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文檔簡介
第一章化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)第一節(jié)溶液的濃度學(xué)習(xí)目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)1.熟悉物質(zhì)的量、摩爾質(zhì)量等基本概念并掌握有關(guān)計(jì)算。2.掌握物質(zhì)的量濃度;質(zhì)量濃度;質(zhì)量分?jǐn)?shù);體積分?jǐn)?shù)的定義;熟悉四種溶液濃度的計(jì)算及各種濃度間換算,3.熟悉溶液配制和稀釋有關(guān)計(jì)算及操作步驟第一節(jié)溶液的濃度能力目標(biāo)1.會(huì)進(jìn)行溶液濃度的計(jì)算及四種濃度間的相互換算2.學(xué)會(huì)操作各種溶液的配制、稀釋和混合。3.學(xué)會(huì)溶液配制的化學(xué)和臨床操作步驟;學(xué)會(huì)臨床上配制藥物的常用儀器及使用。
學(xué)習(xí)目標(biāo)第一節(jié)溶液的濃度素質(zhì)目標(biāo)
通過溶液的配制和稀釋過程培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)真、嚴(yán)謹(jǐn)、細(xì)致的護(hù)理工作習(xí)慣,通過溶液滲透壓的學(xué)習(xí)使學(xué)生認(rèn)識(shí)給病人輸注不同滲透壓的注射劑對(duì)病人的影響,樹立珍視生命、關(guān)愛病人的良好職業(yè)道德素養(yǎng)。學(xué)習(xí)目標(biāo)一、
物質(zhì)的量
物質(zhì)是由原子、分子、離子等微觀粒子構(gòu)成的。物質(zhì)之間的化學(xué)反應(yīng),如果只取一個(gè)或幾個(gè)原子、分子或離子來進(jìn)行,是難以做到的。單個(gè)或幾個(gè)粒子不但難以稱量,而且無法觀察到反應(yīng)現(xiàn)象。實(shí)際上。分子、原子或離子都是以巨大的數(shù)目的“集體”宏觀形式出現(xiàn)的,所以生產(chǎn)和科學(xué)實(shí)驗(yàn)很需要一個(gè)物理量把微觀粒子數(shù)目與宏觀可稱量的物質(zhì)質(zhì)量聯(lián)系起來,這個(gè)物理量就是“物質(zhì)的量”。一、物質(zhì)的量一、物質(zhì)的量概述(一)物質(zhì)的量的含義
物質(zhì)的量是表示以一定特定數(shù)目的基本單元粒子為集體的,與基本單元粒子數(shù)成正比的物理量。它是國際單位制(SI)7個(gè)基本物理量之一。物質(zhì)的量用符號(hào)“n”表示。某物質(zhì)B的物質(zhì)的量可以表示為n(B)或nB。一、物質(zhì)的量例如:氫原子的物質(zhì)的量可以表示為n(H)或nH;氫分子的物質(zhì)的量可以表示為n(H2)或nH2;氫離子的物質(zhì)的量可以表示為n(H+)或nH+?!拔镔|(zhì)的量”是個(gè)特定詞組,是專有名詞,使用時(shí)不能拆開、缺字、加字或顛倒。一、物質(zhì)的量(二)“物質(zhì)的量”單位—摩爾
物質(zhì)的量與質(zhì)量、長度、體積等一樣,是一種物理量的名稱,是表示物質(zhì)粒子數(shù)量的基本物理量。1971年第14屆國際計(jì)量大會(huì)(CGPM)通過決議,規(guī)定物質(zhì)的量的單位是“摩爾”,簡稱“摩”。物質(zhì)B的物質(zhì)的量用符號(hào)n(B)或nB表示,單位摩爾用符號(hào)mol表示。阿伏伽德羅常數(shù),用符號(hào)NA表示。NA=6.02×1023。一、物質(zhì)的量
由6.02×1023個(gè)粒子所構(gòu)成的物質(zhì)的量,即為1摩爾。1摩爾任何物質(zhì)都包含有6.02×1023個(gè)粒子。例如:1molC含有6.02×1023個(gè)碳原子;1molH2含有6.02×1023個(gè)氫分子;1molH2O有6.02×1023個(gè)水分子;1molH+含有6.02×1023個(gè)氫離子;0.5molH+含有0.5×6.02×1023個(gè)氫離子;2molH+含有2×6.02×1023個(gè)氫離子;一、物質(zhì)的量
由此可知,物質(zhì)的量(n)是與粒子數(shù)(N)成正比的物理量,
它們之間的關(guān)系如下:n=N/NA或N=n×NA
一、物質(zhì)的量
問題2-1:
6.02×1023個(gè)O2的物質(zhì)的量是多少mol?3.01×1023個(gè)Fe的物質(zhì)的量是多少mol?6.02×1023個(gè)H+的物質(zhì)的量是多少mol?
問題2-2:0.5molNa+含有多少個(gè)Na+?2molH2O含有多少個(gè)水分子?二、摩爾質(zhì)量
1摩爾物質(zhì)的質(zhì)量稱為該物質(zhì)的摩爾質(zhì)量。摩爾質(zhì)量的符號(hào)為M。摩爾質(zhì)量的基本單位是kg/mol,化學(xué)上常用g/mol作單位。物質(zhì)B的摩爾質(zhì)量表示為M(B)或MB,如氫原子的摩爾質(zhì)量為M(H)或MH。
二、摩爾質(zhì)量可以推知,原子的摩爾質(zhì)量若以克為單位,數(shù)值上等于該原子的相對(duì)原子質(zhì)量。例如:
C的相對(duì)原子質(zhì)量是12,則M(C)=12g/mol;
O的相對(duì)原子質(zhì)量是16,則M(O)=16g/mol;
Na的相對(duì)原子質(zhì)量是23,則M(Na)=23g/mol;
二、摩爾質(zhì)量同樣可以推知,分子的摩爾質(zhì)量若以克為單位,數(shù)值上等于該分子的相對(duì)分子質(zhì)量。例如:H2的相對(duì)分子質(zhì)量是2,則M(H2)=2g/mol;O2的相對(duì)分子質(zhì)量是32,則M(O2)=32g/mol;H2SO4的相對(duì)分子質(zhì)量是98,則M(H2SO4)=98g/mol;二、摩爾質(zhì)量
由于電子的質(zhì)量非常微小,失去或得到電子的質(zhì)量可以忽略不計(jì)。因此,離子的摩爾質(zhì)量可以看成是形成離子的原子或原子團(tuán)的摩爾質(zhì)量。例如:H的相對(duì)原子質(zhì)量是1,則M(H+)=1g/molOH-的相對(duì)原子質(zhì)量是17,則M(OH-)=17g/molNa的相對(duì)原子質(zhì)量是23,則M(Na+)=23g/molSO4的相對(duì)原子質(zhì)量是96,則M(SO42+)=96g/mol二、摩爾質(zhì)量
總之,任何物質(zhì)B的摩爾質(zhì)量如果以克為單位,其數(shù)值就等于該物質(zhì)的化學(xué)式量。物質(zhì)的量(n)、物質(zhì)質(zhì)量(m)和摩爾質(zhì)量(M)之間的關(guān)系式可以用下式表示:n=m/M或m=n×M二、摩爾質(zhì)量例2-1
29g氯化鈉含有NaCI的物質(zhì)的量為多少摩爾?其中含有鈉原子、氯原子的物質(zhì)的量各為多少摩爾?例2-2
3mol葡萄糖(C6H12O6)的質(zhì)量為多少克?其中含碳、氫、氧原子的物質(zhì)的量是多少摩爾?二、摩爾質(zhì)量例2-1解:因?yàn)镹aCI的摩爾質(zhì)量為58g/mol
