1、溶液的滲透壓,臨床上輸液常用液體,0.9%(即9g/l)nacl溶液 （生理鹽水）,5%(即50g/l) 葡萄糖溶液,知識(shí)目標(biāo)： 1、掌握滲透現(xiàn)象發(fā)生的條件、滲透方向 (重點(diǎn)) ； 2、理解滲透壓與滲透濃度的關(guān)系 (難點(diǎn)) ； 3、知道滲透壓在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用 。,教學(xué)目標(biāo),情感目標(biāo)： 激發(fā)學(xué)習(xí)化學(xué)興趣，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的職業(yè)態(tài)度。,能力目標(biāo)： 培養(yǎng)觀察現(xiàn)象和分析問題能力、化學(xué)計(jì)算能力。,半透膜,半透膜：是一種只允許較小的溶劑分子（h2o分子）通過,而不允許溶質(zhì)分子通過的薄膜。,例如：細(xì)胞膜、膀胱膜、腸衣、雞蛋衣、毛細(xì)血管壁等。,滲透現(xiàn)象,純水,純水,滲透現(xiàn)象,半透膜,滲透現(xiàn)象,由于半透膜兩側(cè)溶質(zhì)粒子

2、濃度的差異，溶劑分子自發(fā)地通過半透膜由純?nèi)軇┻M(jìn)入溶液（或由稀溶液進(jìn)入濃溶液）的現(xiàn)象，稱為滲透現(xiàn)象，簡稱滲透。,純水,純水,半透膜,蔗糖溶液,為阻止?jié)B透現(xiàn)象的發(fā)生，在溶液液面上方施加一額外的壓力，這一壓力就是溶液所具有的滲透壓。單位為帕(pa)或千帕(kpa)，不同濃度溶液的滲透壓大小不同。,滲透壓,有半透膜存在 半透膜兩側(cè)溶液有濃度差,滲透條件,滲透壓定律：稀溶液的滲透壓大小與單位體積溶液中溶質(zhì)粒子的數(shù)目（分子或離子）及絕對(duì)溫度 成正比，而與溶質(zhì)的性質(zhì)無關(guān)。,溶液中起滲透作用的粒子總濃度稱為滲透濃度(cos), 常用單位是m mol/l。,滲透壓與滲透濃度的關(guān)系,用溶液滲透濃度的高低來衡量溶液

3、滲透壓的大?。?非電解質(zhì)溶液：其滲透濃度等于溶液的物質(zhì)的量濃度 。 強(qiáng)電解質(zhì)溶液：其滲透濃度等于溶液中離子的總物質(zhì)的量濃度。,滲透壓與滲透濃度的關(guān)系,2、滲透壓與溶液濃度和溫度的關(guān)系,范特荷甫（vant hoff, 荷蘭） 非電解質(zhì)稀溶液的滲透壓與濃度、溫度的關(guān)系,v = n rt,式中 溶液的滲透壓（kpa） v 溶液的體積（l） n 溶液中溶質(zhì)的物質(zhì)的量(mol) r 氣體常數(shù)（8. 31 kpalk-1mol-1） t 熱力學(xué)溫度（t/k= t/c +273.15） cb 物質(zhì)的量濃度（mol l-1）, = cb rt,醫(yī)學(xué)上把稀溶液中能產(chǎn)生滲透效應(yīng)的各種溶質(zhì)質(zhì)點(diǎn)（分子和離子）的總濃度

4、稱為滲透濃度，用cos表示,其常用單位為mmoll-1 。,當(dāng)cb一定時(shí)，非電解質(zhì)稀溶液的滲透壓 與溫度t 成正比,與t的關(guān)系,當(dāng)t 一定時(shí)，非電解質(zhì)稀溶液的滲透壓與溶液的物質(zhì)的量濃度cb成正比，而與溶質(zhì)的種類、性質(zhì)、大小無關(guān)。,例1：比較相同溫度下0.1mol/l nacl溶液與 0.1mol/l葡萄糖溶液滲透壓的大小。,cos(nacl)= c (na ) + c (cl )= 0.2mol/l=200mmol/l,葡糖糖為非電解質(zhì)，在溶液中以分子形式存在,cos(葡萄糖)=c (葡萄糖) = 0.1mol/l=100mmol/l, 0.1mol/lnacl溶液cos 0.1mol/l葡萄

