醫(yī)用化學(xué)-電子教材:第一章 溶 液

 上篇

第一章  溶  液

溶液(solution)是由兩種或多種組分所組成的均勻體系。溶液對于科學(xué)研究、生命現(xiàn)象都具有重要意義。人的體液多是溶液，醫(yī)療用藥也多以溶液的形式或在體液內(nèi)溶解后形成溶液而發(fā)揮其效應(yīng)�？梢娙芤号c醫(yī)學(xué)的聯(lián)系是極其密切的。所以，對于學(xué)習(xí)醫(yī)學(xué)的人來說，了解有關(guān)溶液的物理和化學(xué)性質(zhì)是非常必要的。

本章主要討論有關(guān)溶液的概念、溶液的組成量度及滲透壓。

第一節(jié)  溶液的組成量度

溶液的組成量度舊稱溶液的濃度。

溶液是由溶質(zhì)(solute)和溶劑(solvent)組成的，溶液的性質(zhì)常常與溶液中溶質(zhì)和溶劑的相對含量有關(guān)。給病人輸液或用藥時，必須規(guī)定藥液的量度和用量。藥液過稀，不會產(chǎn)生明顯的療效，藥液過濃對人體有害，甚至?xí)�危及病員的生命安全。

一、溶液的組成量度表示法

物質(zhì)的量和質(zhì)量是國際單位制（SI)規(guī)定的基本量中的兩個物理量，SI規(guī)定：質(zhì)量的單位為千克（kg)，而物質(zhì)的量的單位是摩爾（符號為mol)。 “一摩爾任何物質(zhì)所含有的基本單元數(shù)與0.012kg¹²C的原子數(shù)相等�！币阎�，0.012kg¹²C中含有的原子數(shù)為阿fo加德羅常數(shù)N_A（約6.023×10²³mol^-1)。也就是說，一摩爾任何物質(zhì)均含有N_A個基本單元。在使用摩爾時應(yīng)指明基本單元。它可以是原子、分子、離子、電子或其它粒子、或是這些粒子的特定組合。因此，物質(zhì)的量和質(zhì)量完全屬于兩個不同的概念。

溶液的組成量度，表示在一定量溶液或溶劑中所含溶質(zhì)的量。在醫(yī)學(xué)界過去根據(jù)不同的需要，曾用物質(zhì)的量濃度、質(zhì)量摩爾濃度、當(dāng)量濃度、比例濃度和百分比濃度等表示。現(xiàn)在應(yīng)使用法定計(jì)量單位，世界衛(wèi)生組織建議：① 凡是已知相對分子質(zhì)量的物質(zhì)在人體內(nèi)的含量，都應(yīng)當(dāng)用物質(zhì)的量濃度單位取代舊單位制所表示的質(zhì)量濃度單位。② 人體體液中有少數(shù)物質(zhì)的相對分子質(zhì)量還未精確測得，因而不能用物質(zhì)的量濃度表示其在人體內(nèi)的含量，可以暫用質(zhì)量濃度表示。③ 通常用升（L)作為體積單位。

（一)物質(zhì)的量濃度

溶液中某溶質(zhì)B的物質(zhì)的量濃度，簡稱B的濃度，用符號c_B或[B]表示。它的定義是

c_B =

式中n_B是溶質(zhì)B物質(zhì)的量，其單位是摩爾（mol)；V是溶液的體積，單位用升（L)表示。在說明c_B時，也應(yīng)同時指明基本單元。例如，H₂SO₄的量濃度c(H₂SO₄) = 0.1mol·L^-1；c(H⁺)或[H⁺] = 0.1mol·L^-1。又如，c(H₂SO₄) = 0.1mol·L^-1等。括號中的符號表示物質(zhì)的基本單元。

必須注意，凡是說到溶質(zhì)B的濃度就是專指B的物質(zhì)的量濃度。

（二)質(zhì)量摩爾濃度

溶液中某溶質(zhì)B的物質(zhì)的量除以溶劑的質(zhì)量，稱為該溶質(zhì)的質(zhì)量摩爾濃度。單位為mol·kg^-1，符號為m_B。

m_B =

式中W為該溶劑的質(zhì)量，以千克（kg)作單位；n_B是溶質(zhì)B的物質(zhì)的量。

質(zhì)量摩爾濃度的優(yōu)點(diǎn)是不受溫度的影響。對于極稀的水溶液來說，其物質(zhì)的量濃度與質(zhì)量摩爾濃度的數(shù)值幾乎相等。

（三)質(zhì)量分?jǐn)?shù)和體積分?jǐn)?shù)

