★第一章溶液和溶液的渗透压

,承德护理职业学院,医用化学基础主讲教师：卑占宇QQ：420169511电话医用化学基础,为什么护理专业要学化学？,1、化学是一门基础学科；2、化学为我们护理专业提供必要的理论指导和技术支持。,O既表示氧元素，又表示氧元素的一个原子,氧元素符号表示什么？O,请说出下列符号的意义P2SCl52C,2、用符号和数字表达含义5个氧原子：2个铜原子：氮元素：3个磷原子：,5O,2Cu,N,3P,想一想：,意义：1、反应条件点燃2、氢气跟氧气反应生成水3、每4份质量的氢气跟32份质量的氧气反应生成36份质量的水，即氢气跟氧气反应时的质量比为1:84、2个氢分子跟1个氧分子反应生成了2个水分子。,第三章溶液,学习目标,1理解物质的量浓度、质量浓度、质量分数、体积分数、溶液的渗透现象、渗透压等名词含义。,2.能熟练地进行有关溶液的浓度计算，掌握溶液配制和稀释的方法。,3掌握渗透现象的产生条件；溶液的渗透压与溶液浓度、温度之间的关系4.能熟练地进行渗透压的计算；会比较溶液渗透压的大小，判断渗透压方向。,5理解渗透压在医学上的意义,溶液（solution）:,一种物质以分子、原子或离子状态分散于另一种物质中所构成的均匀而稳定的分散体系。,第一节物质的量,科学上规定:6.021023个指定任何微观粒子的物质的量为1mol。用NA表示。,是描述某一系统中，指定的微观粒子的数量多少的物理量，符号为n，单位为摩尔，简称摩，单位符号为mol。某微粒B的物质的量可以表示为n(B)或nB,一、物质的量及其单位,1、物质的量,NA个氧原子的物质的量是1mol；NA个氧分子的物质的量是1mol；NA个氢原子的物质的量是1mol；NA个氢分子的物质的量是1mol；科学实验：阿伏加德罗常数NA=6.021023mol-1,因此：,思考：1mol不同物质的质量是否相同？,根据规定:设微粒B的粒子数为NB，其物质的量为nB，则有：NA：1NB：nB,2、物质的量nB与阿伏加德罗常数NA的关系,物质的量为1mol的物质所具有的质量-叫做摩尔质量。摩尔质量的符号为M，常用的单位为g/mol,二、摩尔质量,根据规定6.021023个12C的物质的量是1mol，经计算6.021023个12C的质量是12g，也就是1mol12C的质量是12g。所以MC=12g/mol,设中子质量质子质量m那么，MC12mNA12g/molMO16mNAMC/MO12mNA/16mNA所以MO=16g/mol氧原子的摩尔质量16g/mol。,算一算：,任何物质B的摩尔质量M如果以克/摩尔为单位，其数值就等于该物质的化学式量。,依次类推：H的摩尔质量1g/mol；N的摩尔质量14g/mol；,物质的量的意义：是联系宏观和微观的纽带或桥梁。,物质的量nB与物质的质量mB的关系,摩尔是物质的数量单位(),判断下列说法是否正确?,摩尔是七个基本物理量之一(),1mol氢约含6.021023个氢原子(),摩尔是物质的质量单位(),1molH的数目约为6.021023(),1mol大米的数目约为6.021023(),下列叙述正确的是(),A、物质的量就是物质的质量B、物质的量指物质的数量C、物质的量是国际单位制中的一个基本物理量D、物质的量是描述物质多少的单位,C,5.4g葡萄糖的物质的量是多少？分子数是多少？,解:葡萄糖的相对式量为180，摩尔质量180g/mol.,N(葡萄糖)=n(葡萄糖)NA=0.036.021023=1.81022,问：1molH2SO4的分子数大约是多少？硫酸分子中的H、S、O三种原子的物质的量各是多少？,解:硫酸的相对式量为98，硫酸的摩尔质量98g/mol.,根据,N(H)=2NA,N(S)=NA,N(O)=4NA,三、有关物质的量的计算,1.已知物质的质量，求物质的量,例：90g水的物质的量是多少？,2.已知物质的量，求物质的质量,例:2.5mol铁原子的质量是多少克？