5、糖溶液cos,解：,滲透壓與滲透濃度的關(guān)系,低滲溶液、等滲溶液和高滲溶液,正常人體血漿的滲透濃度 (280320mmol/l),等滲溶液,高滲溶液,低滲溶液,例題2,計(jì)算 9g/l nacl溶液及50g/l葡萄糖溶液的滲透濃 度，并判斷這兩種溶液是等滲、低滲還是高滲溶液？,知識(shí)回顧,1、醫(yī)學(xué)上溶液濃度常用的表示方法： nb 物質(zhì)的量濃度c b = （mol/l或mmol/l） v mb 質(zhì)量濃度 b = （g/l） v b 2、 c b 和 b的關(guān)系 c b= mb,例題2, (nacl) 9g/l c (nacl)=0.154mol/l m (nacl) 58.5g/mol,cos(nacl

6、)=c (na ) + c (cl ) =0.154mol/l+ 0.154mol/l =0.308mol/l=308mmol/l, 9g/l nacl溶液是等滲溶液,又 nacl = na cl ,計(jì)算 9g/l nacl溶液及50g/l葡萄糖溶液的滲透濃 度，并判斷這兩種溶液是等滲、低滲還是高滲溶液？,解：, (葡萄糖) 50g/l c (葡萄糖)=0.278mol/l m (葡萄糖) 180g/mol,cos(葡萄糖)=c (葡萄糖) =0.278mol/l=278mmol/l,(接近280mmol/l), 50g/l葡萄糖溶液是等滲溶液,又葡糖糖為非電解質(zhì)，在溶液中以分子形式存在,計(jì)算

7、 9g/l nacl溶液及50g/l葡萄糖溶液的滲透濃 度，并判斷這兩種溶液是等滲、低滲還是高滲溶液？,解：,例題2,紅細(xì)胞在等滲、低滲、高滲溶液中形態(tài)變化,等滲溶液,低滲溶液,高滲溶液,（正常形態(tài)）,（脹大溶血）,（皺縮胞漿分離血栓）,讓我好好想一想,臨床上常用的等滲溶液有： 0.154mol / l (9g /l即0.9%)nacl溶液（生理鹽水） 0.278mol /l (50g /l即5%)葡萄糖溶液 0.149mol / l (12.5g /l)nahco3溶液 0.167mol / l (18.7g /l)乳酸鈉溶液,特殊情況,滲透壓在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用,臨床上常用的高滲溶液有： 2.7

8、8mol /l (500g /l即50%)葡萄糖溶液 0.60mol /l (50g /l) nahco3溶液 0.278mol/l葡萄糖氯化鈉溶液 用高滲溶液作靜脈注射時(shí)，用量不能太大，注射速度要緩慢，以免造成局部高滲引起紅細(xì)胞皺縮。,課堂反饋,1、滲透現(xiàn)象發(fā)生的條件是： _； _。,有半透膜存在,半透膜兩側(cè)溶質(zhì)粒子的濃度不同,滲透濃度不同,（ ）2、物質(zhì)的量濃度相等的兩種溶液，其滲透壓 相同。,cos的計(jì)算：鹽類(強(qiáng)電解質(zhì)): cos=各離子濃度之和； 糖類(非電解質(zhì)): cos= cb 。,4、下列溶液中，能使紅細(xì)胞發(fā)生皺縮的是（） 。 b、9 gl nacl c、50 gl 葡萄糖 d

