稀溶液依數(shù)性與醫(yī)學(xué)關(guān)系探究

崔小瑩

【摘要】稀薄溶液的依數(shù)性與醫(yī)學(xué)或生命體的關(guān)系十分密切。稀薄溶液的依數(shù)性對細(xì)胞內(nèi)外物質(zhì)的交換與運(yùn)輸、臨床輸液、水及電解質(zhì)代謝等問題，具有重要的指導(dǎo)意義。

【關(guān)鍵詞】稀溶液 依數(shù)性 醫(yī)學(xué) 聯(lián)系

稀溶液的依數(shù)性，無論與生產(chǎn)生活、科學(xué)研究，還是健康和醫(yī)學(xué)，都有著密切的關(guān)系。在日常生活中發(fā)現(xiàn)，在高原上很難煮熟食物。自從出現(xiàn)了高壓鍋，就能夠在高原把食物煮熟，那高壓鍋的工作原理是什么。怎樣測定物質(zhì)的相對分子質(zhì)量，是稱出來的嗎。冬天馬路上結(jié)冰了，撒鹽可以加速冰雪溶解，其原理是什么。在醫(yī)院輸液的時候，經(jīng)常有輸液輸幾瓶的情況，為什么不把藥物全部放到一起去，一起注射，節(jié)省時間呢。帶著這些問題，我們來學(xué)習(xí)稀溶液的幾個特點(diǎn)：沸點(diǎn)升高，凝固點(diǎn)降低和滲透壓。

一、稀溶液依數(shù)性產(chǎn)生的原因

在溶劑中加入非揮發(fā)性溶質(zhì)后，溶液的沸點(diǎn)會升高，凝固點(diǎn)會降低，產(chǎn)生了滲透壓力，這些現(xiàn)象就是依數(shù)性的表現(xiàn)?！耙罃?shù)”的含義是指這些性質(zhì)只與溶質(zhì)的分子數(shù)量有關(guān)，與分子的性質(zhì)無關(guān)。

溶劑的蒸氣壓因加入溶質(zhì)而降低，這可以定性地解釋為：加入的溶質(zhì)分子占據(jù)了原溶劑分子的位置和減少了單位表面上溶劑分子的數(shù)目，因而也減少了離開液面進(jìn)入氣相的溶劑分子數(shù)目，即減少了溶劑的蒸氣壓。蒸氣壓的下降值與溶質(zhì)分子占據(jù)液面的比率（即xB）成正比。顯然，溶液中難揮發(fā)性溶質(zhì)濃度愈大，蒸氣壓下降愈多。從而推出拉烏爾定律，在一定溫度下，難揮發(fā)性非電解質(zhì)稀溶液的蒸氣壓下降與溶劑的摩爾分?jǐn)?shù)成正比，而與溶質(zhì)的本性無關(guān)。

p=p⁰xA

因為習(xí)慣上一般用溶質(zhì)的含量來表示溶液的濃度，因此對上述方程式需要進(jìn)行處理，換成常用的溶質(zhì)的濃度來表達(dá)。

p=p⁰（1-xB）=p⁰-p⁰xB

Δp=p⁰-p=p⁰xB

且溶液濃度愈大，蒸氣壓下降得愈多，沸點(diǎn)愈高，凝固點(diǎn)愈低。從而引出難揮發(fā)性非電解質(zhì)稀溶液的沸點(diǎn)升高、凝固點(diǎn)降低與稀溶液的質(zhì)量摩爾濃度之間的關(guān)系為

ΔT_b=T_b-T_b0=K_bbB

ΔT_f=T_f0-Tf=K_fbB

二、稀溶液的依數(shù)性在生活科研中的應(yīng)用

在實際工作中，對不穩(wěn)定的物質(zhì)進(jìn)行提取或精制時，采用減壓蒸餾或減壓濃縮的方法以降低蒸發(fā)溫度，防止高溫加熱對這些物質(zhì)的破壞。對熱穩(wěn)定的注射液和對某些醫(yī)療器械進(jìn)行滅菌時，則采用熱壓滅菌法，即在密閉的高壓消毒器內(nèi)加熱，通過提高水蒸氣的溫度來縮短滅菌時間并提高滅菌效果。高壓鍋也是同理，在高原地區(qū)，因為大氣壓低，所以水的沸點(diǎn)比平原地區(qū)的沸點(diǎn)低，因此無法煮熟食物，高壓鍋是加大鍋內(nèi)壓力，從而使水的沸點(diǎn)升高，把食物煮熟。

