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医用化学/溶液的渗透压

添加857字节, 2017年3月10日 (五) 17:42
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式中π为稀溶液的渗透压,V为溶液的体积,c为溶液的浓度,R为气体常数,n为[[溶质]]的物质的量,T为绝对温度。
式(1-5)称为范特荷甫公式,也叫渗透压公式。常数R的数值与π和V的单位有关,当π的单位为kPa,V的单位为升(L)时,R值为8.31kPa•L•K•mol。31kPa•L•K<sup>-1</sup>•mol<sup>-1</sup>。
范特荷甫公式表示,在一定温度下,溶液的渗透压与单位体积溶液中所含溶质的粒子数(分子数或离子数)成正比,而与溶质的本性无关。
对于稀溶液,c近似于质量[[摩尔浓度]],因此上式又可写成
π=mRTπ=m<sub>B</sub>RT
对于相同cB的非电解质溶液,在一定温度下,因为单位体积溶液中所含溶质的粒子(分子)数目相等,所以渗透压是相同的。如0.3mol•L<sup>-1</sup>[[葡萄糖]]溶液与0.3mol•L蔗糖溶液的渗透压相同。但是,相同cB的电解质溶液和非电解质溶液的渗透压则不相同。例如,03mol•L<sup>-1</sup>蔗糖溶液的渗透压相同。但是,相同cB的电解质溶液和非电解质溶液的渗透压则不相同。例如,0.3mol.LNaCl溶液的渗透压约为0L<sup>-1</sup>NaCl溶液的渗透压约为0.3mol.L葡萄糖溶液渗透压的2倍。这是由于在NaCl溶液中,每个NaCl粒子可以离解成1个L<sup>-1</sup>葡萄糖溶液渗透压的2倍。这是由于在NaCl溶液中,每个NaCl粒子可以离解成1个[[Na]]和1个Cl。而葡萄糖溶液是非电解质溶液,所以0<sup>+</sup>和1个Cl<sup>-</sup>。而葡萄糖溶液是非电解质溶液,所以0.3mol•LNaCl溶液的渗透压约为03mol•L<sup>-1</sup>NaCl溶液的渗透压约为0.3 mol•L葡萄糖溶液的2倍。mol•L<sup>-1</sup>葡萄糖溶液的2倍。
由此可见,渗透压公式中,对电解质溶液来说,浓度c(或m)是1升溶液中能产生渗透效应的溶质分子与离子总物质的量,称为渗透物质的量浓度。由此可见,渗透压公式中,对电解质溶液来说,浓度c<sub>B</sub>(或m<sub>B</sub>)是1升溶液中能产生渗透效应的溶质分子与离子总物质的量,称为渗透物质的量浓度。
通过测定溶液的渗透压,可以计算溶质的相对分子质量。如果溶质的质量为m,摩尔质量为M。实验测得溶液的渗透压为π,则该溶质的相对分子质量(数值等于摩尔质量)可通过下式求得:
在医疗实践中,溶液的等渗、低渗或高渗是以[[血浆]]总渗透压为标准。即溶液的渗透压与血浆总渗透压相等的溶液为等渗溶液。溶液的渗透压低于血浆总渗透压的溶液为低渗溶液。溶液的渗透压高于血浆总渗透压的溶液为高渗溶液。
给伤病员进行大量[[补液]]时,常用与血浆等渗的0.154mol•LNaCl溶液(154mol•L<sup>-1</sup>NaCl溶液([[生理盐水]]),而不能用0.256 mol•LNaCl的高渗溶液或0mol•L<sup>-1</sup>NaCl的高渗溶液或0.068 mol•LNaCl的低渗溶液。这是与血浆渗透压有关的问题。下面讨论mol•L<sup>-1</sup>NaCl的低渗溶液。这是与血浆渗透压有关的问题。下面讨论[[红细胞]]分别在这三种NaCl溶液中所产生的现象。
将红细胞放到0.068 mol•L NaCl溶液中,在mol•L<sup>-1</sup> NaCl溶液中,在[[显微镜]]下可以看到红细胞逐渐[[膨胀]],最后破裂。医学上称这种现象为[[溶血]]。这是因为红细胞内液的渗透压大于0.068mol.LNaCL溶液渗透压L<sup>-1</sup>NaCL溶液渗透压,因此,水分子就要向红细胞内渗透,使红细胞膨胀,以致破裂.如将红细胞放到0.256mol.LNaCL溶液中L<sup>-1</sup>NaCL溶液中,在显微镜下可以看到红细胞逐渐皱缩,这种现象称为胞浆分离.因为这时红细胞内液的渗透压小于0.256mol.LNaCL溶液的渗透压L<sup>-1</sup>NaCL溶液的渗透压,因此,水分子由红细胞内向外渗透,使红细胞皱缩.如将红细胞放到生理盐水中,在显微镜下看到红细胞维持原状.这是因为红细胞与生理盐水渗透压相等,细胞内外达到渗透平衡的缘故.图1-3为细细胞在不同浓度NaCL溶液中的形态图。
