醫(yī)用基礎(chǔ)化學(xué)溶液專家講座

第二章溶液

Solutions醫(yī)用基礎(chǔ)化學(xué)溶液專家講座第1頁§2.1溶液組成表示方法1、物質(zhì)量（1）幾點說明物質(zhì)量:表示物質(zhì)數(shù)量基本物理量，單位mol。物質(zhì)B基本單元數(shù)目與阿伏加德羅常數(shù)相等就是1mol。使用mol時必須同時指明基本單元。對于詳細(xì)物質(zhì)，應(yīng)將基本單元表示在括號內(nèi)，如n(Na2CO3)=0.5mol基本單元能夠是粒子或它們特定組合表示。如H、H2、H2O、1/2H2O、1/2SO42-、(2H2+O2)等醫(yī)用基礎(chǔ)化學(xué)溶液專家講座第2頁§2.1溶液組成表示方法（2）摩爾質(zhì)量(molarmass)物質(zhì)B摩爾質(zhì)量MB定義為B質(zhì)量mB除以B物質(zhì)量nB，即：慣用單位為kg·mol-1。以g·mol-1為單位，原子MB數(shù)值等于其Ar，分子MB數(shù)值等于其Mr。醫(yī)用基礎(chǔ)化學(xué)溶液專家講座第3頁§2.1溶液組成表示方法2、物質(zhì)量濃度溶液物質(zhì)量濃度(amount-of-substanceconcentration)定義為溶質(zhì)B物質(zhì)量nB除以溶液體積V，即：慣用單位為mol·L-1，濃度很小時可用mmol·L-1。cB可簡稱為濃度(concentration)。使用cB

時必須指明基本單元。對于詳細(xì)物質(zhì)，應(yīng)將基本單元表示在括號內(nèi)，如c(1/2Ca2+)=4mmol·L-1醫(yī)用基礎(chǔ)化學(xué)溶液專家講座第4頁§2.1溶液組成表示方法3、質(zhì)量濃度未知相對分子質(zhì)量物質(zhì)B可用質(zhì)量濃度ρB表示，單位為kg·L-1，定義為溶質(zhì)B質(zhì)量除以溶液體積醫(yī)用基礎(chǔ)化學(xué)溶液專家講座第5頁§2.1溶液組成表示方法4、質(zhì)量摩爾濃度

物質(zhì)B質(zhì)量摩爾濃度用符號bB表示，定義為溶質(zhì)B物質(zhì)量nB除以溶劑A質(zhì)量mA(單位為kg)。即

質(zhì)量摩爾濃度SI單位是mol·㎏-1，使用時應(yīng)注明基本單元。用質(zhì)量摩爾濃度表示溶液組成標(biāo)度特點是它與溶液體積無關(guān)，因而不受溫度改變影響。醫(yī)用基礎(chǔ)化學(xué)溶液專家講座第6頁§2.1溶液組成表示方法5、摩爾分?jǐn)?shù)

摩爾分?jǐn)?shù)又稱為物質(zhì)量分?jǐn)?shù)，用符號xB表示，定義為物質(zhì)B物質(zhì)量nB除以混合物物質(zhì)量。即

若溶液由溶質(zhì)B和溶劑A組成，則溶質(zhì)B和溶劑A摩爾分?jǐn)?shù)分別為顯然

xA＋xB=1醫(yī)用基礎(chǔ)化學(xué)溶液專家講座第7頁§2.1溶液組成表示方法6、質(zhì)量分?jǐn)?shù)

物質(zhì)B質(zhì)量分?jǐn)?shù)

用符號w表示，定義為物質(zhì)B質(zhì)量mB除以混合物質(zhì)量。即對于溶液而言，溶質(zhì)B和溶劑A質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為顯然wA+wB=1

醫(yī)用基礎(chǔ)化學(xué)溶液專家講座第8頁§2.1溶液組成表示方法2.體積分?jǐn)?shù)

物質(zhì)B體積分?jǐn)?shù)用符號表示，定義為物質(zhì)B體積VB除以混合物體積。即醫(yī)用基礎(chǔ)化學(xué)溶液專家講座第9頁§2.2稀溶液依數(shù)性1、溶液蒸汽壓下降（1）純?nèi)軇┱羝麎赫舭l(fā)