,3.已知物质的质量，求物质的粒子数,例：4.9g硫酸里含有多少个硫酸分子？,中国药典规定，生理盐水的规格为：0.5L生理盐水中含有NaCl4.5g,计算生理盐水中氯化钠的物质的量浓度、质量浓度，如何配制？,第二节溶液的浓度,一、溶液浓度的表示方法,溶液的浓度,定义：一定量的溶液或溶剂中所含溶质的量,一定量的溶液或溶剂中所含溶质的量越多，浓度越高。,（一）物质的量浓度,定义：溶液中溶质B的物质的量(nB)除以溶液的体积(V)。,molL-1,cB=nB/V,正常人100ml血清中含有10mg钙离子，计算血清中钙离子的物质的量浓度（用mmol/L表示）。,解：已知：m=10mgM=40g/molV=100ml=0.1L,钙的物质的量n=m/M=2.510-4mol,C=n/V=2.510-3mol/L=2.5mmol/L,某NaOH溶液500.0mL中含0.5000mol的NaOH，试问该NaOH溶液的物质的量浓度为多少？c(NaOH)=,？,1.000mol/L-1,例题,NaOH溶液500.0mL中含10g的NaOH，试问该溶液中NaOH物质的量是多少？该溶液物质的量浓度为多少？,例题,例题1：配制500mL0.1mol/LNaOH溶液需要NaOH的质量是多少？,解：,cB=nB/V,nB=cBV,n(NaOH)=c(NaOH)V(NaOH)=0.1mol/L*0.5L=0.05moL,0.05moLNaOH的质量为：m(NaOH)=n(NaOH)M(NaOH)=0.05moL*40g/moL=2g,nB=mB/M,mB=nBM,（二）质量浓度,定义：溶液中溶质B的质量mB除以溶液的体积(V)称为溶质B的质量浓度。,B=mB/V,质量浓度的符号：B；SI单位：kg.m-3（读作：每立方多少米千克）；常用单位：g.L-1、mg.L-1和g.L-1（读作：每升多少克，每升多少毫克，每升多少微克）。,例：中国药典规定，生理盐水的规格是0.5L生理盐水中含NaCl4.5g，则生理盐水的质量浓度是多少？,解：已知mNaCl=4.5gV=0.5L,答：生理盐水的质量浓度是9g/L。,100ml葡萄糖注射液中含有10g葡萄糖，计算此葡萄糖注射液中的质量浓度和物质的量浓度。解：已知：m=10gM=180g/molV=100ml=0.1L则=m/V=10/0.1=100g.L-1c=n/V=m/MV=0.56mol/L,（三）质量分数,BmB/m(无量纲),定义：溶质B的质量mB与溶液的质量m之比。,欧米嘎,质量分数的符号：B是无单位的量,将100克葡萄糖溶于900克水配成溶液，计算葡萄糖的质量分数。解：(葡萄糖)=m(葡萄糖)/m=100/1000=0.1,讨论与练习,（四）体积分数,定义：溶质B的体积VB与溶液的体积V之比。,(无量纲),体积分数的符号：B也是无单位的量,1.配置500ml消毒酒精溶液需无水乙醇375毫升，计算此消毒酒精中乙醇的体积分数。解：B=VB/V=375/500=0.752.配置1000ml体积分数是0.75的消毒酒精溶液需无水乙醇多少毫升。解：VB=VB=1000*0.75=750mL,讨论与练习,二、溶液浓度的换算,（一）质量浓度和物质的量浓度之间的换算,B=,nBMB,V,即：,B=cBMB,或,B=mB/V,nB=mB/MB,mB=nBMB,cB=nB/V,0.2mol/L氢氧化钠溶液的质量浓度是多少？,例题讲解,解：CNaOH=0.2mol/L,NaOH=0.2mol/L40g/mol=8g/L,MNaOH=40g/mol,答：略。,临床上用的生理食盐水的质量浓度NaCl=9g/L,其物质的量浓度是多少？,解：NaCl=9g/L,MNaCl=58.5g/mol,=,0.154mol/L,答：略。,例题讲解,（二）物质的量浓度和质量分数之间的换算,=m/V,B=,nBMB,V,质量浓度和物质的量浓度之间的换算,将10克氯化钠溶于90克水（密度1.07g/mL）求氯化钠的:物质的量浓度。