图1-3 红细胞在不同浓度NaCl溶液中的形态未意图
在医疗工作中,不仅大量补液时要注意溶液的渗透压,就是小剂量注射时,也要考虑注射液的渗透压。但临床上也有用高渗溶液的,如渗透压比血浆高10倍的2.78mol.L葡萄糖溶液。因对急需增加血液中葡萄糖的患者,如用等渗溶液,注射液体积太大,所需注射时间太长,反而不易收效。需要注意,用高渗溶液作L<sup>-1</sup>葡萄糖溶液。因对急需增加血液中葡萄糖的患者,如用等渗溶液,注射液体积太大,所需注射时间太长,反而不易收效。需要注意,用高渗溶液作[[静脉注射]]时,用量不能太大,注射速度不可太快,否则易造成局部高渗引起红细胞皱缩。当高渗溶液缓缓注入体内时,可被大量体液稀释成等渗溶液。对于剂量较小浓度较稀的溶液,大多是将剂量较小的药物溶于水中,并添加[[氯化钠]]、葡萄糖等调制成等溶液,亦可直接将药物溶于生理盐水或0.278mol.L葡萄糖溶液中使用,以免引起红细胞破裂。L<sup>-1</sup>葡萄糖溶液中使用,以免引起红细胞破裂。
'''(二)毫渗透量浓度'''
人的体液中既有非电解质(如葡萄糖等),也有电解质(如NaCL,CaCL<sub>2</sub>,NaHCO等盐类)。为了表示体液总的渗透压大小,医学上常用毫渗透量浓度来比较,简称毫渗量NaHCO<sub>3</sub>等盐类)。为了表示体液总的渗透压大小,医学上常用毫渗透量浓度来比较,简称毫渗量.升,用mOsm升<sup>-1</sup>,用mOsm.L表示。这种浓度是溶液中能产生渗透作用的溶质的粒子(分子或离子)的总物质的量浓度。L<sup>-1</sup>表示。这种浓度是溶液中能产生渗透作用的溶质的粒子(分子或离子)的总物质的量浓度。
例7分别计算0.278mol.L葡萄糖溶液和生理盐水L<sup>-1</sup>葡萄糖溶液和生理盐水(0.154mol.LNaCLL<sup>-1</sup>NaCL)的毫渗透量浓度。
解:0.278mol.L葡萄糖溶液的毫渗透量浓度为:0L<sup>-1</sup>葡萄糖溶液的毫渗透量浓度为:0.278×1000=278≈280(mOsm.L<sup>-1</sup>)生理盐水的毫渗透量浓度为:0.154×2×1000=308(mOsm.L<sup>-1</sup>)
由于在一定温度下,溶液的渗透压与溶液的毫渗量.升成正比升<sup>-1</sup>成正比,因此,常用它来衡量或比较溶液渗透压的大小.表1-4为正常人血浆中各种离子的毫渗量浓度.
从表4-1可看出,正常人血浆中各种离子的总浓度为151.0+139.5=290.5mOsm.L<sup>-1</sup>(血浆中非电解质如葡萄糖、[[尿素]]等含量较少,仅相当于5mOsm.L左右L<sup>-1</sup>左右)。临床上规定血浆总渗量浓度正常范围是280~320mOsm.L。如果溶液的毫渗透量浓度处于这个范围以内,则为血浆的等渗溶液;小于此范围的溶液为低渗溶液;大于此范围的溶液则为高渗溶液。L<sup>-1</sup>。如果溶液的毫渗透量浓度处于这个范围以内,则为血浆的等渗溶液;小于此范围的溶液为低渗溶液;大于此范围的溶液则为高渗溶液。
表1-4 正常人血浆中各种离子的mOsm.L<sup>-1</sup>
{| class="wikitable"
|-
| | 正离子
| | mOsm.L<sup>-1</sup>
| | 负离子
| | mOsm.L<sup>-1</sup>
|-
| | Na<sup>+</sup>
| | 142
| | [[CL]]<sup>-</sup>
| | 103
|-
| | K<sup>+</sup>
| | 5
| | HCO<sub>3</sub>-
| | 27
|-
| | [[Ca]]<sup>+</sup>
| | 2.5
| | HPO<sub>4</sub><sup>2-</sup>
| | 1
|-
| | [[Mg]]<sup>2+</sup>
| | 1.5
| | SO<sub>4</sub><sup>2-</sup>
| | 0.5
|-
|}
由例7计算结果说明生理盐水为血浆的等渗溶液,0.278mol.L葡萄糖溶液为278mOsmL<sup>-1</sup>葡萄糖溶液为278mOsm.L近似于280mOsmL<sup>-1</sup>近似于280mOsm.L<sup>-1</sup>,所以它也是血浆的等渗溶液.