百分濃度不是法定計(jì)量單位，應(yīng)避免使用，但至今在國內(nèi)外書刊中仍然大量使用百分濃度。現(xiàn)行的百分濃度可有二種表示方法：小數(shù)表示法、質(zhì)量體積表示法。

1. 質(zhì)量分?jǐn)?shù)和體積分?jǐn)?shù)通常用W/W，V/V表示，應(yīng)用小數(shù)表示成相應(yīng)質(zhì)量分?jǐn)?shù)和體積分?jǐn)?shù)。

例如，HCl在水中的質(zhì)量百分濃度為37%，可改成HCl在水中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.37或w(HCl)=0.37。

又如，乙醇在水中的體積百分濃度為75%，可改成乙醇在水中的體積分?jǐn)?shù)為0.75或φ(C₂H₅OH)=0.75。

2. 當(dāng)百分濃度表示的是質(zhì)量體積（W/V)不同單位的相對含量，且被測物質(zhì)為未知確切化學(xué)結(jié)構(gòu)者或混合物時，應(yīng)用質(zhì)量體積濃度表示。如總蛋白，某些激素百分濃度，可用g·L^-1，mg·L^-1，μg·L^-1，ng·L^-1等表示，如生理鹽水可表示成9g·L^-1（0.9%)NaCl溶液。

二、溶液的配制

配制某物質(zhì)的具有一定組成量度的溶液，可由某純物質(zhì)加入溶劑，或?qū)⑵錆馊芤合♂專�也可用不同組成量度的溶液相混合。無論用哪一種方法，都應(yīng)遵守“配制前后溶質(zhì)的量不變”的原則。

主要公式有：

 ×1000 = c_BV(1-1)

 c₁V₁= c₂V₂ (1-2)

式中m為溶質(zhì)的質(zhì)量（g)；M為溶質(zhì)的摩爾質(zhì)量（g·mol^-1)；c_B為物質(zhì)的量濃度（mol·L^-1)；V為溶液的體積（mL)；c₁、c₂分別為溶液稀釋前后的組成量度；V₁、V₂為稀釋前后的體積。

例1-1 配制0.1mol·L^-1 Na₂CO₃溶液500mL，應(yīng)稱取Na₂CO₃多少克？

解：設(shè)稱取Na₂CO₃為m克，則

  ×1000 = 0.1×500

  m = 5.30(g)

例1-2 現(xiàn)有在水中的體積分?jǐn)?shù)為0.95的乙醇，若需1L體積分?jǐn)?shù)為0.75的消毒酒精，應(yīng)如何配制？

解：設(shè)需體積分?jǐn)?shù)為0.95的乙醇為V mL，則

 0.95V = 0.75×1000

 V = 789.5(mL)

配制方法是：準(zhǔn)確量取體積分?jǐn)?shù)為0.95的乙醇789.5mL，加水稀釋至1000mL，即可制得體積分?jǐn)?shù)為0.75的消毒酒精。

例1-3 配制0.1mol·L^-1CuSO₄溶液100mL，需稱取CuSO₄·5H₂O多少克？

解：設(shè)需稱取CuSO₄·5H₂O為m克，則

 ×1000 = 0.1×100

  m = 2.497(g)

即需稱取2.497g CuSO₄·5H₂O。

例1-4 某患者需用0.56mol·L^-1葡萄糖溶液，現(xiàn)有2.78mol·L^-1和0.28mol·L^-1葡萄糖溶液兩種，問要用這兩種溶液各多少毫升可配制成0.56mol·L^-1葡萄糖溶液500mL。

解：設(shè)應(yīng)取2.78mol·L^-1葡萄糖溶液為x mL，則

2.78x＋0.28×(500－x) = 0.56×500

 x = 56(mL)

應(yīng)取0.28 mol·L^-1葡萄糖溶液為

 500－56 = 444(mL)

第二節(jié)  氣體在液體中的溶解度

氣體的溶解平衡是指在密閉容器中，溶解在液體中的氣體分子與液體上面的氣體分子所保持的平衡。溶解達(dá)平衡時，氣體在液體中的濃度就是氣體的溶解度。通常用1體積的液體中所能溶解氣體的體積來表示。表1-1是一些氣體在水中的溶解度。

表1-1  一些氣體在水中的溶解度

從表1-1中可以明顯地看出，溫度升高，氣體的溶解度減小。也可以看出，不同的氣體在水中的溶解度相差很大，這與氣體及溶劑的本性有關(guān)。H₂、O₂、N₂等氣體在水中的溶解度較小，因?yàn)檫@些氣體在溶解過程中不與水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，稱為物理溶解。而CO₂、HCl、NH₃等氣體在水中的溶解度較大，因?yàn)檫@些氣體在溶解過程中與水發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)，稱為化學(xué)溶解。

