医用化学第1章绪论

1、2012级临床医学、临床影像专业级临床医学、临床影像专业参考教材：基础化学（第参考教材：基础化学（第7版）版）20102010级临床医学级临床医学医用化学医用化学教学计划教学计划(48(48学时学时) )周次理论课(32学时)实验课(16学时)授课内容学时数实验内容学时数5第1章 绪论26第2章 稀溶液的依数性27第2章 稀溶液的依数性28第3章 电解质溶液2缓冲溶液49第3章 电解质溶液2电解质溶液410第3章 电解质溶液2氧化还原反应411第4章 缓冲溶液2胶体和吸附412第4章 缓冲溶液213第8章 氧化还原反应与电极电势214第8章 氧化还原反应与电极电势215第8章 氧化还原反应与电

2、极电势216第5章 胶体217第5章 胶体218第11章 配位化合物219第11章 配位化合物2第一章第一章 绪论绪论Introduction内容提要内容提要1.基础化学课程的地位和作用基础化学课程的地位和作用2.我国的法定计量单位我国的法定计量单位3.有效数字有效数字4.量纲分析量纲分析 5.溶液的组成标度溶液的组成标度物质的量物质的量物质的量浓度物质的量浓度摩尔分数和质量摩尔浓度摩尔分数和质量摩尔浓度摩尔分数摩尔分数质量摩尔浓度质量摩尔浓度教学基本要求教学基本要求掌握物质的量、物质的量浓度、摩尔分掌握物质的量、物质的量浓度、摩尔分数和质量摩尔浓度的定义、表示方法及数和质量摩尔浓度的定义、表

3、示方法及计算。计算。熟悉熟悉SI单位制和我国法定计量单位。单位制和我国法定计量单位。了解基础化学课程的地位和作用。了解基础化学课程的地位和作用。第一节第一节 基础化学课程的地位和作用基础化学课程的地位和作用一一化学化学：在原子：在原子-分子层次上研究物质的组分子层次上研究物质的组成、结构、性质及其变化规律的科学。成、结构、性质及其变化规律的科学。 实物：有静止质量，化学研究之实物：有静止质量，化学研究之 物质物质 场：场： 无静止质量，化学不研究无静止质量，化学不研究第一节第一节 基础化学课程的地位和作用基础化学课程的地位和作用物质的例子物质的例子 实物实物(substance) ： 星球星球

4、 汽车汽车 分子分子场场(field) ： 无线电波（电磁场）无线电波（电磁场） 光子光子第一节第一节 基础化学课程的地位和作用基础化学课程的地位和作用二二化学的分类化学的分类第一节第一节 基础化学课程的地位和作用基础化学课程的地位和作用三三化学是一门中心学科。化学是一门中心学科。第一节第一节 基础化学课程的地位和作用基础化学课程的地位和作用四四化学和医学、药学的关系。化学和医学、药学的关系。OCCCCHOCH2HOHHHOHHH脱氧核糖deoxyriboseOCCCCHOCHHOHHOHH碱基POOOOOCCCCHOCHHOHHOHH碱基POOOONNNHNNHHNNHOOHHNNNHNON

5、NNHNOHHHHH腺嘌呤胸腺嘧啶胞核嘧啶鸟嘌呤adenineguaninecytosinethymine第一节第一节 基础化学课程的地位和作用基础化学课程的地位和作用五五什么是基础化学。什么是基础化学。基础化学溶液化学反应的能量、速率、电化学物质结构化学分析酸碱、电解质、渗透压、胶体（生理、病理基础）反应的自发性、平衡、速率、机理，电位（生理、病理、药理基础）原子、分子、配合物（有机分子、生物分子基础）化学和仪器分析方法（临床分析和实验技能基础）第一节第一节 基础化学课程的地位和作用基础化学课程的地位和作用六六怎样学好基础化学。怎样学好基础化学。基础化学第二节第二节 我国的法定计量单位我国的

