任务3.2　一般试剂溶液的配制和稀释

3.2.1　任务书

溶液对于生命现象有着极其重要的意义，人体体液如血浆、组织液和细胞内液等都是溶液，人体组织细胞的生命活动都在溶液中进行。

本项目通过技能操作训练任务，完成几种一般溶液的配制。学生掌握一般溶液配制的操作技能要点，理解溶液组成的基本知识、溶液的性质特点、溶液性质的应用等知识。会进行相关的计算和操作，控制实验误差，并完成实验报告。

3.2.2　技能训练和解析　一般试剂溶液的配制实验

1.任务原理

（1）用纯试剂配制溶液

用纯试剂配制一定浓度和一定体积的一般试剂溶液时，应先根据配制溶液的要求计算所需要的取用量，再用天平称取或用量筒量取所需的试剂，进行配制。

（2）稀释配制

溶液稀释前后，其含有的溶质的量不变，因此，按等式c1V1=c2V2或w1m1=w2m2，计算稀释一定体积和浓度的稀溶液时所需取用的相应浓溶液的体积或质量。

2.试剂材料

3.任务操作

（1）取用固体试剂配制一般溶液

练习配制9g/L的NaCl溶液100mL。

（2）取用液体试剂配制一般溶液

练习用无水乙醇配制75％的消毒酒精100mL

（3）稀释配制

练习用0.25mol/L的HAc配制0.1mol/L的HAc溶液50mL

4.记录与报告单

（1）实验记录

①根据计算，配制100mL9g/L NaCl溶液，需称取NaCl固体________g。

②根据计算，配制100mL75％的消毒酒精，需量取无水乙醇________mL。

③根据计算，配制0.1mol/L HAc溶液50mL，需要0.25mol/L的HAc________mL。

（2）实验结论

配制具有一定组成的普通溶液主要有两种方法，一种是________，另一种是________，以及将不同组成的溶液混合配制。涉及的量器有：称量固体使用________，量取液体使用______。

3.2.3　知识宝库　分散系

溶液和胶体溶液是自然界中常见的分散体系，它与日常生活和生产实践有着密切的联系。生物体内的各种无机盐、有机物等都以溶液或胶体溶液的形式存在，因此，溶液和胶体溶液对生物体的健康和药物研究、开发、生产等方面起着极其重要的作用。

1.分散系的概念

通常人们把具体研究的对象称为体系，把体系中物理和化学性质完全相同而与其他部分有明显界面的均匀部分称为相。只含有一个相的体系称为单相体系或均匀体系，含有两个或两个以上的相的体系称为多相体系或不均匀体系。

分散系就是一种或多种物质分散在另一种物质中所形成的体系，其中被分散的物质称为分散相或分散质，容纳分散质的物质称为分散剂或分散介质。例如氯化钠溶液体系是氯化钠分散在水中形成的分散系，其中氯化钠是分散质，水是分散剂。

2.分散系的分类

按分散质粒子的大小（粒子直径）不同，可将分散系分为三类：分子或离子分散系（真溶液）、胶体分散系和粗分散系（见表3-4）。

分子或离子分散系是分散质粒子直径小于1nm的分散系，通常称为真溶液，简称溶液，其中分散质称为溶质，分散剂称为溶剂。因其分散质粒子很小，不能阻止光线通过，所以溶液是透明的，并且具有高度稳定性，例如葡萄糖溶液，不会随着放置时间的延长而出现溶质从溶液中分离出来的现象。

胶体分散系是分散质粒子直径在1～100nm之间的体系，主要有溶胶和高分子溶液两种类型。因其分散质粒子大小介于低分子分散系和粗分散系之间，其粒子能透过滤纸，但不能透过半透膜。任何物质，只要以1～100nm的大小分散在另一种物质中，即形成胶体溶液，如氢氧化铁溶胶、蛋白质溶液、细胞液、淋巴液、皮肤、毛发、指甲等。

粗分散系是分散质离子直径大于100nm的分散体系，包括悬浊液和乳状液。由于其分散质粒子大于100nm，能阻止光线通过，因此粗分散系是浑浊、不透明的，并且易受重力影响而沉降，不稳定，不能透过滤纸和半透膜，例如泥浆水、硫黄合剂、松节油搽剂等。

3.2.4　知识宝库　一般溶液的组成表示与配制方法

溶液是由溶质和溶剂组成的分散系，它对于生命现象具有极其重要的意义。人体内的组织间液、血液、细胞内液、腺体分泌液等都是溶液，人体内多种组织细胞的生命活动都是在溶液中进行的。实验室一般溶液指除了滴定分析所用标准溶液以外的其他溶液，包括缓冲溶液、pH调节液、指示剂、显色剂、助色剂及其他试剂溶液。相对于标准溶液，其浓度不需要十分准确，配制时粗略配制即可，即：固体试剂用托盘天平称取，稀释水由量筒量取。

1.溶液组成的表示方法

溶液是由分散质（溶质）和分散剂（溶剂）组成的，是分散系中一类分散质粒子直径小于1nm的分子离子分散系。溶液的有些性质决定于溶质的本性，而有些性质如渗透压等则只与溶液中溶质和溶剂的相对含量有关，因此，掌握溶液组成的表示方法非常重要。