临床上常用的等渗溶液有:
1. 生理盐水(0.154mol.LNaCL溶液L<sup>-1</sup>NaCL溶液),毫渗透量深度为308mOsm.L。L<sup>-1</sup>。
2.0.278mol.L葡萄糖溶液L<sup>-1</sup>葡萄糖溶液,亳渗量溶液浓度为278mOsm.L(近似于280mOsmL<sup>-1</sup>(近似于280mOsm.L)。L<sup>-1</sup>)。
3.0.149mol.L<sup>-1</sup>[[碳酸氢钠溶液]],毫渗透量浓度为298mOsm.L。L<sup>-1</sup>。
临床上常用的高渗溶液有:
1.0.513mol.L<sup>-1</sup>.NaCL溶液,毫渗透量浓度为1026mOsm.L<sup>-1</sup>.
2.0.278mol.L<sup>-1</sup>[[葡萄糖氯化钠]]溶液(是生理盐水中含0.278mol.L葡萄糖)L<sup>-1</sup>葡萄糖),毫渗透量浓度应为308+278=586mOsm.L<sup>-1</sup>,其中生理盐水维持渗透压,葡萄糖则供给热量和水.
3.2.78mol.L葡萄糖溶液,毫渗透量浓度为2780mOsmL<sup>-1</sup>葡萄糖溶液,毫渗透量浓度为2780mOsm.L。L<sup>-1</sup>。
'''(三) [[晶体渗透压]]和[[胶体渗透压]]'''
人体内半透膜的通透性不同,晶体渗透压和胶体渗透压在维持体内水盐平衡功能上也不相同。胶体渗透压虽然很小,但在体内起着重要的调节作用。
细胞膜是体内的一种半透膜,它将细胞内和[[细胞]]外液隔开,并只让水分子自由透过膜内外,而K、Na则不易自由通过。因此,水在细胞内外的流通,就要受到盐所产生的晶体渗透压的影响。晶体渗透压对维持细胞内外水分的相对平衡起着重要作用。临床上常用晶体物质的溶液来纠正某些外液隔开,并只让水分子自由透过膜内外,而K<sup>+</sup>、Na<sup>+</sup>则不易自由通过。因此,水在细胞内外的流通,就要受到盐所产生的晶体渗透压的影响。晶体渗透压对维持细胞内外水分的相对平衡起着重要作用。临床上常用晶体物质的溶液来纠正某些[[疾病]]所引起的水盐失调。例如,人体由于某种原因而缺水时,细胞外液中盐的浓度将相对升高,晶体渗透压增大,于是使[[细胞内液]]的水分通过细胞膜向细胞外液渗透,造成细胞内液失水。如果大量饮水或者输入过多的葡萄糖溶液,则使细胞外液盐浓度降低,晶体渗透压减小,细胞外液中的水分向细胞内液中渗透,严重时可产生[[水中毒]]。高温作业之所以饮用[[盐汽水]],就是为了保持细胞外液晶体渗透压的恒定。
毛细血管壁也是体内的一种半透膜,它与细胞膜不同,它间隔着血浆和组织间液,可以让低分子如水、葡萄糖、尿素、氢基酸及各种离子自由透过,而不允许高分子蛋白质通过。所以,晶体渗透压对维持血液与组织间液之间的水盐平衡不起作用。如果由于某种原因造成血浆中蛋白质减少时,血浆的胶体渗透压就会降低,血浆中的水就通过毛细血管壁进入组织间液,致使[[血容量]]降低而[[组织液]]增多,这是形成[[水肿]]的原因之一。临床上对大面积[[烧伤]],或者由于[[失血]]而造成血容量降低的患者进行补液时,除补以生理盐水外,同时还需要输入血浆或[[右旋糖酐]]等代血浆,以恢复血浆的胶体渗透压和增加血容量。
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