医用化学

出版时间：2012-4  出版社：科学出版社  作者：唐玉海　等主编  页数：310  

内容概要

　　《中国科学院教材建设专家委员会规划教材·全国高等医药院校规划教材：医用化学》根据非临床医学专业教学基本要求，专为医学生学习医用化学基础知识编写，将化学知识与医学有机结合。每章都有“在医药领域应用”一节，为学生继续学习医学基础课和专业课奠定良好基础。

书籍目录

前言
第一章　溶液与溶胶
第二章　化学反应速率和化学平衡
第三章　电解质溶液
第四章　化学热力学基础
第五章　氧化还原反应和电极电位
第六章　原子结构和共价键
第七章　配位化合物
第九章　链烃
第十章　环烃
第十一章　醇、酚和醚
第十二章　醛和酮
第十三章　羧酸、取代羧酸衍生物
第十四章　对映异构
第十五章　含氧和杂环化合物
第十六章　油脂和类脂
第十七章　糖类
第十八章　氨基酸和蛋白质
第十九章　核酸
附录
彩插　元素周期表

章节摘录

版权页：第一章溶液与溶胶溶液是指含有一种以上物质的液体或固体，其中水溶液与人类的关系最为紧密。如人的组织间液、血液、淋巴液及各种腺体分泌液等都是溶液；人体内的新陈代谢必须在溶液中进行；临床上许多药物常配成溶液使用等等。溶胶在自然界尤其生物界普遍存在，机体的组织和细胞中的基础物质，如蛋白质、核酸、淀粉、糖原、纤维素等，都形成胶体；血液、体液、细胞、软骨等都是典型的胶体系统。生物体的许多生理现象和病理变化与其胶体性质密切相关。因此，掌握溶液和溶胶的有关知识对医学及相关学科的学习是非常重要的。本章主要介绍与医学关系极为密切的溶液知识――溶液的组成标度、溶液的渗透压及胶体溶液。第1节分散系的分类在进行科学研究时，通常将一种或几种物质分散在另一种物质中形成的系统称为分散系统，简称分散系。其中，被分散的物质称为分散相，另一种容纳分散相的物质称为分散介质。例如矿物分散在岩石中生成矿石，水滴分散在空气中形成云雾，聚苯乙烯分散在水中形成乳胶，溶质分散在溶剂中形成溶液等。医学临床上使用的生理盐水和葡萄糖注射液都是分散系统，其中氯化钠、葡萄糖是分散相，水是分散介质。根据分散相粒子直径的大小，可以把分散系分为真溶液、胶体分散系和粗分散系（表1-1），它们具有不同的扩散速度、膜的通透性和滤纸的通透性能。真溶液的分散相粒子小于1nm，粗分散系分散相粒子大于100nm，介于两者之间的是胶体分散系。分子分散系又称为真溶液，其中分散相与分散介质以分子或离子的形式彼此混溶，没有界面，是均匀的单相，分子半径大小在10-9m以下，分散相粒子，相当于单个分子或离子的大小，如CuSO4溶液。胶体分散系是分散相粒子半径在10-9～10-7m之间的体系。分散相中的每一个粒子都是由许许多多分子或离子组成的集合体，比单个分子或离子要大得多。虽目测是均匀的，但实际上是多相不均匀体系。从肉眼或普通显微镜来观察胶体，与溶液一样透明，二者几乎没有区别，但在高倍显微镜下可以发现，胶体中的分散相和分散介质是不同的两相。粗分散体系中分散相粒子大于10-7nm，目测是混浊不均匀体系，放置后会沉淀或分层。粗分散系统包括悬浊液和乳状液。悬浊液是指分散相以固体小颗粒分散在液体中形成的多相分散系统，如黄河水、泥浆等都是悬浊液。乳状液是指分散相以小液滴分散在另一种液体中形成的多相分散系统，如牛奶、某些杀虫剂的乳化液等。第2节物质的溶解度在一定条件（温度、压力）下，一定量的溶剂溶解溶质达到饱和时，所含溶质的量称为溶解度。根据工作需要，溶解度有各种不同的表示法，通常用一定温度下，100g溶剂形成饱和溶液时所溶解溶质的质量（单位为g）表示。如果没有指明溶剂，通常所说的溶解度就是物质在水里的溶解度。