所以:m(NaCI)29gn(NaCI)===0.5molM(NaCI)58g/moln(Na)=1×n(NaCI)=1×0.5=0.5moln(CI)=1×n(NaCI)=1×0.5=0.5mol答:29g氯化鈉含有NaCI的物質(zhì)的量為0.5摩爾,含有鈉原子、氯原子的物質(zhì)的量各為0.5摩爾。二、摩爾質(zhì)量例2-2解:葡萄糖(C6H12O6
)的摩爾質(zhì)量是180g/mol則3mol葡萄糖(C6H12O6
)的質(zhì)量為:m(C6H12O6
)=n(C6H12O6
)×M(C6H12O6
)=3mol×180g/mol=540gn(C)=n(O)=6×n(C6H12O6
)=6×3=18moln(H)=12×n(C6H12O6
)=12×3=36mol答:3mol葡萄糖的質(zhì)量為540克。碳、氫、氧子的物質(zhì)的量是18、36、18摩爾。二、摩爾質(zhì)量在醫(yī)學(xué)上,摩爾這個(gè)單位有時(shí)顯得偏大,常常還采用毫摩爾(mmol)和微摩爾(umol)輔助單位。三者的換算關(guān)系為:
1mol=103mmol=106umol二、摩爾質(zhì)量
問題2-3計(jì)算下列物質(zhì)的摩爾質(zhì)量:
Fe;Ca;NaOH;CO2;NaCI;C6H12O6;NaC3H5O3;NH4+;CO32-第二節(jié)溶液的濃度一、溶液濃度的表示法在醫(yī)藥臨床中,需要給病人輸一定濃度的溶液。溶液是由溶質(zhì)和溶劑兩部分組成的分散系,溶液的濃度主要是指溶液中的溶質(zhì)和溶液的比值:即:濃度=溶質(zhì)的量/溶液的量溶質(zhì)的量可用質(zhì)量、物質(zhì)的量、體積等來表示;溶液的量也可用質(zhì)量、物質(zhì)的量、體積等來表示,所以溶液濃度的表示方法有很多種,在此僅介紹醫(yī)學(xué)上常用的幾種表示方法。第二節(jié)
溶液的濃度(一)物質(zhì)的量濃度物質(zhì)的量濃度簡稱為濃度,它的定義為溶質(zhì)B的物質(zhì)的量nB與溶液的體積V之比,用符號(hào)CB來表示,即:CB=nB/V
物質(zhì)的量濃度的單位是mol/m3,醫(yī)學(xué)上常用mol/L、mmol/L、umol/L來表示。使用物質(zhì)的量濃度必須指明基本單元,因?yàn)樵陔娊赓|(zhì)溶液中溶質(zhì)大多是以離子分散在溶劑中。例如C(NaCI)=0.2mol/L的溶液中:C(Na+)=0.2mol/L、C(CI-)=0.2mol/L第二節(jié)溶液的濃度
例2-3
臨床上給病人輸液采用生理鹽水(NaCI的水溶液)的規(guī)格是:0.5L的生理鹽水中含有4.5g的NaCI,則生理鹽水的物質(zhì)的量濃度為多少?第二節(jié)
溶液的濃度
解:已知m(NaCI)=4.5gV=0.5L,M(NaCI)=58g/mol
則C(NaCI)=nNaCI/V=m(NaCI)/M(NaCI)/V=4.5g/58g/mol÷0.5L=0.155mol/L
答:生理鹽水的物質(zhì)的量濃度為0.154mol/L。
例2-4
正常人每100ml血液中含有100mg葡萄糖(C6H12O6)、10mg的Ca2+,試用物質(zhì)的量濃度來表示血清中葡萄糖、鈣離子的濃度。第二節(jié)
溶液的濃度
解:已知:m(C6H12O6)=100mg=0.1g,
m(Ca2+)=10mg=0.01g,V=100ml=0.1LM(C6H12O6)=180g/mol,M(Ca2+)=40g/mol所以:C(C6H12O6)〓
m(C6H12O6)M(C6H12O6)V0.1g180g/mol×0.1L〓〓0.0056mol/L=5.6mmol/L第二節(jié)
溶液的濃度C(Ca2+)=m(Ca2+)0.01g40g/mol×0.1L=0.0025mol/L=2.5mmol/L=
M(Ca2+)V第二節(jié)溶液的濃度例2-5
靜脈補(bǔ)鉀時(shí),氯化鉀的濃度一般不超過0.04mol/L,按這個(gè)濃度,500ml的葡萄糖(5%)注射液中應(yīng)加多少克的氯化鉀?第二節(jié)
溶液的濃度例2-5答案
靜脈補(bǔ)鉀時(shí),氯化鉀的濃度一般不超過0.04mol/L,按這個(gè)濃度,500ml的葡萄糖(5%)注射液中應(yīng)加多少克的氯化鉀?解:已知:C(KCI)=0.04mol/L,V=500ml=0.5L,M(KCI)=74.5g/mol
C(KCI)=
m(KCI)
M(KCI)V∴m(KCI)=C(KCI)×M(KCI)V=0.04mol/L×74.5g/mol×0.5L=1.5g答:按0.04mol/L的濃度,500ml的葡萄糖(5%)注射液中應(yīng)加1.5克的氯化鉀?第二節(jié)
溶液的濃度(二)質(zhì)量濃度溶液的質(zhì)量濃度是指溶質(zhì)B的質(zhì)量mB與溶液體積之比,用符號(hào)ρB來表示。即ρB的單位是kg/m3,醫(yī)學(xué)上常用g/L、mg/L、ug/L來表示。ρB=mB/V
例2-6臨床上治療酸中毒常用乳酸鈉(NaC3H5O3)注射針劑,它的規(guī)格是每支20ml中含有乳酸鈉的質(zhì)量是2.24g,計(jì)算該針劑的質(zhì)量濃度為多少?第二節(jié)溶液的濃度解:已知m(NaC3H5O3)=2.24g,V=20ml=0.02LρB=mB/V=2.24g÷0.02L=112g/L答:臨床上治療酸中毒的乳酸鈉針劑的質(zhì)量濃度為112g/L。例2-7
生理鹽水的質(zhì)量濃度為:9g/L,某患者一天輸入了3瓶生理鹽水(每瓶是500ml),問這一天共給這位病人體內(nèi)注入了多少克的氯化鈉?第二節(jié)溶液的濃度解:已知ρNaCI=9g/L,V=3×500ml=1.5L∵ρB=mB/V∴mNaCI=ρNACI×V=9g/L×1.5L=13.5g
答:這一天共給這位病人體內(nèi)注入了13.5克的氯化鈉。
例:2-8
臨床上給病人大量輸液采用的等滲葡萄糖的規(guī)格是每瓶(500ml)含葡萄糖25g,求它的質(zhì)量濃度為多少g/L?.第二節(jié)溶液的濃度例:2-8解:已知m(C6H12O6)=25gV=500ml=0.5L
則ρ(C6H12O6)=m(C6H12O6)/V=25g÷0.5L=50g/L
答:這種等滲葡萄糖的質(zhì)量濃度為50g/L。第二節(jié)
溶液的濃度(三)質(zhì)量分?jǐn)?shù)
溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是指溶質(zhì)B的質(zhì)量mB與溶液的質(zhì)量m之比,用符號(hào)ωB來表示。ωB=mB/m
質(zhì)量分?jǐn)?shù)的量綱為1,可以用小數(shù)或百分?jǐn)?shù)來表示。例如:工業(yè)硫酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為ωB=0.98或ωB=98%。即100g硫酸溶液中含純硫酸是98克。第二節(jié)
溶液的濃度
例2-9
高溫操作的工人,由于出汗太多,常常需要喝一些鹽水來調(diào)節(jié)體內(nèi)氯化鈉的平衡,這些鹽水是每1000g的飲用水中加入9g的食鹽,則這種鹽水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是多少?解:已知mNaCI=9g,m=9g+1000g=1009g