6、法定计量单位一一国际单位制国际单位制 1960年第年第11届国际计量大会（届国际计量大会（CGPM）以六）以六个基本单位为基础命名个基本单位为基础命名“国际单位制国际单位制”（le Systme International d Units，缩写为，缩写为SI），），1971年第年第14届届CGPM增加第增加第7个基本单个基本单位摩尔。位摩尔。第二节第二节 我国的法定计量单位我国的法定计量单位一一国际单位制国际单位制1.组成组成 SI基本单位基本单位 SI单位单位 SI单位单位 SI导出单位导出单位 SI倍数单位倍数单位第二节第二节 我国的法定计量单位我国的法定计量单位一一国际单位制国际单位制2

7、.SI基本单位基本单位量的名称量的名称单位单位符号符号长长 度度米米m质质 量量千克千克kg时时 间间秒秒s电电 流流安安培培A热力学温度热力学温度开开尔文尔文K物质的量物质的量摩摩尔尔 mol发光强度发光强度坎坎德拉德拉cd第二节第二节 我国的法定计量单位我国的法定计量单位一一国际单位制国际单位制3. SI的倍率（常用的倍率（常用8个词头）个词头） 因数因数词头名称词头名称符号符号因数因数词头名称词头名称符号符号1018exa 艾艾克萨克萨E10-1deci 分分d1015peta 拍拍它它P10-2centi 厘厘c1012tera 太太拉拉T10-3milli 毫毫m109giga 吉吉

8、咖咖G10-6micro 微微106mega 兆兆M10-9nano 纳纳诺诺n103kilo 千千k10-12pico 皮皮可可p102hecto 百百h10-15femto飞飞姆托姆托f10deka 十十da10-18atto 阿阿托托a一一国际单位制国际单位制SI长度单位长度单位米（米（meter） “米米”定义为真空中定义为真空中 1/299 792 458 秒时间光秒时间光行距离。行距离。 氢原子的半径是氢原子的半径是 5310-12m(53pm)第二节第二节 我国的法定计量单位我国的法定计量单位第二节第二节 我国的法定计量单位我国的法定计量单位一一国际单位制国际单位制SI质量单位质

9、量单位千克（千克（kilogram） 国际标准千克用铂国际标准千克用铂-铱合金制造，保存在位于法铱合金制造，保存在位于法国的国际标准局国的国际标准局。 千克原器千克原器第二节第二节 我国的法定计量单位我国的法定计量单位一一国际单位制国际单位制SI时间单位时间单位秒（秒（second） 1秒的定义：气态铯原子吸收微波辐射秒的定义：气态铯原子吸收微波辐射9 192 631 770次振荡的时间次振荡的时间。 铯原子钟铯原子钟第二节第二节 我国的法定计量单位我国的法定计量单位一一国际单位制国际单位制SI热力学温度单位热力学温度单位开开尔文尔文（kelvin） 常压下水的冰点是常压下水的冰点是0，热力学

10、温度和摄氏温，热力学温度和摄氏温度的关系是：度的关系是：T/K = T/ + 273. 15温度计温度计第二节第二节 我国的法定计量单位我国的法定计量单位一一国际单位制国际单位制4. 部分部分SI导出单位导出单位 量的名称单位符号用SI基本单位表示 力，重力力，重力牛牛顿顿N1 N = 1 kgm/s2压力，压强压力，压强帕帕斯卡斯卡Pa1 Pa = 1 N/m2能能，功，热量，功，热量焦焦耳耳J1 J = 1 Nm电荷电荷量量库库仑仑C1 C = 1 As电动势，电位电动势，电位伏伏特特V1 V = 1 W/A摄氏温度摄氏温度摄氏度摄氏度T/K = T/ + 273. 15第二节第二节 我国

11、的法定计量单位我国的法定计量单位二二我国的法定计量单位我国的法定计量单位一切属于国际单位制的单位都是我国的法定计一切属于国际单位制的单位都是我国的法定计量单位。量单位。 可与可与SISI单位并用的法定计量单位单位并用的法定计量单位 量的名称单位符号时时间间分分时时日日minhd体体积积升升l、L能能电子伏电子伏eV第三节第三节 有效数字有效数字一一 有效数字的概念有效数字的概念例如：肉价每斤例如：肉价每斤15.06174元，买元，买1.62451斤，斤，共计共计24.4679472474元。元。又如：汇率又如：汇率 1美元美元=6.36152人民币元。人民币元。有效数字有效数字(signifi