物质溶解度的大小与很多因素有关，主要取决于溶质和溶剂的本性以及外界的温度和压力。一、固体在液体中的溶解度温度对固体物质溶解度的影响，可以用实验绘成的溶解度曲线来表示。用纵坐标表示溶解度，横坐标表示温度，根据物质在不同温度时溶解度数据，可以绘出溶解度随温度变化的曲线，叫做溶解度曲线。常见的几种固体盐类在水中的溶解度曲线见图1-1。从图1-1中可见，大多数固体物质的溶解度随温度升高而增大。极少数物质如醋酸钙的溶解度，随温度的升高反而减小。少数固体物质溶解度受温度的影响很小，如NaCl，比较特殊的是硫酸钠的溶解度曲线，有一个转折点（约32.4℃）。在32.4℃以下，与饱和溶液呈平衡的固体是含结晶水的硫酸钠Na2SO4•10H2O，其溶解度随温度升高增大。而在32.4℃以上，与饱和溶液呈平衡的固体是无水硫酸钠Na2SO4，其溶解度随温度上升而减小。利用在不同温度下物质的溶解度不同这一性质，可以对物质进行提纯以除去其中杂质。在实际工作中，常将待提纯物质先加热溶解于适当的溶剂中，使其成为饱和或接近饱和的溶液，趁热滤去不溶性杂质，然后将其冷却，这时随温度降低，物质的溶解度减小，将从溶液中析出结晶，而可溶性杂质由于含量少，远未达到饱和而留在母液中。最后过滤，使析出的结晶与母液分离而得到较纯物质。此操作称为重结晶。二、气体在液体中的溶解度气体溶解度定义跟固体溶解度不同。由于称量气体的质量比较困难，所以气体物质的溶解度通常用体积来表示，所以气体的溶解度是指某气体在压强为101kPa和一定温度时溶解在1体积的溶剂中达到饱和状态时的体积。表1-2是一些常见气体在水中的溶解度。从表1-2可以看出，温度升高，气体的溶解度减小。相同温度下，不同的气体在水中的溶解度相差很大，这与气体及溶剂的本性有关。H2，O2，N2等气体在水中的溶解度较小，因为这些气体在溶解过程中不与水发生化学反应，称为物理溶解。而CO2，HCl，NH3等气体在水中的溶解度较大，因为这些气体在溶解过程中与水发生了化学反应，称为化学溶解。气体在液体中的溶解，除与气体的本性、温度有关外，压力对气体的溶解度的影响也比较大。压力和分压的单位是帕（或帕斯卡，符号Pa），通常用千帕（符号kPa）表示。1、分压定律混合气体的总压力等于各组分气体分压力之和。这一定律称为分压定律。这种关系可用数学式表示。p＝p1+p2+p3+…（1-1）式中，p是混合气体的总压力，p1，p2，p3等是各组分气体的分压力。混合气体中每一种气体的分压力，可由总压力和该气体在混合气体中所占的体积百分数或摩尔分数的乘积来计算：p1＝p×（%V1）或p1＝p×x1（1-2）式中，p为气体总压力，%V1为气体1的体积百分数，x1为气体1的摩尔分数。例1-1人的肺泡气总压力为101.325kPa，37℃时，它的组成用体积百分数表示分别为：O2为13.4%，CO2为5.3%，N2为75%，H2O（蒸汽）为6.3%，试求各气体在肺泡中的分压。解：pO2＝101.325kPa×13.4%＝13.6kPapCO2＝101.325kPa×5.3%＝5.4kPapN2＝101.325kPa×75%＝76.0kPapH2O＝101.325kPa×6.3%＝6.4kPa2、亨利定律1803年亨利（Henry）从实验中总结出一条规律，其内容是：“在一定温度下，气体溶解达到平衡时，气体在液体中的溶解度和气相中该气体的分压成正比。”这一规律称为亨利定律。可用数学式表示：C＝Kp（1-3）式中，c为气体在液体中溶解度，一般是指1kg水中溶解的气体质量（克）；p为液面上气体的平衡分压；K为常数，是该气-液体系的特征常数。必须注意，亨利定律只适用于压力不大（一般为202.3～303.9kPa）和溶解度很小的气体。