第二章-溶液的浓度与渗透压课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,.,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,.,*,第二章 溶液的浓度与渗透压,.,第二章 溶液的浓度与渗透压.,1,【学习目标】,1,物质的量、摩尔质量等基本概念并学会其有关计算,2,溶液浓度的表示方法：物质的量浓度、质量浓度、质量分数和体积分数,3,溶液浓度之间的换算、溶液的稀释与配制,4,渗透现象和渗透压的基本概念及渗透压的大小与溶液浓度、温度之间的关,5,渗透压在医学中的意义,.,【学习目标】.,2,第一节 物质的量,一、物质的量,（一）物质的量,物质的量是表示以一特定数目的基本单元粒子为集体的，与基本单元粒子数成正比的物理量。它与长度、时间、质量等一样，是国际单位制（,SI,）的七个基本单位之一。用符号,nB,或,n,（,B,）表示，,B,表示这种基本单元粒子的化学式（分子式、原子符号或离子符号等）。,例如：氢原子的物质的量：,nH,或,n,（,H,）,钠离子的物质的量：或,n,（,Na+,）硫酸的物质的量：或,n,（,H,2,SO,4,）,.,第一节 物质的量一、物质的量.,3,（二）“物质的量”单位,摩尔,每个物理量都有其特定的单位，,1971,年第十四届国际计量大会（,CGPM,）上规定物质的量的单位是“摩尔”，符号是,mol,，并规定：当某一定量的物质中，所包含的基本粒子数目与,0,012kg,里所含的碳原子数相等，由这些粒子所构成的物质的量就称为,1,摩尔,.,（二）“物质的量”单位摩尔.,4,阿佛加德罗常数,:,0,012kg,所包含的碳原子数到底是多少呢？意大利科学家阿伏加德罗通过大量的实验测得其近似值为,6,0210,23,个。所以,6,0210,23,这个常数就称之为阿佛加德罗常数，用符号,NA,来表示。即,NA=6,0210,23,个,mol,1,，因此可以说：,1mol,任何物质都含有,6,0210,23,个基本单元。,.,阿佛加德罗常数:.,5,如图所示：,1molC,含有,6,0210,23,个碳原子；,1molH,2,O,含有,6,0210,23,个水分子；,1molC H,4,含有,6,0210,23,个甲烷分子，同理可得：,1molCa,2+,含有,6,0210,23,个钙离子。,由此类推：物质的量相等的任何物质，其包含的基本粒子数也一定相等。因此,0,5mol H,2,与,0,5molO,2,所含的氢分子和氧分子数是相等的，都为,3,0110,23,个。,.,如图所示：1molC含有6021023个碳原子；1mo,6,因此，物质的量,n,B,与基本粒子数,N,、阿佛加德罗常数,N,A,之间存在着如下关系：,或,N=n,B,N,A,.,因此，物质的量nB与基本粒子数N、阿佛加德罗常数NA之间存在,7,二、摩尔质量,（一）摩尔质量,摩尔质量,:1mol,物质所具有的质量。,用符号,MB,或,M,（,B,）来表示。它是等于该物质的质量,mB,与该物质的物质的量,nB,的比值。即：,显然，摩尔质量的国际单位是,kgmol,1,，化学上和医学上多采用,gmol,1,，中文符号是克,摩,1,。,如：,MNaCl,或,M,（,NaCl,）表示氯化钠的摩尔质量；,.,二、摩尔质量 .,8,12,恰好是碳的相对原子质量，因为元素的相对原子质量是元素的平均原子量与原子质量的,1/12,之比。由此可以推出其它元素原子的摩尔质量、分子的摩尔质量、离子的摩尔质量，也是以,gmol,1,为单位，数值上就等于它们的相对原子量、相对分子量或相对离子量。,例如：,1mol C,的质量是,12g,，,记为：,M,（,C,）,=12 gmol,1,1mol Fe,的质量是,56g,，,记为：,M,（,Fe,）,=56 gmol,1,.,12恰好是碳的相对原子质量，因为元素的相对原子质量是元素的平,9,综上所述：任何物质的摩尔质量,MB,是以,gmol,1,为单位，其数值就等于这种物质的化学式量。