氣體在液體中的溶解度，除與氣體的本性、溫度有關(guān)外，壓力對氣體的溶解度的影響也比較大。壓力和分壓的單位是帕（或帕斯卡，符號Pa)，通常用千帕（符號kPa)表示。100kPa相當(dāng)于過去1atm（1大氣壓)，133.32Pa相當(dāng)于1mmHg，作為非國際單位制的atm和mmHg本書不再使用。

一、 分壓定律

混合氣體的總壓力等于各組分氣體分壓力之和。這一定律稱為分壓定律。這種關(guān)系可用數(shù)學(xué)式表示。

p = p₁＋p₂＋p₃＋…

式中，p是混合氣體的總壓力，payment-defi.comp₁，p₂，p₃等是各組分氣體的分壓力。

混合氣體中每一種氣體的分壓力，可由總壓力和該氣體在混合氣體中所占的體積百分?jǐn)?shù)或摩爾分?jǐn)?shù)的乘積來計(jì)算：

p₁ = p·(V₁%)

或  p₁ = p·x₁

式中，p為氣體的總壓力，V₁%為氣體1的體積百分?jǐn)?shù)，x₁為氣體1的摩爾分?jǐn)?shù)。

例1-5 人的肺泡氣總壓力為101.325kPa，37℃時，它的組成用體積百分?jǐn)?shù)表示分別為：O₂為13.4%，CO₂為5.3%，N₂為75%，H₂O（蒸氣)為6.3%，試求各氣體在肺泡中的分壓。

解：p_O2 =101.325kPa×13.4%=13.6kPa

p_CO2 =101.325kPa×5.3% = 5.4kPa

p_N2 =101.325kPa×75% = 76.0kPa

    p_H2O =101.325kPa×6.3% = 6.4kPa

    二、亨利定律

1803年亨利（Henry)從實(shí)驗(yàn)中總結(jié)出一條規(guī)律，其內(nèi)容是：“在一定溫度下，氣體溶解達(dá)到平衡時，氣體在液體中的溶解度和氣相中該氣體的分壓成正比。”這一規(guī)律稱為亨利定律。

 c = Kp （1-3)

式中，c為氣體在液體中的溶解度，一般是指1kg水中溶解氣體的質(zhì)量（克)；p為液面上氣體的平衡分壓；K為常數(shù)，是該氣-液體系的特征常數(shù)。

必須注意，亨利定律只適用于壓力不大（一般為200~300kPa)和溶解度很小的氣體。溫度越高或壓力越低，在稀溶液中應(yīng)用亨利定律能得到較準(zhǔn)確的結(jié)果。另外，亨利定律只適用于不與溶劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的氣體，即溶質(zhì)在氣相和液相中的分子狀態(tài)必須是相同的。

例1-6 在0℃，平衡壓力為300kPa，氧氣的溶解度為0.2085g/1000g水。求在同溫度、平衡壓力為202.6kPa下氧氣的溶解度。

解：由式1-3先求K值：

K = = 0.000695(g/1000g水·kPa)

對于一定氣體和溶劑，在一定溫度下，K是一個常數(shù)，與氣體的壓力無關(guān)。在平衡壓力為202.6kPa時，將K值代入式1-3，則得在水中溶解度為：

c ₂= Kp ₂= 0.000686×202.6 = 0.139(g/1000g水)

亨利定律在醫(yī)學(xué)上有許多應(yīng)用實(shí)例。例如，使用麻醉氣體時，氣體的分壓越大，則它在血液中的溶解度就越大。高壓氧氣艙的壓力為202.6~253.25kPa，比常壓為大，因此溶于病人血液的氧氣就越多。利用亨利定律還可以解釋人在呼吸過程中O₂和CO₂的交換等。

三、氣體吸收系數(shù)

由于氣體的體積比質(zhì)量容易測定，所以氣體的溶解度以溶解氣體的體積表示比較方便。為了表示各種氣體在不同溫度和分壓下的溶解度，規(guī)定將不同狀態(tài)下所溶解氣體的體積，均換算成標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積數(shù)。

氣體吸收系數(shù)（α)是指在一定溫度下，1體積的液體在該氣體分壓為100kPa下所能溶解氣體的體積。氣體體積如果不是標(biāo)準(zhǔn)狀況（0℃，100kPa)，一般要換算為標(biāo)準(zhǔn)狀況。如在20℃和氫氣分壓為100kPa下，1L水能溶解氫氣0.0195L。根據(jù)氣態(tài)方程P₁V₁=P₂V₂可將其換算為標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積：

