电解质范文

导语：如何才能写好一篇电解质，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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电解质是溶于水溶液中或在熔融状态下就能够导电的化合物。根据其电离程度可分为强电解质和弱电解质，几乎全部电离的是强电解质，只有少部分电离的是弱电解质。

电解质都是以离子键或极性共价键结合的物质。化合物在溶解于水中或受热状态下能够解离成自由移动的离子。离子化合物在水溶液中或熔化状态下能导电；某些共价化合物也能在水溶液中导电，但也存在固体电解质，其导电性来源于晶格中离子的迁移。

（来源：文章屋网 ）

篇2

醋是混合物，既不是电解质也不是非电解质。电解质的定义是在水溶液里或融溶状态下能导电的化合物。而醋的成分是乙酸、、蛋白质和氨基酸、碳水化合物、有机酸 、维生素和矿物质、香气成分，因此食醋是混合物。

电解质都是以离子键或极性共价键结合的物质。化合物在溶解于水中或受热状态下能够解离成自由移动的离子。离子化合物在水溶液中或熔化状态下能导电；某些共价化合物也能在水溶液中导电，但也存在固体电解质，其导电性来源于晶格中离子的迁移。

（来源：文章屋网 ）

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【关键词】血清电解质；血浆电解质；电解质；检验差异

【中图分类号】R446.1 【文献标识码】B 【文章编号】1007-8231（2011）11-1881-01

正常人体内的电解质浓度是相对恒定的，其能够维持正常的生命活动。例如，血浆钠能够维持渗透压，并受到下丘脑和垂体后叶及肾脏的调节，一旦血浆钠有异常，则提示下丘脑、垂体或肾脏有病变［1.2]。因此，检验血清电解质对临床诊断各种器官病变、酸碱失衡等具有十分重要的价值。我院为探寻更好的检验途径，现进行了本次实验，报告如下

1 资料与方法

1.1 一般资料

对我院2011年1月~2011年8月收治的300例进行电解质检查的患者作为本次实验的研究对象。所有患者均进行电解质检查。将患者按照血小板总数分为三组。

血小板总数在100×109/L以下，为低血小板组，共84例，其中男性41例，女性43例，患者年龄在16~81岁之间，平均（47.68±13.85）岁。

血小板总数在100×109/L~300×109/L之间，为中血小板组，共116例，其中男性54例，女性62例，患者年龄在16~84岁之间，平均（47.99±13.26）岁。

血小板总数在300×109/L以上，为高血小板组，共100例，其中男性48例，女性52例，患者年龄在17~82岁之间，平均（47.84±12.96）岁。

三组患者的性别、年龄等疾病情况无明显差异，p＞0.05，差异无统计学意义，具有可比性。

1.2 方法［3]

所有患者均采集清晨的空腹肘静脉血，采集时间为早8:00~8:30。

仪器使用BD公司成产的sysmex XE-2000血球分析仪，BD公司产生的强生Vitros-350干式生化分析仪，BS公司的血气针针管，雷度血气分析仪（ABL-800型）。

将三组中每组患者采集的血液再随机分为两份，其中1组在进行离心后，取上层血清进行电解质检查。2组放置于抗凝管中，取血浆进行电解质检查。

1.3 数据处理

将本次试验所得数据录入SPSS17.0软件包进行统计学分析，计量资料采用（均数±标准差）表示，即（±S），组间对比采用t检验。取95%可信区间，当p＜0.05时，为差异有统计学意义。

2 结果

在检验结果中，血清K+与血浆比较，差异明显，p＜0.05，差异有统计学意义；血清Na+和Cl―与血浆比较，差异无统计学意义，p＞0.05，差异无统计学意义。详见表1.表2表3

3 讨论

电解质与人体的各器官、细胞内液的渗透压、代谢物质、神经肌肉的正常生理功能均有十分重要的关系。尤其是血钾的浓度对机体的影响几乎是致命的。而随着血气分析仪的使用日趋广泛，使用血浆或血清对电解质进行检查是否存在差异，已经是临床关注的重要问题［4.5]。

针对血浆电解质与血清电解质检查是否存在差异，我院进行了本次实验。从检查结果可看出，血清Na+和Cl―与血浆比较，差异无统计学意义，p＞0.05。但是，血清K+与血浆比较，差异明显。究其原因，我院认为，可能是由于在进行血清检查时，进行了离心，其血块在收缩过程中，血小板出现了聚集和破坏，造成了细胞内的钾离子释放，而血浆检查由于使用了抗凝剂，因此对血小板无明显影响。此外，由于血液中加入了抗凝剂，也会导致血浆被稀释，使血浆的钾离子降低。

而目前临床使用的标准多根据血清作为标准，参考值也多来源于血清。但是，我院认为，血清并不能够作为一个可靠的参照。而血浆检查电解质的优势却较大，如血浆不会受到纤维蛋白网络的感染，其细胞的下沉速度较快，可以缩短对患者标本离心的时间，可使用在急诊进行生化检验中。此外，进行血浆检查时，能够避免检验者在工作中发生纤维蛋白堵孔、专用针通电机管道的故障，减少了对仪器的清洗，降低仪器耗损。

总之，血清电解质和血浆电解质之间有一定的差异，其会受到各种因素的影响，检验者要注意避免两种存在的差异，以探寻更好的检验途径。

参考文献

［1］ 黄龙,刘志伟,郑定容等.血清和肝素钠抗凝血浆电解质测定浓度的比较［J].实用医技杂志,2007,14(33):4547-4548.