H2O(l)H2O(g)凝結(jié)當(dāng)蒸發(fā)與凝結(jié)速率相等，氣相和液相到達(dá)動態(tài)平衡，蒸汽密度和壓力保持一定。飽和蒸汽壓：在一定溫度下與液相處于平衡時蒸汽所含有壓力p(簡稱蒸汽壓)，單位：Pa,kPa醫(yī)用基礎(chǔ)化學(xué)溶液專家講座第10頁§2.2稀溶液依數(shù)性

p與液體本性相關(guān)。易揮發(fā)性物質(zhì)p大，難揮發(fā)性物質(zhì)p

小。對于給定物質(zhì)，溫度升高，p增大醫(yī)用基礎(chǔ)化學(xué)溶液專家講座第11頁§2.2稀溶液依數(shù)性不一樣溫度下水蒸汽壓T/Kp/kPaT/Kp/kPa2732782832933033133230.61060.87191.22792.33854.24237.375412.333633334335336337342319.918335.157447.342670.1001101.3247476.0262醫(yī)用基礎(chǔ)化學(xué)溶液專家講座第12頁§2.2稀溶液依數(shù)性（2）溶液蒸汽壓下降——Raoult定律醫(yī)用基礎(chǔ)化學(xué)溶液專家講座第13頁§2.2稀溶液依數(shù)性

在一定溫度下,難揮發(fā)非電解質(zhì)稀溶液蒸汽壓等于純?nèi)軇┱羝麎号c溶劑摩爾分?jǐn)?shù)乘積。

p=po

xA

po:純?nèi)軇┱羝麎篜:溶液蒸汽壓。醫(yī)用基礎(chǔ)化學(xué)溶液專家講座第14頁§2.2稀溶液依數(shù)性溶液蒸汽壓下降公式：Δp=po-p

Δp=K

bB式中，△p為難揮發(fā)性非電解質(zhì)稀溶液蒸氣壓下降值，bB為溶液質(zhì)量摩爾濃度，K為百分比常數(shù)。幾點說明依數(shù)性：K是溶劑特征常數(shù)。蒸汽壓下降與物質(zhì)（溶質(zhì)）本性無關(guān)只對稀溶液有效電解質(zhì)溶液需修正：Δp=iK

bBNaCl：i=2Na2HPO4：i=3醫(yī)用基礎(chǔ)化學(xué)溶液專家講座第15頁§2.2稀溶液依數(shù)性2、溶液沸點升高和凝固點降低（1）液體沸點升高1）液體沸點：液體蒸汽壓等于外界壓強時溫度。液體正常沸點

是指外壓為101.3kPa時沸點。醫(yī)用基礎(chǔ)化學(xué)溶液專家講座第16頁§2.2稀溶液依數(shù)性溶液沸點升高溶液沸點總是高于純?nèi)軇┓悬c。溶液沸點升高是由溶液蒸汽壓下降引發(fā)。

ΔTb=Tb-Tb0

=Kb

bB醫(yī)用基礎(chǔ)化學(xué)溶液專家講座第17頁§2.2稀溶液依數(shù)性醫(yī)用基礎(chǔ)化學(xué)溶液專家講座第18頁§2.2稀溶液依數(shù)性常見溶劑T0b和Kb值溶劑Tb0/℃Kb/(K·kg·mol-1)溶劑Tb0/℃Kb/(K·kg·mol-1)水1000.512四氯化碳76.75.03乙酸1182.93乙醚34.72.02苯802.53萘2185.80乙醇78.41.22醫(yī)用基礎(chǔ)化學(xué)溶液專家講座第19頁§2.2稀溶液依數(shù)性（2）溶液凝固點降低凝固點：是指物質(zhì)固、液兩相蒸汽壓相等時溫度。純水凝固點（273K）又稱為冰點，在此溫度水和冰蒸汽壓相等。醫(yī)用基礎(chǔ)化學(xué)溶液專家講座第20頁§2.2稀溶液依數(shù)性2）溶液凝固點降低：由溶液蒸汽壓下降引發(fā)。ΔTf=Tf0-Tf

=Kf·bB醫(yī)用基礎(chǔ)化學(xué)溶液專家講座第21頁§2.2稀溶液依數(shù)性醫(yī)用基礎(chǔ)化學(xué)溶液專家講座第22頁§2.2稀溶液依數(shù)性常見溶劑T0b、Kb和T0f

、Kf值溶劑Tb0/℃Kb/(K·kg·mol-1)Tf0/℃Kf/(K·kg·mol-1)水1000.5120.01.86乙酸1182.9317.03.90苯802.535.55.10乙醇78.41.22-117.31.99四氯化碳76.75.03-22.932.0乙醚34.72.02-116.21.8萘2185.8080.06.9醫(yī)用基礎(chǔ)化學(xué)溶液專家講座第23頁§2.2稀溶液依數(shù)性溶液凝固點降低應(yīng)用：測定溶質(zhì)相對分子質(zhì)量（尤其是小分子）。即使理論上沸點升高和凝固點降低兩種方法都可測量相對分子質(zhì)量，但后者不起破壞作用、且Kf值較大，測定誤差較小，故更慣用。其它應(yīng)用：冷卻劑；冬天路面融雪。醫(yī)用基礎(chǔ)化學(xué)溶液專家講座第24頁§2.2稀溶液依數(shù)性例將0.638g尿素溶于250g水中，測得此溶液凝固點降低值為0.079K，試求尿素相對分子質(zhì)量。解醫(yī)用基礎(chǔ)化學(xué)溶液專家講座第25頁§2.2稀溶液依數(shù)性（3）電解質(zhì)稀溶液依數(shù)性Δp=iK