9、、5 gl 葡萄糖,課堂反饋,高滲溶液,a,a、15 gl nacl,(等滲),(等滲),b,3、臨床上給病人大量輸入液體時(shí)，應(yīng)輸入（ ）。 a、高滲溶液 c、低滲溶液 d、都可以,b、等滲溶液,海水淡化原理(反滲透）,海水淡化，目前已成為一些海島、遠(yuǎn)洋客輪、某些缺少飲用淡水的國家獲得淡水的主要方法。,碟管式反滲透移動(dòng)應(yīng)急供水 系統(tǒng)飲用水應(yīng)急救援車,安吉爾反(逆)滲透純水機(jī),晶體滲透壓(766kpa) (由晶體物質(zhì)產(chǎn)生),晶體滲透壓和膠體滲透壓,生物體液的滲透壓(769.8kpa),nacl kcl hco3- hpo42- h2po4- 葡萄糖 氨基酸等 小分子和小離子 (1l血漿含7.5g

10、),膠體滲透壓(3.8kpa) (由膠體物質(zhì)產(chǎn)生),蛋白質(zhì) 核酸等 大分子和大離子 膠體物質(zhì) (1l血漿含70g),知識(shí)拓展,無機(jī)鹽、小分子 等 晶體物質(zhì) 體液 蛋白質(zhì)、多糖 等 膠體物質(zhì) 晶體滲透壓:766kpa 99.5% 體液滲透壓 膠體滲透壓:3.8kpa 0.5%,水分子,晶體物質(zhì)、膠體物質(zhì),晶體的滲透壓維持細(xì)胞膜內(nèi)外鹽水平衡,細(xì)胞外液,細(xì)胞內(nèi)液,血漿,組織間液,水和晶體物質(zhì),膠體物質(zhì),自由通過,維持毛細(xì)血管內(nèi)外鹽水平衡和血容量,小結(jié): 等滲、低滲和高滲溶液的判斷標(biāo)準(zhǔn): 280320 mmoll-1 臨床上給病人大量補(bǔ)液時(shí)應(yīng)用等滲溶液; 必要時(shí)可用高滲溶液。 晶體滲透壓是維持細(xì)胞內(nèi)外

11、鹽水平衡的主要因素。 膠體滲透壓是維持毛細(xì)血管內(nèi)外鹽水平衡的主要因素 血漿中蛋白質(zhì)濃度減少可導(dǎo)致水腫。,3、4 膠體,1、定義：,分散質(zhì)粒子直徑介于1100nm( 10-910-7m)之間的分散系。,注：膠體的分散質(zhì)又稱膠粒。,常見膠體：fe(oh)3膠體、agi膠體、淀粉膠體（溶液）、蛋白質(zhì)膠體（溶液）。,生活中：牛奶、豆?jié){、土壤、有色玻璃、云霧煙、塵土,分散系,膠 體,濁 液,溶 液,懸濁液,乳濁液,丁達(dá)爾效應(yīng)是區(qū)分膠體與溶液的一種常用物理方法。,3.4.2 膠體的基本性質(zhì),（1）丁達(dá)爾效應(yīng)：當(dāng)可見光束通過膠體時(shí)，在入射光側(cè)面可觀察到明亮的“通路”，這種現(xiàn)象叫做丁達(dá)爾效應(yīng)。 由于膠體粒子對(duì)

12、光線散射而形成的光亮的通路。,把盛有cuso4溶液和fe(oh)3膠體的燒杯置于暗處,分別用激光筆(或手電筒)照射燒杯中的液體，在與光束垂直的方向進(jìn)行觀察。,cuso4溶液,fe(oh)3膠體,無光亮的“通路”,有光亮的“通路”,懸浮在水中的小顆粒做不停地、無秩序地運(yùn)動(dòng)，這種現(xiàn)象叫做布朗運(yùn)動(dòng)。,(2)布朗運(yùn)動(dòng),膠體粒子由于做布朗運(yùn)動(dòng)而使它們不容易聚集成質(zhì)量較大的顆粒而沉降下來。這是膠體相對(duì)穩(wěn)定的因素之一。,其實(shí)最主要的因素是因?yàn)槟z體粒子可以通過吸附而帶有電荷。同種膠體粒子的電性相同，它們之間相互排斥阻礙膠體粒子變大，使它們不易聚沉。,思考：如何分離膠體和溶液？,（半透膜：只能容許某些分子或離子