［2] 徐克,王小青.肝素抗凝血浆用于急诊生化检验的探讨［J].上海医学检验杂志,2002,17(1):38-39.

［3] 王建琼,牛华,郑瑞等.肝素抗凝血浆钾与血清钾测定对比分析［J].国际检验医学杂志,2010,31(5):500-501.

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关键词：电解质溶液；导电性实验；实验改进

文章编号：1005C6629（2017）5C0073C03 中图分类号：G633.8 文献标识码：B

1 问题的提出

高中化学课程标准[1]提出“课程要从学生已有的经验和将要经历的社会生活实际出发”，因此在化学课堂教学中借助生活中常见的资源，能够加强化学与生活的联系，帮助学生理解和深化化学知识。随着新课改的实施，对化学实验进行生活化设计与改进的研究日益增多。电解质溶液导电性实验在初高中课本中均有出现，在人教版《化学（九年级下册）》中有实验10-7试验物质的导电性[2]，实验借助低压电源、灯泡、电极等仪器，对盐酸、硫酸、氢氧化钠溶液、氢氧化钙溶液、蒸馏水和乙醇的导电性进行验证。对九年级的学生来说，实验中有较复杂的低压电源及电极等仪器装置，且需要外接动力电源，此外盐酸、硫酸、氢氧化钠、氢氧化钙等强酸强碱溶液均处于敞开体系中。这些对于好奇心较强的初中学生来说均有可能成为不安全的潜在因素。

对此，很多研究者对该实验进行了改进研究。邵玲P[3]将6V交流电源、低压灯泡（6V 500mA）、2mol/L电解质溶液和电流表串接，通过观察灯泡亮度和电流表的示数来判断导电性的强弱。虽可测得各组溶液的电流，但通过弱电解质溶液时灯泡没有发亮。董金水[4]利用笔式电导率计下端伸入试液中，通过记录显示器上的数值来判断溶液的导电性。但电导率概念对中学生来说较为陌生，还需讲解导电率计的工作原理。谭建红[5]将电源电焊奈4V，对相同浓度的不同电解质溶液的导电能力进行测试，通过观察发光二极管发亮的个数来判断电解质溶液导电性的强弱。但整个实验中所需发光二极管的数量较多、导线过多，电路连接繁琐。陈挺芳[6]利用实验室中常用的塑料水槽、废旧电池、旧电线等改进实验，能同时测定五种电解质溶液的导电性。该法虽然缩短了实验时间，但所需废旧电池数量较多，拆卸繁琐，处理麻烦。本文从实验装置、实验仪器、实验安全性及简易化等方面进行改进，注重实验的趣味性，充分体现微型化、安全化的思想，起到激发学生化学学习兴趣和培养学生科学素养的作用。

2 实验改进内容

2.1 实验改进方案与原理

从以下几方面对实验进行改进：（1）电源部分，采用普通干电池（1.5V）替代低压电源。（2）实验装置，教材中将强酸强碱溶液盛装到烧杯中，把两根电极伸入溶液中，以灯泡发亮来证明电解质溶液具有导电性。本实验是将拉直的回形针蜡封在输液管两侧充当电极，将不同待测溶液注入到输液管中，以音乐芯片替代灯泡。整个实验装置如图1所示。合上开关后整个装置形成闭合回路，当有电流通过时，音乐芯片会发出声音。电解质溶液导电性强弱不同，电路中的电流大小也不尽相同，因此可借助音乐芯片发出声音的大小来判断电解质溶液导电性的强弱。（3）利用手机下载的测声软件对声音大小的分贝值进行测定，为实验讨论提供了定量化的参考。

2.2 实验用品

仪器：音乐芯片（取自荷花生日音乐蜡烛）、输液管、回形针、蜡烛、注射器、干电池（1.5V）、智能手机（用其测声软件）

药品：NaOH溶液、Ca（OH）2溶液、NH3・H2O溶液、HNO3溶液、H2SO4溶液、CH3COOH溶液、NaCl溶液、Na2CO3溶液、蔗糖溶液（浓度均为1mol/L）及自来水、蒸馏水和无水乙醇

2.3 实验操作步骤

（1）智能手机联网后，打开“应用宝软件”，在搜索框内输入“分贝仪”，搜索结果中有很多免费的小软件可供下载使用。本文选择“分贝计（Sound Meter）”软件下载并安装使用。

（2）截取输液管，将回形针用蜡封在输液管两端。用注射器吸取10mL不同待测液从输液管支管处注入。

（3）将手机放置在距离音乐芯片1cm处，打开手机中“分贝计”软件，连接闭合回路，测量三次，记录数据。

（4）依次对其他几种溶液、液体按上述步骤进行测定。记录数据，比较各电解质溶液导电性的强弱。

2.4 实验分析与结果讨论

不同溶液、液体的导电性实验结果列于表1中。从数据中可以得出以下结论：

（1）NaOH溶液、Ca（OH）2溶液、HNO3溶液、H2SO4溶液、NaCl溶液、Na2CO3溶液的导电性较强或强，声音分贝值分别在27～38或42～50分贝，故强碱、强酸及大多数盐通常为强电解质。

（2）NH3・H2O溶液、CH3COOH溶液、自来水也显示出一定程度的导电性，声音分贝值处于15～27分贝之间，小于强电解质溶液的分贝值，所以弱碱、弱酸及自来水导电性较弱。