,由摩尔质量的定义可得：,物质的量,nB,、物质的质量,mB,与物质的摩尔质量,MB,三者之间的关系为：,或,mB=nBMB,.,综上所述：任何物质的摩尔质量MB是以gmol1为单位，其,10,例,2,1 28g,的氯化钠含,NaCl,的物质的量为多少摩？其中含钠原子、氯原子的物质的量各为多少摩？,解：因为,NaCl,的摩尔质量为,58 gmol,1,所以 ：,n,（,O,）,=1n,（,NaCl,）,=10,5=0,5mol,n,（,H,）,=1n,（,NaCl,）,=10,5=0,5mol,答：,29g,氯化钠含,NaCl,的物质的量是：,0,5mol,，,钠原子、氯原子的物质的量是,0,5mol,.,例21 28g的氯化钠含NaCl的物质的量为多少摩？其中,11,例,2,3mol,的葡萄糖（,C,6,H,12,O,6,）的质量为多少克？其中含碳、氢、氧原子的物质的量是多少摩尔？,解：葡萄糖（,C,6,H,12,O,6,）的摩尔质量是：,180gmol,1,则,3mol,葡萄糖的质量为：,m,（,C,6,H,12,O,6,）,=n,（,C,6,H,12,O,6,）,M,（,C,6,H,12,O,6,）,=3mol180gmol,1,=54g,n,（,C,）,=n,（,O,）,=6 n,（,C,6,H,12,O,6,）,=63=18mol,n,（,H,）,=12 n,（,C,6,H,12,O,6,）,=123=36mol,答：,3mol,的的质量为,54,克。碳、氢、氧原子的物质的量各是,18,、,18,、,36,摩尔。,.,例2 3mol的葡萄糖（C6H12O6）的质量为多少克,12,（,二）气体摩尔体积,气体摩尔体积是指,1mol,气体物质所占有的体积。一般用单位,L/mol,。,实验证实，在标准状况下（,0,，,101325Pa,），,1mol,任何气体所占的体积都约为,22,4L,，这个体积叫做气体摩尔体积，根据气体的体积，可以计算出气体的物质的量：,在标准状况下，由于气体物质的体积是由分子之间的距离来决定的，不同物质气体的分子之间的距离几乎相等，因而它们的气体的摩尔体积几乎相等；而液体、固体的体积是由它们的分子或原子大小来决定的，不同的分子或原子的的大小不同，因而固、液体的摩尔体积是没有相应的规律,。,.,（二）气体摩尔体积.,13,例,2,3,1,20410,24,个,H,2,分子的物质的量、质量和体积各为多少？,解：因为,1molH,2,的分子个数是,6,0210,23,个，所以,1,20410,24,个,H,2,分子的物质的量是：,n,（,H,2,）,=,又因为,H,2,的摩尔质量是,2gmol,1,，故,H,2,的质量：,m=n,（,H,2,）,M,（,H,2,）,=2mol2gmol,1,=4g,H,2,的体积为,2mol22,4L/mol=44,8L,答：,1,20410,24,个,H2O,分子的物质的量是,2mol,，其质量是,4g,，体积为,44,8L,。,.,例2312041024个H2分子的物质的量、质量和体,14,第二节 溶液的浓度,溶液是由溶质和溶剂两部分组成的分散系，溶液的浓度主要是指溶液中的溶质与溶液的比值：,浓度,=,溶质的量可用质量、物质的量、体积等来表示；溶液的量也可用质量、体积等来表示，所以溶液浓度的表示方法有很多种，而本章仅将在医学上常用的几种方法介绍如下。,.,第二节 溶液的浓度溶液是由溶质和溶剂两部分组成的分散系，溶液,15,一、溶液浓度的表示法,（一）物质的量浓度,物质的量浓度简称为浓度，它的定义为：溶质,B,的物质的量,nB,与溶液的体积,V,之比，用符号,CB,来表示，即：,CB=,物质的量浓度的单位是,molm,3,，医学上常用,molL,1,、,mmolL,1,、,umolL,1,。,使用物质的量浓度必须指明基本单元，因为在电解质溶液中溶质大多是以离子分散在溶剂中。例如,C,（,NaCl,）,=0,2 molL,1,的溶液中：,C,（,Na,+,）,=0,2 molL,1,、,C,（,Cl,）,=0,2 molL,1,。