,=1.83mol.L-1,例题讲解,解：已知HCl=0.37V=500ml=1.17Kg/L=1170g/L,市售浓盐酸的质量分数为HCl=0.37，=1.17kg/L，500ml浓盐酸中含HCl多少克？,mB=Bm,B=mB/m,物质的量浓度cB=nB/V,质量浓度B=mB/V,质量分数BmB/m,体积分数B=VB/V,换算关系B=cBMB=B,1、克（g）是哪个物理量的单位？2、升（L）是哪个物理量的单位？3、摩尔（mol）是哪个物理量的单位？4、摩尔质量的单位是（）5、物质的量浓度的单位是（）6、质量浓度的单位是（）7、0.2mol.L-1告诉我们？=0.2mol.L-1,1、NaOH溶液500.0mL中含0.5000mol的NaOH，试问该NaOH溶液的物质的量浓度为多少？质量浓度是多少？,？,习题课,换算关系B=cBMB=B,2、生理盐水的规格是0.5L生理盐水中含NaCl4.5g，则生理盐水的质量浓度是多少？物质的量浓度是多少？,解：已知mNaCl=4.5gV=0.5L,cB=B/M=0.154mol.L-1,3、100ml葡萄糖注射液中含有10g葡萄糖，计算此葡萄糖注射液中的质量浓度和物质的量浓度。解：已知：m=10gM=180g/molV=100ml=0.1L则B=m/V=10/0.1=100g.L-1cB=B/M=0.56mol/L,4、将10克氯化钠溶于90克水（密度1070g/L）求氯化钠的:物质的量浓度。,=1.83mol.L-1,质量分数：B=mB/m=10/100=0.1,cNaCl=NaCl/M=0.11070/58.5,解：已知HCl=0.37V=500ml=0.5L=1.17Kg/L=1170g/L,5、市售浓盐酸的质量分数为HCl=0.37，=1.17kg/L，500ml浓盐酸中含HCl多少克？此浓盐酸的物质的量浓度是多少？,HCl=HCl=0.371170=423.9mol/L,B=m/Vm=BV=423.90.5=216.45g,写出：1、物质的量与质量之间的关系式。2、物质的量与微观粒子数量之间的关系式。3、物质的量浓度的定义式。4、质量浓度的定义式。5、质量分数的定义式。6、体积分数的定义式。7、浓度的关系式。,物质的量浓度cB=nB/V,质量浓度B=mB/V,质量分数BmB/m,体积分数B=VB/V,换算关系B=cBMB=B,三、溶液的配制和稀释,（一）溶液的配制,方法：基本方法有两种。,1.第一种方法：配制一定质量的溶液,质量分数BmB/m,由固体试剂配制,步骤：计算、称量、溶解、装瓶存放,仪器：托盘天平、量筒、烧杯、玻璃棒、试剂瓶,例题：如何配制100g质量分数是0.2的氯化钠溶液？,步骤：,第一步计算：计算100g溶液中含NaCl的质量m(NaCl)=(NaCl).m=0.2100g=20g则配置该溶液所需水的质量为m(H2O)=100-20=80g第二步称量：称量用托盘天平称取20g氯化钠,倒入烧杯中，再用量筒量取80ml水与氯化钠混合。第三步溶解：用玻璃棒搅拌，使氯化钠充分溶解混合均匀。第四步装瓶：装入试剂瓶，贴好标签。,2.第二种方法：配制一定体积的溶液,固体配制一定体积的溶液的步骤是：计算、称量、溶解、转移、洗涤、定容、摇匀。,质量浓度B=mB/V,体积分数B=VB/V,物质的量浓度cB=nB/V,问题：医院输液需配制0.5mol/L的NaHCO3溶液500mL，请设计配制的方案。（已知：碳酸氢钠的摩尔质量为84g/mol）,实例,配制步骤：,计算,n(NaHCO3)=,c(NaHCO3),V,=,0.5mol/L,0.5L,=,0.25mol,m(NaHCO3),=,n(NaHCO3),M(NaHCO3),=,0.25mol,84g/mol,=,21g,称量称取21g碳酸氢钠，倒入100ml烧杯中。溶解转移洗涤定容摇匀,计算,1.