（3）蒸馏水、乙醇溶液、蔗糖溶液的分贝值均为0，故蒸馏水、绝大多数有机物导电性极弱。

2.5 实验改进后的优点

（1）利用生活中常见的事物来进行实验，将化学和手工制作结合在一起，无形中体现了实验的生活化，拉近了学生与实验之间的距离，提高了学生学习化学的兴趣。

（2）用普通干电池替代低压电源，体现了安全化思想，简化了实验，方便组装，便于携带。

（3）将电解质溶液封闭到输液管中，能避免学生直接接触强酸强碱溶液，降低了意外事故发生的概率。

（4）借助音乐芯片声音的大小及分贝值来判断电解质导电性的强弱，既增加了趣味性，又体现了将抽象知识具体化的思想，便于学生记忆和掌握。

（5）实验装置改进后在很大程度上减少了药品用量，且能够重复使用，达到了实验绿色化和微型化的目的。

2.6 实验中的注意事项

实验改进为“电解质”知识的课堂教学提供了便利，提高了教学效率。但教师在实验教学过程中还需注意：

（1）组织学生实验时，在组装前要求学生穿好实验服，戴好手套、护目镜再进行实验。

（2）密封输液管端口时用到热的蜡烛液，要叮谘生小心操作，避免烫伤，待蜡烛融化后要及时熄灭酒精灯。

（3）在移液操作环节，由于输液管支管较细，用胶头滴管移液不易控制溶液用量，也可用注射器来移液。

3 知识的迁移运用

浓度是影响电解质溶液导电性强弱的因素之一，从表1实验数据可以看出，浓度相同的不同溶液可表现出不同的导电性。NaOH、HNO3、NaCl与Ca（OH）2、H2SO4、Na2CO3均属强电解质，但NaOH、HNO3、NaCl溶液的分贝值小于Ca（OH）2、H2SO4、Na2CO3溶液的分贝值。原因是浓度均为1mol/L的上述各溶液中离子的总浓度不同，前3种溶液中离子总浓度均为2mol/L；后3种溶液中离子总浓度均为3mol/L。溶液中离子的总浓度越大，电解质溶液的导电性越强，音乐芯片的声音分贝值越大。因此，利用本实验也可以探究浓度对电解质溶液导电性的影响。

4 结论

以普通干电池代替低压电源、回形针代替电极、音乐芯片代替灯泡、输液管代替烧杯的电解质溶液导电实验可应用在初、高中化学教学中，既能作为演示实验也能作为学生实验。实验现象明显，通过测定音乐芯片发出声音的大小可快速判断出电解质溶液导电性的强弱，达到实验安全化和趣味化的目的，能很好地帮助学生认识和掌握电解质溶液导电性强弱的基本原理。联系生活的化学实验既符合课程标准的要求，也适宜学生发展的需要，能让学生深刻体会到化学实验的乐趣，为学生快乐学习化学开拓了新思路、提供了新方法。在教学中要充分利用生活中的资源多设计一些趣味化、环保化、安全化的化学实验，为学生提供更多体验和操作实验的机会，让学生真正爱上化学课堂和化学实验。

参考文献：

[1]中华人民共和国教育部制定.义务教育化学课程标准[S].北京：北京师范大学出版社，2011.

[2]人民教育出版社课程教材研究所化学课程教材研究开发中心.义务教育课程标准实验教科书・化学（九年级下册）[M].北京：人民教育出版社，2012：57.

[3]邵玲P.新课程电解质溶液导电能力比较实验的探究[J].科技信息（科学教研），2007，（19）：279～324.

[4]董金水，闫蒙钢.电解质溶液导电性测定的简易仪器――笔式电导率计[J].化学教学，2008，（5）：14～16.

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关键词：固体聚合物电解质；膜电极；水电解；制备方法

1引言

固体聚合物电解质（Solid Polymer Electrolyte，SPE）水电解制氢技术是由美国通用电气公司（GE）于1966年开创，最初用于航天领域[1，2]。相比传统的碱性水电解槽而言，固体聚合物电解质水电解槽由于具有很高的电流密度及电流效率，欧姆极化损失较小，气体纯度高，安全可靠无污染等优势备受世界瞩目[3]。

膜电极（Membrane Electrode Assembly，MEA）是膜和电极的结合体，是固体聚合物电解质水电解池的核心部件，因而也是SPE水电解研究的热点。膜电极是由固体聚合物电解质膜及其两边的电催化剂组成，如图1所示，它不但是水电解反应发生的场所，也是电子和质子传递的通道[4]。关于膜电极的研究主要集中在固体聚合物电解质膜、水电解电催化剂以及膜电极的制备工艺和方法3个方面，本文仅对膜电极的制备工艺和方法加以评述。

图1膜电极示意

2膜电极制备方法

膜电极的制备方法根据催化层支撑体的不同可归纳为两种模式[5]：以扩散层为催化层支撑体的制备模式，即先把催化层载在扩散层的表面，形成气体扩散电极（Gas Diffusion Electrode，GDE），然后将气体扩散电极与聚合物电解质膜进行热压得到膜电极，此类方法称为GDE法；以聚合物电解质膜为催化层支撑体的制备模式，即通过某种特定方式直接将催化剂负载在聚合物电解质膜两侧，形成催化剂覆盖的电解质膜（Catalyst Coated Membrane，CCM），这样制备膜电极的模式称为CCM法。

在膜电极中，电极催化层与SPE膜的接触电阻是欧姆电阻的主要来源，它们之间粘接的足够紧密可以有效降低接触电阻，提高能量转化效率。此外，由于SPE水电解池工作在高电流密度下，电解过程中产生的大量气体会对电极产生强烈的冲刷，导致电极产生很大的机械张力，这也要求催化层与膜的结合必须牢固。本文根据电极催化层与SPE膜两者结合工艺的不同，将SPE水电解膜电极的主要制备方法归纳如下。