,.,一、溶液浓度的表示法.,16,例,24,临床上给病人输液采用的生理盐水（,NaCl,的水溶液）的规格是：,0,5L,的生理盐水中含有,4,5g,的,NaCl,，则生理盐水的物质的量浓度为多少？,解：已知：,m,（,NaCl,）,=4,5g V=0,5L,，,M(NaCl)=58,5g/mol,则：,C(NaCl)=0,154molL,1,答：生理盐水的物质的量浓度为,0,154molL,1,。,.,例24 临床上给病人输液采用的生理盐水（NaCl的水溶液）,17,（,二）质量浓度,溶液的质量浓度是指溶质,B,的质量,mB,与溶液的体积,V,之比，用符号,B,来表示。即,B,=,B,的,SI,单位是,kgm,3,，医学上常用,gL,1,、,mgL,1,、,u gL,1,。,.,（二）质量浓度.,18,例,27,临床上治疗酸中毒常用乳酸钠（,Na C,3,H,5,O,3,）注射针剂，它的规格是每支,20ml,中含乳酸钠的质量是,2,24g,，计算该针剂的质量浓度为多少,?,解：已知,m,（,Na C,3,H,5,O,3,）,=2,24g,，,V=20ml=0,02L,B,=112gL,1,答：临床上治疗酸中毒的乳酸钠针剂的质量浓度为,112gL,1,。,.,例27 临床上治疗酸中毒常用乳酸钠（Na C3H5O3）,19,（三）质量分数,溶液的质量分数是指：溶质,B,的质量,m,B,与溶液的质量,m,之比，用符号,B,来表示。,即,B,=,质量分数的量纲为,1,，可以用小数或百分数来表示。例如：工业浓硫酸的质量分数是,B=0,98,或,B=98%,。即,100g,浓硫酸溶液中含纯硫酸是,98g,。,.,（三）质量分数.,20,例,210,高温操作的工人，由于出汗太多，常常需要喝一些盐水来调节体内,NaCl,的平衡，这些盐水是每,1000g,的饮用水中加入,9,克的食盐，则这种盐水的质量分数是多少？,解：已知：,m,（,NaCl,）,=9g m=1000g+9g=1009g,则,（,NaCl,）,=0,009,答：这种食盐水的质量分数是,0,009,。,.,例210 高温操作的工人，由于出汗太多，常常需要喝一些盐水,21,（四）体积分数,溶液的体积分数是指在相同的温度和压强下，溶质,B,的体积,VB,与溶液的体积,V,之比，用符号,B,来表示,即,B,=,体积分数的量纲也和质量分数一样为,1,，可用小数或百分数来表示，当溶质在常温常压下是液态时，临床上常用体积分数来表示这种溶液的浓度。如临床上用的消毒酒精的体积分数为,B,=0,75,或,B=75%,，它表示的物理意义是,100ml,消毒酒精中，含纯乙醇是,75ml,。,.,（四）体积分数.,22,二、溶液浓度的换算,（一）物质的量浓度,C,B,与质量浓度,B,之间的换算,根据溶液的质量浓度公式,B,=,和物质的量浓度的计算公式,C,B,=,可得出质量浓度,B,和物质的量浓度,C,B,之间的换算公式是：,C,B,=,或,B,=C,B,M,B,.,二、溶液浓度的换算.,23,例,212,正常人每,100ml,血清中含,165,2mgHCO,3,-,离子，计算正常人血清中,HCO,3,-,的质量浓度和物质的量浓度分别为多少,?,解：由,B,=,得正常人血清中,HCO,3,-,质量浓度为：,(HCO,3,-,)=1,652g/L,又,C,B,=,C(HCO,3,-,)=0,027mol/L,答：正常人血清中,HCO,3,-,的质量浓度和物质的量浓度分别为：,1,652g/L,和,0,02,.,例212 正常人每100ml血清中含1652mgHC,24,（二）质量分数,B,与物质的量浓度,C,B,之间的换算,根椐溶液的质量分数的计算公式,B,=,和溶液的物质的量浓度的计算公式,C,B,=,可推导出溶液的质量分数,B,与物质的量浓度,C,B,之间的换算公式为：,C,B,=,或,B,=,其中,是溶液的密度，与质量浓度,B,是有区别的。