13、通過的薄膜）,一定時(shí)間之后， 燒杯中能夠檢測出的是： 檢測不出的是：,盛有淀粉膠體和食鹽溶液的半透膜浸在蒸餾水中,氯化鈉,淀粉,(1)定義：利用半透膜把膠體中混有的離子或分子從膠體溶液里分離出來的操作，叫做滲析。,(2)原理：膠體微粒不能透過半透膜，而溶液中的分子和離子能透過半透膜。,(3)應(yīng)用：分離和提純膠體,4、滲析,應(yīng)用實(shí)例：豆?jié){里加鹽鹵(mgcl26h2o)或石膏(caso42h2o)溶液使之凝聚成豆腐，三角洲的形成,3.沉降與沉降平衡 膠體的聚沉,（1）定義：使膠體粒子聚集成為較大的顆粒，從而形成沉淀從分散劑里析出的過程叫做聚沉。,加入少量電解質(zhì),（2）聚沉的方法,由于電解質(zhì)可以電離

14、出陰陽離子，可以中和膠體粒子所帶的電荷，使粒子聚集成大顆粒而沉淀下來。電解質(zhì)所帶的電荷越多則使膠體聚沉效果越好。,應(yīng)用實(shí)例：用明礬等凈水，不同品牌 顏色的鋼筆水不能混合使用。,應(yīng)用實(shí)例：淀粉溶液加熱后凝聚成了漿糊凝膠,加入帶相反電荷膠粒的膠體,加熱,加熱可以使膠體粒子運(yùn)動(dòng)加快，聚合成大顆粒而 凝聚成沉淀。,將兩種帶相反電荷的膠體混合，它們的電荷互相抵消使彼此都不帶電，從而 聚集成大顆粒而沉淀。,在電場作用下膠體有何變化？,現(xiàn)象：陰極附近的顏色逐漸變深，陽極附近的顏色逐漸變淺。,(3)電泳,原因：膠體粒子帶電荷，當(dāng)膠粒帶正電荷時(shí)向陰極運(yùn)動(dòng)，當(dāng)膠粒帶負(fù)電荷時(shí)向陽極運(yùn)動(dòng)。,在外加電場的作用下，膠體粒

15、子在分散劑里向電極做定向移動(dòng)的現(xiàn)象。,帶正電荷：金屬氧化物、金屬氫氧化物。 如：fe(oh)3 膠體， al(oh)3膠體 帶負(fù)電荷：非金屬氧化物、金屬硫化物 如：硅酸膠體，硫化砷膠體,3.4.3 膠團(tuán)的結(jié)構(gòu)及溶膠的穩(wěn)定性,2、溶膠的穩(wěn)定性,溶膠具有一定的穩(wěn)定性，其原因如下： （1）brown 運(yùn)動(dòng)：溶膠的膠粒的直徑很小，brown 運(yùn)動(dòng)劇烈，能克服重力引起的沉降作用。 （2）膠粒帶電：同一種溶膠的膠粒帶有相同電荷，當(dāng)彼此接近時(shí)，由于靜電作用相互排斥而分開。膠粒荷電量越多，膠粒之間靜電斥力就越大，溶膠就越穩(wěn)定。膠粒帶電是大多數(shù)溶膠能穩(wěn)定存在的主要原因。,溶膠的穩(wěn)定性,（3）溶劑化作用：溶膠的吸

16、附層和擴(kuò)散層的離子都是水化的（如為非水溶劑，則是溶劑化的），在水化膜保護(hù)下，膠粒較難因碰撞聚集變大而聚沉。水化膜越厚，膠粒就越穩(wěn)定。,使膠體聚沉的方法：,（1）加熱：加速膠粒運(yùn)動(dòng)，相互間結(jié)合成大顆粒而沉降,（2）加電解質(zhì)：電解質(zhì)電離出的離子中和膠粒所帶的電荷，相互間結(jié)合成大顆粒而沉降,（3）加入帶相反電荷膠粒的膠體：膠粒間電性相互中和，相互間結(jié)合成大顆粒而沉降,在溶膠中加入少量的可溶性高分子，可導(dǎo)致溶膠迅速生成棉絮狀沉淀，這種現(xiàn)象稱為高分子對(duì)溶膠的絮凝（敏化）作用。高分子的絮凝作用與電解質(zhì)的聚沉作用不同，電解質(zhì)的聚沉作用是由于反離子擠入吸附層，減少或中和了膠粒所帶的電荷所引起的；而高分子的絮凝