另外，亨利定律只适用于不与溶剂发生化学反应的气体，即溶质在气相和液相中的分子状态必须相同。例1-2在0℃，平衡压力为303.9kPa，氧气的溶解度为0.2085g/1000水，求在同温度、平衡压力为202.6kPa下氧气的溶解度。解：由式（1-1）先求K值：K＝c/p＝0.2085/303.9＝0.000686（g/1000g水•kPa）对于一定气体和溶剂，在一定温度下，K是一个常数，与气体的压力无关。在平衡压力为202.6kPa时，将K值代入式（1-1），则得在水中溶解度为：C＝Kp＝0.000686×202.6＝0.139（g/1000g水）亨利定律在医学上有许多应用实例。例如，使用麻醉气体时，气体的分压越大，则它在血液中的溶解度就越大。高压氧气舱的压力为202.6～253.25kPa，比常压为大，因此溶于病人血液的氧气就越多。利用亨利定律还可以解释潜水病，潜水员在深水时，水压压力大，气体在人体血液中溶解度也大，上浮时，压力减小，气体的溶解度也随之减小，这时溶解在人体的氮气会形成小气泡，影响人体血液循环甚至威胁生命。所以潜水员一般用氦空气，因为氦气的溶解度最小，同等压力变化下溶解度变化也小。三、液体在液体中的溶解度一种液体在另一种液体中的溶解有三种情况：一是两种液体完全互溶，如乙醇与水、甘油与水等。二是两种液体部分互溶，如乙醚与水等。还有一种是两种液体完全不溶，如苯与水、四氯化碳与水等。将两种互不混溶的液体放在同一容器中，就会分成两相，密度大的一相位于下层，密度小的一相位于上层。在一定温度下，一种溶质在相互接触的两种互不混溶的溶剂中，溶解达平衡时，溶质在两相中的浓度比是一个常数，这一定律称为分配定律。表示如下式：cA/cB＝K（1-4）式中，cA、cB分别表示溶质在溶剂A、B中的浓度；常数K称为分配系数，它与溶质和溶剂的本性、温度及压力有关。例如，将水和四氯化碳放在一起，加入少量碘，碘微溶于水、溶于四氯化碳。在这两种液体中的溶解度差别很大。当温度一定时，水中碘的浓度与四氯化碳中碘的浓度比是一个常数。利用化合物在两种互不相溶或（微溶）的溶剂中溶解度或分配系数的不同，使化合物从一种溶剂内转移到另外一种溶剂中，这个过程称为萃取。萃取是一种常用的有效的提纯、分离技术。第3节溶液的组成量度及计算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。因为如果药液过稀，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。溶液的组成标度是用来表示一定量的溶剂或溶液中所含溶质的量。其表示方法有许多种，医学中常用的有以下几种。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cB或［B］表示。它的定义是cB＝nB/V（1-5）nB可通过B的质量（mB）和摩尔质量（MB）求算，即：nB＝mBMB（1-6）式（1-5）中：cB的SI单位为mol•m-3，医学中常用mol•L-1、mmol•L-1、μmol•L-1等。式中，nB是溶质B的物质的量，其单位是摩尔（mol）；V是溶液的体积，单位用升（L）表示。例1-3100ml正常人血清中含10.0mgCa2+，计算血清中Ca2+的浓度。解：根据式（1-5）及式（1-6）得：cCa2+＝nCa2+V＝mCa2+MCa2+V＝10．0×10-340．0×100×10-3＝2．50×10-3（mol•L-1）在计算cB时，应指明基本单元。同一溶液，若溶质选取的基本单元不同，其物质的量浓度也不同。