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冰点渗透压仪原理 拉乌尔冰点理论 渗透压摩尔浓度测试仪

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时间:2022-02-22 09:13:04

冰点渗透压原理 渗透压摩尔浓度测试仪拉的乌尔冰点理论

 

冰点渗透压仪根据拉乌尔冰点理论,以溶液冰点下降值与溶液的摩尔浓度成比例关系为基础,采用高灵敏的感温元件测量不同溶液的冰点,进而得出所测溶液的渗透压摩尔浓度。 广泛应用于制药、药物分析、生物、食品医疗等领域的渗透压摩尔浓度的测试及研究。

 

 

冰点(freezing point):通常是指淡水在0℃结冰,叫做冰点。

凝固点和熔点的区别:熔点是指晶体由固态转为液态的临界温度,凝固点是晶体由液态变成固态的临界温度。所以,这两个点都是晶体在统一临界状态下的温度。同一种物质的熔点和凝固点是同一个温度,只不过是考虑的物态变化方向不同,从而叫出了不同的名字,当物质从固态变化为液态时,叫熔点;当物质从液态变化为固态时,这个温度叫凝固点。凝固点:从液体变成固体的温度值,其反义词:熔点(注释:从固态变为液态时的温度值。) 淡水在0℃结冰,叫做冰点。

 

日常生活中,我们需要降低水的冰点,使其结冰温度低于0℃。如在药物制剂的注射剂使用中,要求药物制剂必须接近血清的渗透压值(通常约为285mosm/kg)以便减少注射给药时的不适感。常用渗透压调整的方法有:冰点降低数据法和氯化钠等渗当量法。

冰点降低数据法:一般情况下,血浆冰点值为-0.52℃。根据物理化学原理,任何溶液其冰点降低到-0.52℃,即与血浆等渗。等渗调节剂的用量可以式W= (0.52-a)/b计算。式中,W-配制等渗溶液需加入的等渗调节剂的百分含量;a-药物溶液的冰点下降度数;b-用以调节的等渗剂1%溶液的冰点下降度数。

 

冰点渗透压仪的主要特点:

1. 人性化设计,7 寸触摸彩色显示屏,中文界面,操作简单、快捷,具有电子签名和用户分级管理功能,存储数据按时间查询,可存储 3 年数据。

2. 可进行单点和多点的线性校准,保证仪器的准确性。

3. 采用丝杠直线导轨电机,只要在触摸屏上点击启动,便可以完成整个样品的测试,测试后操作手柄自动回到初始位置。

 

2.  冰点渗透压仪原理

稀溶液具有下列依数性:溶液的蒸气压下降、溶液的沸点升高、溶液的凝固点下降等,稀溶液的这些性质只取决于溶液中分子的含量而与溶质的种类无关,测量这些性质中的任何一种都可间接获得渗透压。溶液的溶剂蒸气压力下降度与溶液的浓度有关,而溶剂的蒸气压力下降又是溶液沸点上升和凝固点下降的根本原因。因此,溶液的沸点上升和凝固点下降也必然与溶液的浓度有关。其中,冰点下降法是目前世界上绝大多数实验室公认的渗透压仪制作标准,测试结果,重复性好,线性好。

 

1 2.1  拉乌尔冰点下降法测量原理

 

所谓的拉乌尔冰点原理就是任何溶液如果其单位体积所溶解的颗粒总数相同,则引起溶液冰点下降的值也相同

如果将 l mol 的不可离性溶质溶于 l kg 水中所得到的溶液,那么该溶液浓度为 1 个渗透压摩尔浓度(1Osmol/kg)的溶液,其结冰点对应的温度为-1.858℃。

 

对于可离性溶质,如将 l mol NaCl 完全溶解于 l kg 水中得到的溶液中,含有 lmol Na 离子和 l mol Cl 离子,该溶液的渗透压摩尔浓度为 2Osmolkg,对应的结冰点温度为-3.716℃。可见溶液的渗透压摩尔浓度与溶液中的离子浓度有关,由于分子之间的作用力降低组成分子离子的离解能力,称这个因素为渗透压系数,溶液的渗透压摩尔浓度可以用下式表示:

Os(Osmol/kg)=ΦNC

其中:Os 表示溶液的渗透压摩尔浓度;

Φ 表示渗透压系数、反映分子的离解度;

N 表示一个分子能分解的离子数目;

C 表示溶液的摩尔浓度。

Osmol/kg 是表示溶质溶解于水溶液中渗透压摩尔浓度的一个常用单位,通常表示为毫渗透压摩尔浓度(mOsmol/kg) ,相当于 10-3 渗透压摩尔浓度(Osmol/kg)

由于水溶液的渗透压摩尔浓度与其对应的冰点值有一一对应关系,

其渗透压摩尔浓度与冰点温度下降值为线性关系,其关系为:

Os=t1.858

其中 Os 表示水溶液的渗透压摩尔浓度,△t 表示水溶液的冰点温度值相对于水的冰点温度值的下降值。可见,通过测量被测水溶液的冰点温度下降值可以算出对应水溶液的渗透压摩尔浓度

拉乌尔冰点下降法测量原理.png

 

1

1 中的温度-时间曲线,AB 段为降温阶段,BC 段为过冷阶段,CD 段为所述的温度回升阶段,DE 段相对稳定的曲线稳定在零下某个温度值,即为所测溶液的冰点温度。

冰点渗透压仪通过相应的制冷系统,使待测溶液处于过冷状态,温度传感器伸入到待测溶液中,对溶液温度信号进行实时采集,探针处于过冷状态的溶液中进行搅拌使之结冰,系统将采集到的温度平台数据经过相应的转换,即可得出溶液的渗透压摩尔浓度值