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1、,医用化学基础,第三章 电解质溶液,郑州市卫生学校 孙丽花,医用化学基础,第一节 电解质的电离 第二节 水的电离及溶液的酸碱性 第三节 缓冲溶液 第四节 溶液的渗透压,目录,重点难点,1.强电解质和弱电解质。 2.pH与溶液酸碱性的关系。 3.缓冲溶液的组成和等渗溶液。,第一节 电解质的电离,氯化钠,氢氧化钠,盐酸,醋酸,氨水,几种电解质溶液的导电实验,一、强电解质和弱电解质,实验结果表明：氯化钠溶液、氢氧化钠、盐酸所连的灯泡较亮，而醋酸和氨水溶液所连的灯泡则较暗。说明在相同体积和浓度的条件下，不同电解质的导电能力是不同的。,在水溶液中能全部电离成阴、阳离子的电解质称为强电解质。强酸、强碱和绝
2、大多数盐都是强电解质。例如：HCl、H2SO4、HNO3、NaOH、KOH、NaCl、K2SO4、Na2CO3等。,（一）强电解质,强电解质的电离过程是单向的。例如：盐酸（氯化氢的水溶液）在水分子的作用下，形成了氢离子和氯离子。,氯化氢的电离过程,电离方程式为： HCl = H+ + Cl-,（二）弱电解质,在水溶液里只有部分电离成阴、阳离子的电解质称为弱电解质。弱酸和弱碱是弱电解质。常见弱酸有醋酸、碳酸等，弱碱有氨水等。,弱电解质的电离过程是双向的，电离出阴、阳离子的同时，离子又可以结合出分子。如果弱电解质是多元酸，则它们的电离是分步进行的。,二、弱电解质的电离平衡,以醋酸为例：,（一）电离
3、平衡,起始时，醋酸分子浓度大，电离的速率比较快，此过程称为电离的正反应。随着醋酸分子浓度减小，电离速率逐渐减慢；而氢离子和醋酸根离子的浓度逐渐增大，离子结合成分子的速率逐渐加快，此过程为电离的逆反应。,在一定条件下，当弱电解质分子电离成离子的速率和离子重新结合成分子的速率相等时，弱电解质分子及各种离子的浓度不再改变的状态称为电离平衡。 电离平衡是一种动态平衡，当外界条件改变时，如某种微粒浓度改变或者反应温度改变，平衡都将发生相应的变化。,（二）电离度,电离度是指在一定温度下，当弱电解质在溶液中达到电离平衡时，已电离的弱电解质分子数占电离前该弱电解质分子总数的百分数。通常用符号表示。,电解质越弱
4、，它的电离度越小。在0.1mol/L溶液中，30%的电解质称为强电解质，在5%30%的称为中强电解质，5%的称为弱电解质。,（三）电离平衡移动,向溶液中加入HCl后，HCl中的H+能与溶液中的OH-结合生成H2O，使平衡向右移动；加入NaOH能够增大OH-浓度，使平衡向左移动；加入浓氨水增大了NH3H2O 的浓度，使平衡向右移动。,在氨水中存在着下列电离平衡：,由于条件（浓度）的改变，弱电解质由原来的电离平衡达到新的电离平衡的过程，称为电离平衡的移动。,在氨水中滴入酚酞，溶液因呈碱性而显红色，再加入少量氯化铵固体，红色变浅。,在弱电解质溶液里，加入和弱电解质具有相同离子的强电解质，使弱电解质电
5、离度减小的现象称为同离子效应。,三、同离子效应,课堂练习,一、写出下列物质的电离方程式,1.HCl, H+ + Cl-,2.CH3COOH,CH3COO+ + OH-,二、简答,加入盐酸、醋酸钠，醋酸的电离平衡向左移动；加氢氧化钠，醋酸的电离平衡向右移动。,在醋酸溶液中，分别加入盐酸、氢氧化钠、醋酸钠，电离平衡向哪个方向移动？,第二节 水的电离及溶液的酸碱性,一、水的电离,水是一种极弱的电解质，它能电离出极少量的H+和OH-，其电离方程式是：,实验测得，在25时，1L纯水中仅有1.010-7mol水分子电离，可电离出H+和OH-各1.010-7mol的，两者的乘积是一个常数，用KW表示。 KW
6、 =H+OH- = 1.010-14 KW称为水的离子积常数，简称水的离子积。,二、溶液的酸碱性和pH,（一）溶液的酸碱性和H+、pH的关系,常温时，纯水中H+和OH-相等，都是1.010-7mol/L，所以纯水既不显酸性也不显碱性，而是呈中性。 如果向纯水中加入酸，由于H+OH-，溶液呈酸性。 如果向纯水中加入碱，由于H+OH-，溶液呈碱性。 常温时溶液的酸碱性与H+和OH-的关系可表示为： 中性溶液：H+= 1.010-7mol/L= OH- 酸性溶液：H+1.010-7mol/LOH- 碱性溶液：H+1.010-7mol/LOH-,pH就是溶液中氢离子浓度的负对数。 pH= -lgH+