12、cant figure)：既能表达数值：既能表达数值大小大小, 又能表明测量值准确程度的数字。又能表明测量值准确程度的数字。它包括测得的全部准确数字和最后一位它包括测得的全部准确数字和最后一位可疑数可疑数字字，可疑数字的误差为，可疑数字的误差为1。一般来说，从左第一位非零数起的数字皆为有一般来说，从左第一位非零数起的数字皆为有效数字，前位皆准确，末位有误差。效数字，前位皆准确，末位有误差。第三节第三节 有效数字有效数字一一 有效数字的概念有效数字的概念在有效数字的表示中，用在有效数字的表示中，用09十个数字。但十个数字。但“前导零前导零” 是作是作分率定位符分率定位符，非有效数字。，非有效数字

13、。例如：溶液体积例如：溶液体积20.50 mL = 0.02050 L，0.0在在在数字在数字“2”前起分率定位作用，非有效数字。前起分率定位作用，非有效数字。则则0.02050为四位有效数字，该数的准确范围为为四位有效数字，该数的准确范围为0.020500.00001，即即0.02049 0.02051。第三节第三节 有效数字有效数字一一 有效数字的概念有效数字的概念为了准确表述有效数字，需要使用为了准确表述有效数字，需要使用科学计数法科学计数法（scientific notation）。）。科学计数法用一位整数、若干位小数和科学计数法用一位整数、若干位小数和10的幂的幂次表示有效数字。次表

14、示有效数字。如如4000，既可能为准确数，也可能是，既可能为准确数，也可能是概数概数。则。则4.0103（两位有效数字）（两位有效数字）4.00103（三位有效数字）（三位有效数字）4.000103（四位有效数字）（四位有效数字）第三节第三节 有效数字有效数字一一 有效数字的概念有效数字的概念表示表示倍率倍率、分率的数分率的数，凡，凡定义给定的值定义给定的值、国际国际协议的值协议的值等，不带有误差者，称为等，不带有误差者，称为准确值准确值（exact number），不受有效数字位数限制。），不受有效数字位数限制。例如以例如以Na2CO3为基本单元，摩尔质量为基本单元，摩尔质量M（ Na2CO

15、3） = (106.02) gmol-1，此处，此处2是自然数。是自然数。一般计算时，也不考虑一般计算时，也不考虑相对原子质量相对原子质量等常数的等常数的有效数字位数。有效数字位数。第三节第三节 有效数字有效数字一一 有效数字的概念有效数字的概念对数值的有效数字。对数值的有效数字。pH、pK及及lgc等等, 其有效其有效数字的位数数字的位数, 仅取决于小数部分的位数仅取决于小数部分的位数。因为因为整数部分是表示与其对应真数中整数部分是表示与其对应真数中10的方次。的方次。如如pH = 10.20有两位有效数字，与表示成有两位有效数字，与表示成 H3O+ = 6.310-11 molL-1一致。

16、一致。第三节第三节 有效数字有效数字二二有效数字及其运算规则有效数字及其运算规则1.修约修约（rounding）n当实验测定值和计算值的有效位数确定之后，当实验测定值和计算值的有效位数确定之后，对其后多余的数字进行取舍的过程。对其后多余的数字进行取舍的过程。n根据国家标准根据国家标准 GB8170-87，常规修约常规修约按按“四四舍六入五留双舍六入五留双”规则进行处理。（其实是：小规则进行处理。（其实是：小5弃，大弃，大5收，等收，等5收成偶）收成偶）l即：当约去数为即：当约去数为 4时舍弃，为时舍弃，为 6时则进位；时则进位；当约去数为当约去数为5而后面无其它数字时而后面无其它数字时，若保留

