十八頁，2022年，8月28日32如人紅細(xì)胞的形態(tài)與其所處的介質(zhì)的滲透濃度有關(guān)，這可以從紅細(xì)胞在不同濃度的溶液中的形態(tài)加以說明(見圖2-4)。紅細(xì)胞在不同濃度NaCl溶液中的形態(tài)示意圖

溶血血栓第三十三頁，共六十八頁，2022年，8月28日33

如給病人換藥時，通常用與組織細(xì)胞液等滲的生理鹽水沖洗傷口。

配制的眼藥水也必須與眼粘膜細(xì)胞的滲透壓力相同。

心、腎功能差者，輸入大量等滲溶液易造成電解質(zhì)潴留而出現(xiàn)水腫，可低滲輸液。

大量輸液時，應(yīng)用等滲溶液是一個基本原則。在某種治療上輸入少量的高滲溶液是允許的。當(dāng)高滲溶液注入體內(nèi)，即可被體液稀釋成等滲溶液。如：50%葡萄糖注射液注射時應(yīng)采用小劑量，慢速度注射。第三十四頁，共六十八頁，2022年，8月28日34

晶體滲透壓:低分子晶體物質(zhì)產(chǎn)生的滲透壓力如：電解質(zhì)、葡萄糖、氨基酸等。

血漿中含量滲透壓

晶體物質(zhì)~7.5g·L-1766kPa

膠體物質(zhì)~70g·L-14kPa

（三）晶體滲透壓與膠體滲透壓

膠體滲透壓:高分子膠體物質(zhì)產(chǎn)生的滲透壓力。如：蛋白質(zhì)、糖類、脂質(zhì)等。

血漿總滲透壓是這兩種滲透壓的總和。但是總滲透壓絕大部分是由低分子晶體物質(zhì)產(chǎn)生的。第三十五頁，共六十八頁，2022年，8月28日35晶體滲透壓膠體滲透壓概念由晶體物質(zhì)(電解質(zhì)和小分子)產(chǎn)生的Π由膠體物質(zhì)(高分子物質(zhì))產(chǎn)生的Π生理功能調(diào)節(jié)細(xì)胞間液和細(xì)胞內(nèi)液之間的水分轉(zhuǎn)移調(diào)節(jié)細(xì)胞間液與血漿之間的水分轉(zhuǎn)移半透膜細(xì)胞膜毛細(xì)血管壁二者的生理作用不同：第三十六頁，共六十八頁，2022年，8月28日36

透析是一個溶解于血液的溶質(zhì)透過半透膜擴(kuò)散到另一種溶液中的過程。

透析第三十七頁，共六十八頁，2022年，8月28日37溶膠是由分散相高度分散到介質(zhì)中所形成的多相分散系統(tǒng)。分散相粒子：膠粒是由許多分子、原子或離子聚集而成

一、溶膠特點：多相、高分散和聚集不穩(wěn)定性（亞穩(wěn)定系統(tǒng)）。按分散介質(zhì)分類：氣溶膠：煙塵、云霧。液溶膠：泡沫、原油、Fe(OH)3溶膠固溶膠：饅頭、珍珠、合金。第三節(jié)膠體溶液第三十八頁，共六十八頁，2022年，8月28日38（二）溶膠的性質(zhì)1.光學(xué)性質(zhì)：丁達(dá)爾（Tyndall）現(xiàn)象2.動力學(xué)性質(zhì)：布朗運動（BrownMovement）3.電學(xué)性質(zhì)：電泳和電滲第三十九頁，共六十八頁，2022年，8月28日391.溶膠的光學(xué)性質(zhì)—TyndallEffect將真溶膠、溶膠置于暗處，當(dāng)一束光照射在溶膠上，從光束的垂直方向觀察，可以清晰地看到一條光帶，稱為Tyndall現(xiàn)象。光反射光透射光散射第四十頁，共六十八頁，2022年，8月28日40原因：溶膠的分散質(zhì)粒子的直徑在1~100nm之間，小于可見光的波長（400~760nm)，因此當(dāng)光通過溶膠時發(fā)生明顯的散射作用，產(chǎn)生Tyndall

