醫用化學/溶液的組成量度

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溶液的組成量度舊稱溶液的濃度.從1983年7月1日開始貫徹實施國家法定計量單位以後,單獨使用」濃度」一詞已有它特定的含義,它不能再作為一般的概念使用,應改稱為溶液的組成量度。

溶液是由溶質和溶劑組成的,溶液的性質常常與溶液中溶質和溶劑的相對含量有關。給病人輸液或用藥時,必須規定藥液的量度和用量。因為藥液過稀,就不會產生明顯的療效,但藥液過濃反而對人體有害,甚至會危及病員的生命安全。

一、溶液的組成量度表示法

物質的量和質量是國際單位制(SI)規定的基本量中的兩個物理量,質量的SI單位為千克(kg),而質量的量的SI單位是摩爾(符號為mol)。SI規定:「一摩爾任何物質所含的基本單元數與0.012kg12C的原子相等.」已知,0.012kg12C中含有的原子數為阿佛加德羅常數NA約為6.023×1023mol-1.也就是說,一摩爾任何物質均含有NA個基本單元.在使用摩爾時應指明基本單元.它可以是原子、分子、離子、電子或其他粒子、或是這些粒子的特定組合。因此,物質的量和質量完全屬於兩個不同的概念。

溶液的組成量度,表示在一定量溶液或溶劑中所含溶質的量.在醫學界過去根據不同的需要,曾用物質的量濃度、質量摩爾濃度、當量濃度、比例濃度和百分比濃度等表示。現在應使用法定的計量單位,世界衛生組織建議:①凡是已知相對分子質量的物質在人體內的含量,都應當用物質的量濃度單位取代舊單位制所表示的質量濃度單位。②人體體液中有少數物質的相對分子質量還未精確測得,因之不能用物質的量濃度表示其在人體內的含量,可以仍暫用質量濃度表示。③統一用升(L)作為單位的分母,以避免過去用其它作不同分母時的混亂,更不宜使用計量單位的「%」來表示每百毫升(/dl))。

(一)物質的量濃度

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

cB=nB/V

式中nB是溶質B物質的量,其單位是摩爾(mol);V是溶液的體積,單位用升(L)表示。在說明cB時,也應同時指明基本單元。例如,H2SO4的量濃度c(H2SO4)=0.1mol•L-1;c(H+)或[H+]=0.1mol•L-1。又如,c(1/2H2SO4)=0.1mol•L-1等。括號中的符號表示物質的基本單元。

必須注意,凡是說到溶質B的濃度就是專指B的物質的量濃度。

(二)質量摩爾濃度

溶液中某溶質B的物質的量除以溶劑的質量,稱為該溶質的質量摩爾濃度。單位為mol•kg-1,符號為mB

mB=nB/W

式中W為該溶劑的質量,以千克(kg)作單位;nB是溶質B的物質的量,以摩爾作單位。

質量摩爾濃度的優點是不受溫度的影響。對於極稀的水溶液來說,其物質的量濃度與質量摩爾濃度的數值幾乎相等。

(三)百分濃度

百分濃度不是法定的計量單位,應避免使用,但至今在國內外書刊中仍然大量使用百分濃度。現行的百分濃度可有三種表示方法:小數表示法、質量體積表示法與物質的量濃度表示法。

1.當百分濃度表示相同單位相對含量,即為W/W,V/V百分含量時,應用小數表示成相應質量分數和體積分數。

例如,NaCL在水中的質量百分濃度為25%,可改成NaCL在水中的質量分數為0.25或W(NaCL)=0.25.。

又如,乙醇在水中體積百分濃度為75%,或改成乙醇在水中的體積分數為0.75或V(C2H5OH)=0.75.

2.當百分濃度表示的是質量體積(W/V)不同單位的相對含量,且被測物質為未知確切化學結構者或混合物時,應用質量體積濃度表示.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.

3.對於已知結構的物質,如葡萄糖、鉀、鈉等,其相對分子質量或相對原子質量是已知的,這類物質的質量體積百分濃度,應表示為物質的量濃度,即用mol.L-1,mmol.-1,umol.L-1等表示。

二、 溶液的配製

配製某物質的具有一定組成量度的溶液,可由某純物質加入溶劑,或將其溶液稀釋,也可用不同組成量度的溶液相混合。無論用哪一種方法,都應遵守「配製前後溶質的量不變」的原則。主要公式有:

m/M×1000=cBv (1-3)

c1V1=c2V2(1-4)

式中m為溶質的質量;M為溶質的摩爾質量(g.mol-1);cB為溶質的量濃度mol.L-1;V為溶液的體積(mL);c1.c2分別為溶液稀釋前後的組成量度;V1V2為稀釋前後的體積。

例3 配製0.1mol.L-1Na2CO3溶液500mL,應稱取Na2CO3多少克?

解:設稱取Na2CO3為mg,則

m/106×1000=0.1×500

m=5.30(g)

例4 現有在水中的體積分數為0。95的乙醇,若需1L體積分數為0.75的消毒酒精,應如何配製?

解:設所需體積分數為0.95的乙醇為VmL,則

0.95V=0.75×1000

V=789.5(mL)

配製方法是:準確量取體積分數為0.95的乙醇789.5mL,加水稀釋至1000mL,即可製得體積分數為0.75的消毒酒精。

例5 配製0.1mol.L-1CuSO4溶液100ML,需稱取CuSO4.5H2O多少g?

解:設需稱取CuSO4.5H2O為mg,則

m/249.7×1000=0.1×100

m=2.497(g)

即需稱取2.497gCuSO4.5H2O。

例6 某患者需用0.56mol.L-1葡萄糖溶液,現有2.78mol.L-1和0.28mol.L-1葡萄溶液兩種,問要用這兩種溶液各多少毫升或配製0.56mol.L-1溶液500mL?

解:設應取2.78mol.L-1葡萄糖溶液為χmL,則

2.78χ+0.28×(500-χ)=0.56×500

χ=56(mL)

應取0.28mol.L-1葡萄糖溶液為

500-56=444(mL)

32 溶解度 | 溶液的滲透壓 32
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