17、，若保留数是偶数数是偶数(包括包括0) 则舍去则舍去,是奇数则进位是奇数则进位, 使使修约后的最后一位数字为偶数。修约后的最后一位数字为偶数。第三节第三节 有效数字有效数字二二 有效数字及其运算规则有效数字及其运算规则2.加减运算加减运算加减运算所得结果的有效数字位数以参加运算加减运算所得结果的有效数字位数以参加运算各数字中精度最低，即小数点后位数最少的数各数字中精度最低，即小数点后位数最少的数为准。为准。例如例如0.5362 + 0.25，和为，和为0.79。观察加减计算。观察加减计算时的误差传递：时的误差传递： 0.5362 0.25 0.7862第三节第三节 有效数字有效数字二二 有效数

18、字及其运算规则有效数字及其运算规则3.乘除运算乘除运算乘除运算所得结果的有效数字位数，以参加运乘除运算所得结果的有效数字位数，以参加运算各数字中相对误差最大算各数字中相对误差最大, 即有效数字位数最即有效数字位数最少的数为准。例如少的数为准。例如0.0121 25.64, 积为积为0.310。0.0121的误差：的误差：0.0001/0.0121=0.00826（小）（小）25.64的误差：的误差： 0.01/25.64=0.00039（大）（大）第三节第三节 有效数字有效数字例：计算例：计算21.64 mL , 0.2463 mol/L A溶液中溶质物溶液中溶质物质的量。观察乘除计算时的误差

19、传递。质的量。观察乘除计算时的误差传递。解：解： 0.2463 mol/L21.64 mL = 5.340 mmol 21.64 0.24630.2463 21.64 6492 9852 12984 13778 8656 2463+4328 +4986 5.339932 5.339932 21.64 0.246 0.246 21.64 12984 984 8656 1476+ 4328 246 +492 5.32344 5.32344第四节第四节 量纲分析量纲分析 什么是量纲？什么是量纲？ 将一个物理导出量用若干个基本量的幂之积表示出来的表将一个物理导出量用若干个基本量的幂之积表示出来的表达式

20、，称为该物理量的量纲乘积式或量纲式，简称量纲。达式，称为该物理量的量纲乘积式或量纲式，简称量纲。 规定七个基本物理量，在量纲中分别用七个字母表示它们规定七个基本物理量，在量纲中分别用七个字母表示它们的量纲，他们是：长度（的量纲，他们是：长度（L），质量（），质量（M），时间（），时间（T），），电流（电流（I），温度（），温度（），物质的量（），物质的量（N），发光强度），发光强度（J）。）。 量纲的表示方法量纲的表示方法 任意一个物理量，都可以写出下列量纲式：任意一个物理量，都可以写出下列量纲式：A=LMTINJ 右边表达式称为物理量的量纲。其中，右边表达式称为物理量的量纲。其中，称为量纲称

21、为量纲指数。一般情况下，七个量纲不一定会全部出现。量纲指指数。一般情况下，七个量纲不一定会全部出现。量纲指数为数为1的可以省略指数，指数为的可以省略指数，指数为0的可以省略对应量纲；当的可以省略对应量纲；当所有量纲指数皆为所有量纲指数皆为0时（称为无量纲），要将量纲记为时（称为无量纲），要将量纲记为“1”。第四节第四节 量纲分析量纲分析 量纲分析量纲分析(dimensional analysis) 化学计算的方程式往往是量的方程式，表示物理量之化学计算的方程式往往是量的方程式，表示物理量之间的关系。间的关系。 量可以定量地表示为量的数值和量的单位的乘积：量可以定量地表示为量的数值和量的单位的乘

22、积：A = A A 式中，式中，A为物理量的符号，为物理量的符号，A为单位的符号，为单位的符号，A是以是以单位单位A表示量表示量A的数值。的数值。 量方程式计算的每一个步骤中物理量数据都应该带单量方程式计算的每一个步骤中物理量数据都应该带单位。这些单位在计算时或保留、或相乘、或相除、或位。这些单位在计算时或保留、或相乘、或相除、或“抵消抵消”，称为，称为量纲分析量纲分析。第四节第四节 量纲分析量纲分析 换算因子换算因子(conversion factor) 量纲分析关键：运用换算因子。换算因子是分量纲分析关键：运用换算因子。换算因子是分子和分母表示具有不同单位的同一物理量的分子和分母表示具有不

