稀溶液依數性與醫學關系探究

崔小瑩

【摘要】稀薄溶液的依數性與醫學或生命體的關系十分密切。稀薄溶液的依數性對細胞內外物質的交換與運輸、臨床輸液、水及電解質代謝等問題，具有重要的指導意義。

【關鍵詞】稀溶液 依數性 醫學 聯系

稀溶液的依數性，無論與生產生活、科學研究，還是健康和醫學，都有著密切的關系。在日常生活中發現，在高原上很難煮熟食物。自從出現了高壓鍋，就能夠在高原把食物煮熟，那高壓鍋的工作原理是什么。怎樣測定物質的相對分子質量，是稱出來的嗎。冬天馬路上結冰了，撒鹽可以加速冰雪溶解，其原理是什么。在醫院輸液的時候，經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，節省時間呢。帶著這些問題，我們來學習稀溶液的幾個特點：沸點升高，凝固點降低和滲透壓。

一、稀溶液依數性產生的原因

在溶劑中加入非揮發性溶質后，溶液的沸點會升高，凝固點會降低，產生了滲透壓力，這些現象就是依數性的表現。“依數”的含義是指這些性質只與溶質的分子數量有關，與分子的性質無關。

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

p=p⁰xA

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

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，沸點愈高，凝固點愈低。從而引出難揮發性非電解質稀溶液的沸點升高、凝固點降低與稀溶液的質量摩爾濃度之間的關系為

ΔT_b=T_b-T_b0=K_bbB

ΔT_f=T_f0-Tf=K_fbB

二、稀溶液的依數性在生活科研中的應用

在實際工作中，對不穩定的物質進行提取或精制時，采用減壓蒸餾或減壓濃縮的方法以降低蒸發溫度，防止高溫加熱對這些物質的破壞。對熱穩定的注射液和對某些醫療器械進行滅菌時，則采用熱壓滅菌法，即在密閉的高壓消毒器內加熱，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，因為大氣壓低，所以水的沸點比平原地區的沸點低，因此無法煮熟食物，高壓鍋是加大鍋內壓力，從而使水的沸點升高，把食物煮熟。

沸點升高法和凝固點降低法常用于測定溶質相對分子質量。多數溶劑的Kf值大于Kb值，所以凝固點降低法靈敏度相對較高，實驗誤差相對較少。

三、稀溶液依數性在醫學中的應用

生物材料如造血干細胞、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劑，目的是降低細胞外介質的冰點或過冷點，減輕冷凍細胞及組織的損傷。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，蒸氣壓高的冰自發轉化成蒸氣壓低的溶液。

血液凈化技術的原理是把患者的血液引出體外，建立血管循環通路，通過一系列裝置一透析機、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，凈化血液，達到治療疾病的目的。

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、調節水、電解質和酸堿平衡的部分功能。該法就是根據膜平衡滲透原理，將患者血液與含一定量化學成分的透析液同時引入透析器內，利用滲透膜兩側溶質濃度差，達到清除體內水分及代謝產物和毒性溶質、或向體內補充所需溶質的治療目的。現代的血液透析還被拓展用于藥物和毒物中毒，戒毒、心力衰竭等各系統疾患中。近年來一個重要的發現是血液透析還能夠修復內皮細胞，保護心、腎、肝、肺、神經、胃腸、血液、骨髓、腦等器官系統。

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

血漿膠體滲透壓的主要作用是調節血管內外水分和小分子物質的分布，對組織間液回流進入毛細血管產生壓力，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血管內外的水分交換保持動態平衡，維持血漿容量和組織液容量的相對穩定。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就會過多的透過毛細血管壁進入組織間液，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行補液時，考慮到這類患者血漿蛋白損失較多，除補充電解質溶液外還要輸入血漿或右旋糖酐，以恢復血漿的膠體滲透壓力并增加血容量。

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