0.0195L×= 0.0182(L)

0.0182即是在20℃時，100kPa下，氫氣在水中的吸收系數(shù)。

與醫(yī)學(xué)有關(guān)的氣體在水和血漿中的吸收系數(shù)列于表1-2。

從表1-2可以看出，當(dāng)水中含有其他雜質(zhì)時，氣體的溶解度減小，尤其是有鹽類存在時。由于鹽類離子與水分子形成水合離子，這時影響則更大。血漿中含有鹽類和蛋白質(zhì)等，故氣體在血漿中的溶解比在水中要小。

表1-2  37℃時氣體在水和血漿中的吸收系數(shù)

利用表1-2的吸收系數(shù)，根據(jù)肺泡中O₂、CO₂、N₂的分壓，就能算出它們?nèi)芙庠谘獫{中的體積百分?jǐn)?shù)。

已知肺泡氣中p_O2 = 13.6kPa，p_CO2 = 5.3kPa，p_N2 = 76.0kPa。因此，100mL血漿中所溶解的三種氣體的體積百分?jǐn)?shù)為：

  O₂% = 0.0214××100 = 0.291(mL/100mL血漿)

  CO₂% = 0.515××100 = 2.73(mL/100mL血漿)

  N₂% = 0.0118××100 = 0.897(mL/100mL血漿)

第三節(jié)  溶液的滲透壓

滲透作用（osmoticeffect)是自然界的一種普通現(xiàn)象，它對于人體保持正常的生理功能有著十分重要的意義。本節(jié)討論滲透作用的基本原理、滲透壓及其在醫(yī)學(xué)上的意義。

一、滲透現(xiàn)象和滲透壓

在蔗糖濃溶液上小心加入一層清水，水分子即從上層滲入下層，蔗糖分子也由下層滲入上層，直到蔗糖溶液的濃度均勻?yàn)橹埂Ｒ环N物質(zhì)的粒子自發(fā)地分布于另一種物質(zhì)中的現(xiàn)象稱為擴(kuò)散。

如果將蔗糖水溶液與水用半透膜隔開（圖1-1a)，使膜內(nèi)和膜外液面相平，靜置一段時間后，可以看到膜內(nèi)溶液的液面不斷上升（圖1-1b)，說明水分子不斷地透過半透膜進(jìn)入溶液中。溶劑透過半透膜進(jìn)入溶液的自發(fā)過程稱為滲透現(xiàn)象。不同濃度的兩種溶液被半透膜隔開時都有滲透現(xiàn)象發(fā)生。

半透膜是一種只允許某些物質(zhì)透過，而不允許另一些物質(zhì)透過的薄膜。上面實(shí)驗(yàn)中的半透膜只允許水分子透過，而蔗糖分子卻不能透過。細(xì)胞膜、膀胱膜、毛細(xì)血管壁等生物膜都具有半透膜的性質(zhì)。人工制造的火棉膠膜、玻璃紙等也具有半透膜的性質(zhì)。

 υ_入>>υ_出 υ_入>υ_出υ_入=υ_出

a、滲透開始 b、滲透進(jìn)行 c、滲透平衡

圖1-1  滲透過程的示意圖

上述滲透現(xiàn)象產(chǎn)生的原因是蔗糖分子不能透過半透膜，而水分子卻可以自由通過半透膜。由于膜兩側(cè)單位體積內(nèi)水分子數(shù)目不等，水分子在單位時間內(nèi)從純水（或稀溶液)進(jìn)入蔗糖溶液的數(shù)目要比蔗糖溶液中水分子在同一時間內(nèi)進(jìn)入純水（或稀溶液)的數(shù)目多，因而產(chǎn)生了滲透現(xiàn)象。滲透現(xiàn)象的產(chǎn)生必須具備兩個條件：一是有半透膜存在，二是半透膜兩側(cè)必須是兩種不同濃度的溶液。

圖1-1是滲透過程的示意圖，圖中υ_入表示水分子進(jìn)入半透膜內(nèi)的速度，υ_出表示膜內(nèi)水分子透出到膜外的速度。a表示滲透剛開始，b表示滲透不斷進(jìn)行，管內(nèi)液面不斷上升。但是液面的上升不是無止境的，而是達(dá)到某一高度時不再上升（圖1-1c)，此時，υ_入=υ_出，滲透達(dá)到平衡狀態(tài)即滲透平衡。阻止純?nèi)軇┫蛉芤褐袧B透，在溶液液面上所需施加的壓力為該溶液的滲透壓（osmoticpressure)。