則ωNACI=mNaCI/m=9g÷1009g≈0.009
答:這種鹽水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是0.009。第二節(jié)
溶液的濃度(四)體積分?jǐn)?shù)
溶液的體積分?jǐn)?shù)是指在相同的溫度和壓強(qiáng)下,溶質(zhì)B的體積VB與溶液的體積V之比,用符號(hào)φB來表示。即:φB=VB/V
體積分?jǐn)?shù)的量綱也和質(zhì)量分?jǐn)?shù)一樣為1,可用小數(shù)或百分?jǐn)?shù)來表示。
如臨床上用的消毒酒精的體積分?jǐn)?shù)為φB=0.75或φB=75%,它表示的物理意義是100ml消毒酒精中,含純乙醇是75ml。第二節(jié)
溶液的濃度
例2-10
消毒酒精的體積分?jǐn)?shù)為0.75,如需配制1000ml的消毒酒精,需用無水乙醇多少毫升?解:已知φB=0.75V=1000ml∵φB=VB/V∴VB=φB×V=0.75×1000ml=750ml
答:配制1000ml的消毒酒精,需用無水乙醇750ml。第二節(jié)溶液的濃度二、溶液濃度的換算
注意:溶液濃度的換算只是單位的改變,而溶質(zhì)和溶液的量都沒發(fā)生改變。(一)物質(zhì)的量濃度與質(zhì)量濃度之間的換算
質(zhì)量濃度公式:ρB=mB/V
物質(zhì)的量濃度公式:CB=nB/V=mB/MBV
可得出換算公式是:CB=ρB/MB或ρB=CB·MB第二節(jié)溶液的濃度
例:2-11
正常人每100ml血清中含165.2mgHCO3-離子,計(jì)算正常人血清中HCO3-的質(zhì)量濃度和物質(zhì)的量濃度分別為多少?
第二節(jié)溶液的濃度解:由ρB=mB/V得正常人血清中HCO3-的質(zhì)量濃度為:ρ(HCO3-)=m(HCO3-)/V=165.2mg/100ml=1.652mg/ml=1.652g/L
又因?yàn)镃B=ρB/MB
所以C(HCO3-)=ρ(HCO3-)/M(HCO3-)=1.652g/L÷61g/mol=0.027mol/L
答:正常人血清中HCO3-的質(zhì)量濃度和物質(zhì)的量濃度分別為:1.652g/L和0.027mol/L第二節(jié)溶液的濃度(二)質(zhì)量分?jǐn)?shù)與物質(zhì)的量濃度之間的換算
質(zhì)量分?jǐn)?shù)的計(jì)算公式:ωB=mB/m
物質(zhì)的量濃度的計(jì)算公式:CB=nB/V=mB/MBV密度公式:
ρ=m/V
可推導(dǎo)出換算公式為:
CB=ωB·ρ/MB或ωB=CB·MB/ρ
(其中這里的ρ是溶液的密度,與質(zhì)量濃度ρB是有區(qū)別的。)第二節(jié)
溶液的濃度
例:2-12
正常人血液中血糖(葡萄糖)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的范圍是7×10-4~1.1×10-3,其中血液的密度是1000g/L,葡萄糖的摩爾質(zhì)量為:180g/mol,則血糖的物質(zhì)的量濃度的正常范圍是多少mmol/L?
第二節(jié)
溶液的濃度解:已知ρ=1000g/LωB1=7×10-4ωB2=1.1×10-3MB=180g/mol
根據(jù)CB=ωB·ρ/MB
CB1=ωB1·ρ/MB=1000g/L×7×10-4÷180g/mol=0.0039mol/L=3.9mmol/LCB2=ωB2·ρ/MB=1000g/L×1.1×10-3÷180g/mol=0.0061mol/L=6.1mmol/L
答:正常人血糖的物質(zhì)的量濃度的正常范圍是3.9~6.1mmol/L。要記住的公式1、阿伏伽德羅常數(shù):NA=6.02×1023。2、n=N/NA或N=n×NA
物質(zhì)的量(n)是與粒子數(shù)(N),單位mol3、n=m/M或m=n×M物質(zhì)的量(n)物質(zhì)質(zhì)量(m)摩爾質(zhì)量(M)g/mol4、物質(zhì)的量濃度:CB=nB/V溶質(zhì)B的物質(zhì)的量nB、溶液的體積V。單位是mol/m3,醫(yī)學(xué)上常用mol/L、mmol/L、umol/L來表示。5、溶液的質(zhì)量濃度:ρB=mB/V指溶質(zhì)B的質(zhì)量mB、溶液體積V。
即ρB的單位是kg/m3,醫(yī)學(xué)上常用g/L、mg/L、ug/L來表示。6、質(zhì)量分?jǐn)?shù):ωB=mB/m溶質(zhì)B的質(zhì)量mB、溶液的質(zhì)量m7、體積分?jǐn)?shù):φB=VB/V相同的溫度和壓強(qiáng)下,溶質(zhì)B的體積VB、溶液的體積V8、物質(zhì)的量濃度與質(zhì)量濃度之間的換算:CB=ρB/MB或ρB=CB·MB9、質(zhì)量分?jǐn)?shù)與物質(zhì)的量濃度之間的換算:CB=ωB·ρ/MB或ωB=CB·MB/ρ
第三節(jié)溶液的稀釋與配置一、溶液的稀釋
稀釋就是在一定量的溶液中加入一定量的溶劑使溶液的體積增大、濃度減小的過程,因此,稀釋前后溶質(zhì)的量是沒有改變的,即:稀釋前溶質(zhì)的量=稀釋后溶質(zhì)的量稀釋前溶液的濃度×稀釋前溶液的體積=稀釋后溶液的濃度×稀釋后溶液的體積由此可得稀釋公式為:CB1·V1=CB2·V2ρB1·V1=ρB2·V2φB1·V1=φB2·V2ωB1·m1=ωB2·m2第三節(jié)溶液的稀釋與配置
這些稀釋可以統(tǒng)一用一個(gè)式子來表示,即:C1·V1=C2·V2
使用這個(gè)稀釋公式時(shí),一定要注意,濃度的表示方法要前后一致;體積的單位要前后一致。例2-13
臨床上需要配制1/6mol/L乳酸鈉(NaC3H5O3)溶液600ml來治療酸中毒,需要1mol/L乳酸鈉多少支(規(guī)格是20ml/支)?例2-14
用φB=0.95的酒精1000ml可配制φB=0.75的消毒酒精多少毫升?第三節(jié)溶液的稀釋與配置例2-13
解:已知C(NaC3H5O3)1=1mol/L,C(NaC3H5O3
)2=1/6mol/LV2=600ml∵CB1·V1=CB2·V2∴C(NaC3H5O3
)1·V1=C(NaC3H5O3
)2·V21mol/L×V1=1/6mol/L×600mlV1=100ml則100ml÷20ml/支=5支答:配制1/6mol/L乳酸鈉(NaC3H5O3
)溶液600ml來治療酸中毒,需要1mol/L乳酸鈉5支(規(guī)格是20ml/支)。第三節(jié)溶液的稀釋與配置
例2-14
解:已知φB1=0.95V1=1000mlφB2=0.75
根據(jù)公式:φB1·V1=φB2·V2得
0.95×1000=0.75×V2
則V2=1266.7ml
答:用φB=0.95的酒精1000ml可配制φB=0.75的消毒酒精1266.7毫升第三節(jié)溶液的稀釋與配置
例2-15配制0.2mol/L的鹽酸溶液100ml,需取2mol/L鹽酸溶液多少毫升?如何配制?解:(1)計(jì)算:設(shè)需2mol/L鹽酸的體積為V1ml∵C1=2mol/LV1=?C2=0.2mol/LV2=100ml
根據(jù)稀釋公式,有:C1·V1=C2·V2∴V1=C2·V2/C1=0.2mol/L×100ml÷2mol/L=10ml第三節(jié)溶液的稀釋與配置
答:
(1)計(jì)算:需取2mol/L鹽酸溶液10毫升.