7、溶液的酸碱性与pH的关系是 中性溶液 pH = 7 酸性溶液 pH 7 碱性溶液 pH 7, H+ 100 10-1 10-2 10-3 10-4 10-5 10-6 10-7 10-8 10-9 10-10 10-11 10-12 10-13 10-14 pH 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 酸性增强 中性 碱性增强,酸碱指示剂 能借助自身颜色的改变来指示溶液pH的物质称为酸碱指示剂。 把指示剂由一种颜色过渡到另一种颜色时溶液pH的变化范围，称为指示剂的变色范围。,知识链接,几种常见指示剂的变色范围,例 求0.001lmol/L HCl溶液和NaOH溶液
8、的pH。,解： HCl是强电解质 HCl= H+ + Cl- 则H+=HCl=0.00lmol/L =110-3mol/L pH= -lgH+= -lg(l10-3)= -(0-3) = 3, NaOH是强电解质，NaOH= Na+ + OH- 则OH- = 0.001mol/L = 110-3mol/L H+= 10-14/ OH- = 10-14/ 110-3= 10-11(mol/L), pH=-lgH+= -lg(l10-11)= -(0-11)= 11 答：0.001mol/L HCl溶液的pH为3、 NaOH溶液的pH为11。,（二）溶液pH的计算,课堂练习,一、计算题,0.01
9、mol/L HCl溶液和NaOH溶液的pH？,解： HCl是强电解质HCl= H+ + Cl- 则H+=HCl=0.0lmol/L =110-2mol/L pH= -lgH+= -lg(l10-2)= -(0-2) = 2, NaOH是强电解质，NaOH= Na+ + OH- 则OH- = 0.01mol/L = 110-2 mol/L H+= 10-14/ OH- = 10-14/110-2= 10-12(mol/L) pH=-lgH+= -lg(l10-12)= -(0-12)= 12 答：0.01mol/L HCl溶液的pH为2、NaOH溶液的pH为12。,学以致用 pH在医学和生物学上
10、有着重要的意义。人体正常血液的pH总维持在7.357.45之间。临床上将血液的pH小于7.35称为酸中毒，pH大于7.45时称为碱中毒。无论酸中毒还是碱中毒都需要及时调整，否则会产生严重的后果。,三、盐溶液的酸碱性,（一）强碱和弱酸生成的盐,（二）强酸和弱碱生成的盐,NH4Cl为强电解质，在水中完全电离出NH4+和Cl-，NH4+与水电离的OH-结合生成NH3H2O ， NH3H2O是 弱电解质， 主要以分子形式存在，因此溶液中OH-减小，水的电离平衡被破坏，平衡向右发生移动，H+不断增大，直到建立H2O和 NH3H2O共同的新平衡，此时溶液中H+OH-，显酸性，pH 7。,氯化铵,常见盐的类
11、型,判断盐溶液的水解情况及酸碱性，可概括为:,有弱才水解 无弱不水解 都弱双水解 溶液酸碱性 谁强显谁性 同强显中性,课堂练习,1. H+= 10-9 mol/L的溶液，pH（ C ） A.1 B.3 C.9 D.14,一、单项选择题,2. 向CH3COOH溶液中加入CH3COONa，则溶液的pH（B） A.减少 B.增加 C.不变 D.几乎不变,二、填空,H+=1.010-5mol/L的溶液pH = 5，溶液呈酸性，若将pH调至10，则H+为10-10mol/L，溶液呈碱性。,第三节 缓冲溶液,一、缓冲作用和缓冲溶液,【演示实验】,纯水测pH，加入少量酸测pH；加入少量碱测pH，pH会发生什
12、么变化？ 醋酸与醋酸钠混合溶液测pH、加入少量酸测pH；加入少量碱测pH，pH会发生什么变化？,实验表明：在纯水中加入少量HCl或NaOH，pH会明显改变；醋酸和醋酸钠的混合溶液中加入少量HCl或NaOH后，pH几乎没有变化。说明醋酸和醋酸钠的混合溶液具有对抗外来少量酸和少量碱的能力。,缓冲溶液里必须含有两种成分：一种是抗酸成分；一种是抗碱成分。把这两种成分称为缓冲对或缓冲系。,这种能对抗外来少量强酸、强碱而保持溶液pH几乎不变的作用称为缓冲作用。具有缓冲作用的溶液称为缓冲溶液。,二、缓冲溶液的组成,常见的缓冲对,三、缓冲溶液在医学上的意义,缓冲溶液在人体中和医药学上具有重要意义。人体内各种体