如果被半透膜隔開的是兩種不同濃度的溶液，這時液柱產(chǎn)生的靜液壓，既不是濃溶液的滲透壓，也不是稀溶液的滲透壓，而是這兩種溶液滲透壓之差。

滲透壓的單位用Pa或kPa表示。

滲透壓是溶液的一個重要性質(zhì)，凡是溶液都有滲透壓。滲透壓的大小與溶液的濃度和溫度有關(guān)。

二、滲透壓與濃度、溫度的關(guān)系

1886年范特荷甫（van't Hoff)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出一條規(guī)律：對稀溶液來說，滲透壓與溶液的濃度和溫度成正比，它的比例常數(shù)就是氣體狀態(tài)方程式中的常數(shù)R。這條規(guī)律稱為范特荷甫定律。用方程式表示如下：

πV = nRT

或  π= cRT（1-4)

式中π為稀溶液的滲透壓，V為溶液的體積，c為溶液的濃度，R為氣體常數(shù)，n為溶質(zhì)的物質(zhì)的量，T為絕對溫度。

式1-4稱為范特荷甫公式，也叫滲透壓公式。常數(shù)R的數(shù)值與π和V的單位有關(guān)，當(dāng)π的單位為kPa，V的單位為升（L)時，R值為8.31kPa·L·K^-1·mol^-1。

范特荷甫公式表示，在一定溫度下，溶液的滲透壓與單位體積溶液中所含溶質(zhì)的粒子數(shù)（分子數(shù)或離子數(shù))成正比，而與溶質(zhì)的本性無關(guān)。

對于相同c_B的非電解質(zhì)溶液，在一定溫度下，因?yàn)閱挝惑w積溶液中所含溶質(zhì)的粒子數(shù)目相等，所以滲透壓是相同的。如0.3mol·L^-1葡萄糖溶液與0.3mol·L^-1蔗糖溶液的滲透壓相同。但是，相同c_B的電解質(zhì)溶液和非電解質(zhì)溶液的滲透壓則不相同。例如，0.3mol·L^-1 NaCl溶液的滲透壓約為0.3mol·L^-1葡萄糖溶液滲透壓的2倍。這是由于在NaCl溶液中，每個NaCl粒子可以離解成1個Na⁺和1個Cl^-。而葡萄糖溶液是非電解質(zhì)溶液，所以0.3mol·L^-1NaCl溶液的滲透壓約為0.3mol·L^-1葡萄糖溶液的2倍。

由此可見，滲透壓公式中，對電解質(zhì)溶液來說，濃度c_B（或m_B)是溶液中能產(chǎn)生滲透效應(yīng)的溶質(zhì)分子與離子總物質(zhì)的量濃度，稱為滲透濃度。

通過測定溶液的滲透壓，可以計(jì)算溶質(zhì)的相對分子質(zhì)量。如果溶質(zhì)的質(zhì)量為m，摩爾質(zhì)量為M，實(shí)驗(yàn)測得溶液的滲透壓為π，則該溶質(zhì)的相對分子質(zhì)量（數(shù)值等于摩爾質(zhì)量)可通過下式求得：

 M = （1-5)

式1-5主要用于測定高分子（蛋白質(zhì)等)的相對分子質(zhì)量。

滲透壓公式在醫(yī)療工作中有其現(xiàn)實(shí)意義。人體血液的滲透壓在正常體溫（37℃)時約為769.9kPa。要配制與血液滲透壓相等的溶液，即可由滲透壓公式計(jì)算出溶液的濃度。

三、滲透壓在醫(yī)學(xué)上的意義

  （一)等滲、低滲、高滲溶液

滲透壓相等的兩種溶液稱為等滲溶液。滲透壓不同的兩種溶液，把滲透壓相對高的溶液叫做高滲溶液，把滲透壓相對低的溶液叫做低滲溶液。對同一類型的溶質(zhì)來說，濃溶液的滲透壓比較大，稀溶液的滲透壓比較小。因此，在發(fā)生滲透作用時，水會從低滲溶液（即稀溶液)進(jìn)入高滲溶液（即濃溶液執(zhí)業(yè)獸醫(yī))，直至兩溶液的滲透壓達(dá)到平衡為止。

在醫(yī)療實(shí)踐中，溶液的等滲、低滲或高滲是以血漿總滲透壓為標(biāo)準(zhǔn)。即溶液的滲透壓與血漿總滲透壓相等的溶液為等滲溶液。溶液的滲透壓低于血漿總滲透壓的溶液為低滲溶液。溶液的滲透壓高于血漿總滲透壓的溶液為高滲溶液。