2.1热压法

热压法[6，7]（Hot Press Method）制备SPE膜电极是由美国通用电气公司（GE）所首创，具体方法是将催化剂、溶剂和粘结剂（如Teflon）按适当的配比充分混合，再将混合液制成催化剂膜层，然后通过热压的方法将催化剂层与SPE膜紧密结合在一起。Nakanore等人[8]曾经用该方法将IrO2（4mg/cm2）和Pt（3mg/cm2）分别作为阳极催化剂和阴极催化剂热压到SPE膜Nafion上制备了面积为200cm2的膜电极。Lawrance等人[9]则将Ir黑和Pt黑粉末作为催化剂热压到经过打磨粗糙处理的Nafion膜上，制备了效果不错的膜电极。

热压法制备的膜电极具有催化剂与膜结合牢固不易脱落、容易控制沉积量和可规模化生产的优点，但制备工艺较复杂，且在热压过程中会使膜部分失水，影响膜的性能。此外，粘结剂的加入会降低催化剂的暴露面积和表面活性，从而使催化剂利用率降低，用量增加。

2.2化学沉积法

在GE公司开创了热压法制备膜电极的技术后，日本的一些研究者又提出了一种将贵金属沉积到SPE膜表面的无电镀法[10]（Electroless Method），即化学沉积法（Chemical Deposition Method）。采用这种方法的膜电极制备过程如图2所示。将膜放入两极池中，一室中装有金属盐溶液，另一室装有还原剂溶液（如N2H4或NaBH4）。还原剂溶液不断渗透穿过膜，将金属络离子还原，还原所得的催化剂在膜的表面及靠近表面的膜内部均有分布。当一侧催化剂达到担载量之后，可用同样的方法在膜的另一侧沉积相同或不同种类催化剂。在化学沉积过程中，催化剂的沉积量、晶型及表面状态直接影响膜电极的性能，控制工艺条件如贵金属溶液及还原剂类型、浓度、操作温度、操作时间及溶液pH值可以优化膜电极的性能。

这种方法设备简单，阴阳两极紧贴于离子膜的两面形成膜电极，催化层与SPE膜结合牢固，界面电阻值很低，电解时能达到较高的电流密度。Takenaka等人利用这种方法制备的SPE膜电极在500mA/cm2，90℃条件下，槽电压仅为1.55～1.59V。它的缺点是催化剂颗粒较大，主要分布在膜表面，贵金属利用率不高。此外，沉积到膜内部的催化剂会降低水电解的法拉第电流效率，甚至可能导致电解池短路。

图2化学沉淀法制备膜电极过程示意

2.3浸渍-还原法

1989年美国人Fedkiw等[11]对化学沉积法进行了改进，在其基础上提出了浸渍还原法（Impregnation-Reduction Method）。这种方法的膜电极制备过程分两步：将SPE膜在NaCl溶液中浸泡使Na+与膜内的H+充分交换，然后将Na+型SPE膜放入贵金属络合离子溶液中与金属络离子进行交换。浸渍后的SPE膜再放入到还原剂溶液中，这时已交换在膜内的金属络合离子向界面扩散被原位还原，结果使金属催化剂沉积在膜的内表面层形成金属/SPE复合型膜电极。

与化学沉积法相比，这种方法的优点在于浸渍-还原后形成的贵金属催化剂颗粒微细，结构致密，从而具有较高的催化活性，制备的膜电极中贵金属担载量较低。由于此法形成的催化剂明显渗入到SPE膜内，完全与膜形成接触，因而膜与电极的接触电阻更小，电极寿命更长。浸渍-还原法在各种SPE膜电极制备技术中最具技术开发潜力，但目前此法尚处于实验室规模阶段，有待于进一步研究走向工业化。

2.4喷涂法

喷涂法[12]（Spraying Method）是将催化剂浆料喷射到膜的表面，然后干燥处理形成膜电极的方法。具体过程是将催化剂、溶剂以及粘接剂（如Teflon或Nafion乳液）超声混合形成分散均匀的催化剂浆料，把催化剂浆料装入气动喷枪的料斗中，打开气动喷枪使料斗内的催化剂浆料均匀喷射到SPE膜的表面，然后烘干处理。在制备出一侧的催化层之后，用同样的方法再制备另外一侧的催化层，最后形成完整的膜电极。

Egil Rasten等[13]报道利用喷涂法制备SPE水电解膜电极，IrO2用作阳极催化剂，Pt/C用作阴极催化剂，总的贵金属担载量为2.4mg/cm2，催化层中Nafion树脂含量为20wt%，在80℃和1A/cm2常压电解时，电解槽电压为1.65V。

喷涂法的优点是操作简单，催化剂用量容易控制，特别适宜于制备大面积膜电极以及膜电极的批量生产。此外，用于实验室小面积膜电极的制备时，该法相对于上述其他方法来说催化剂的损失量小，因此也更适合实验室的操作。

2.5转拓法

转拓法（Decal Transfer Method）是由美国能源部Los Alamos国家实验室的Wilson等人[14]于20世纪90年代初所开创的一种新的膜电极制备方法，又称转印法或贴花转移法。首先将制备好的催化剂浆料（ink）喷涂或刷涂到PTFE模板上并烘干，然后把两块带有催化层的PTFE模板和SPE膜叠加在一起，在一定条件下热压使它们结合，最后揭去PTFE模板，就把催化层从PTFE模板转移到SPE膜上，形成了薄层膜电极。该法最初是用于PEM燃料电池膜电极的制备，后来也被逐渐应用到SPE水电解技术中。