(2)移?。河?0ml吸量管吸取所需2mol/L的鹽酸溶液10ml移至50ml燒杯中。
(3)稀釋:用量筒量取30ml蒸餾水倒入燒杯中,用玻璃棒緩慢攪動(dòng)使其混勻。
(4)轉(zhuǎn)移:用玻璃棒將燒杯中的溶液引流入100ml容量瓶中,然后用少量蒸餾水洗滌燒杯2-3次,每次洗滌液一一并入容量瓶中。第三節(jié)溶液的稀釋與配置
(5)定容:向容量瓶中加蒸餾水近刻度(距刻度線1-2mm)時(shí),改用膠頭滴管緩慢滴加至刻度,混勻即可。在臨床中,溶液的稀釋有時(shí)根據(jù)需要而靈活運(yùn)用如給病人注射青霉素時(shí),使用濃度應(yīng)為20萬單位/毫升,并且一次只能注射20萬單位,而青霉素的規(guī)格為80萬單位/瓶,這時(shí)應(yīng)用注射器量取4ml的無菌注射用水,注入青霉素的試劑瓶中,充分溶解混勻,再用注射器在瓶中取出其中的1/4,即1ml,注入病人體內(nèi)即可。第三節(jié)溶液的稀釋與配置四、溶液的配制(一)溶液配制的化學(xué)操作步驟溶液的配制主要包括以下兩種情況:1.用一定質(zhì)量的溶液中所含溶質(zhì)的質(zhì)量來表示,即配制一定的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的溶液。其配置過程是:(1)計(jì)算根據(jù)質(zhì)量分?jǐn)?shù)濃度的計(jì)算公式計(jì)算出所需溶質(zhì)的質(zhì)量mB和溶劑的質(zhì)量mj。(2)稱量用天平稱量所需溶質(zhì)和溶劑的質(zhì)量。第三節(jié)溶液的稀釋與配置(3)溶解混合將稱量好的溶質(zhì)和溶劑倒入燒杯中用玻璃棒攪拌均勻。2.用一定體積的溶液中所含溶質(zhì)的量表示溶液的濃度,如一定的體積分?jǐn)?shù)、質(zhì)量濃度或物質(zhì)的量濃度的溶液的配制。如果溶質(zhì)為固態(tài)時(shí),其配制過程為:(1)計(jì)算根據(jù)物質(zhì)的量濃度和質(zhì)量濃度的計(jì)算公式,算出所需溶質(zhì)的質(zhì)量mB。(2)稱量在天平上稱取所需溶質(zhì)的質(zhì)量。第三節(jié)溶液的稀釋與配置(3)溶解將稱量好的溶質(zhì)倒入干凈的燒杯中,加適量的溶劑,攪拌至完全溶解。(4)轉(zhuǎn)移將已溶解的溶液沿玻璃棒轉(zhuǎn)移到需配制的相應(yīng)體積的容量瓶中,并用少量的溶劑洗滌燒杯2~3次,洗滌液一一倒入容量瓶中(注:不能超過容量瓶刻度)。(5)定容在容量瓶中加溶劑近刻度(距刻度線1-2mm)時(shí),改用膠頭滴管緩慢滴加至刻度,混勻即可。第三節(jié)溶液的稀釋與配置
如果溶質(zhì)為液態(tài)時(shí),其配制過程可簡化為以下幾點(diǎn):
(1)計(jì)算用體積分?jǐn)?shù)公式計(jì)算出所需溶質(zhì)的體積VB,有時(shí)需要用稀釋公式計(jì)算出所需濃溶液的體積V1(溶液的稀釋)。
(2)量取用移液管量取所需濃溶液的體積至容量瓶中。
(3)定容在容量瓶中滴加溶劑近刻度,(距刻度線1~2mm)時(shí),改用膠頭滴管緩慢滴加至刻度,混勻即可。第三節(jié)溶液的稀釋與配置
在溶液的配制的具體操作中應(yīng)該注意以下幾點(diǎn):(1)若溶質(zhì)在溶劑過程中熱效應(yīng)很大時(shí),在稱量溶質(zhì)后應(yīng)先在燒杯中加少量水溶解或稀釋,待溶液恢復(fù)到室溫時(shí)再轉(zhuǎn)移到容量瓶中。(2)若配制要求很精確時(shí),稱量要用分析天平,量取體積要用移液管或吸量管。(3)在稱量或量取、轉(zhuǎn)移等過程中應(yīng)盡量小心,以便減少溶質(zhì)的損失。第四節(jié)溶液的滲透壓一、溶液的滲透壓
(一)滲透現(xiàn)象和滲透壓力在一杯純水中加入少量濃的蔗糖溶液,過一會(huì)兒整杯水都會(huì)有甜味,最后得到濃度均勻的蔗糖溶液,這種現(xiàn)象稱為擴(kuò)散。擴(kuò)散是一種雙向運(yùn)動(dòng),是溶質(zhì)分子和溶劑分子相互運(yùn)動(dòng)的結(jié)果。只要兩種不同濃度的溶液相互接觸,都會(huì)發(fā)生擴(kuò)散現(xiàn)象。第四節(jié)溶液的滲透壓
如果用一種只允許溶劑(如水)分子自由透過而溶質(zhì)(如蔗糖)分子不能透過的半透膜將蔗糖溶液與純水隔開,并使其液面在同一水平上,則由于膜兩側(cè)單位體積內(nèi)水分子數(shù)目不等,蔗糖溶液中水分子數(shù)目相對(duì)地比同體積的純水少,單位時(shí)間內(nèi)由純水透過半透膜進(jìn)入蔗糖溶液中的水分子數(shù),比由蔗糖溶液透過半透膜而進(jìn)入純水的水分子數(shù)多,結(jié)果蔗糖溶液的體積增大,導(dǎo)致液面逐漸上升,而純水的液面逐漸下降,直至到達(dá)一定的高度后便不再上升和下降(圖1—1),此時(shí)水向兩個(gè)方向透過半透膜的速率相等。第四節(jié)溶液的滲透壓第四節(jié)溶液的滲透壓
這種由溶劑(水)分子通過半透膜,由純?nèi)軇┻M(jìn)入溶液(或由稀溶液進(jìn)入濃溶液)的自發(fā)過程稱為滲透。產(chǎn)生滲透現(xiàn)象必須具備兩個(gè)條件:一是要有半透膜;二是膜兩側(cè)要存在溶液的濃度差。第四節(jié)溶液的滲透壓
欲使膜兩側(cè)液面的高度相等并保存不變,必須在溶液液面上加一壓力才能實(shí)現(xiàn)(圖2-1)。這時(shí),溶液液面上所施加的壓力就稱為該溶液的滲透壓力。滲透壓力符號(hào)用Л表示,單位為Pa或KPa。如果被半透膜隔開的是兩種不同濃度的溶液,為阻止?jié)B透現(xiàn)象的發(fā)生,應(yīng)在較濃溶液上施加一壓力,這一壓力應(yīng)是兩溶液的滲透壓力之差。第四節(jié)溶液的滲透壓
