從生物學和醫學角度考慮,氫氣并非是完全不溶的,隻是在一般液體中的溶解度較小。
溶解度(符号S),是指在一定溫度下,某固态物質在100g溶劑中達到飽和狀态時所溶解的溶質的質量,單位是“g/100g”。在未注明的情況下,通常的溶劑即為水。而氣體的溶解度是指該氣體在壓強為101kPa(1标準大氣壓),一定溫度下,溶解在1體積水裡達到飽和狀态時氣體的體積。
在閱讀氫氣醫學相關的文獻時,由于給氫的方式不同,我們常常會看到氣體溶解度或濃度的各種表示方式,包括百分數(%)、mM(mmol/L)、ppm等,分别對應體積濃度、摩爾濃度和質量濃度。
下面我們來總結一下氫氣的各種表示方式:
對氫氣來說,20℃時101kPa條件下,100ml水中能溶解1.82ml氫氣,表示為1.82%。這種即為通常的百分數表示方法,體現的是體積比。
mM和mmol/L兩者本質上是一樣的,前者是後者的縮寫。在标準狀況下,1L氫氣的質量是0.089g(密度),氫氣的摩爾質量是2g/mol。所以,如果按照摩爾濃度計算,标準狀況下,氫氣在水中的溶解度為0.8mmol/L(mM)。
氣體濃度一般使用體積比進行表示,但也不排除有使用質量比的。許多氫産品使用ppm為單位。ppm是英文partspermillion的縮寫,譯意是每百萬分中的一部分,即表示百萬分之幾,或稱百萬分率。ppm與百分數(%)所表示的内容一樣,隻是它的比例數比百分數大而已。在醫學生物學領域,mM和mg已經是比較大的單位,有些藥物使用量甚微,每千升容量中不到幾毫克,故用“ppm”表示。
氣體溶解度的體積比和質量比是可以進行換算的。氫氣體積比溶解度為1.82%,每1升水中溶解18.2ml,即1.6mg=18.2ml×0.089g/L。1升水的質量為1000g=1000000mg,1.6mg比1000000mg就是1.6ppm。所以,如果某一氫産品中氫氣和水質量比達到1.6ppm,可以說達到了飽和濃度。而目前國際上大部分學術研究中一般認為氫氣濃度達到3/4飽和度,即0.6mM或1.2ppm就足以産生生物學效應。
綜上,氫氣的濃度表示中,1.82%的體積比、0.8mM的摩爾濃度以及1.6ppm的質量比都說明氫氣已達到飽和濃度。
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