13、液都有一定的pH范围，正常人体血液的pH总是维持在7.357.45，如果某些原因导致血液的pH改变0.1个单位以上，就容易引起疾病，表现为酸中毒或碱中毒，甚至危及生命。临床上常用乳酸钠或碳酸氢钠纠正酸中毒，用氯化铵辅助纠正碱中毒。,血浆中含有的缓冲对,H2CO3NaHCO3 NaH2PO4 Na2HPO4 血浆蛋白Na-血浆蛋白,红细胞中含有的缓冲对,H2CO3KHCO3,KH2PO4K2HPO4,血红蛋白(HHb)K-血红蛋白(KHb),氧合血红蛋白(HHbO2)K-氧合血红蛋白(KHbO2),课堂练习,一、单项选择题,向醋酸和醋酸钠混合溶液中加入少量的盐酸，则溶液的pH（C）。 A. 减小
14、 B. 增大 C. 几乎不变 D. 无法判断,二、填空,临床上正常人体血液的pH总是维持在7.357.45之间，把血液的pH小于7.35叫酸中毒，把血液的pH大于7. 45 叫碱中毒；酸中毒时用乳酸钠纠正，碱中毒时用氯化铵 纠正。,第五节 溶液的渗透压,一、渗透现象和渗透压,烟雾在空气扩散,墨汁在水中扩散,当两种浓度不同的溶液接触时，都会自动发生扩散现象，最后形成浓度均匀的溶液。,半透膜 有一种性质特殊的薄膜，它只允许较小的溶剂水分子自由通过而较大的溶质分子很难通过，这种薄膜称为半透膜。半透膜有天然存在的，例如生物的细胞膜、动物的膀胱膜、毛细血管壁、肠衣、鸡蛋衣等；也可以由人工制得，如火棉胶、
15、玻璃纸、硫酸纸和羊皮纸等。,用半透膜将等体积的纯水和蔗糖溶液在U型管中隔开（如图1），过一段时间后，发现蔗糖溶液上方液面逐渐升高，达到一定高度后不再上升（如图2）。实验表明水能透过半透膜进入蔗糖溶液中，从而使其液面上升。我们把这种现象称为渗透现象。,1,2,3,渗透现象简称渗透，是溶剂分子通过半透膜由纯溶剂（或稀溶液）进入溶液（或浓溶液）的现象。 产生渗透现象必备条件：一是半透膜存在；二是半透膜两侧溶液存在浓度差。,要阻止渗透现象产生，就要在蔗糖溶液上方施加一定的压力，这一压力刚好等于U型管中液面差产生的静水压。这种恰好能够阻止渗透现象继续发生而达到动态平衡的压力，就称为该溶液的渗透压。渗透压
16、的单位为帕（Pa）或千帕（kPa）。如果用半透膜将稀溶液与浓溶液隔开，其渗透压为两溶液的渗透压之差。,实验证明：在一定温度下，溶液的渗透压与单位体积中溶质粒子的数目成正比，而与溶质的性质无关。,溶质粒子数目即溶质粒子总浓度，医学上称为渗透浓度(c渗), 常用单位是mmol/L。,二、渗透压和渗透浓度的关系,例 在相同温度下，比较0.1mol/L葡萄糖溶液、NaCl溶液和CaCl2溶液的渗透压大小。,解：0.1mol/L葡萄糖溶液的c渗=c葡萄糖=0.1mol/L,0.1mol/L NaCl的c渗=c（Na+）+ c（Cl-） =0.1mol/L+0.1mol/L=0.2mol/L,0.1mol
17、/L CaCl2的c渗=c（Ca2+）+ c（Cl-） =0.1mol/L+0.2molmol/L=0.3mol/L,答：0.1mol/L葡萄糖溶液的渗透压最小，0.1mol/L CaCl2溶液的渗透压最大。,例题,三、渗透压在医学上的意义,正常人体血浆的渗透浓度 (280320mmol/L),临床常用等渗和高渗溶液,低渗溶液,高渗溶液,等渗溶液,红细胞在不同浓度溶液中的形态,红细胞在低渗溶液中可以出现膨胀导致溶血现象，在高渗溶液中会因皱缩而导致血栓。,临床治疗上，为了某种治疗的需要，可以输入高渗溶液，但必须严格控制用量，输液速度要缓慢。少量高渗溶液缓慢进入体内后很快被稀释，避免局部高渗引起红细胞皱缩。若临床上用高渗溶液作为脱水剂时，则需适当加快滴注速度，以提高血浆渗透压。如脑水肿患者滴注200g/L的甘露醇高渗溶液时，常将200250ml甘露醇于1520分钟内快速静脉滴注。,一、单项选择题,1.相同温度下，0.1mol/L下列各溶液渗透压最大的是（A ） A.氯化钠 B.氯化钾 C.氯化钙 D.葡萄糖,课堂练习,2.静脉滴注0.9g/L的NaCl溶液，红细胞会（D） A.正常 B.基本正常 C.皱缩 D.溶血,二、填空,1. 一定温度下，溶液渗透浓度相同，渗透压才相等。 2. 正常人体血浆渗透压为720800 kPa ，相当于血浆渗透浓度为280320 mmol/L。,