若選用一種高強(qiáng)度耐高壓的半透膜把純?nèi)軇┖腿芤焊糸_,此時(shí)若施加的外壓大于滲透壓力,則溶液中會(huì)有更多的溶劑分子通過半透膜進(jìn)入溶劑一側(cè),這種使?jié)B透作用逆向進(jìn)行的過程稱為反向滲透,此技術(shù)常用于從海水中提取淡水和三廢治理中處理污水。第四節(jié)溶液的滲透壓
(二)滲透壓力與濃度、溫度的關(guān)系
1886年,荷蘭化學(xué)家范特荷甫(vAn’tHoff)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)提出了反映難揮發(fā)非電解質(zhì)稀溶液滲透壓力與濃度、溫度關(guān)系的公式:Л=CRT
式中:Л為溶液的滲透壓力(KPa),C為溶液的物質(zhì)的量濃度(mol/L),R為氣體常數(shù)即8.31kPa·L·mol-1·K-1,T為絕對(duì)溫度。第四節(jié)溶液的滲透壓
由上式可得出:難揮發(fā)性非電解質(zhì)稀溶液的滲透壓力與溶液的物質(zhì)的量濃度及絕對(duì)溫度成正比。這個(gè)規(guī)律稱為滲透壓力定律或范特荷甫定律。這個(gè)定律的重要意義在于指出了:在一定溫度下,難揮發(fā)性非電解質(zhì)稀溶液的滲透壓力只與單位體積溶液內(nèi)的溶質(zhì)顆粒數(shù)成正比而與溶質(zhì)的性質(zhì)(如種類、大小、分子或離子等)無關(guān)。對(duì)任何非電解質(zhì)溶液,在相同溫度下,只要物質(zhì)的量濃度相同,單位體積內(nèi)溶質(zhì)顆粒數(shù)目就相等,它們的滲透壓力也必相等。例如,0.30mol/L葡萄糖溶液與0.30mol/L蔗糖溶液的滲透壓力相等,在37℃時(shí)它們的滲透壓力為:第四節(jié)溶液的滲透壓
Л=CRT=0.30×8.31×(273+37)=772.8kPA
若溶液是電解質(zhì)溶液,則由于電解質(zhì)在溶液中發(fā)生電離,單位體積溶液內(nèi)所含的溶質(zhì)顆粒數(shù)目要比相同濃度非電解質(zhì)溶液多,故滲透壓力也要大,因此計(jì)算滲透壓力的公式中應(yīng)引進(jìn)一個(gè)校正因子i即:Л=iCRTi是電解質(zhì)的一個(gè)“分子”在溶液中能產(chǎn)生的顆粒數(shù)。如在稀溶液中,NaCI的i=2,CaCI2的i=3。第四節(jié)溶液的滲透壓(三)滲透壓力在醫(yī)學(xué)上的意義1.醫(yī)學(xué)中的滲透濃度由于在一定溫度下滲透壓力的大小只與單位體積溶液中的溶質(zhì)粒子數(shù)成正比,而且生物體內(nèi)各部位溫度變化幅度不大,故醫(yī)學(xué)上常用滲透濃度來表示溶液滲透壓力的大小。我們把溶液中產(chǎn)生滲透效應(yīng)的溶質(zhì)粒子(分子或離子)稱為滲透活性物質(zhì),所謂滲透濃度就是滲透活性物質(zhì)的總的物質(zhì)的量濃度(mol/L或mmol/L),用符號(hào)Cos表示。醫(yī)學(xué)上的單位是滲量/升(Osmol/L)或毫滲量/升(mOsmol/L)。第四節(jié)溶液的滲透壓
在計(jì)算滲透濃度時(shí),應(yīng)考慮強(qiáng)電解質(zhì)的校正因子,即:Cos=1000iCi—校正因子C—物質(zhì)的量濃度,單位是mol/LCos為滲透濃度,單位是mmol/L
例2-16
分別計(jì)算50g/L葡萄糖、9g/L的生理鹽水和12.5g/L碳酸氫鈉溶液的滲透濃度(mOsmol/L)各是多少?第四節(jié)溶液的滲透壓解:∵ρ(C6H12O6)=50g/LM(C6H12O6)=180g/molρ(NaCI)=9g/LM(NaCI)=58.5g/molρ(NaHCO3)=12.5g/LM(NaHCO3)=84g/mol∴(1)C(C6H12O6)=ρ(C6H12O6)/M(C6H12O6)=50/180=0.278(mol/L)Cos(C6H12O6)=1000iC=1000×1×0.278=278(mmol/L)(2)C(NaCI)=ρ(NaCI)/M(NaCI)=9/58.5=0.154(mol/L)第四節(jié)溶液的滲透壓Cos(NaCI)=1000iC=1000×2×0.154=308(mmol/L)(3)C(NaHCO3)=ρ(NaHCO3)/M(NaHCO3)=12.5/84=0.149(mol/L)Cos(NaHCO3)=1000iC=1000×2×0.149=298(mmol/L)答:50g/L葡萄糖、9g/L的生理鹽水和12.5g/L碳酸氫鈉溶液的滲透濃度分別為278mmol/L、308mmol/L和298mmol/L。第四節(jié)溶液的滲透壓2.等滲、低滲和高滲溶液滲透壓力相等的兩種溶液,稱為等滲溶液。對(duì)于滲透壓力不等的兩種溶液,則滲透壓力高的稱為高滲溶液,滲透壓力低的稱為低滲溶液。第四節(jié)溶液的滲透壓
醫(yī)學(xué)上判斷滲透壓力的高低,常以血漿的總滲透壓力為比較標(biāo)準(zhǔn)。正常人血漿的總滲透濃度約為280-320mmol/L,故臨床上規(guī)定凡滲透濃度在280-320mmol/L范圍內(nèi)的溶液稱為等滲溶液,凡低于280mmol/L的溶液稱為低滲溶液,而高于320mmol/L的溶液則稱為高滲溶液。9.0g/L的NaCI、50g/L葡萄糖、19g/L乳酸鈉、12.5g/LNaHCO3溶液都是常用的等滲溶液。第四節(jié)溶液的滲透壓
輸液是臨床上常用的處置方法之一,為了不因輸入液體而影響血漿滲透壓力,在大量輸液時(shí)應(yīng)用等滲溶液是一個(gè)基本原則。紅細(xì)胞在等滲溶液中保持正常形態(tài),輸入低滲溶液會(huì)使紅細(xì)胞逐漸腫脹最后破裂出現(xiàn)溶血現(xiàn)象,輸入高滲溶液會(huì)使紅細(xì)胞逐漸皺縮,醫(yī)學(xué)上稱為胞漿分離現(xiàn)象。特殊情況下也有使用高滲溶液的,如亟需提高血糖用500g/L葡萄糖和治療腦水腫用的高滲山梨醇等溶液,但需注意用量不能太大,注射速度要緩慢。第四節(jié)溶液的滲透壓