邵志刚等[15]报道利用转拓法制备SPE水电解膜电极，阳极催化剂IrO2和阴极催化剂Pt黑的担载量都为0.5mg/cm2，催化层中Nafion树脂含量为25wt%，使用Nafion115膜，电解池（5 cm2膜电极）在80℃和1A/cm2常压电解时，电解电压为1.8V。

Yamaguchi等[16]利用转拓法制备面积为2500cm2的SPE水电解MEA，阳极催化剂IrO2担载量为4mg/cm2，阴极催化剂Pt黑的担载量为3mg/cm2，使用Nafion 112膜，电解池在80℃和1A/cm2常压电解时，电解电压为1.58V。

在采用转拓法制备膜电极的过程中，大多使用PTFE薄膜作为催化剂浆料（ink）的转拓材料。但Bender等[17]研究发现，由于聚酰亚胺Kapton薄膜材料比PTFE更加亲水，化学稳定性好，玻璃化转变温度高（大于300℃），在热压过程中与Nafion无相互作用等优点，用聚酰亚胺作为转拓材料制备出的膜电极重现性好，性能提高了25%。

2.6其他方法

除了上述5种膜电极制备方法，在PEM燃料电池的研究中还出现一些膜电极制备的其他方法，如筛网印刷法[18-22]（Screen Printing）和喷墨印刷法（Ink Jet Printing）[23，24]。这些方法较为少用，但也可以为SPE水电解膜电极制备所借鉴。

3结语

对于实验室规模的膜电极制备和研究来说，各种方法都有其优缺点。但是，在各种膜电极制备方法中，由于喷涂法具有操作简单、催化剂用量容易控制、特别适宜于制备大面积膜电极等优点，因而该制备方法适合膜电极的批量生产。

参考文献：

[1] Davenport R J，Schubert F H.Space water electrolysis：space station through advanced missions[J].Journal of Power Sources，1991（36）：235～250.

[2] P Millet，R Durand，M pinerl.Preparation of new solid polymer electrolyte composite for water electrolysis[J].International Journal of Hydrogen Energy，1990，15（4）：245～253.

[3] L J Nuttall and J H Russell.Solid polymer electrolyte water electrolysis development status[J].International Journal of Hydrogen Energy，1980（5）：75～84.

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关键词：铝电解槽；下料；电解质；温度场；影响

一、铝电解全过程分析

铝电解过程是一个十分高能耗的工业过程，不仅仅需要技术人员在实际工作过程中给予其有效的认知，也要针对氧化铝电解过程中能耗问题进行有效处理，确保电流生成热量能有效维系电解温度，确保极性热量符合实际需求。技术人员在研究过程中，要着重关注电解质温度场，只有保证铝电解温度适中，才能一定程度上保障电流效率，从根本上提高工程项目的有效性。另外，铝电解质问题的升高还是降低，都需要技术人员在管理层级上进行进一步处理。电解质每降低10摄氏度，电力的整体运行效率就会上升1%到1.5%之间。因此，需要技术人员针对氧化铝的实际颗粒对流动电解质进行全面分析和解构，若是温度加热到950摄氏度左右，技术人员就要利用相应技术运用后电解质颗粒流动能使内部保持平衡。

二、铝电解槽电解质浓度和热场计算模型

（一）铝电解槽下料中电解质浓度和热场简化模型

铝电解槽在实际应用和运行过程中，内部熔体的流动以及氧化铝的扩散过程非常复杂，需要技术人员给予必要重视，并且，扩散过程会受到诸多因素的影响，需要对其进行有效的计算简化模型，才能得出相应的结论。第一，在铝电解槽中，可以将电解质看作是冰晶石以及氧化铝两种物质的组分的均相结构，且具有不可压缩的流体性质。另外，正是基于其特殊的性质，导致其鲁棒形状较为固定。第二，在铝电解槽内，整体热场简化模型的阳极底掌较为平整。第三，由于铝电解槽内最关键的就是电解质物质，因此，在进行简化模型建立的过程中，依据电解质层物质的结构，适当的忽略铝液层结构参数。第四，技术人员要对阳极气体进行集中分析，将其视为直径固定的气态颗粒物质，且整体气态颗粒中气泡的直降视为6毫米左右。

（二）铝电解槽下料中氧化铝消耗以及下料模型

在对铝电解槽进行分析的过程中，技术人员也要对氧化铝消耗模型进行综合分析，确保整体管控结构和处理参数符合实际需求。第一，根据实际情况建立氧化铝消耗模型，主要是依据法拉第定律以及氧化铝电解方程，对其物质的能量消耗进行集中的数据化表达。在分析过程中，我们不难发现氧化铝作为电解质在实际反应过程中，局部消耗速率和电流的密度分布息息相关，并且需要借助相应的算式能有效判断。正是基于此，需要在电磁场模型中对底面的电流密度分布结构进行深度分析和解构，再根据消耗量和物料平衡要求对氧化铝的下料量进行集中评估。第二，氧化铝的下料模型。在制作基本模型的过程中，技术人员要首先形成一个料堆漂浮在电解质表层结构，确保其能实现有效的反应环境。然后，要对阳极气泡进行集中的击碎和搅动，只有保证整体结构有序推进，才能提升分散并没入电解质的效率，进一步优化管理和有效性。只有保证这样，才能在氧化铝进入电解质后有一定的时间和空间产生滞后性，氧化铝溶入电解质的时间约为10秒。

