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第二节 溶液浓度的表示方法
医学上常用的溶液浓度可用以下不同方法来表示。
一、物质的量浓度
溶质B的物质的量浓度(amount of substance concentration)定义为B的物质的量 n B除以溶液的体积 V,用符号 c B表示。
c B 的 SI单位为 mol·m -3,医学上常用的单位为 mol·L -1、mmol·L -1。
物质的量浓度简称为浓度,使用时与物质的量一样应注明基本单元。基本单元应该用粒子的符号、物质的化学式或它们的特定组合来表示。可以是原子、分子、离子等粒子,或是这些粒子的特定组合。
例1-1 正常人每100mL血浆中含326mg Na +、10.0mg Ca 2+、165mg ,试计算正常人血浆中这些离子的物质的量浓度。
解 正常人血浆中Na +、Ca 2+、 的物质的量浓度分别为:
二、质量浓度
溶质B的质量浓度(mass concentration)定义为物质B的质量 m B除以溶液的体积 V,用符号 ρ B表示。
ρ B 的 SI单位为 kg·m -3,医学上常用的单位为 g·L -1、mg·L -1和 μg·L -1。
例1-2 按照我国药典规定,注射用生理盐水的规格是0.5L生理盐水中含NaCl 4.5g。计算生理盐水的质量浓度。
解 已知 m(NaCl)=4.5g V=0.5L
世界卫生组织建议:凡是已知相对分子质量的物质在体液内的含量均应使用物质的量浓度表示。对相对分子质量未知的物质,可以暂时使用质量浓度。
质量浓度和物质的量浓度之间的关系为:
例1-3 临床上使用的乳酸钠(C 3H 5O 3Na)注射液,1.00L该注射液中含112g乳酸钠,计算该注射液的质量浓度和物质的量浓度。
解 已知 m(C 3H 5O 3Na)=112g, V=1.00L, M(C 3H 5O 3Na)=112g·mol -1
三、质量摩尔浓度
溶液的质量摩尔浓度(molality)定义为:溶液中某溶质B的物质的量除以溶剂的质量,单位为 mol·kg -1,符号为 b B。
式中, m A为溶剂A的质量,以kg作单位; n B是溶质B的物质的量,以mol为单位。
质量摩尔浓度的优点是不受温度的影响。对于稀水溶液来说,其物质的量浓度与质量摩尔浓度的数值几乎相等。
例1-4 将0.27g KCl晶体溶于100g水中,计算所得溶液中KCl的质量摩尔浓度。
解 KCl的摩尔质量为74.5g·mol -1,KCl的质量摩尔浓度为:
四、物质的量分数
物质的量分数(amount-of-substance fraction)又称为物质的量比或摩尔分数。B的物质的量分数定义为:B的物质的量与溶液的物质的量之比,符号为 x B,SI单位为1。
设溶液由溶质B和溶剂A组成,则溶质B的物质的量分数为:
式中, n B为溶质B的物质的量, n A为溶剂A的物质的量。同理,溶剂A的物质的量分数为:
显然 x A+ x B=1。
五、质量分数
溶质B的质量分数(mass fraction),用符号 ω B表示,定义为溶质B的质量 m B除以溶液的质量 m。
ω B的SI单位为1,可以用百分数表示。
例1-5 将10g葡萄糖溶于100g水中配成溶液,计算此溶液中葡萄糖的质量分数。
六、体积分数
溶质B的体积分数(volume fraction),用符号 φ B表示,定义为溶质B的体积 V B除以溶液的体积 V。
φ B的SI单位为1,也可以用百分数表示。
例1-6 药典规定,药用酒精的 φ B=0.95,问500mL药用酒精中含纯酒精多少毫升?
解 已知 φ B=0.95, V=0.500L
由式1-7 可得: V B= φ B· V