几种溶液渗透压的计算

黄梦婷(湖北职业技术学院， 湖北 孝感 432000)

几种溶液渗透压的计算

黄梦婷(湖北职业技术学院， 湖北 孝感 432000)

在本文分析了溶液中溶质的种类、浓度、电离行为及溶液中阴阳离子间相互作用对溶液渗透压产生的影响，据此提出了几种溶液渗透压的计算方法。

电解质;渗透压;计算

对于两侧水溶液浓度不同的半透膜，为了阻止水从低浓度一侧渗透到高浓度一侧而在高浓度一侧施加的最小额外压强称为渗透压。渗透压与医学关系十分密切，因为机体的许多膜结构如细胞膜、膀胱膜和毛细血管壁等都具有半透膜的性质，因而人体的血液、细胞液和细胞间液等体液的渗透压对维持机体的正常生理功能、健康状况起着重要的调节作用。临床上输液以及对水盐平衡失调(如水肿等)患者的处置都必须考虑溶液的渗透压大小，所以渗透压在医学上具有重要的意义[1]。渗透压与溶液中不能通过半透膜的溶质微粒数目和环境温度有关。

1 非电解质稀溶液渗透压的计算

1886年，荷兰化学家范特霍夫(Van’t Hoff)根据实验数据提出了反映难挥发性非电解质稀溶液的渗透压与浓度、温度之间的关系式：

式中：∏为溶液的渗透压，单位是kPa；c为非电解质稀溶液的物质的量浓度，单位为mol/L；R为气体常数，值为8．31kPa·L/(mol·K)]；T为绝对温度[2]。表明在一定的温度下，难挥发非电解质稀溶液的渗透压与单位体积溶液中的溶质微粒数成正比。

2 强电解质稀溶液渗透压的计算

对于强电解质的稀溶液，由于电解质在溶液中发生完全电离，单位体积溶液内所含的溶质颗粒数目要比相同浓度的非电解质溶液多，使得溶质的粒子总浓度增加，故渗透压也增大。因此在计算强电解质稀溶液的渗透压时，在公式中引入一个校正因子i，即：，其中i为强电解质的一个“分子”在溶液中能产生的质点数。在强电解质的稀溶液中，由于离子间距大，阴阳离子间的牵制作用弱，活度与浓度之差小到可以忽略不计[3]，故i均为自然数。例如NaCl的i=2，Na2SO4的i=3。

3 弱电解质稀溶液渗透压的计算

对于大多数弱电解质而言，由于在常温下电离程度很小，电离产生的离子的总浓度相比弱电解质的浓度可以忽略不计，故溶液中的溶质的粒子总浓度没有明显增加，渗透压也没有明显的变化。在计算弱电解质稀溶液的渗透压时，可以套用非电解质稀溶液渗透压的计算公式，即： cRT∏= ，式中：c为弱电解质的起始浓度。

以0．1mol/L CH3COOH溶液为例。常温下CH3COOH的α(电离度)为1．34%，。如果考虑由电离导致的溶质粒子总数的增加，0．1mol/L CH3COOH溶液的渗透压计算公式的校正因子为1+1．34%=1．0134≈1。由此可见，忽略弱酸的电离对溶质的粒子总浓度的计算不会产生较大误差，也不会对溶液渗透压的准确计算带来不利影响。

4 以“中强酸”为代表的弱电解质稀溶液渗透压的计算

中强酸，是指电离常数(Ka)在10-1～10-4之间的酸(pKa=1～4)。常见的有H3PO4、HF和H2C2O4等。中强酸本质上属于常温下电离平衡常数较大的弱酸。故在中强酸的稀溶液中，电离产生的离子的总浓度不能忽略，溶液中的溶质的粒子总浓度有明显增加，渗透压也有明显的变化。根据弱酸的电离平衡，在弱酸不满足c/Ka＞400条件时，弱酸中溶液中溶质的粒子总浓度为。由此得出中强酸稀溶液渗透压的计算公式，即

以0．1mol/L H3PO4溶液为例。常温下H3PO4的Ka为6．9×10-3，0．1mol/L H3PO4溶液中，溶质的粒子总浓度为c+mol/L。由此可见，如忽略中强酸的电离对溶质的粒子总浓度总浓度的影响，将会产生较大误差，进而对溶液渗透压的准确计算带来明显影响。

5 结语

综上所述，要正确计算溶液的渗透压，就要根据溶质的情况选择正确的公式，不能生搬硬套范特霍夫渗透压公式。在现实生活和生产中，有时候要面对更复杂的问题，如浓溶液、挥发性(非)电解质溶液、混合溶液等的渗透压计算等。笔者认为，对各种溶液渗透压的计算进行深入探索和实践，找到适应不同情况的渗透压计算公式和校正因子，对于渗透压的实际应用和渗透压仪的设计具有指导意义。

[1]陈常兴，秦子平.医学化学[M].人民卫生出版社，2014，8.

[2]于兆华，郑平.全营养混合液的渗透压计算方法及临床意义[J].中国社区医师(医学专业)，2012，14(310)：18-19.

[3]韦国翠，余澜，詹先成.用Pitzer理论计算药物溶液的渗透压[J].华西药学杂志，2014，29(1)：31-32.

黄梦婷(1990- )，女，湖北大冶人，本科，助理实验师，研究方向：制药工程。