等滲溶液在醫(yī)療上也有意義,比如給病人換藥時(shí),通常用與組織液等滲的生理鹽水沖洗傷口,如用純水或高滲鹽水則會(huì)引起疼痛。配制的眼藥水也必須與眼粘膜細(xì)胞的滲透壓力相同,否則會(huì)刺激眼睛而疼痛。第四節(jié)溶液的滲透壓3.晶體滲透壓力和膠體滲透壓力血漿中含有低分子晶體物質(zhì),如NaCI、NaHCO3、葡萄糖、氨基酸等;還含有高分子膠體物質(zhì),如蛋白質(zhì)、核酸等。由低分子晶體物質(zhì)所產(chǎn)生的滲透壓力稱為晶體滲透壓力;由高分子膠體物質(zhì)所產(chǎn)生的滲透壓力稱為膠體滲透壓力。血漿總滲透壓力是這兩種滲透壓力的總和。雖然高分子膠體物質(zhì)含量大(約70g/L),低分子晶體物質(zhì)含量小(約7.5g/L),但高分子膠體物質(zhì)相對(duì)分子量大,微粒數(shù)少,低分子晶體物質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量小,又能解離出離子,微粒數(shù)較多,所以血漿總滲透壓力的絕大部分是由低分子晶體物質(zhì)產(chǎn)生的。如310kPa時(shí),血漿總滲透壓力為769.9kPa,其中膠體滲透壓力僅為2.9-4.0kPa。第四節(jié)溶液的滲透壓
根據(jù)人體內(nèi)半透膜的通透性不同,晶體滲透壓力和膠體滲透壓力在維持體內(nèi)水鹽平衡上發(fā)揮著不同的功能。細(xì)胞膜將細(xì)胞內(nèi)液和外液隔開,并只能讓水分子自由通過膜內(nèi)外,而K+、Na+不易透過。如人體內(nèi)缺水時(shí),細(xì)胞外液的鹽濃度升高,晶體滲透壓力增大,于是細(xì)胞內(nèi)水分子向外滲透,造成細(xì)胞內(nèi)失水;如果大量飲水或輸入過多的葡萄糖溶液,則使細(xì)胞外液的水分子向細(xì)胞內(nèi)滲透,嚴(yán)重時(shí)可引起水中毒??梢娋w滲透壓力對(duì)維持細(xì)胞內(nèi)外的水鹽平衡起著重要的作用。第四節(jié)溶液的滲透壓
毛細(xì)血管壁也是體內(nèi)的一種半透膜,隔著血漿和組織液,它能讓低分子的水、葡萄糖、尿素、氨基酸及各種離子自由通過,而不允許高分子的蛋白質(zhì)通過,如血漿中蛋白質(zhì)減少時(shí),血漿的膠體滲透壓力就會(huì)降低,血漿的水就會(huì)透過毛細(xì)血管壁而進(jìn)入組織間液,致使血容量(人體血液總量)降低,而組織間液增多,這是形成水腫的原因之一。晶體滲透壓力對(duì)維持血液與組織間液之間的水鹽平衡不起作用,而膠體滲透壓力則起主要作用。臨床上對(duì)大面積燒傷或由于失血造成血容量降低的患者進(jìn)行補(bǔ)液時(shí),除補(bǔ)生理鹽水外,同時(shí)還要輸入血漿或右旋糖酐等代血漿,以恢復(fù)膠體滲透壓力和增加血容量。第五節(jié)人體內(nèi)主要的有機(jī)酸【學(xué)習(xí)要點(diǎn)】1.羧酸的結(jié)構(gòu)、分類,有機(jī)酸的命名2.有機(jī)酸的化學(xué)性質(zhì)3.羥基酸和酮酸的結(jié)構(gòu)、分類及命名4.常見的羧酸、羥基酸和酮酸一、羧酸一、羧酸的結(jié)構(gòu)、分類和命名(一)羧酸的結(jié)構(gòu)羧酸從結(jié)構(gòu)上可以看作是烴分子中的氫原子被羧基(-COOH)取代而成的化合物(甲酸除外)。羧基及羧酸結(jié)構(gòu)通式如下:(二)羧酸的分類羧酸的官能團(tuán)是羧基,除甲酸外,都是由烴基和羧基兩部分組成。1.根據(jù)羧酸分子中烴基的不同,羧酸可分為脂肪酸和芳香酸。2.根據(jù)烴基是否飽和,脂肪酸又可以分為飽和脂肪酸和不飽和脂肪酸。3.根據(jù)羧酸分子中所含羧基的數(shù)目分為一元酸、二元酸和多元酸(三)羧酸的命名羧酸常用普通命名法和系統(tǒng)命名法命名。普通命名法的名稱是由其來源而得名,如干餾螞蟻得到蟻酸(甲酸),從食用醋中得到醋酸(乙酸)。如:羧酸的系統(tǒng)命名原則與醛相似,只需將“醛”字改成“酸”字。脂肪族二元羧酸命名,取分子中含兩個(gè)羧基的最長碳鏈作為主鏈,稱為“某二酸”;脂環(huán)族和芳香族羧酸命名,把脂環(huán)和芳環(huán)看做取代基,以脂肪族羧酸作為母體進(jìn)行命名。例如:二、羧酸的性質(zhì)(一)羧酸的物理性質(zhì)甲酸、乙酸、丙酸為有強(qiáng)烈刺激性氣味的無色液體,含4~9個(gè)碳原子的飽和一元脂肪酸是具有腐敗氣味的油狀液體,癸酸以上為蠟狀固體,二元羧酸和芳香族羧酸都是結(jié)晶性固體。低級(jí)羧酸可與水混溶,隨著相對(duì)分子質(zhì)量的增大,溶解度逐漸減小。羧酸的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)都隨著相對(duì)分子質(zhì)量的增大而升高。(二)羧酸的化學(xué)性質(zhì)羧基(-COOH)是羧酸的官能團(tuán)。從形式上看,羧基是由羰基和羥基組成。但是,由于羰基與羥基兩者的相互影響,使羧基顯示其自身的特性。