,.,（二）质量分数B与物质的量浓度CB之间的换算.,25,三、溶液的稀释,稀释就是在一定量的溶液中再加入一定量的溶剂使溶液的体积增大、浓度减少的过程，因此稀释前后溶质的量是没有改变的，即：,稀释前溶质的量,=,稀释后溶质的量,稀释前溶液的浓度,稀释前溶液的体积,=,稀释后溶液的浓度,稀释后溶液的体积,由此可得稀释公式为：,C,B1,V,1,=C,B2,V,2,B1,V,1,=,B2,V,2,B1,V,1,=,B2,V,2,对于浓度为质量分数时时，其稀释公式是：,B1,m,1,=,B2,m,2,这些稀释公式可以统一用一个式子来表示，即,C,B1,V,1,=C,B2,V,2,使用这个稀释公式时，一定要注意：浓度的表示方法要前后一致；体积的单位要前后一致。,.,三、溶液的稀释.,26,例,214,临床上需要 配制,molL,1,乳酸钠（,NaC,3,H,5,O,3,）溶液,600ml,来治疗酸中毒，需要,1molL,1,乳酸钠多少支（每次规格是,20ml,）？,解：已知,C,（,NaC,3,H,5,O,3,）,1,=1molL,1,C,（,NaC,3,H,5,O,3,）,2,=molL,1,；,V,2,=600ml,C,B1,V,1,=C,B2,V,2,C,（,NaC,3,H,5,O,3,）,1,V,1,=C,（,NaC,3,H,5,O,3,）,2,V,2,1 molL,1,V,1,=molL,1,600ml,V,1,=100ml,100/20=5,（支）,答：配制,molL,1,乳酸钠（,NaC,3,H,5,O,3,）溶液,600ml,来治疗酸中毒，需要,1molL,1,乳酸钠,5,支。,.,例214 临床上需要 配制molL1乳酸钠（NaC3H,27,四、溶液的配制,.,四、溶液的配制.,28,第三节溶液的渗透压,一渗透现象和渗透压力,1.,渗透现象,：溶剂分子通过半透膜从纯溶剂进入溶液或从稀溶液进入浓溶液的过程，简称渗透。,.,第三节溶液的渗透压 一渗透现象和渗透压力.,29,半透膜：,只允许某些物质透过，而不允许另外一些物质透过的薄膜。,动物的膀胱膜、细胞膜、人造羊皮纸和火棉胶膜等都是半透膜。细胞膜只允许水、葡萄糖、,CO,2,、,O,2,、氨基酸等小分子物质通过；而不允许蛋白质、核酸、脂类等大分子物质通过。,.,半透膜：只允许某些物质透过，而不允许另外一些物质透过的薄膜。,30,2.,渗透现象的产生,条件：,有半透膜存在；半透膜两侧存在浓度差。,结果：,缩小膜两侧的浓度差,方向：,溶剂,(,水,),分子从纯溶剂向溶液渗透或从稀溶液向浓溶液渗透。,原因：,单位体积内纯溶剂中的溶剂分子数目大于溶液中的溶剂分子数目，在单位时间内，由纯溶剂通过半透膜进入溶液中的溶剂分子比由溶液进入纯溶剂中的溶剂分子多，致使液面升高。,.,2.渗透现象的产生条件：有半透膜存在；半透膜两侧存在浓,31,3.,渗透压力,在一定温度下，将液面高度相等的溶液和纯溶剂用半透膜隔开，恰能阻止渗透发生而在溶液上方所施加的压力称为该温度下该溶液的渗透压。,用符号,表示，,SI,单位为,Pa,。,.,3.渗透压力在一定温度下，将液面高度相等的溶液和纯溶剂用半,32,二渗透压力与浓度、温度的关系,1886,年，荷兰化学家,Vant Hoff,归纳出稀溶液的渗透压力与溶液的热力学温度、浓度成正比。用方程式表示：,：溶液的渗透压力,(Pa),T,：绝对温度,(K),，绝对温度,=,摄氏温度,+273,R,：摩尔气体常数，,R,=8.314 JK,-1,mol,-1,c,B,：物质的量浓度,(molm,-3,),.,二渗透压力与浓度、温度的关系1886年，荷兰化学家Va,33,的重要意义,Vant Hoff,方程表明：,在一定温度下，稀溶液的渗透压仅与溶液的浓度成正比，即,仅与单位体积内溶质的质点数成正比，而与溶质的性质无关；不论溶质微粒是小分子或大分子，只要溶液中溶质粒子的数目相等，则渗透压就相同。,.,的重要意义Vant Hoff方程表明：.,34,例：,将,35.0 g,血红蛋白,(Hb),溶于纯水中，配制成,1.00 L,溶液，在,298 K,时测得溶液的渗透压力为,1.33 kPa,，求,Hb,的相对分子量。