bBΔTb

=iKbb

B

ΔTf=iKfb

B

如AB型電解質(zhì)，i趨近于2。(如KCl)AB2或A2B型電解質(zhì),i趨近于3。(如MgCl2)醫(yī)用基礎(chǔ)化學(xué)溶液專家講座第26頁§2.2稀溶液依數(shù)性例計算0.100mol·kg-1NaCl溶液凝固點。解NaCl為AB型電解質(zhì)，i=2ΔTf(NaCl)=iKfb

B=2×1.86K·kg·mol–1×

0.100mol·kg-1=0.372K

Tf(NaCl)=-0.372℃。醫(yī)用基礎(chǔ)化學(xué)溶液專家講座第27頁§2.2稀溶液依數(shù)性3、溶液滲透壓力（1）滲透現(xiàn)象：溶劑分子經(jīng)過半透膜進(jìn)入到溶液中過程,稱為滲透。用半透膜將溶液與水分開,能夠看到蔗糖溶液面上升。醫(yī)用基礎(chǔ)化學(xué)溶液專家講座第28頁§2.2稀溶液依數(shù)性滲透起因：溶劑分子能經(jīng)過半透膜，而溶質(zhì)分子不能。產(chǎn)生滲透條件：①半透膜②膜兩側(cè)溶液濃度不等。方向：溶劑分子從純?nèi)軇芤?，或是從稀溶液→濃溶液。醫(yī)用基礎(chǔ)化學(xué)溶液專家講座第29頁§2.2稀溶液依數(shù)性（2）滲透壓力定義：為維持只允許溶劑經(jīng)過膜所隔開溶液與溶劑之間滲透平衡而需要超額壓力。單位:Pa或kPa。醫(yī)用基礎(chǔ)化學(xué)溶液專家講座第30頁§2.2稀溶液依數(shù)性（3）溶液滲透壓力與濃度及溫度關(guān)系

Π=cBRT其中Π—溶液滲透壓，kPa;cB—物質(zhì)量濃度，mol·L-1；

R—常數(shù)，8.314J·K-1·mol-1；T—絕對溫度

，K。

Π=cB

RT=mol·L-1×J·K-1·mol-1×K=[(dm)3]-1×N×m=103×N×m-2=kN·m-2=kPa一定溫度下，滲透壓與濃度（單位體積內(nèi)質(zhì)點數(shù)目）成正比，與溶質(zhì)本性無關(guān)。注意：若半透膜隔開濃度不等兩個非電解質(zhì)溶液，為了預(yù)防滲透現(xiàn)象發(fā)生，必須在濃溶液液面上施加一超額壓力，此壓力是兩溶液滲透壓力之差。醫(yī)用基礎(chǔ)化學(xué)溶液專家講座第31頁§2.2稀溶液依數(shù)性滲透壓力在醫(yī)學(xué)上意義滲透與生理現(xiàn)象醫(yī)學(xué)上定義：滲透活性物質(zhì)（溶液中產(chǎn)生滲透效應(yīng)溶質(zhì)粒子）物質(zhì)量濃度為滲透濃度cos在相對濃溶液中在濃度接近溶液中在相對稀溶液中醫(yī)用基礎(chǔ)化學(xué)溶液專家講座第32頁正常人各種滲透活性物質(zhì)滲透濃度/mmol·L-1滲透活性物質(zhì)血漿中組織間液中細(xì)胞內(nèi)液中Na+1443710K+54.7141Ca2+2.52.4Mg2+1.51.431Cl-107112.74HCO3-2728.310HPO42-、H2PO4-2211SO42-0.50.51磷酸肌酸45肌肽14醫(yī)用基礎(chǔ)化學(xué)溶液專家講座第33頁正常人各種滲透活性物質(zhì)滲透濃度/mmol·L-1滲透活性物質(zhì)血漿中組織間液中細(xì)胞內(nèi)液中氨基酸228肌酸0.20.29乳酸鹽1.21.21.5三磷酸腺苷5一磷酸已糖3.7葡萄糖5.65.6SO42-0.50.51蛋白質(zhì)1.20.24尿素444cos303.7302.2302.2醫(yī)用基礎(chǔ)化學(xué)溶液專家講座第34頁§2.2稀溶液依數(shù)性滲透壓力在醫(yī)學(xué)上意義醫(yī)學(xué)上等滲、高滲和低滲溶液是以血漿滲透壓力為依據(jù)確定。正常人血漿滲透濃度：303.7mmol·L-1臨床上要求：

等滲溶液：cos280~320mmol·L-1

高滲溶液：cos

＞320mmol·L-1

低滲