現(xiàn)象第四十一頁，共六十八頁，2022年，8月28日41

Tyndall效應(yīng)實際上已成為判別溶膠與分子溶液的最簡便的方法。第四十二頁，共六十八頁，2022年，8月28日42樹林中的丁達(dá)爾現(xiàn)象第四十三頁，共六十八頁，2022年，8月28日43

2.溶膠的動力學(xué)性質(zhì)Brown運動由于介質(zhì)分子的熱運動不斷地撞擊著膠體粒子，使膠體粒子做不規(guī)則的折線運動，這種運動稱Brown運動。

溶膠粒子的布朗運動第四十四頁，共六十八頁，2022年，8月28日443、溶膠的電學(xué)性質(zhì)

電泳

(electrophonesis)

在外電場的作用下，分散相粒子在分散介質(zhì)中作定向移動的現(xiàn)象。根據(jù)電泳方向可判斷膠粒帶何種電荷：Fe(OH)3溶膠向負(fù)極——帶正電；As2S3溶膠向正極——帶負(fù)電。第四十五頁，共六十八頁，2022年，8月28日45電滲(electroosmosis)

在外電場作用下，分散介質(zhì)的定向移動現(xiàn)象。－+多孔隔膜第四十六頁，共六十八頁，2022年，8月28日46應(yīng)用：

蛋白質(zhì)、氨基酸和核酸等物質(zhì)的分離和鑒定方面有重要的應(yīng)用。例如在臨床檢驗中，應(yīng)用電泳法分離血清中各種蛋白質(zhì)，為疾病的診斷提供依據(jù)。第四十七頁，共六十八頁，2022年，8月28日47

1.膠粒帶電的原因

(1)膠核界面的選擇性吸附：部分Fe(OH)3與HCl作用：(三)溶膠膠團(tuán)結(jié)構(gòu)膠粒中的膠核(原子、離子、或分子的聚集體)有吸附其它物質(zhì)而降低其界面能的趨勢。

膠核常選擇性的吸附組成與其相似的離子。例：制備Fe(OH)3溶膠，反應(yīng)為:FeO+第四十八頁，共六十八頁，2022年，8月28日48

2.膠粒表面分子的離解：

例：硅膠的膠核由許多xSiO2·yH2O分子組成，表層分子與H2O作用生成硅酸:H2SiO3HSiO3

-+H+HSiO3

-SiO3

2-+H+硅酸電離出的H+擴(kuò)散到介質(zhì)中去，SiO32-則留在膠核表面，結(jié)果使膠粒帶負(fù)電荷。第四十九頁，共六十八頁，2022年，8月28日492.膠團(tuán)結(jié)構(gòu)[Fe(OH)3]m電位離子反離子吸附層擴(kuò)散層膠核FeO+FeO+FeO+FeO+FeO+FeO+FeO+FeO+FeO+FeO+FeO+FeO+FeO+FeO+FeO+FeO+Cl-Cl-Cl-Cl-Cl-Cl-Cl-Cl-Cl-Cl-Cl-Cl-Cl-Cl-Cl-Cl-Cl-膠粒膠團(tuán)第五十頁，共六十八頁，2022年，8月28日50｛[Fe(OH)3]m膠核膠粒膠團(tuán)

吸附層和擴(kuò)散層均為水合膜層。吸附層擴(kuò)散層

擴(kuò)散層外的介質(zhì)稱膠團(tuán)間液。溶膠就是膠團(tuán)和膠團(tuán)間液構(gòu)成的整體。由吸附層和擴(kuò)散層·nFeO+(n-x)Cl-