給傷病員進(jìn)行大量補(bǔ)液時，常用與血漿等滲的0.154mol·L^-1 NaCl溶液（生理鹽水)，而不能用0.256mol·L^-1 NaCl的高滲溶液或0.068mol·L^-1 NaCl的低滲溶液。這是與血漿滲透壓有關(guān)的問題。下面討論紅細(xì)胞分別在這三種NaCl溶液中所產(chǎn)生的現(xiàn)象。

將紅細(xì)胞放到0.068mol·L^-1 NaCl溶液中，在顯微鏡下可以看到紅細(xì)胞逐漸膨脹，最后破裂，醫(yī)學(xué)上稱這種現(xiàn)象為溶血。這是因?yàn)榧t細(xì)胞內(nèi)液的滲透壓大于0.068mol·L^-1 NaCl溶液的滲透壓，因此，水分子就要向紅細(xì)胞內(nèi)滲透，使紅細(xì)胞膨脹，以致破裂。如將紅細(xì)胞放到0.256mol·L^-1 NaCl溶液中，在顯微鏡下可以看到紅細(xì)胞逐漸皺縮，這種現(xiàn)象稱為胞漿分離。因?yàn)檫@時紅細(xì)胞內(nèi)液的滲透壓小于0.256mol·L^-1NaCl溶液的滲透壓，因此，水分子由紅細(xì)胞內(nèi)向外滲透，使紅細(xì)胞皺縮。如將紅細(xì)胞放到生理鹽水中，在顯微鏡下看到的紅細(xì)胞維持原狀。這是因?yàn)榧t細(xì)胞內(nèi)液與生理鹽水滲透壓相等，細(xì)胞內(nèi)外達(dá)到滲透平衡的緣故。圖1-2為紅細(xì)胞在不同濃度NaCl溶液中的形態(tài)圖。

a．紅細(xì)胞置于0.256mol·L^-1  b. 紅細(xì)胞置于 0.154mol·L^-1     c. 紅細(xì)胞置于0.068mol·L^-1

    氯化鈉溶液中逐漸皺縮 氯化鈉溶液中保持原來形狀  氯化鈉溶液中逐脹，最后破裂

圖1-2  紅細(xì)胞在不同濃度NaCl溶液中的形態(tài)示意圖

在醫(yī)療工作中，不僅大量補(bǔ)液時要注意溶液的滲透壓，就是小劑量注射時，也要考慮注射液的滲透壓。但臨床上也有用高滲溶液的，如滲透壓比血漿高10倍的2.78mol·L^-1葡萄糖溶液。因?qū)�急需增加血液中葡萄糖的患者，如用等滲溶液，注射液體積太大，所需注射時間太長，反而不易收效。需要注意，用高滲溶液作靜脈注射，用量不能太大，注射速度不可太快，否則易造成局部高滲引起紅細(xì)胞皺縮。當(dāng)高滲溶液緩緩注入體內(nèi)時，可被大量體液稀釋成等滲溶液。對于劑量較小的濃度較稀的溶液，大多是將劑量較小的藥物溶于水中，并添加氯化鈉、葡萄糖等調(diào)制成等滲溶液，亦可直接將藥物溶于生理鹽水或0.278mol·L^-1葡萄糖溶液中使用，以免引起紅細(xì)胞破裂。

（二)滲透濃度

人的體液中既有非電解質(zhì)（如葡萄糖等)，也有電解質(zhì)（如NaCl，CaCl₂，NaHCO₃等鹽類)。為了表示體液總的滲透壓大小，醫(yī)學(xué)上常用滲透濃度來比較，用Cos表示。這種濃度是溶液中能產(chǎn)生滲透作用的溶質(zhì)的粒子（分子和離子)的總物質(zhì)的量濃度。單位通常用mmol·L^-1表示。

例1-7 分別計(jì)算0.278mol·L^-1葡萄糖溶液和生理鹽水（0.154mol·L^-1 NaCl)的滲透濃度。

解：0.278mol·L^-1葡萄糖溶液的滲透濃度為：

 0.278×1000 = 278 ≈ 280(mmol·L^-1)

生理鹽水的滲透濃度為：

 0.154×2×1000 = 308(mmol·L^-1)