17、作用是由于高分子溶液濃度較低時(shí)，一個(gè)高分子長鏈可同時(shí)吸附兩個(gè)或更多個(gè)膠粒，把膠粒聚集在一起而產(chǎn)生沉淀。,在溶膠中加入一定量的高分子，能顯著地 提高溶膠的穩(wěn)定性，這種現(xiàn)象稱為高分子對(duì)溶 膠的保護(hù)作用。產(chǎn)生保護(hù)作用的原因是高分子 吸附在膠粒的表面上，包圍住膠粒，形成了一 層高分子保護(hù)膜，阻止了膠粒之間及膠粒與電 解質(zhì)離子之間的直接接觸，從而增加了溶膠的 穩(wěn)定性。,3.5 高分子化合物溶液,一、高分子化合物的概念 高分子化合物(大分子化合物)： 相對(duì)分子量在1萬以上，甚至高達(dá) 幾百萬的物質(zhì)。,天然高分子：蛋白質(zhì)，核酸，糖原等 生物高分子 合成高分子:聚乙烯塑科，合成纖維,高分子化合物的性質(zhì)與它的形態(tài)

18、 有密切關(guān)系。高分子鏈具有柔順性 容易彎曲成無規(guī)則的線團(tuán)狀，導(dǎo)致 形態(tài)不斷改變。又具有一定彈性。 高分子鏈的柔順性越大，它的彈性 就越強(qiáng)(如橡膠)。,3.5.2 高分子化合物溶液的特性,高分子化合物能自動(dòng)地分散到 適宜的分散介質(zhì)中形成均勻的溶 液。屬于均相、穩(wěn)定休系。具有 特殊的性質(zhì)。,1. 穩(wěn)定性較大 高分子溶液比溶膠穩(wěn)定，在無 菌、溶劑不蒸發(fā)的情況下，可以 長期放置不沉淀。在穩(wěn)定性方面 它與真溶液相似。,高分子化合物具有許多親水基團(tuán)， 如 oh、 cooh、 nh2，當(dāng)高分 子化合物溶解在水中時(shí)，在其表面上 牢固地吸引著許多分子形成一層水化 膜。,2. 黏度較大 高分子溶液的粘度比真溶液或

19、 溶膠大得多。由于高分子化合物 具有線狀或分枝狀結(jié)構(gòu)，加上高 分子化合物高度溶劑化，故黏度 較大。,高分子溶液的黏度受許多因素的 影響，如濃度、溫度、時(shí)間等。高 分子溶液和溶膠的主要性質(zhì)的異同 點(diǎn)歸納于表中。,凝膠：凝膠是膠體體系的一種存在形式，它是由膠體體系中分散相顆粒相互聯(lián)結(jié)，搭成具有三維結(jié)構(gòu)的骨架后形成的，具有空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)體系，膠體體系中原有的分散介質(zhì)（液體）充填在網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的空隙之中。,3.5.3 凝膠,在新生成的凝膠中往往都含有大量的液體（有時(shí)液體含量可達(dá)凝膠的90以上）。如果凝膠中所含的液體是水，就稱為水凝膠。 一定濃度的溶膠或高分子化合物的真溶液在放置的過程中自動(dòng)形成凝膠的過程稱為

20、膠凝(gelatination)。,凝膠與一般沉淀比較： 沉淀：分散相顆粒從分散介質(zhì)中沉降出來的，它明顯地分為固液兩相。 凝膠：由膠體體系中分散相顆粒相互聯(lián)結(jié)，搭成具有三維結(jié)構(gòu)的骨架后形成的。,凝膠與普通溶膠比較: 溶膠：分散相顆粒是獨(dú)立的運(yùn)動(dòng)單元，可以自由運(yùn)動(dòng)，具有良好的流動(dòng)性。 凝膠：分散相顆粒是相互搭結(jié)的，不能自由運(yùn)動(dòng)，是一種半固體狀態(tài)，具有一定彈性、強(qiáng)度等固體特有的性質(zhì)。,凝膠與真正的固體比較： 凝膠：由固液兩相組成，其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度差，易于發(fā)生變化。當(dāng)改變條件時(shí)，往往會(huì)使凝膠發(fā)生不可逆形變而產(chǎn)生流動(dòng)。,1. 凝膠形成的基本條件 (1)降低溶解度，使被分散的物質(zhì)從溶液中以“膠體分散狀態(tài)”析出