,解：,答：,Hb,的相对分子量为,6.5210,4,g/mol,。,.,例：将35.0 g血红蛋白(Hb)溶于纯水中，配制成1.00,35,渗透浓度,c,os,溶液中能产生渗透效应的各种溶质粒子,(,分子或离子,),的总的物质的量的浓度称为渗透浓度。用符号,c,os,表示，常用单位为,mol/L,、,mmol/L,。,对于：,非电解质溶液：,电解质溶液：,.,渗透浓度cos 溶液中能产生渗透效应的各种溶质粒子(分子,36,例,1,：,生理盐水和葡萄糖溶液的质量浓度分别为,9 g/L,和,50 g/L,，计算生理盐水和葡萄糖溶液的渗透浓度各为多少。,解：,NaCl,为强电解质，在溶液中完全解离：,葡萄糖是非电解质，在水中不解离,答：生理盐水和葡萄糖溶液的渗透浓度分别为,0.,308,和,0.,278 mol/L,。,.,例1：生理盐水和葡萄糖溶液的质量浓度分别为9 g/L和50,37,三渗透压在医学上的意义,1.,等渗、低渗和高渗,相同温度下，渗透压相等的两种溶液被称为等渗溶液。渗透压不等的溶液，其中渗透压相对较低的溶液，叫做低渗溶液；渗透压相对较高的溶液叫做高渗溶液。,医学上，溶液的等渗、低渗和高渗通常都是以血浆的渗透压力或渗透浓度为标准来衡量。正常人血浆的渗透浓度约为,280320 mmol/L,，因此临床上规定：,等渗溶液,：,280320 mmol/L,；,低渗溶液,：小于,280 mmol/L,；,高渗溶液,：大于,320 mmol/L,。,.,三渗透压在医学上的意义 1.等渗、低渗和高渗.,38,红细胞在不同浓度的,NaCl,溶液中的形态变化,a.,正常形态,b.,溶血,c.,胞质分离,.,红细胞在不同浓度的NaCl溶液中的形态变化 a.正常形态,39,临床上常用的等渗溶液,生理盐水,(0.154 mol/L,或,9.0 g/L NaCl,溶液,),，渗透浓度为,308 mmol/L,。,0.278 mol/L,或,50 g/L,葡萄糖溶液，渗透浓度为,278 mmol/L(,近似为,280 mmol/L),。,0.149 mol/L,或,12.5 g/L,碳酸氢钠溶液，渗透浓度为,298 mmol/L,。,临床上常用的高渗溶液,0.513 mol/L NaCl,溶液，渗透浓度为,1026 mmol/L,。,0.278 mol/L,葡萄糖氯化钠溶液,(,是生理盐水中含,0.278 mol/L,葡萄糖,),，渗透浓度应为,308+278=586 mmol/L,，其中生理盐水维持渗透压，葡萄糖则供给热量和水。,2.78 mol/L,葡萄糖溶液，渗透浓度为,2780 mmol/L,。,.,临床上常用的等渗溶液.,40,2.,晶体渗透压与胶体渗透压,晶体物质：,人体血液中既含有许多小分子、小离子，如：,Na,+,、,K,+,、,HCO,3,、葡萄糖、氨基酸等，医学上习惯将它们称为晶体物质；,胶体物质：,同时又含有大分子、大离子，如：蛋白质、多醣、脂类等，被称为胶体物质。,.,2.晶体渗透压与胶体渗透压 晶体物质：.,41,晶体渗透压,定义：,由小分子和小离子所产生的渗透压力,特点：,小分子小离子的质量浓度虽低,(7.5 g/L),，但由于它们的摩尔质量小，有的又可解离成离子，单位体积血浆中的质点数多。因此产生的晶体渗透压很高，正常人血浆的总渗透压约为,770 kPa,，其中晶体渗透压约为,766 kPa,。,功能：,主要调节细胞内外水的相对平衡,.,晶体渗透压定义：由小分子和小离子所产生的渗透压力.,42,胶体渗透压,定义：,由大分子和大离子所产生的渗透压力。,特点：,大分子的质量浓度虽高,(70 g/L),，但由于它们的摩尔质量大，单位体积血浆中的质点数少，因此产生的胶体渗透压很低。正常人血浆的胶体渗透压约为,4 kPa,。,功能：,主要调节血管内外水和盐的相对平衡及维持血容量。,.,胶体渗透压定义：由大分子和大离子所产生的渗透压力。.,43,