由于在一定溫度下，溶液的滲透壓與溶液的滲透濃度成正比，因此，常用它來衡量或比較溶液滲透壓的大小。表1-3為正常人血漿中各種離子的滲透濃度。

表1-3  正常人血漿中各種離子的滲透濃度

從表1-3可以看出，正常人血漿中各種離子的總濃度為151.0＋139.5 =290.5mmol·L^-1（血漿中非電解質(zhì)如葡萄糖、尿素等含量較少，僅相當(dāng)于5mmol·L^-1左右)。臨床上規(guī)定血漿總滲透濃度正常范圍是280~320mmol·L^-1。如果溶液的滲透濃度處于這個范圍以內(nèi)，則為血漿的等滲溶液；小于此范圍的溶液為低滲溶液；大于此范圍的溶液則為高滲溶液。由例1-7計(jì)算結(jié)果說明生理鹽水為血漿的等滲溶液，0.278mol·L^-1葡萄糖溶液的Cos為278mmol·L^-1，接近于280 mmol·L^-1，所以這也是血漿的等滲溶液。

臨床上常用的等滲溶液有：

   ① 生理鹽水（0.154mol·L^-1 NaCl溶液)，滲透濃度為308 mmol·L^-1。

  ②.0.278mol·L^-1葡萄糖溶液，滲透濃度為278 mmol·L^-1（近似于280 mmol·L^-1)。

  ③ 0.149mol·L^-1碳酸氫鈉溶液，滲透濃度為298 mmol·L^-1。

臨床上常用的高滲溶液有：

  ①. 0.513mol·L^-1 NaCl溶液，滲透濃度為1026 mmol·L^-1。

  ②. 0.278mol·L^-1葡萄糖氯化鈉溶液（是生理鹽水中含0.278mol·L^-1葡萄糖)，滲透濃度應(yīng)為

  308＋278 = 586mmol·L^-1，其中生理鹽水維持滲透壓，葡萄糖則供給熱量和水。

  ③. 2.78mol·L^-1葡萄糖溶液，滲透濃度為2780 mmol·L^-1。

  （三)晶體滲透壓和膠體滲透壓

血漿中含有低分子的晶體物質(zhì)（如氯化鈉、葡萄糖和碳酸氫鈉等)和高分子的膠體物質(zhì)（如蛋白質(zhì))。血漿的滲透壓是這兩類物質(zhì)所產(chǎn)生滲透壓的總和。其中由低分子晶體物質(zhì)產(chǎn)生的滲透壓叫做晶體滲透壓；由高分子膠體物質(zhì)產(chǎn)生的滲透壓叫做膠體滲透壓。血漿中低分子晶體物質(zhì)的含量約為0.7%，高分子膠體物質(zhì)的含量約為7%。雖然高分子膠體物質(zhì)的百分含量高，它們的相對分子質(zhì)量卻很大，因此，它們的粒子數(shù)很少。低分子晶體物質(zhì)在血漿中含量雖然很低，但由于相對分子質(zhì)量很小，多數(shù)又可離解成離子，因此粒子數(shù)較多。所以，血漿總滲透壓絕大部分是由低分子的晶體物質(zhì)產(chǎn)生的。在37℃時，血漿總滲透壓約為769.9kPa，其中膠體滲透壓僅為2.9~4.0kPa。

人體內(nèi)半透膜的通透性不同，晶體滲透壓和膠體滲透壓在維持體內(nèi)水鹽平衡功能上也不相同。膠體滲透壓雖然很小，但維持著血管內(nèi)外水的相對平衡，在體內(nèi)起著重要的調(diào)節(jié)作用。

細(xì)胞膜是體內(nèi)的一種半透膜，它將細(xì)胞內(nèi)液和細(xì)胞外液隔開，并只讓水分子自由透過膜內(nèi)外，而K⁺、Na⁺則不易自由通過。因此，水在細(xì)胞內(nèi)外的流通，就要受到鹽所產(chǎn)生的晶體滲透壓的影響。晶體滲透壓對維持細(xì)胞內(nèi)外水分的相對平衡起著重要作用。臨床上常用晶體物質(zhì)的溶液來糾正某些疾病所引起的水鹽失調(diào)。例如，人體由于某種原因而缺水時，細(xì)胞外液中鹽的濃度將相對升高，晶體滲透壓增大，使細(xì)胞內(nèi)液的水分通過細(xì)胞膜向細(xì)胞外液滲透，造成細(xì)胞內(nèi)液失水。如果大量飲水或者輸入過多的葡萄糖溶液，則使細(xì)胞外液鹽濃度降低，晶體滲透壓減小，細(xì)胞外液中的水分向細(xì)胞內(nèi)液中滲透，嚴(yán)重時可產(chǎn)生水中毒。高溫作業(yè)者之所以飲用鹽汽水，就是為了保持細(xì)胞外液晶體滲透壓的恒定。