沸點(diǎn)升高法和凝固點(diǎn)降低法常用于測定溶質(zhì)相對分子質(zhì)量。多數(shù)溶劑的Kf值大于Kb值，所以凝固點(diǎn)降低法靈敏度相對較高，實驗誤差相對較少。

三、稀溶液依數(shù)性在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用

生物材料如造血干細(xì)胞、精子、角膜等低溫保存，采用加入甘油、蔗聚乙二醇等低溫保護(hù)劑，目的是降低細(xì)胞外介質(zhì)的冰點(diǎn)或過冷點(diǎn)，減輕冷凍細(xì)胞及組織的損傷。撒鹽除冰就是利用稀溶液蒸氣壓下降的原理。撒鹽以后，形成的溶液蒸氣壓比冰的蒸氣壓低，蒸氣壓高的冰自發(fā)轉(zhuǎn)化成蒸氣壓低的溶液。

血液凈化技術(shù)的原理是把患者的血液引出體外，建立血管循環(huán)通路，通過一系列裝置一透析機(jī)、透析器、血管路、透析液，利用彌散、對流、吸附、分離的原理，除去其中某些致病物質(zhì)，凈化血液，達(dá)到治療疾病的目的。

例如，血液透析是血液凈化的一種方式，目的在于替代腎臟衰竭所丟失的清除代謝廢物、調(diào)節(jié)水、電解質(zhì)和酸堿平衡的部分功能。該法就是根據(jù)膜平衡滲透原理，將患者血液與含一定量化學(xué)成分的透析液同時引入透析器內(nèi)，利用滲透膜兩側(cè)溶質(zhì)濃度差，達(dá)到清除體內(nèi)水分及代謝產(chǎn)物和毒性溶質(zhì)、或向體內(nèi)補(bǔ)充所需溶質(zhì)的治療目的。現(xiàn)代的血液透析還被拓展用于藥物和毒物中毒，戒毒、心力衰竭等各系統(tǒng)疾患中。近年來一個重要的發(fā)現(xiàn)是血液透析還能夠修復(fù)內(nèi)皮細(xì)胞，保護(hù)心、腎、肝、肺、神經(jīng)、胃腸、血液、骨髓、腦等器官系統(tǒng)。

如果人體缺水，細(xì)胞外液中電解質(zhì)的濃度相對升高，導(dǎo)致晶體滲透壓力增大。細(xì)胞內(nèi)液的水分子通過細(xì)胞膜向外滲透，造成細(xì)胞內(nèi)失水。若大量飲水或靜脈輸入過多的溶液，細(xì)胞外液電解質(zhì)的濃度就會降低，晶體滲透壓力可能減少。這時，細(xì)胞外液水分子將透過細(xì)胞膜進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)液，嚴(yán)重時可產(chǎn)生水中毒。日常生活中向高溫作業(yè)的工人供給含電解質(zhì)類物質(zhì)的汽水，就是為了保持細(xì)胞外液晶體滲透壓力的相對恒定，以免影響細(xì)胞的形態(tài)和功能。

血漿膠體滲透壓的主要作用是調(diào)節(jié)血管內(nèi)外水分和小分子物質(zhì)的分布，對組織間液回流進(jìn)入毛細(xì)血管產(chǎn)生壓力，維持血漿與組織間液之間的液體平衡。在正常情況下，血漿膠體滲透壓和其他因素一起使毛細(xì)血管內(nèi)外的水分交換保持動態(tài)平衡，維持血漿容量和組織液容量的相對穩(wěn)定。如果由于疾病造成血漿蛋白減少，血漿膠體滲透壓降低，血漿中的水分子和小分子溶質(zhì)就會過多的透過毛細(xì)血管壁進(jìn)入組織間液，造成組織間液增多而血液容量降低，這是形成水腫的原因之一。臨床上對大面積燒傷或失血過多等原因造成血容量下降得患者進(jìn)行補(bǔ)液時，考慮到這類患者血漿蛋白損失較多，除補(bǔ)充電解質(zhì)溶液外還要輸入血漿或右旋糖酐，以恢復(fù)血漿的膠體滲透壓力并增加血容量。

參考文獻(xiàn)：

[1]魏祖期，劉德育.基礎(chǔ)化學(xué)（第八版），人民衛(wèi)生出版社，2017.

[2]高勝利，陳三平，謝鋼，楊奇.關(guān)于稀溶液依數(shù)性講解中的幾個問題討論，大學(xué)化學(xué)，2010，（5）.

[3]吳悅.冰遇鹽水實驗探究和“融雪劑”問題的反思，化學(xué)教育，2013.

[4]彭斌，杜程.從蒸氣壓的降低理解稀溶液的依數(shù)性質(zhì)，當(dāng)代教育理論與實踐，2011，（9）.