416 溶液渗透压估算
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。