例如，H2SO4的物质的量浓度c（H2SO4）＝0.1mol•L-1，若选取1/2H2SO4为基本单元，则c（1/2H2SO4）＝0.2mol•L-1等。括号中的符号表示物质的基本单元。二、质量浓度物质B的质量浓度表示符号为ρB，定义为溶质B的质量（mB）除以溶液的体积（V），即：ρB＝mBV（1-7）式中，ρB的SI单位为kg•m-3，医学中常用g•L-1、mg•L-1、μg•L-1等。在临床生化检验中，凡是已知MB的物质在体液内的组成标度，原则上均应用cB表示；对于MB未知或尚未准确测得的物质，则可用ρB表示。例如：人体血液葡萄糖含量正常值，过去习惯表示为70～100mg%，意为每100ml血液含葡萄糖70～100mg，按法定计量单位应表示为c（C6H12O6）＝3.9～5.6mmol•L-1。世界卫生组织提议：在注射液的标签上应同时写明ρB和cB。如静脉注射用氯化钠溶液，ρNaCl＝9g•L-1，cNaCl＝0.15mol•L-1。ρB与cB之间的换算关系为：ρB＝cB•MB（1-8）例1-4100ml生理盐水中含NaCl0.9g，计算生理盐水的质量浓度和物质的量浓度。解：根据式（1-7）得：ρNaCl＝mNaClV＝0.9100×10-3＝9.0g•L-1根据式（1-8）得：cNaCl＝ρNaClMNaCl＝9.058.5＝0.15mol•L-1三、质量分数物质B的质量分数表示符号为ωB，定义为物质B的质量（mB）与溶液的总质量（m）之比，即：ωB＝mBm（1-9）式中，ωB的量纲为一，即单位为1，其值可用小数或百分数表示。使用时物质B和溶液的质量单位必须相同。如市售浓盐酸中HCl的质量分数为0.37或37%。例1-5将500g蔗糖（C12H22O11）和300g水，加热配制成糖浆，计算该糖浆中蔗糖的质量分数。解：根据式（1-9）得：ωC12H22O11＝mC12H22O11m＝500500+300＝0.625ωB是以质量表征溶液的物理量，若与CB（以体积表征溶液的物理量）进行换算时，需借助可以给出溶液质量和体积关系的物理量――密度（ρ），密度值可直接测定，也可查阅有关手册。但一定要注意密度（ρ）和质量浓度ρB的区别。例1-6市售浓硫酸的密度为1.84kg•L-1，H2SO4的质量分数为98%。计算cH2SO4为多少mol•L-1？解：设溶液体积为V升，根据式（1-5）及式（1-6）得：cB＝nBV＝mBMBV而mB＝VρωB所以cB＝mBMBV＝VρωBMBV＝ρωBMB将ρ＝1.84×103g•L-1，ωB＝98%，MH2SO4＝98g•mol-1代入上式得：cH2SO4＝1.84×103×98%9818.4mol•L-1四、体积分数物质B的体积分数表示符号为φB，定义为相同温度和压力时，B的体积（VB）与溶液总体积（V）之比，即：φB＝VBV（1-10）式中，φB的量纲为一，即单位为1，其值也可用小数或百分数表示。如临床用消毒乙醇溶液中C2H5OH的体积分数为0.75或75%。φB常用于溶质为液体的溶液，近似计算时忽略混合过程产生的体积变化。例1-7配制500ml消毒用乙醇溶液（φB＝0.75），需无水乙醇多少毫升？解：根据式（1-10）得：VB＝φB•V＝0.75×500＝375（ml）量取无水乙醇375ml，用水稀释至500ml即可制得消毒用乙醇溶液。

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用户评论 (总计3条)

•   其中的医学领域应用这个版块很有特色
•   版本有点旧了，我这里都用其他版本了，建议内容更新！
•   书的质量很满意，我很喜欢，和学校买的一样