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第基础化室5颂]榻疔宛首页一第三章电解质溶液
一、电解质溶液理论自从阿仑尼乌斯提出了电离理论以后,其理论对化学的进展起着特别重要的作用,为此而获得诺贝尔化学奖人体体液血浆、胃液、泪水和尿液含有Na\K+、Ca2\Mg2\CWHCO3\CO32\HPO42\H2Po4SO42-等离子,它们不但维持体液渗透浓度、pH值和其他生理功能而且对神经、肌肉等组织的生理、生化功能起着重要的作用因此,人们应用电解质溶液的基本理论、基本特性和变化规律来讨论电解质在体液中的存在状态、运转及其含量水占人体大约70%的成分水和盐分(即离子)是细胞正常生命活动的基础人体细胞通过溶解在体液中的盐分别子,完成多种基本生理功能2003年两位美国科学家皮特•阿格雷和罗德里克•麦金农获得诺贝尔化学奖,就是表彰他们在阐明细胞通过细胞膜通道蛋白质转运水分子以及盐分别子的讨论中作出的重大贡献他们的讨论与电解质溶液理论也是有相关的细胞膜将细胞和外界环境分开,细胞膜本身基本不通透水、盐以及其它极性分子,然而这些物质在细胞生理活动中,却常常需要被快速转移进出细胞内外嵌在细胞膜上的一类结构类似管道的膜蛋白质将这些物质从高浓度向低浓度转运,也称为细胞膜通道不同的物质通过不同的细胞膜通道进出细胞皮特•阿格雷的讨论课题是水通道,罗德里克•麦金农讨论的是离子通道水通过血红细胞的细胞离子膜通道快速转运,这种水通道排斥离子和其它溶质麦金农讨论钾离子通道通道内部形成一串钾离子特异结合位点,每个位点的外形刚好跟一个水合钾离子相当,从而只有钾离子能够“排队”通过通道内部到达通道门并于2002年发表了通道门开启状态的钾离子通道的高辨别结构,在原子水平解答了离子通道的作用原理阿格雷讨论了水通道,狭窄的水通道仅选择性地容许单个水分子通过,通道内壁带有正电,将水合正电氢离子排斥在外,同时通道内部的静电极性分布使通行的水分子无法形成氢键,阻断了正电氢离子靠氢键进行通道内传递的另一种途径在全部的细胞中都有膜通道蛋白质,它们选择性的快速转运及掌握水、离子和其它小分子溶质进出细胞,从而打算很多关键细胞功能,包括神经信号传递、肌细胞收缩、心血管功能、肾脏中的水回收等对膜通道蛋白质的讨论有助于了解细胞基本生命活动的机制,以及很多神经系统、肌肉、心血管、肾功能等方面的疾病病理
二、难溶电解质的沉淀溶解平衡原理的应用难溶电解质的沉淀溶解平衡原理除了可以解释人体内尿结石的形成、骨骼的形成与制齿的产生等医学上的问题以外,还有不少其他方面的应用,如钢餐X光造影剂的原理及其制备,还有自然溶洞奇观的形成等都可以应用难溶电解质的沉淀溶解平衡原理加以理解1一餐由于X—射线不能透过钢原子,因此临床上可用钢盐作X光造影剂,诊断肠胃道疾病然而Ba2+对人体有毒害,所以可溶性钢盐如BaCL、BaNCh2等不能用作造影剂BaCCh虽然难溶于水,但可溶解在胃酸中BaCO3+H+=Ba2++HCOy在胃酸的作用下,由于碳酸根与酸形成了碳酸氢根,致使碳酸钢的溶解度增大,钢离子增多必对人体产生毒性在领盐中能够作为诊断肠胃道疾病的X光造影剂就只有硫酸钢硫酸钢既难溶于水,也难溶于酸硫酸钢的溶度积为L07X10-q在水中的溶解度则为L02X10-5mol-L-1即使在胃酸的作用下,溶解度也不会增加,是一种较抱负的X光造影剂硫酸钢的制备是以BaCb和Na2SO4为原料,在适当的稀氯化钢热溶液中,缓慢加入硫酸钠,发生下列反应BaCl2+Na2so4=2NaCl+BaSO4当沉淀析出后,将沉淀和溶液放置一段时间,使沉淀的颗粒变大,过滤得纯洁的硫酸领晶体临床上使用的钢餐是硫酸钢造影剂,它是由硫酸钢加适当的分散剂及矫味剂制成干的混悬剂使用时,临时加水调制成适当浓度的混悬剂口服或灌肠见中华人民共和国药典,1995年版二部2肾结石患者要多喝水还是少喝水?