使用前应先调整天平的零点2.两个托盘上各放一张大小相同的称量纸3.称量时遵循左物右码4.用镊子夹取砝码应按从大到小的顺序5.称量完毕，应将砝码回盒，游码归零,溶液配制常用仪器,托盘天平,容量瓶,容量瓶的常用规格：,100mL、250mL、500mL、1000mL等,容量瓶上标有：,温度（20）、容积、刻度线,容量瓶,用来配制一定体积的溶液,如何配制100g质量分数是0.1的氯化钠溶液？有几种方法。,问题：,第一种：由固体直接配制第二种：由浓溶液稀释配制,（二）溶液的稀释,定义：在溶液中加入溶剂后，溶液的体积增大浓度变小的过程称为溶液的稀释。,配制0.2molL-1盐酸溶液100mL，需取2molL-1盐酸溶液多少毫升？如何配制？,解：,所以0.2molL-1100=2molL-1V1mLV1=10ml,例：,计算：设需要2mol.L-1盐酸体积为V1因为C1=2mol.L-1V1=？C2=0.2mol.L-1V2=100mL根据C1.V1=C2.V2,临床上需1/6molL-1乳酸钠360mL，现有112gL-1乳酸钠注射液（规格每支20ml），问需用这种注射液（针剂）多少支？,解：,根据稀释公式：,支数：,例：,为什么在为病人大量输液时，要用9.0gL-1的NaCl溶液（又称生理盐水）或50gL-1葡萄糖溶液？,红细胞在不同含量的NaCl溶液中的形态图,9.0g.L-1NaCl,5.0g.L-1NaCl,15g.L-1NaCl,9.0g.L-1NaCl,5.0g.L-1NaCl,15g.L-1NaCl,红细胞在不同含量的NaCl溶液中的形态图,9.0g.L-1NaCl,5.0g.L-1NaCl,15g.L-1NaCl,红细胞在不同含量的NaCl溶液中的形态图,溶血！,栓塞！,9.0g.L-1NaCl等渗溶液,5.0g.L-1NaCl低渗溶液,15g.L-1NaCl高渗溶液,红细胞在不同含量的NaCl溶液中的形态图,第三节溶液的渗透压,一、渗透现象和渗透压,如果我们把一滴蓝色溶液加入到一杯纯水中，不一会儿，杯子里的水就会变成蓝色，在这个过程中，蓝色分子与水分子各自从高浓度区域向低浓度区域转移，直到均匀分布，达到浓度一致，这个过程就叫做扩散。,扩散分子的运动和迁移,水分子,晶体物质、胶体物质,细胞外液,细胞内液,组织间液,水和晶体物质,胶体物质,自由通过,半透膜,半透膜是一种只允许某些物质通过，而不允许另外一些物质透过的多孔薄膜。,理想的半透膜只允许溶剂分子如水分子透过，而溶质分子或离子不能透过。,非理想半透膜，除了让溶剂水分子通过外，还可择性地让某些溶质分子或离子通过的半透膜为非理想半透膜。如玻璃纸、硫酸纸、生物体内的细胞膜、毛细血管壁等。,用理想半透膜将溶液与纯水隔开，一开始，溶液和纯水的液面一样高，经过一段时间，溶液液面逐渐升高，最后达到一定高度，这说明了什么？,说明了，水通过半透膜由纯溶剂（纯水）进入了溶液。这种溶剂分子通过半透膜由溶剂进入溶液（或由稀溶液进入浓溶液）的自发过程称为渗透现象，简称渗透。,渗透的目标：缩小溶液的浓度差。,(1)半透膜的存在。,(2)膜两侧液体存在浓度差,渗透现象产生的条件：,渗透方向：,溶剂分子总是从低浓度向高溶液方向迁移。,随着液面高度差的增大，加在溶液上的压力也在不断增大，当压力达到平衡时，液面不再上升，此时液面高度差所具有的压力为溶液的渗透压。,将溶剂和溶液用半透膜隔开，恰能阻止渗透现象的发生，使两液面高度差为零，此时施加在溶液液面的压力。,渗透压的定义：,将稀溶液和浓溶液用半透膜隔开，那么达平衡时的高度差或使两液面高度差为零时，施加在浓溶液液面的压力还是渗透压吗？,强调：,不是，而是两溶液的渗透压的差值。,判断,二、渗透压与溶液浓度的关系,1886年范特荷夫根据实验数据归纳总结出一条规律：“非电解质稀溶液的渗透压与溶液的浓度和热力学温度的乘积成正比”。”。,=cBRT,所有溶液都有渗透压，不同浓度的溶液具有不同的渗透压。