21、； (2)析出的質(zhì)點(diǎn)既不沉降，也不能自由行動(dòng)，而是構(gòu)成骨架，通過整個(gè)溶液形成連續(xù)的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。,凝膠的形成,觸變作用,2. 凝膠的性質(zhì),觸變作用實(shí)際上是從有結(jié)構(gòu)的體系轉(zhuǎn)變?yōu)椤盁o結(jié)構(gòu)”的體系。,離漿（“出汗”）：水凝膠在基本不改變外形的情況下，分離出其中所包含的一部分液體，此液體是大分子稀溶液或稀的溶膠。 原因： 由凝膠骨架收縮引起的。 水凝膠的離漿作用是自發(fā)過程。 無論是彈性凝膠（如明膠等）還是非彈性凝膠都有離漿作用。,離漿作用,膨脹作用 凝膠在液體或蒸氣中吸收這些液體或蒸氣時(shí)，使自身質(zhì)量、體積增加的作用。 膨脹作用是彈性凝膠所特有的性質(zhì)。,非彈性凝膠：干膠都具有多孔性的毛細(xì)管結(jié)構(gòu)，因而比表面積

22、較大，從而表現(xiàn)出較強(qiáng)的吸附能力。 硅膠是典型的非彈性凝膠，廣泛用作干燥劑、吸附劑或催化劑載體等。 彈性凝膠：干燥時(shí)由于高分子鏈段收縮，形成緊密堆積，故其干膠幾乎沒有可測量的孔道，比表面積較小。吸附能力較非彈性凝膠小。,4. 吸附,3.6 表面活性劑和乳狀液,眼 影,指甲油,香 水,表面活性劑分子,非極性烴鏈（疏水）,極性基團(tuán)（親水）,硬脂酸,表面活性劑的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),膠束結(jié)構(gòu)示意圖,臨界膠束濃度 cmc critical micell concentration,表面活性劑在水中隨著濃度增大，表面上聚集的活性劑分子形成定向排列的緊密單分子層，多余的分子在體相內(nèi)部也三三兩兩的以憎水基互相靠攏，聚集在

23、一起形成膠束，這開始形成膠束的最低濃度稱為臨界膠束濃度。,3.6.2 乳狀液,乳狀液的類型,乳狀液的類型,乳狀液 - 一種液體以小液滴（直徑大于100nm）的形式分散于另一不相溶的液體中而形成的多相分散體系，屬于粗分散體系。,被分散的物質(zhì) - 分散相，或內(nèi)相，是不連續(xù)相； 另一相 - 分散介質(zhì)，或外相，是連續(xù)相。,分散相液滴較大，用普通顯微鏡即可看見。 由于液滴對(duì)可見光的反射和折射作用，大部分乳狀液外觀為不透明或半透明的乳白色。 例如：牛奶、豆?jié){、原油、血漿、大部分農(nóng)藥,乳狀液的一相通常為水相，用w表示，另一相是 不溶于水的有機(jī)液體，稱為油，用o表示。 乳狀液有 以下兩種類型：,1）水包油型 ( o/w ) : w - 分散介質(zhì)， o - 分散相 如 牛奶、豆?jié){、生橡膠液等,乳狀液的一相通常為水相，用w表示，另一相是 不溶于水的有機(jī)液體，稱為油，用o表示。 乳狀液有 以下兩種類型：,2） 油包水型 ( w/o ) : o - 分散介質(zhì) , w - 分散相 如 天然原油、人造黃油奶油，芝麻醬等,乳狀液的穩(wěn)定性和乳化,乳化劑與乳化作用,當(dāng)直接