   毛細(xì)血管壁也是體內(nèi)的一種半透膜，它與細(xì)胞膜不同，它間隔著血漿和組織間液，可以讓低分子如水、葡萄糖、尿素、氨基酸及各種離子自由透過，而不允許高分子蛋白質(zhì)通過。所以，晶體滲透壓對維持血液與組織間液之間的水鹽平衡不起作用。如果由于某種原因造成血漿中蛋白質(zhì)減少時，血漿的膠體滲透壓就會降低，血漿中的水就通過毛細(xì)血管壁進(jìn)入組織間液，致使血容量降低而組織間液增多，這是形成水腫的原因之一。臨床上對大面積燒傷，或者由于失血而造成血容量降低的患者進(jìn)行補(bǔ)液時，除補(bǔ)以生理鹽水外，同時還需要輸入血漿或右旋糖酐等代血漿，以恢復(fù)血漿的膠體滲透壓和增加血容量。

習(xí) 題

1. 溫度、壓力如何影響氣體在水中的溶解度？

2. 何謂亨利定律？何謂氣體吸收系數(shù)？

3. 亨利定律適應(yīng)的范圍是什么？

4. 20℃，10.00mL飽和NaCl溶液的質(zhì)量為12.003g，將其蒸干后，得到NaCl 3.173g。求：

 （1)質(zhì)量摩爾濃度；（2)物質(zhì)的量濃度。

5. 將8.4g NaHCO₃溶于水配成1000mL溶液，計(jì)算該物質(zhì)的量濃度。

6. 欲配制10.5mol·L^-1 H₂SO₄500mL，需質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.98的H₂SO₄（密度為1.84)多少毫升？

7. 某病人需要補(bǔ)充鈉（Na⁺)5g，應(yīng)補(bǔ)給生理鹽水（0.154mol·L^-1)多少毫升？

8. 下列溶液是實(shí)驗(yàn)室常備溶液，試計(jì)算它們的物質(zhì)的量濃度。

（1)濃鹽酸（HCl)相對密度1.19，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.38。

（2)濃硝酸（HNO₃)相對密度1.42，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.71。

（3)濃硫酸（H₂SO₄)相對密度1.42，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.98。

（4)濃氨水（NH₃)相對密度0.89，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.30。

9. 配制消毒用體積分?jǐn)?shù)為0.75的酒精2500mL，需市售體積分?jǐn)?shù)為0.95的酒精多少毫升？

10. 配制0.278mol·L^-1葡萄糖溶液3500mL，需2.78mol·L^-1葡萄糖溶液多少毫升？

11. 配制0.556mol·L^-1葡萄糖溶液1500mL，需2.78mol·L^-1和0.278mol·L^-1葡萄糖溶液各多少毫升？

12. 10℃，O₂的分壓為101.3kPa時，1L水中溶有O₂為0.0523L，求O₂的吸收系數(shù)。

13. 何謂滲透現(xiàn)象？何謂滲透壓？產(chǎn)生滲透現(xiàn)象的條件是什么？

14. 什么叫等滲、低滲和高滲溶液？當(dāng)在0.342mol·L^-1，0.154mol·L^-1；0.0342mol·L^-1 NaCl溶液中分別加入少量血液時，各有什么現(xiàn)象發(fā)生？為什么？

15. 什么叫晶體滲透壓？什么叫膠體滲透壓？它們的生理作用有何不同？

16. 判斷下列各對溶液滲透壓的高低，并指出水的滲透方向。（假定有理想半透膜隔開。所謂理想半透膜，就是只允許溶劑分子透過，而溶質(zhì)分子或離子不能透過的膜)。

（1)0. 0278mol·L^-1葡萄糖（C₆H₁₂O₆)溶液與 0.0146mol·L^-1蔗糖（C₁₂H₂₂O₁₁)溶液。

（2)正常血漿與0.167mol·L^-1乳酸鈉（C₃H₅O₂Na)溶液。

（3)0.5mol·L^-1CaCl₂溶液與0.5mol·L^-1尿素（非電解質(zhì))溶液。

（4)100mL 0.278mol·L^-1葡萄糖溶液中加入0.9g NaCl的混合液與0.292mol·L^-1蔗糖溶液。

17. 若將兩種或兩種以上的等滲溶液按任意比例混合，所得混合液是否等滲溶液？

18. 100mL水溶液中含有2g白蛋白（相對分子質(zhì)量為69000)，試計(jì)算這個蛋白質(zhì)溶液在25℃時的滲透壓。

19. 在1L水溶液中，含有某種非電解質(zhì)0.3g，30℃時，該溶液的滲透壓為10.8kPa，計(jì)算這種非電解質(zhì)的相對分子質(zhì)量。