（三）铝电解槽下料中物理模型

除了建构热场模型外，也要结合基本结构和工艺参数创设物理模型，有效划分结构化网格，确保在阳极间缝和中缝位置进行局部加密，提升其整体质量和数量参数。

三、铝电解槽下料过程对电解质温度场的影响

在实验研究过程中，能实现氧化铝颗粒添加定量化，从一定程度上分析电解质内部温度的变化结构。结合数据以及实际运行情况，能得出结论，本文模型计算得到的氧化铝浓度呈现出很好的周期性稳定变化，同时，技术人员要集中计算氧化铝的实际浓度分布系数，确保整体管理结构和系统化参数符合预期。只有保证计算过程符合实际，并且具有较高的计算精度。只有提升整体管理结构和系统参数的稳定性，才能综合分析氧化铝下料过程，电解质温度场的影响也会有更优化的精度。

在对数据进行综合分析的过程中，技术人员要保证温度控制在10摄氏度左右，需要在下料期间保证最小温度控制在10摄氏度以下，需要对电解质的表面区域进行集中处理，然后借助有效措施提高设备有效性，尽量将整体温度结构转化为正常温度。技术人员也要对极距层电解质温度鼋行集中分析，确保电解槽正常运行。特别要注意的是，在极距层温度控制在5摄氏度左右时，按照正常范围进行计算和管理，不会影响电解槽常规化运行。

参考文献：

篇7

1统计学分析

所有数据均采用SPSS13．0统计软件进行分析。计量资料采用均数±标准差，组间比较采用t检验；计数资料的组间比较和多分类资料关联性分析均采用χ2检验。P＜0．05为差异有统计学意义。

2结果

2．1电解质紊乱在各类手术病人中的发生比例及其关联性分析不同类型电解质紊乱在各类手术病人中的发生比例不一，依次为妇科＞胃肠＞肝胆＞其他手术。其中以低钾血症和低钙血症的发生较为常见。卡方检验提示血钾、血钙紊乱类型与手术类型相关，差别有统计学意义（P＜0．05），而血钠紊乱与手术类型则无明显相关（P＞0．05）（表1）。

2．2电解质紊乱在不同年龄患者中的发生比例及其关联性分析我们进一步将全部病例分为60岁以上和小于60岁年龄组，进行多分类资料关联性分析，结果提示各类电解质紊乱类型虽在不同年龄组段所占比例不同，但结果无统计学意义（P＞0．05）。

3讨论

体液中的电解质一般以离子形式存在，其中以Na＋、K＋、Ca2＋含量最高，对维持细胞外液渗透压、体液的分布和转移起着决定性作用。临床上电解质代谢紊乱十分常见，严重者可极大地影响手术安全及效果，甚至危及生命。导致电解质紊乱的原因复杂多样，手术病人病情不同，其发生水电解质紊乱的种类和倾向也不一样。究竟哪类手术容易发生哪种电解质紊乱，手术类型与电解质紊乱类型是否存在密切关联，目前尚未见明确报道。本研究发现，在妇科、胃肠、肝胆类手术患者中其钾、钙代谢紊乱较为常见，尤以低钾血症和低钙血症多发。低钾血症和低钙血症在妇科手术的发生比例最高（分别为75．2％和83．9％），胃肠、肝胆类手术发生比例次之，依次分别为60．1％、51．3％和81．2％、80．5％。其他手术如骨科、甲血、乳腺、小儿外科等类手术中则较少出现。

血钠紊乱以及高钾血症、高钙血症在各种手术中出现比例较低。这可能与胃肠、肝胆、妇科等较大手术术前禁食时间较长、摄入减少有关。特别是胃肠类手术病人常常伴有恶心呕吐、腹泻、胃肠减压及灌肠治疗，肝胆类病人常有发热、严重感染和凝血异常，而妇科较大手术还常常伴有机体内分泌的紊乱如醛固酮、儿茶酚胺等的分泌增加，导致血钾等电解质丢失或再分布，出现低钾血症。而机体能量代谢紊乱、钙泵活性下降、细胞通透性增加、受体依赖性钙离子通道激活等因素可造成钙内流，从而导致血钙下降。血钠紊乱与手术类型关系不大，而且在各类手术中出现的比例均较少，可能因为围手术期多种补液均含有氯化钠溶液成分，多数药物也都用生理盐水溶解配制，补充了机体内血钠的含量，共同协调并维持血钠水平基本正常。此外，本研究结果显示，电解质紊乱类型均与年龄无明显相关，与以往结果有所不同。以往结果认为老年人更易发生电解质紊乱，这可能与本组病例的术前准备和干预措施有关。

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【关键词】新生患儿;换血疗法;重症新生儿黄疸病

doi:10.3969/j.issn.1006-1959.2010.09.130文章编号:1006-1959(2010)-09-2415-02

通过智能输液泵自动控制外周动静脉同步换血疗法是目前在治疗重症新生儿黄疸、新生儿高胆红素血症、新生儿溶血病等行之有效的方法之一。通过换血可以有效迅速地换出血液中的胆红素、致敏的红细胞以及抗体,从而就减轻了溶血症状,并大大地降低了血清胆红素浓度,同时可以改善贫血、有效地防止心力衰竭[2]。在以往通常方法为采取脐静脉单管相互交替抽注法,但因抽注过程不能同步进行,从而就导致了血压强烈波动影响了患儿各个脏器的供血平衡。故此采用外周动静脉同步换血疗法,通过换血治疗后,观察患儿血清电解质还有心肌酶谱的变化,发现此治疗方法行之有效,无并发症,且安全可靠,取得显著效果,现报告如下:

1.资料与方法

1.1一般资料:本文根据我院自2009年12月-2010年3月所收治重症新生儿黄疸男婴4例,其体重均达到2400g以上。有黄疸体征。其中Rh溶血病(抗D)1例,其余皆为原发病葡萄糖-6-磷酸脱氢酶(G-6-PD)缺乏症3例。经过皮胆红素指数(TCB)平均达到36.9U,血清胆红素平均达到518.9μmmol/L,Hb平均为85g/L,其中存在2例伴随有血红蛋白尿。

1.2治疗方法:①术前准备:血液选择,RH血型不合溶血者,采用和母亲相同的RH血型、而ABO血型与新生儿同型的全血;ABO血型不合溶血者,采用O型红细胞悬液加新鲜AB型血浆;非母婴血型不合者,采用与新生儿同型新鲜全血。②换血量及其应予速度:对于换血量的要求,务必要为新生儿全部血容量的2倍,而新生儿的血容量在通常的情况下多为82ml/kg,因此一般来说换血量在148-179ml/kg,其速度为1.45ml/(kg.min)。③换血手术疗法:需采用ZNB-500型智能输液泵,出厂产家为深圳康福特医疗技术有限公司。操作过程需2部,分为A泵和B泵,其需要具体地显示速度、累积量等等。而对于留置针则需要采用22G蝶翼Y型及其三通各两个,还要小儿输液器、一次性的输血管、100ml装量筒1个、废血瓶1个以及排血管。同时需要配备500ml肝素生理盐水(含肝素52mg)数量为1瓶。④操作方法:首先要进行静脉穿刺,使用1个三通、利用输液管经过A智能输液泵来连接上血袋,输液泵速度暂定为4ml/h,一定要保持通畅,此过程为换入回路。之后再进行动脉穿刺,然后通过三通来接入排血管,小心自然地滴入100nl量筒,同时将准备好的肝素生理盐水,经B泵在三通处连接,泵速需要设定为32ml/h,这一过程为换出回路,一切就绪可将A泵的换血速度提升为210ml/h,从而在换血开始时可以计时,同时要注意调节量筒内的出血量,要令其不超过5ml/min,预计为244ml/h,再通过减少汇入的肝素生理盐水31m/h,约为213ml/h,要求与输血速度应该保持平衡,到此时,换血将在智能泵的运作下自动进行,只需要在旁监护,记录和做调节[3]。之后要开始记录从泵A泵B上读取的累积量a、b数值,然后按一定公式换算,如出入差距显著,就需要进行调节,以保持血压的正常稳定。

1.3统计学方法:对换血前后患儿血清电解质与心肌酶的变化进行比较分析,统计学处理方法采用t检验。(p

2.结果

2.1疗效:4例重症新生儿黄疸男婴换血均顺利成功,换血操作时间约为145min,换血后,血清电解质正常,心肌酶有所变化,显著降低。(见表1和表2)平均血清胆红素为285.7μmmol/l。下降达到46.7%,TCB24.6U,下降到29.8%;Hb138g/l,上升了59.6%。术后无并发症,仅有1例出现了轻微的低钾血症、低钙症等,随后在出院一段时间后随访发现生长发育无不良现象发生。

2.2相关因素:注意保暖。换血过程中因身体暴露、大量换血,可使体温降低,因此要注意保暖。换血时常规将患儿置远红外保暖床,连续监测皮肤温度,使体温维持在正常范围。

表1患儿在换血前后血清电解质变化(mmol/l)

注:(换血后电解质相对恢复正常)。

表2患儿在换血前后心肌酶变化分析(U/l)

注:(心肌酶显著降低,P

3.讨论

本文通过在同步外周动静脉换血的基础上,采用两个输液泵从而进行控制换入换出回路,实现了自动换血过程,通过对4例患儿在换血前后的表现,发现各项指标都接近正常,电解质正常,心肌酶下降等[4]。从而可以得出采用智能泵自动控制外周动静脉换血疗法是安全可靠疗效显著的,具备临床价值。

参考文献

[1]金汉珍,黄德珉,官希吉.实用新生儿学,第3版.北京:人民卫生出版社,2008:310-318.

[2]冯泽康.中华新生儿学.南昌:江西科学技术出版社,2008:793-795.

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解决离子浓度大小的比较要能灵活运用电荷守恒、物料守恒、质子守恒.解题时，首先要分析溶液中存在哪些电离、水解平衡，抓住溶液中实际存在哪几种粒子，再结合水解规律、守恒规律，得出正确的大小或守恒关系.

一、离子浓度大小的判断

首先要明确绝大部分可溶盐完全电离，电离出的弱离子部分水解（电离强烈、水解微弱）；其次要知道多元弱酸分步电离，故其对应盐的水解也是分步进行的，以第一步水解为主；最后还要考虑水的电离.

1.多元弱酸溶液，根据分步电离分析.如H3PO4溶液：

c（H+）>c（H2PO-4）>c（HPO2-4）>c（PO3-4）

2.多元弱酸正盐溶液，根据弱酸根分步水解分析.如Na2CO3溶液：

c（Na+）>c（CO2-3）>c（OH-）>c（HCO-3）

3.不同溶液中同一离子浓度大小的比较，要看溶液中其它离子对其产生的影响.