,是渗透压（kPa）；T是热力学温度（K）；T（K）273tCV是溶液的体积（L）；cB是物质的量浓度（molL-1）；R是气体摩尔常数R=8.314KPaLmol-1K-1,1、在一定温度下，溶液的渗透压与单位体积溶液中溶质的物质的量成正比，而与溶质的本性无关。与本性无关含义是在一定温度下，无论是什么物质，只要物质的量浓度相同的溶液渗透压都相同。,=cBRT,几点说明,2、cB是渗透浓度：渗透浓度是溶液中起渗透作用的粒子总浓度或溶液中各种分子和离子的总浓度。在相同温度下，渗透浓度越大，渗透压就越大；渗透浓度越小，渗透压就越小。,=cBRT,Na+Cl-葡萄糖分子,cB就是钠离子浓度、氯离子浓度和葡萄糖分子浓度之和。,混合溶液,对于非电解质溶液，例如葡萄糖溶液，葡萄糖以分子形式存在，溶液中起渗透作用的粒子是葡萄糖分子，那么渗透浓度就是葡萄糖分子的浓度。,葡萄糖分子,cB就是葡萄糖分子浓度。,葡萄糖溶液0.1mol/L,对于强电解质溶液，强电解质在溶液中全部以离子的形式存在，起渗透作用的粒子是所有离子。所以，强电解质溶液的渗透浓度是电解质电离出的阴、阳离子的物质的量浓度的总和。,Na+Cl-葡萄糖分子,cB就是钠离子浓度、氯离子浓度之和。,氯化钠溶液0.1mol/L,例如：比较0.1mol.L-1NaCl溶液与0.1mol.L-1CaCl2溶液的渗透压大小。,解：在水溶液中，NaCl完全以Na+和Cl-的形式存在NaCl=Na+Cl-因此NaCl溶液的渗透浓度是0.2mol.L-1同样，CaCl2=Ca+2Cl-CaCl2溶液的渗透浓度是0.3mol.L-1所以，.小于.渗透压。,例如：比较9g.L-1NaCl溶液和0.308mol.L-1葡萄糖溶液的渗透压。,解：9g.L-1NaCl溶液的物质的量浓度是cNaCl=NaCl/MNaCl=9/58.5=0.154mol.L-1NaCl=Na+Cl-NaCl溶液的渗透浓度是0.308mol.L-1因此.渗透压相等。,2CBRT=20.1548.314(273+37)=794(kPa),解：（1）9.0gL1生理盐水已知B=9.0gL1MB=58.5gmol1,例计算质量浓度为9.0gL1生理盐水和50.0gL1葡萄糖溶液在37时的渗透压。,（2）50.0gL1葡萄糖已知B=50.0gL1MB=180gmol1,CBRT=0.2788.314(273+37)=717(kPa),渗透方向：低渗溶液高渗溶液,1、等渗、低渗和高渗溶液,等渗溶液：渗透压（渗透浓度）相等的两种溶液低渗溶液：渗透压（渗透浓度）低的溶液高渗溶液：渗透压（渗透浓度）高的溶液,三、渗透压在医学上的意义,等渗溶液：渗透浓度280320mmol/L低渗溶液：渗透浓度低于280mmol/L高渗溶液：渗透浓度高于320mmol/L,医学上，溶液的等渗、低渗和高渗是以血浆的渗透压为标准。正常血浆的渗透压720800kPa，相当于血浆中产生渗透作用的粒子的渗透浓度为280320mmol/L。,9g/L（0.154mol/L）NaCl50g/L（0.278mol/L）C6H12O612.5g/L（0.149mol/L）NaHCO318.7g/L（0.167mol/LNaC3H5O3,临床上常用的等渗溶液,临床上常用的高渗溶液,50g/L（0.60mol/L）NaHCO3500g/L（2.78mol/L）C6H12O6,血浆、细胞液、组织液等都是具有一定渗透浓度的溶液。它们产生的渗透压对维持细胞正常形态、体内水盐平衡具有十分重要的作用。,正常红细胞形态,也就是将红细胞置于不同浓度的NaCl溶液中，结果是：,在生理盐水中,在较浓的NaCl溶液中,在较稀的NaCl溶液中,红细胞逐渐皱缩，皱缩的红细胞互相聚结成团。这是因为红细内液的渗透压力低于浓NaCl溶液，红细胞内的水向外渗透引起。,红细胞的形态没有什么改变，因为生理盐水与红细胞内液的渗透压力相等，细胞内外液