肾结石患者去医院看病时,有些医生劝其多喝水,而有些医生则会劝其少喝水究竟是多喝水还是少喝水?医生要其多喝水,缘由是增多排尿次数,假如排尿次数少,尿液中的草酸钙或磷酸钙的浓度就会过高,当达到饱和状态时,钙盐晶体沉淀,从而形成草酸钙或磷酸钙结石,夏天出汗多,尿量少,也会促使肾结石的形成医学家发觉,酷热地区肾结石的发病率高于寒冷和温带地区;高温季节比冬季肾绞痛的发病率要高得多若多喝水,会增多排尿量,便可防止钙盐晶体类结晶浓缩成饱和状态,还有利于细小结石从尿中排出这就是为什么结石患者要多喝水的缘由所在然而,医学家还发觉形成结石的的缘由是特别简单的,并不仅仅是尿液中某些钙盐类晶体的过度饱和问题,还与结石的抑制因子、肾的形态结构功能等多种因素有关有人讨论了肾结石复发病例后发觉,假如仅仅是多喝水而不做其他的治疗,其复发率仍旧高达20%那么是否肯定要多喝水呢?这要看详细状况来定,若肾结石体积小,那就应当多喝水,以增加尿量,使排尿次数和排尿量增多,对泌尿系统能起到冲洗作用,使结石不易沉积下来还有利于细小结石随尿液排出体外,再协作药物治疗,效果更抱负高温季节易出汗,多喝水可防止尿液浓缩,这对预防肾结石的形成和肾绞痛的发作有肯定的作用,至少是有益无害的当结石直径超过1cm在泌尿系统中已造成机械性梗阻,或者已发生了肾积水者,则不宜多喝水,由于多喝水会增加尿量,加重梗阻程度,损害肾功能这种状况应手术治疗,或用体外冲击波碎治疗值得留意的是,“多喝水”是指24小时内喝水量达2000mL而且要分多次喝,千万不行在短时间内饮用过度的水,以免造成急性胃扩张,冲淡胃液,也不利于健康3溶洞奇观的形成当我们走进溶洞,看到各种突兀着的、千奇百怪、形态各异的洞内景象时,不禁会在赞美之余,对这些奇妙的景观感到不解其实,这些都是溶洞在经过长期的自然作用和化学变化形成的由于石灰岩溶洞的主要成分为碳酸钙CaCCh当它遇到溶有二氧化碳的水时,就会变成可溶性的碳酸氢钙CaHCO32;溶有碳酸氢钙的水假如受热或遇压强突然变小时溶解在水里的碳酸氢钙就会分解,重新变成碳酸钙沉积下来,同时放出二氧化碳依据沉积物的成因及形态特征可以将它们分为石钟乳、石幔、石笋、石珊瑚等钟乳石是溶洞顶部向下生长的一种碳酸钙沉积物,又称石钟乳,是渗流水流入洞顶后因温度、压力的变化、二氧化碳逸去,水中碳酸钙过饱和沉淀而形成的开头以小突起附在洞顶,以后渐渐向下增长,具有同心圆状结构,形如钟乳而得名石幔是渗流水中碳酸钙沿溶洞壁或倾斜的洞顶向下沉淀以层状积累而成,因形如布幔而得名,又称石帘、石帷幕石笋是由溶洞底部向上生长的碳酸钙沉积物,形如笋状而得名洞顶下滴的渗流水在洞底发生溅击作用,经水的蒸发,二氧化碳逸去,碳酸钙发生沉淀,形成由洞底自下而上生长的石笋钟乳石和石笋彼此连接形成的柱状积累,称为石柱石珊瑚是下滴水流和水花溅出的水珠粘附在洞壁或石笋、石幔的表面后,水珠中的碳酸钙再凝聚而成的珊瑚状沉积例依据上述有关溶洞奇观的形成过程,请回答
①组成石灰岩溶洞的主要成分是什么?
②用化学方程式表示出石灰石溶解及沉淀的化学过程
③简述溶洞内钟乳石形成过程?答组成石灰岩溶洞的主要成分是碳酸钙其化学方程式为CaCO3+co2+h2o==CaHCO32CaHCO32=CaC03]+H20+C021钟乳石是溶洞顶部向下生长的一种碳酸钙沉积物,又称石钟乳,是渗流水流入洞顶后因温度、压力的变化、二氧化碳逸去,水中碳酸钙过饱和沉淀而形成的。