1.酸性在羧酸分子中,由于受到羰基的影響使羧基中的羥基氫原子比較活潑,在水中能部分電離出氫離子,因此羧酸是一類有機(jī)弱酸,具有酸的通性。羧酸的水溶液可以使酸堿指示劑變色,例如使藍(lán)色的石蕊試劑變紅。羧酸與堿發(fā)生中和反應(yīng),生成羧酸鹽和水。羧酸的鉀、鈉鹽易溶解于水,臨床上常把一些難溶解于水的含羧基的藥物制成易溶于水的鹽。例如青霉素G鉀或青霉素G鈉,供臨床注射使用。羧酸是弱酸,但酸性比碳酸強(qiáng)。它能夠與碳酸鹽或碳酸氫鹽反應(yīng),放出二氧化碳?xì)怏w。苯酚在碳酸氫鈉水溶液中不反應(yīng),也不溶解;在碳酸鈉水溶液中溶解,但無二氧化碳?xì)怏w放出。利用這些性質(zhì),可以區(qū)別羧酸和苯酚。綜上所述,羧酸和其它相關(guān)物質(zhì)的酸性強(qiáng)弱順序如下:H2SO4、HCl>RCOOH>H2CO3>C6H5OH2.脫羧反應(yīng)羧酸分子中脫去羧基放出二氧化碳的反應(yīng)稱為脫羧反應(yīng)。3.酯化反應(yīng)羧酸與醇作用生成酯和水的反應(yīng)叫做酯化反應(yīng)。即羧基中的羥基被烴氧基取代。酯化反應(yīng)是可逆反應(yīng),其逆向反應(yīng)是水解反應(yīng)。酯化反應(yīng)的速率很慢,常需通過酸催化及加熱使反應(yīng)加速并達(dá)到平衡。使用濃硫酸作催化劑可使平衡向生成酯的方向移動(dòng)。酯通常具有一定的水果香味。三、常見的羧酸(一)甲酸()甲酸俗稱蟻酸,是有刺激性氣味的無色液體,與水混溶。甲酸的腐蝕性很強(qiáng),被螞蟻或蜂類蟄傷后引起皮膚紅腫和疼痛,就是由甲酸引起的。用稀氨水涂敷可以止痛。甲酸的結(jié)構(gòu)比較特殊,它的羧基與氫原子直接相連,從結(jié)構(gòu)上看,分子中既含羧基又含醛基,表現(xiàn)出它與其它羧酸不同的一些特性。1.甲酸的酸性比其他飽和一元羧酸的酸性強(qiáng)。2.甲酸分子中含醛基,具有還原性。甲酸能發(fā)生銀鏡反應(yīng),也能使高錳酸鉀溶液褪色。這些反應(yīng),常用于鑒別甲酸。(二)乙酸()乙酸俗稱醋酸,是食醋中主要的酸性物質(zhì),我國自古就有關(guān)于谷物發(fā)酵制醋的記載。乙酸是有強(qiáng)烈的刺激性酸味的無色液體,熔點(diǎn)16.6℃,與水混溶,純乙酸在溫度低于16.6℃時(shí)凝成冰狀固體,又稱冰醋酸,乙酸是飽和一元羧酸的代表,具有飽和一元羧酸的性質(zhì)。乙酸的作用
乙酸具有抗細(xì)菌和真菌的作用,醫(yī)藥上常用乙酸稀溶液作為消毒防腐劑,應(yīng)用“食醋消毒法”預(yù)防流感,使用30%的乙酸溶液搽浴治療甲癬等。乙酸中的乙?;巧锘瘜W(xué)中所有生命的基礎(chǔ)。當(dāng)它與輔酶A結(jié)合后,就成為糖類和脂肪新陳代謝的中心。然而,乙酸在細(xì)胞中的濃度是被嚴(yán)格控制在一個(gè)很小的范圍內(nèi),避免細(xì)胞質(zhì)的pH發(fā)生破壞性的改變(三)過氧乙酸()過氧乙酸又名過乙酸或過醋酸,是乙酐和過氧化氫在稀硫酸作用下的產(chǎn)物。過氧乙酸是無色、有強(qiáng)烈刺激氣味的液體,不穩(wěn)定,加熱至110℃發(fā)生強(qiáng)烈爆炸,故常用其乙酸溶液或水溶液。市售過氧乙酸的含量為wB=20%~40%的溶液。過氧乙酸的醫(yī)用價(jià)值
過氧乙酸是強(qiáng)氧化劑,有殺菌、漂白作用,工業(yè)上用作氧化劑和漂白劑;過氧乙酸是高效、廣譜、速效、低毒的殺菌劑,醫(yī)藥上常配制成wB=0.02%過氧乙酸溶液,用于手消毒,wB=0.2%~0.5%的溶液用于醫(yī)療器械、生活用品及餐具的消毒,wB=1%~2%的溶液用于室內(nèi)空氣消毒。(四)乙二酸()乙二酸是最簡單的二元羧酸,常以鹽的形式存在于草本植物中,俗稱草酸,通常為含有二分子結(jié)晶水的無色晶體,熔點(diǎn)101.5℃。加熱失去結(jié)晶水而成為無水草酸,無水草酸熔點(diǎn)189.5℃。草酸的酸性比其他一元羧酸和二元羧酸都強(qiáng)。草酸有還原性,容易被高錳酸鉀所氧化。工業(yè)上也常用草酸作漂白劑,用于漂白麥草,硬脂酸等,草酸還可用于除去鐵銹和藍(lán)墨水污跡。(五)苯甲酸()苯甲酸是最簡單的芳香酸,因存在于安息香樹膠中,俗稱安息香酸。難溶于冷水,易溶于熱水、乙醇和乙醚中。苯甲酸及其鈉鹽常作防腐劑,苯甲酸可用作治療癬病的外用藥。(六)丁二酸()丁二酸俗名瑚珀酸,最初由瑚珀蒸餾得到,加熱易失水生成丁二酸酐。丁二酸存在于許多植物體內(nèi),也存在于動(dòng)物的腦、肌肉和尿液中,是人體糖代謝的中間產(chǎn)物。二、羥基酸和酮酸羧酸分子中烴基上的氫原子被其他原子或原子團(tuán)取代所生成的化合物稱為具有復(fù)合官能團(tuán)的羧酸,又稱取代羧酸。如羥基酸、酮酸等。一、羥基酸羧酸分子中烴基上的氫原子被羥基取代而生成的化合物稱為羥基酸。(一)羥基酸的分類
1.根據(jù)羥基所連的母體不同,分為醇酸和酚酸
2.根據(jù)羥基和羧基的相對(duì)位置不同,分為-羥基酸、-羥基酸、-羥基酸等。(二)羥基酸的命名羥基酸系統(tǒng)命名法是以羧酸為母體,羥基為取代基來命名的。取代基的位置可用阿拉伯?dāng)?shù)字或希臘字母表示。許多羥基酸存在于自然界,因此也常根據(jù)其來源采用俗名。2-羥基丙酸羥基丁二酸3-羧基-3-羥基戊二酸2-羥基苯甲酸二、酮酸分子中除含羧基外,還含有酮基的化合物稱為酮酸。根據(jù)酮基和羧基的相對(duì)位置不同,分為-酮酸、-酮酸、-酮酸等。醫(yī)學(xué)上多采用俗名或習(xí)慣名稱,如果用系統(tǒng)命名法,則按羧酸的命名原則進(jìn)行,但必須指明酮基所在的位置。例如
