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416 溶液渗透压估算 背景 渗透压是溶液的一项重要性质，如人体输液、食品淹制、反渗透法浓缩分离溶液、吸收式膜蒸馏法分离浓缩料液等过程中都需要了解溶液渗透压。 估算方法 对稀溶液，渗透压可用下式估算： p=cRT 式中，p为渗透压，kPa；c为溶液中的离子摩尔浓度，mol/L；R为常数，8.314kPa.L/(mol.K)；T为溶液温度，K。 估算示例 人体血浆 人体血浆中有小分子（如葡萄糖等），小离子（如Na+、Cl-、HCO3-等），以及大分子和胶体物质（如蛋白质、核酸等）；小分子和小离子产生的渗透压称为晶体渗透压，大分子和大离子产生的渗透压称为胶体渗透压；人体血浆渗透压是这两类物质所产生渗透压的总和。 人体血浆的当量离子浓度通常0.28～0.32mol/L，平均0.30mol/L，体温37℃（310K），则渗透压约为： p=0.3*8.314*310=773kPa 葡萄糖溶液 如质量分数5%葡萄糖溶液，约相当于50g/L，葡萄糖分子量180g/mol，溶液摩尔浓度50/180=0.278mol/L（葡萄糖在水中不解离，此即其当量离子浓度，与人体血浆渗透压相近，但葡萄糖进入血液后迅速通过细胞膜被氧化，不能维持血浆渗透压，属等渗无张力溶液）。 甘露醇溶液 如50g/250mL甘露醇溶液，约相当于200g/L，甘露醇分子量182g/mol，溶液摩尔浓度200/182=1.099mol/L。 是一种组织脱水药物，兼有高渗透压和渗透性利尿作用。 氯化钠溶液 如质量分数0.9%的NaCl水溶液，约相当于1L溶液中有9g的NaCl。 NaCl的分子量约为58.5（23+35.5），9g氯化钠的摩尔数约为： 9/58.5=0.1538mol 即质量分数0.9%的氯化钠溶液的摩尔浓度约为0.1538mol/L; 考虑到一个氯化钠分子可离解出两个离子（Na+,Cl-），因此溶液中当量离子浓度约为2*0.1538=0.308mol/L 比人体血浆略高，渗透压也相近略高。 质量分数1.0%氯化钠溶液的渗透压约为： (1.0/0.9)*(0.308/0.30)*773 =882kPa 氯化钙溶液 如质量分数1.7%的CaCl2水溶液，约相当于1L溶液中有17g的CaCl2。 CaCl2的分子量约为111.1（40.1+2*35.5），17g氯化钙的摩尔数约为： 17/111.1=0.153mol 一个氯化钙分子可离解出三个离子（Ca2+,2*Cl-），因此溶液中当量离子浓度约为3*0.153=0.459mol/L 约与1.35%的氯化钠溶液渗透压相近。 质量分数1.0%的氯化钙溶液则与0.79%的氯化钠溶液渗透压相近。 说明：有资料中介绍1.7%的氯化钙溶液与血清等渗，但从上述计算相差较大（血清渗透压与血浆是否相近？）；也有资料取氯化钙分子量147（但未给出分子量计算过程，是否含有两个结晶水？），基于此则1.7%氯化钙溶液（离子浓度0.347mol/L）与血清渗透压（离子浓度0.30mol/L?）相差不大；如上述计算中有不妥处，请高手指正，谢谢！ 氯化锂溶液 如质量分数1.0%的LiCl水溶液，约相当于1L溶液中有10g的LiCl。 LiCl的分子量约为42.4（6.9+35.5），10g氯化锂的摩尔数约为： 10/42.4=0.236mol 一个氯化锂分子可离解出两个离子（Li+,Cl-），因此溶液中当量离子浓度约为2*0.236=0.472mol/L 等渗透压氯化钠溶液浓度约为： 0.9*0.472/0.308=1.38% 溴化锂溶液 如质量分数1.0%的LiBr水溶液，约相当于1L溶液中有10g的LiBr。 LiBr的分子量约为115.4（79.9+35.5），10g溴化锂的摩尔数约为： 10/115.4=0.0867mol 一个溴化锂分子可离解出两个离子（Li+,Br-），因此溶液中当量离子浓度约为2*0.0867=0.173mol/L 等渗透压氯化钠溶液浓度约为： 0.9*0.173/0.308=0.51% 混合溶液 乳酸钠林格液，1L中乳酸钠3.1g，氯化钠6.0g，氯化钾0.3g，氯化钙0.2g；溶液中离子摩尔浓度约为： 2*3.1/112+2*6.0/58.5+2*0.3/74.5+3*0.2/111=0.274mol/L 与人体血浆渗透压相近，且可避免氯离子浓度过高引起酸中毒。 上述估算式仅适于低浓度溶液，高浓度时有一定偏差，但可用于不同溶液之间渗透压相对高低的参考。 |
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