｝x+·xCl-與膠粒帶相反電荷的離子，稱反離子。構(gòu)成的電性相反的兩層結(jié)構(gòu)稱為擴(kuò)散雙電層。第五十一頁，共六十八頁，2022年，8月28日51++用AgNO3和KI制備AgI溶膠，AgNO3過量時，AgI膠團(tuán)結(jié)構(gòu)示意圖及膠團(tuán)結(jié)構(gòu)的簡式：AgIAgIAgIAgIAgIAgIAgIAgIAgIAgIAgIAgIAgIAgIAgIAgIAgIAgIAg+Ag+Ag+Ag+Ag+Ag+Ag+Ag+Ag+K+K+NO3-K+NO3-NO3-NO3-NO3-NO3-NO3-NO3-K+K+NO3-NO3-NO3-NO3-NO3-NO3-NO3-K+AgI溶膠形成AgNO3+KI↓AgI+kNO3第五十二頁，共六十八頁，2022年，8月28日52{[AgI]m

·nAg+

·(n-x)NO3-}x+·xNO3-AgI溶膠的膠團(tuán)結(jié)構(gòu)式:膠核膠粒膠團(tuán)吸附層擴(kuò)散層注意:1.膠粒帶電，膠團(tuán)為電中性。

2.膠粒帶電的正負(fù)，取決于選擇性吸附第五十三頁，共六十八頁，2022年，8月28日53｛[AgI]m·

nI-·(n-x)K＋｝x-·xK＋同理，可以寫出AgI溶膠的膠團(tuán)結(jié)構(gòu)式(KI過量):第五十四頁，共六十八頁，2022年，8月28日54（四）溶膠的相對穩(wěn)定因素和聚沉膠粒帶電水化膜布朗運動

1.溶膠的相對穩(wěn)定因素第五十五頁，共六十八頁，2022年，8月28日552.溶膠的聚沉定義：膠粒在一定條件下聚集成較大顆粒而沉淀的現(xiàn)象，稱為聚沉。

（1）加入電解質(zhì)——反離子起主要作用膠粒聚沉的方法（2）加入帶相反電荷的溶膠（3）加熱第五十六頁，共六十八頁，2022年，8月28日56舉例：Fe(OH)3溶膠是帶正電荷的膠體，加入K2SO4時起作用的主要是SO42-離子。｛[Fe(OH)3]m·nFeO+(n-x)Cl-

｝x+·xCl-

（1）加入電解質(zhì)——反離子起主要作用擴(kuò)散層的反離子更多進(jìn)入吸附層擴(kuò)散層和吸附層變薄，穩(wěn)定性下降。第五十七頁，共六十八頁，2022年，8月28日57電解質(zhì)聚沉能力的大小用臨界聚沉濃度表示

臨界聚沉濃度：一定量溶膠在一定時間內(nèi)完全聚沉所需電解質(zhì)的最小濃度（mmol·L-1）臨界聚沉濃度愈小，電解質(zhì)的聚沉能力愈強。

一般規(guī)律：

（1）反離子價↑，聚沉能力↑。（2）同價離子聚沉能力接近，但也有區(qū)別。第五十八頁，共六十八頁，2022年，8月28日58將膠粒帶相反電荷的兩種溶膠混合產(chǎn)生聚沉現(xiàn)象。（2）加入帶相反電荷的溶膠聚沉As2S3溶膠-－

+

+－－

+

+－－

+

+

+－Fe(OH)3溶膠+第五十九頁，共六十八頁，2022年，8月28日59（3）加熱

加熱增加了粒子的運動速度和粒子間的碰撞機(jī)會，同時削弱了膠粒的溶劑化作用，使膠粒聚沉。如：煮沸As2S3溶膠，會有As2S3的黃色沉淀。第六十頁，共六十八頁，2022年，8月28日60例：將體積為0.08mol·L-1KI和0.1mol·L-1AgNO3溶液混合制備AgI。現(xiàn)將同濃度等體積的MgSO4、K3[Fe(CN)6]及AlCl3三種電解質(zhì)溶液分別滴加入上述溶膠中，試判斷三種電解質(zhì)對溶膠聚沉能力的大小順序。第六十一頁，共六十八頁，2022年，8月28日61二、高分子化合物溶液高分子溶液定義：由摩爾質(zhì)量在10000以上的許多高分子化合物

(多糖、蛋白質(zhì)、橡膠;塑料、合成纖維、有機(jī)玻璃等)溶于水或其它溶劑中所得的溶液稱為高分子溶液。與溶膠的本質(zhì)區(qū)別：分散相粒子能自動