丙酮酸3-丁酮酸2-酮基丁二酸三、羥基酸和酮酸的性質(zhì)羥基酸一般是粘稠狀液體或晶體,在水中的溶解度大于相應(yīng)的脂肪酸、醇或酚。羥基酸含有兩種官能團(tuán),兼有酸和醇的性質(zhì)。如羥基可酯化,可氧化成羰基;羧基具有酸性,可成鹽、成酯;酚羥基可與三氯化鐵溶液顯色等。由于羥基酸分子中兩種官能團(tuán)的相互影響,也表現(xiàn)出其特有的性質(zhì)。(一)酸性羥基酸和酮酸分子中都含有羧基,因而在水中能電離出氫離子,具有酸的性質(zhì)。(二)氧化、還原反應(yīng)羥基酸中的醇羥基比醇分子中的羥基易氧化,它容易失去氫原子而轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的酮酸;相反,酮酸中的羰基也可以得到氫原子而被還原為羥基酸。乳酸(-羥基丙酸)丙酮酸四、醫(yī)學(xué)中的羥基酸和酮酸(一)乳酸()乳酸學(xué)名α-羥基丙酸,存在于酸牛奶中。人在劇烈活動(dòng)時(shí),氧氣供應(yīng)不足,肌肉中糖或糖原分解成乳酸,同時(shí)放出能量,以供生命活動(dòng)急需,而肌肉內(nèi)因乳酸積存而感到酸脹,經(jīng)休息后,乳酸可以繼續(xù)分解成二氧化碳和水,也可以轉(zhuǎn)化為糖原儲(chǔ)存。在醫(yī)藥上,乳酸可作為消毒劑和外用防腐劑,如1%乳酸溶液用于治療陰道滴蟲,乳酸稀釋10倍后加熱蒸發(fā),也可加熱蒸發(fā)乳酸的水溶液,可進(jìn)行空氣消毒。乳酸能與堿作用生成乳酸鹽,其中,乳酸鈣常用于慢性缺鈣的治療如佝僂病等;乳酸鈉溶液注入人體內(nèi)后,在有氧條件下經(jīng)肝臟氧化、代謝轉(zhuǎn)化為碳酸氫根離子,糾正血中過高的酸度,可用于糾正代謝性酸中毒。乳酸聚合得到聚乳酸,聚乳酸可以抽成絲紡成線,這種線是良好的手術(shù)縫線,縫口愈合后不用拆線,能自動(dòng)降解成乳酸被人體吸收,無不良后果。尤其是體內(nèi)手術(shù)縫線,免除二次手術(shù)拆線的麻煩。(二)丙酮酸()丙酮酸是無色液體,易溶于水、乙醇和乙醚。丙酮酸是人體三大營養(yǎng)物質(zhì)代謝的中間產(chǎn)物,在體內(nèi)可轉(zhuǎn)變?yōu)榘被?,具有重要的生理作用。丙酮酸可由乳酸氧化而得,也能還原生成乳酸(三)蘋果酸()蘋果酸學(xué)名羥基丁二酸,最初由蘋果中分離得到的,因此而得名。蘋果酸為無色針狀結(jié)晶,易溶于水和乙醇,微溶于乙醚。蘋果酸是體內(nèi)糖代謝過程中的中間產(chǎn)物,在酶的催化下脫氫生成草酰乙酸。蘋果酸用于制藥和食品工業(yè)。(四)檸檬酸()檸檬酸化學(xué)名稱為3-羥基-3-羧基戊二酸,曾名枸櫞酸。存在于柑橘等水果中,尤以檸檬中含量最多。檸檬酸為透明結(jié)晶,無水檸檬酸易溶于水、乙醇和乙醚,有強(qiáng)的酸味,常用作調(diào)味劑,在臨床上,檸檬酸鐵銨是常用補(bǔ)血藥;檸檬酸鈉有防止血液凝固的作用,常用作抗凝血?jiǎng)?。檸檬酸是人體內(nèi)糖、脂肪和蛋白質(zhì)代謝的中間產(chǎn)物,它是糖有氧氧化過程中三羧酸循環(huán)的起始物。在酶的催化下,由檸檬酸經(jīng)順烏頭酸轉(zhuǎn)化成異檸檬酸,然后進(jìn)行氧化和脫羧反應(yīng),變成α-酮戊二酸。(五)水楊酸()水楊酸化學(xué)名稱為鄰-羥基苯甲酸,又名柳酸。存在于柳樹、水楊樹及其它許多植物中。水楊酸是白色針狀結(jié)晶,微溶于水,易溶于乙醇。水楊酸屬酚酸,具有酚和羧酸的一般性質(zhì)。例如,遇三氯化鐵顯紫色,在空氣中易氧化,水溶液顯酸性,能成鹽、成酯等。水楊酸是一種重要的外用防腐劑和殺蟲劑,其酒精溶液可治療某些霉菌感染而引起的皮膚病,水楊酸鈉具有退熱鎮(zhèn)痛作用,對(duì)腸胃有刺激作用,所以不能內(nèi)服。水楊酸與乙酐在硫酸催化下生成乙酰水楊酸,俗名為阿斯匹林,具有解熱、鎮(zhèn)痛和抗風(fēng)濕作用,是內(nèi)服的解熱鎮(zhèn)痛藥。阿斯匹林還用于治療和預(yù)防心、腦血管疾病。(六)-丁酮酸()
-丁酮酸又稱乙酰乙酸,是無色黏稠液體,不穩(wěn)定,容易脫羧生成丙酮,也能還原為-羥基丁酸。-丁酮酸、-羥基丁酸及丙酮三者合稱為酮體。酮體是脂肪酸在人體內(nèi)不完全氧化的中間產(chǎn)物,正常情況下,人體血液中酮體制的含量很少(0.8mg/100Ml~5mg/100mL),但在糖尿病患者的血液和尿中大量存在,使血液的酸度增加,嚴(yán)重時(shí)發(fā)生酮癥酸中毒,甚至引起患者昏迷或死亡。R—OHAr—OHR—O—R’(R’代表烷基或芳基)醇酚醚烴的含氧衍生物三、醇酚醚
一、分類和命名醇(alcohol)一元醇多元醇伯醇(1°醇)仲醇(2°醇)叔醇(3°醇)(一)分類(二)命名(nomenclature)1、普通命名法:烴基+醇CH3CH2CH2OH正丙醇異丁醇2、系統(tǒng)命名法(1)一般規(guī)則:選主鏈,編號(hào),標(biāo)明支鏈名稱、位置(3)含有不飽和鍵,選擇含有羥基和不飽和鍵在內(nèi)的最長碳鏈為主鏈,編號(hào)時(shí)盡可能使羥基的位置最小;(2)芳醇:芳基作為取代基,以醇為母體命名5-甲基-4-丙基-3-庚醇二、物理性質(zhì)(physicalproperty)1、狀態(tài)無色液體(<C12)蠟狀固體(≥C12)2、熔點(diǎn)(Meltingpoint)和相對(duì)密度(Density)——隨相對(duì)分子質(zhì)量的增加而增高3、水溶性(Solubility)
溶于水(≤C3)部分溶于水(C4~C11)不溶于水(高級(jí)醇)飽和一元醇多元醇:隨-OH數(shù)增加而增大4、沸點(diǎn)(Boilingpoint)比分子量相近的其它有機(jī)物高隨-OH數(shù)增加而增大支鏈越多,沸點(diǎn)越低
現(xiàn)代研究表明,乙醇進(jìn)入人體后,經(jīng)胃腸快速吸收,5分鐘即在血中發(fā)現(xiàn),30-90分鐘達(dá)到最高濃度,分布全身。主要經(jīng)肝臟代謝,在乙醇脫氫酶和兩種乙醛脫氫酶催化下,轉(zhuǎn)化為乙醛或乙酸,最后以二氧化碳和水的形式排出體外。體內(nèi)酶活性因人而異,酶活性低的人,飲少量酒即出現(xiàn)面紅、惡心、嘔吐、心悸等反應(yīng)。如果體內(nèi)乙醇濃度過高,即可導(dǎo)致急慢性酒精中毒等癥。飲酒后乙醇迅速進(jìn)入血循環(huán)而分布全身,但乙醇在
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