《医用化学》 > 第一章　溶液

第二节　溶液的组成量度

溶液的组成量度旧称溶液的浓度.从1983年7月1日开始贯彻实施国家法定计量单位以后,单独使用”浓度”一词已有它特定的含义,它不能再作为一般的概念使用,应改称为溶液的组成量度。

溶液是由溶质和溶剂组成的,溶液的性质常常与溶液中溶质和溶剂的相对含量有关。给病人输液或用药时,必须规定药液的量度和用量。因为药液过稀,就不会产生明显的疗效,但药液过浓反而对人体有害,甚至会危及病员的生命安全。

 

一、溶液的组成量度表示法

物质的量和质量是国际单位制（SI）规定的基本量中的两个物理量，质量的SI单位为千克（kg），而质量的量的SI单位是摩尔（符号为mol）。SI规定：“一摩尔任何物质所含的基本单元数与0.012kg¹²C的原子相等.”已知，0.012kg¹²C中含有的原子数为阿佛加德罗常数NA约为6.023×1023mol^-1.也就是说,一摩尔任何物质均含有N_A个基本单元.在使用摩尔时应指明基本单元.它可以是原子、分子、离子、电子或其他粒子、或是这些粒子的特定组合。因此，物质的量和质量完全属于两个不同的概念。

溶液的组成量度,表示在一定量溶液或溶剂中所含溶质的量.在医学界过去根据不同的需要,曾用物质的量浓度、质量摩尔浓度、当量浓度、比例浓度和百分比浓度等表示。现在应使用法定的计量单位,世界卫生组织建议:①凡是已知相对分子质量的物质在人体内的含量,都应当用物质的量浓度单位取代旧单位制所表示的质量浓度单位。②人体体液中有少数物质的相对分子质量还未精确测得，因之不能用物质的量浓度表示其在人体内的含量，可以仍暂用质量浓度表示。③统一用升（L）作为单位的分母，以避免过去用其它作不同分母时的混乱，更不宜使用计量单位的“%”来表示每百毫升（/dl））。

（一）物质的量浓度

溶液中某溶质B的物质的量浓度，简称B的浓度，用符号c_B或[B]表示。它的定义是

c_B=n_B/V

式中n_B是溶质B物质的量，其单位是摩尔（mol）；V是溶液的体积，单位用升（L）表示。在说明c_B时，也应同时指明基本单元。例如，H₂SO₄的量浓度c（H₂SO₄）=0.1mol•L^-1;c(H⁺)或[H⁺]=0.1mol•L^-1。又如，c(1/2H₂SO₄)=0.1mol•L^-1等。括号中的符号表示物质的基本单元。

必须注意，凡是说到溶质B的浓度就是专指B的物质的量浓度。

（二）质量摩尔浓度

溶液中某溶质B的物质的量除以溶剂的质量，称为该溶质的质量摩尔浓度。单位为mol•kg^-1,符号为m_B。

m_B=n_B/W

式中W为该溶剂的质量，以千克（kg）作单位；nB是溶质B的物质的量，以摩尔作单位。

质量摩尔浓度的优点是不受温度的影响。对于极稀的水溶液来说，其物质的量浓度与质量摩尔浓度的数值几乎相等。

（三）百分浓度

百分浓度不是法定的计量单位，应避免使用，但至今在国内外书刊中仍然大量使用百分浓度。现行的百分浓度可有三种表示方法：小数表示法、质量体积表示法与物质的量浓度表示法。

1.当百分浓度表示相同单位相对含量，即为W/W，V/V百分含量时，应用小数表示成相应质量分数和体积分数。

例如，NaCL在水中的质量百分浓度为25%，可改成NaCL在水中的质量分数为0.25或W(NaCL)=0.25.。

又如,乙醇在水中体积百分浓度为75%,或改成乙醇在水中的体积分数为0.75或V(C₂H₅OH)=0.75.

2.当百分浓度表示的是质量体积(W/V)不同单位的相对含量,且被测物质为未知确切化学结构者或混合物时,应用质量体积浓度表示.如总蛋白,某些激素百分浓度,可用g•L^-1,mg·L^-1,μg·L^-1,ng·L^-1等表示.

3.对于已知结构的物质,如葡萄糖、钾、钠等，其相对分子质量或相对原子质量是已知的，这类物质的质量体积百分浓度，应表示为物质的量浓度，即用mol·L^-1,mmol·^-1,umol·L^-1等表示。

 

二、 溶液的配制

配制某物质的具有一定组成量度的溶液，可由某纯物质加入溶剂，或将其溶液稀释，也可用不同组成量度的溶液相混合。无论用哪一种方法，都应遵守“配制前后溶质的量不变”的原则。主要公式有：

m/M×1000=c_Bv （1-3）

c₁V₁=c₂V₂(1-4)

式中m为溶质的质量；M为溶质的摩尔质量（g·mol^-1）;c_B为溶质的量浓度mol·L^-1;V为溶液的体积（mL）；c₁.c₂分别为溶液稀释前后的组成量度；V_1、V₂为稀释前后的体积。

例3　配制0.1mol·L^-1Na₂CO₃溶液500mL,应称取Na₂CO₃多少克？

解：设称取Na₂CO₃为mg,则

m/106×1000=0.1×500

m=5.30(g)

例4　现有在水中的体积分数为0。95的乙醇，若需1L体积分数为0.75的消毒酒精，应如何配制？

解：设所需体积分数为0.95的乙醇为VmL,则

0．95V=0.75×1000

V=789.5(mL)

配制方法是：准确量取体积分数为0.95的乙醇789.5mL，加水稀释至1000mL,即可制得体积分数为0.75的消毒酒精。

例5　配制0.1mol·L^-1CuSO₄溶液100ML，需称取CuSO₄·5H₂O多少g?

解：设需称取CuSO₄·5H₂O为mg，则

m/249.7×1000=0.1×100

m=2.497(g)

即需称取2.497gCuSO₄·5H₂O。

例6　某患者需用0.56mol·L^-1葡萄糖溶液，现有2.78mol·L^-1和0.28mol·L^-1葡萄溶液两种，问要用这两种溶液各多少毫升或配制0.56mol·L^-1溶液500mL?

解：设应取2.78mol·L^-1葡萄糖溶液为χmL，则

2.78χ+0.28×(500-χ)=0.56×500

χ=56(mL)

应取0.28mol·L^-1葡萄糖溶液为

500-56=444（mL）