23、同单位的同一物理量的分数形式。数形式。 例如液体体积的换算，例如液体体积的换算，1 L = 1000 mL，所以换，所以换算因子是：算因子是： 另外，相关联的不同物理量之间的相互换算，另外，相关联的不同物理量之间的相互换算，也可作换算因子处理。例如，由密度相关联，也可作换算因子处理。例如，由密度相关联，溶液的质量和体积可以相互换算。溶液的质量和体积可以相互换算。L 11000mL 10001和mLL第五节第五节 分散系统与混合物的组成标度分散系统与混合物的组成标度一一物质的量物质的量(amount of substance) 1.含义（直义：物质数量）含义（直义：物质数量） (1) 物质的量，

24、是指该物质中所包含的基本单元的物质的量，是指该物质中所包含的基本单元的数量。用符号数量。用符号n代表之。代表之。 (2) 基本单元，是指原子、分子、离子、电子及其基本单元，是指原子、分子、离子、电子及其他粒子，或这些粒子的特定组合。可由人为划他粒子，或这些粒子的特定组合。可由人为划分，须具体指出。分，须具体指出。 (3) 物质的量之主单位：物质的量之主单位：mol（原义：一大堆），（原义：一大堆），有时也用有时也用mmol、umol (4) 1mol 的数目等于的数目等于0.012kg碳碳12的原子数，具的原子数，具体是：阿佛加德罗常数体是：阿佛加德罗常数6.023 * 1023个个 (5)

25、摩尔质量摩尔质量M：1mol某基本单元的质量。其数值某基本单元的质量。其数值恰为其式量。单位是：恰为其式量。单位是：g/mol第五节第五节 分散系统与混合物的组成标度分散系统与混合物的组成标度一一物质的量物质的量2、 具体指某物之物质的量，必须指明基本单元。具体指某物之物质的量，必须指明基本单元。基本单元应该用粒子符号、物质的化学式或它基本单元应该用粒子符号、物质的化学式或它们的特定组合表示。如们的特定组合表示。如H、H2、H2O、1/2H2O、1/2SO42-、（、（2H2+O2）等。）等。物质的量的符号是物质的量的符号是nB，指物质，指物质B的物质的量；对于的物质的量；对于具体物质，应将基

26、本单元表示在括号内，如具体物质，应将基本单元表示在括号内，如n (Na2CO3)=0.5mol第五节第五节 分散系统与混合物的组成标度分散系统与混合物的组成标度例0.53g Na2CO3的物质的量是多少？的物质的量是多少？l运用摩尔质量的定义式运用摩尔质量的定义式 可以方便地计算可以方便地计算MB 、 mB 和和nB。解 mol0050. 0 mol106gg53. 0)CONa()CONa()CONa(1 -323232MmnBBdefBnmM第五节第五节 分散系统与混合物的组成标度分散系统与混合物的组成标度二、溶液浓度的两大类型二、溶液浓度的两大类型(一一)以一定量溶液中含溶质多少表示以一

27、定量溶液中含溶质多少表示 1、百分比浓度（旧名称）、百分比浓度（旧名称） 标准新名称标准新名称(1) 质量比质量百分浓度质量比质量百分浓度 %(W/W) 质量分数质量分数 w w w 溶质质量溶质质量 / 溶液质量溶液质量 适合于准确标示溶液的浓度。适合于准确标示溶液的浓度。(2) 质量比体积百分浓度质量比体积百分浓度 %(W/V) 质量浓度质量浓度(g/L)(g/L) 溶质质量溶质质量 / 溶液体积溶液体积 适合方便标示溶质为固体的溶液。适合方便标示溶质为固体的溶液。(3) 体积比体积百分浓度体积比体积百分浓度 %(V/V) 体积分数体积分数 溶质体积溶质体积 / 溶液体积溶液体积 适合方便