溶液的组成表示方法又称为溶液的组成标度，它是指一定量的溶剂或溶液中所含溶质的量，有多种表示方法。

（1）物质的量浓度

物质的量浓度其定义为：溶质B的物质的量n（B）除以体积V，简称为浓度，用符号c（B）表示，即：

物质的量浓度的SI单位是摩尔每立方米，符号：mol/m3，医学上常用单位符号有mol/L、mmol/L、μmol/L等。

溶质B的物质的量n（B）与其质量m（B）、摩尔质量M（B）之间的关系可用下式表示：

（2）质量浓度

质量浓度是溶质B的质量m（B）除以溶液的体积V，用符号ρ（B）表示，即：

质量浓度的SI单位是千克每立方米，符号是kg/m3，医学上常用g/L、mg/L和μg/L表示。例如，临床上常用的生理盐水（NaCl溶液）的质量浓度为9g/L。

物质B的质量浓度ρ（B）与物质的量浓度c（B）和摩尔质量M（B）之间的换算关系为：

ρ（B）=c（B）M（B）　　（3-4）

【例3-1】临床上纠正酸中毒时，常用乳酸钠［C3H5O3Na，M（乳酸钠）=112g/mol］注射液，其规格是每支20mL注射液中含乳酸钠2.24g。计算该注射液的质量浓度和物质的量浓度分别是多少？

解　根据式（3-3）可得，乳酸钠的质量浓度为：

根据式（3-4）可得，乳酸钠的物质的量浓度为：

（3）质量分数

质量分数是溶质B的质量m（B）除以溶液的质量m，用符号ω（B）表示，即：

计算时，应保持m（B）和m的单位相同。质量分数无单位，可以用小数或百分数表示。如市售浓硫酸的质量分数为ω（B）=0.98或98％。

质量分数ω（B）与物质的量浓度c（B）之间的换算关系为：

（4）体积分数

体积分数是在相同温度和压力时，溶质B的体积V（B）与溶液体积V的比值，用φ（B）表示。

式中，V（B）和V的单位应相同。体积分数无单位，可以用小数或百分数表示。例如，医用消毒酒精是体积分数为0.75或75％的酒精溶液。体积分数通常用于溶质为液体的溶液。

2.一般溶液的配制技术

配制具有一定组成的溶液一般有两种方法，一种是用纯物质加入溶剂直接配制；另一种是将浓溶液稀释配制，或将不同组成的溶液进行混合配制。涉及的量器有：称量固体一般使用托盘天平，量取液体使用量筒。

首先，根据配制浓度要求，计算所需试剂或者所需浓溶液的量，再如法取用和配制。

（1）用纯试剂配制溶液

根据浓度要求，计算所需纯化学试剂的量，然后取得相应量加入溶剂水中配制。根据所配溶液的浓度表达方式不同，计算试剂B的公式见表3-5。

配制操作技术：

①由固体试剂配制一定浓度的溶液　配制前，首先根据要求配制的溶液浓度和体积，计算出所需的固体溶质的质量。再用天平称取，倒入一洁净的小烧杯中，加适量蒸馏水并搅拌使其完全溶解，之后将溶解的溶液继续加入蒸馏水，稀释至需要的体积刻度。将溶液转移至试剂瓶中，盖好塞子，摇匀，贴好标签。

②由液体试剂配制一定浓度的溶液　首先计算配制所需液体溶质的体积，再用量筒量取所需液体试剂，放入一洁净的小烧杯，加适量蒸馏水搅拌均匀，若溶液发热，则应将溶液冷却至室温后，再将溶液完全转移至容量瓶中，定容、摇匀，最后按指定要求回收。

（2）稀释配制

根据浓度要求，计算所需浓溶液的体积，再加入相应的水稀释至需要的体积。计算依据：配制时添加蒸馏水，配制前后含有溶质的量保持不变。公式：

c1V1=c2V2　　（3-8）

式中，c1和V1为配制前的浓度和体积；c2和V2为配制后的浓度和体积。

操作方法：按照计算需要的浓溶液的取用量，用量筒量取相应体积浓溶液，倒入烧杯中，加入蒸馏水稀释至所需体积，搅拌均匀，转移至试剂瓶中，贴好标签。

注意，如果是稀释浓硫酸，则应将浓硫酸缓慢注入水中，防止大量放热而飞溅烫伤。

（3）混合配制

由两种不同浓度的溶液，混合后，配制为所需浓度的溶液，其浓度介于原来两者之间。首先，要计算出各需两种溶液的体积，计算公式：

c1V1+c2V2=cV　　（3-9）

V1+V2=V　　（3-10）

式中，c1和V1为配制前1溶液的浓度和体积；c2和V2为配制前2溶液的浓度和体积；c和V为配制成混合溶液的浓度和体积。

操作方法：按照计算的两种溶液的取用量，用量筒分别量取后，倒入烧杯中，搅拌均匀，转移至试剂瓶中，贴好标签。