如在相同物质的量浓度的下列溶液中：①NH4Cl ②NH4HSO4 ③CH3COONH4 ④NH3・H2O

c（NH+4）由大到小的顺序为②>①>③>④

4.混合溶液中离子浓度大小的比较，首先要分析混合过程中是否发生化学反应，若发生反应，则要进行过量判断（注意混合后溶液体积的变化）；然后再结合电离、水解等因素进行分析.如0.2 mol/L的HCl和0.4 mol/L NH3・H2O等体积混合后离子浓度大小顺序为：

c（NH+4）>c（Cl-）>c（OH-）>c（H+）

等体积的两溶液充分反应后，相当于0.1 mol/L NH3・H2O和0.1 mol/L的NH4Cl的混合溶液，NH3・H2O的电离与NH+4的水解相互抑制，NH3・H2O电离强于NH+4的水解，所以溶液呈碱性，c（OH-）>c（H+），且c（NH+4）>c（Cl-）

二、三个重要的守恒关系

1.电荷守恒

电解质溶液中，无论存在多少种离子，溶液总呈电中性，即阳离子所带的正电荷总数一定等于阴离子所带的负电荷总数.

如，Na2CO3溶液：

Na2CO3=2Na++CO2-3 H2O H+ + OH-

CO2-3+H2OHCO-3+OH-

篇10

题目：将amol・L-1的Na2CO3溶液与bmol・L-1的NaHCO3溶液等体积混合，所得溶液中粒子浓度间的关系及相关判断不正确的是（ ）

A． c(Na+)+c(H+)>c(CO32-)+c(HCO3-)+c(OH-)

B． c(Na+)>c(CO32-)+c(HCO3-)+c(H2CO3)

C． 若c(Na+)>c(HCO3-)>c(CO32-)>c(OH-)>c(H+)，则

一定a

D． 若c(CO32-)+2c(OH-) = 2c(H+)+c(HCO3-)+3c

(H2CO3)， 则可确定a=b.

分析：对于电解质溶液中粒子浓度的大小与等量关系的分析，通常用三大守恒的思想去处理，即“物料守恒”、“电荷守恒”和“质子守恒”，对此，笔者曾在《中学化学》[1]上作过归类分析。对于本题，由“电荷守恒”知c(Na+)+c(H+)=2c(CO32-)+c(HCO3-)+c(OH-),A正确；由物料守恒知：Na+的总量应介于含碳粒子之和的一倍至两倍之间，即2[c(CO32-)+c(HCO3-)+c(H2CO3)]>c(Na+)>c(CO32-)+c(HCO3-)+c(H2CO3)，B正确；由假设法: 若a=b，即Na2CO3与NaHCO3 1:1组成的混合液，因CO32-的水解程度远大于HCO3-的水解程度,混合液中符合c(Na+)>c(HCO3-) >c(CO32-)>c(OH-)>c(H+)这一关系，故C错误。

本题对D项的认识，则一眼难辨，不同于一般等式关系的判断与理解，它不是“电荷守恒”，也不是“物料守恒”，那是不是就考虑“质子守恒”呢？单独考虑Na2CO3溶液中的质子守恒有：

c(OH-) =c(OH+) + c(HCO3-) + 2c(H2CO3) …… ①

单独考虑 NaHCO3溶液中的“质子守恒”有：

c(CO32-)+c(OH-) = c(H+)+c(H2CO3)……②，

①+②即得出c(CO32-)+2c(OH-)=2c(H+)+c(HCO3-)+3c(H2CO3)

若能这样相加的话， D项中假定的等式就为恒等式了， 与a、 b大小无关，但现在是混合溶液，这种相加显然毫无道理，无法直接应用质子守恒。那应作何考虑分析呢？下面笔者介绍两种方法：

1 直接分析法

在amol・L-1的Na2CO3与bmol・L-1的NaHCO3等体积混合的溶液中存在以下的水解和电离关系

CO32-+H2OHCO3-+OH-

xx x

HCO3-+H2OH2CO3+OH-

y yy

HCO3-H++CO32-

w ww

H2O H++OH-

z zz

为了方便，省去单位，将混合时CO32-的总浓度视为a，HCO3-的总浓度视为b，混合后设水解的CO32-总浓度为x，水解的HCO3-总浓度设为y，电离的HCO3-总浓度设为w，由H2O电离且仍以离子形式存在的 H+ 和 OH-总浓度均设为z，则不难得出溶液中 c(CO32-) =a-x+w；c(OH-)=x+y+z；c(H+)=z+w； c(HCO3-)=b+x-y+w， c(H2CO3)=y，代入D项的等式，即(a-x+w)+2(x+y+z)=2(z+w)+(b+x-y-w)+3y， 整理即得a=b， 故D正确。

2 间接推理法

套用“物料守恒”和“电荷守恒”去寻求答案：若c(CO32-)+2c(OH-)=2c(H+)+c(HCO3-)+3c(H2CO3)……①， 结合“电荷守恒” c(Na+)+c(H+) = 2c(CO32-)+ c(HCO3-)+c(OH-)……②， ①+2×②可推出2c(Na+)= 3[c(H2CO3)+c(HCO3-)+c(CO32-)]……③， 又由“物料守恒”知：c(Na+)=2a+b，含碳粒子总浓度 c(H2CO3) + c(HCO3-)+ c(CO32-)=a+b， 两项代入③即3(a+b)=2(2a+b)，得a=b，D正确。

参考文献：

[1]罗华荣,彭晓玲.电解质溶液中粒子浓度的大小与等量关系[J].中学化学,2006,(7)：35～36.