28、标示溶质为液体的溶液。适合方便标示溶质为液体的溶液。第五节第五节 分散系统与混合物的组成标度分散系统与混合物的组成标度二、溶液浓度的两大类型二、溶液浓度的两大类型 2、物质的量浓度、物质的量浓度 C （简称浓度）（简称浓度） C = 溶质物质的量溶质物质的量(mol) / 溶液体积溶液体积(m3) SI制单位：制单位：mol/m3 医学常用单位：医学常用单位：mol/L、mmol/L、umol/L 3、摩尔分数、摩尔分数 X（物质的量分数、物质的量比）（物质的量分数、物质的量比） X 溶质物质的量溶质物质的量 / 溶液物质的量溶液物质的量 溶质物质的量溶质物质的量 /（溶质物质的量（溶质物质的

29、量+溶剂物质的量）溶剂物质的量）第五节第五节 分散系统与混合物的组成标度分散系统与混合物的组成标度(二二)以一定量溶剂中含溶质多少表示以一定量溶剂中含溶质多少表示1、质量摩尔浓度、质量摩尔浓度 b b = 溶质物质的量溶质物质的量mol / 溶剂的质量溶剂的质量kg SI制单位：制单位：mol / kg第五节第五节 分散系统与混合物的组成标度分散系统与混合物的组成标度三、两种常用的溶液浓度的换算三、两种常用的溶液浓度的换算1、质量分数换算成物质的量浓度、质量分数换算成物质的量浓度 C 密度密度 * 溶液质量分数溶液质量分数 * 1000 / 溶质摩尔质量溶质摩尔质量2、 质量浓度换算成物质的量

30、浓度质量浓度换算成物质的量浓度 C 质量浓度质量浓度 / 溶质摩尔质量溶质摩尔质量第五节第五节 分散系统与混合物的组成标度分散系统与混合物的组成标度四、溶液浓度的配制四、溶液浓度的配制1、溶液以质量标示的浓度、溶液以质量标示的浓度 分别计取溶质、溶剂，混合均匀即成。分别计取溶质、溶剂，混合均匀即成。 例例1、配制、配制10%NaOH溶液溶液100克克 例例2、配制摩尔分数为、配制摩尔分数为0.005的的NaCl溶液溶液 例例3、配制质量摩尔浓度为、配制质量摩尔浓度为0.01葡萄粮溶液。葡萄粮溶液。2、溶液以体积标示的浓度、溶液以体积标示的浓度 计只取溶质，加溶剂到指定体积，混合均匀即成。计只取

31、溶质，加溶剂到指定体积，混合均匀即成。 例例4、配制生理盐水、配制生理盐水300mL。 例例5、配制、配制0.1mol.L-1的硫酸溶液。的硫酸溶液。第五节第五节 分散系统与混合物的组成标度分散系统与混合物的组成标度例正常人血浆中每正常人血浆中每100mL含含Na+ 326mg、HCO3- 164.7mg、Ca2+ 10mg，它们的物质的量浓度，它们的物质的量浓度(单位单位mmolL-1)各为多少？各为多少？ 解 11 -Lmmol142 1mol1000mmol1L1000mL1000mg1g100mL1molg0 .23mg326)(Nac11 -Lmmol0 .27 1mol1000mmol1L1000mL1000mg1g100mL1molg0 .6164.7mg1)(HCO3c11 -2Lmmol5 . 2 1mol1000mmol1L1000mL1000mg1g100mL1molg400mg1)(Cac第五节第五节 分散系统与混合物的组成标度分散系统与混合物的组成标度例市售浓硫酸密度为市售浓硫酸密度为1.84kgL-1，H2SO4的质量的质量分数为分数为96%，计算物质的量浓度，计算物质的量浓度c(H2SO4)和和c(1/2H2SO4)，单位用，单位用molL-1。解H2SO4的摩尔质量为的摩尔质量为98 gmol-1, 1/2H2SO4的摩的摩尔质量为尔质量为49