资源简介

课 题：项目一 溶液
教学目的：
1、掌握溶液的组成及浓度表示方法。
2、了解分散系的分类，掌握胶体在光学、运动学和电学方面的性质。
3、掌握渗透压的概念及原理，并了解渗透压在医学上的重要意义。
4、掌握酸碱质子理论的要点，理解酸碱反应的实质，掌握缓冲溶液的作用原理。
课 型：新授课
课 时：
本章安排6个课时。
教学重点：
重点：掌握溶液的组成及浓度表示方法。
教学难点：
难点：掌握酸碱质子理论的要点，理解酸碱反应的实质，掌握缓冲溶液的作用原理。
教学过程：
教学形式：讲授课，教学组织采用课堂整体讲授和分组演示。
教学媒体：采用启发式教学、案例教学等教学方法。教学手段采用多媒体课件、视频等媒体技术。
作业处理：
完成每个项目后的项目检测。
板书设计：
本课标题 绪论 课次 3
授课方式 理论课□ 讨论课□ 习题课□ 其他□ 课时安排 6
学分 共2分
授课对象 院系、专业：医学专业 任课教师
教材及参考资料 1.《药用基础化学技术》，主编：周建庆 ；江苏教育出版社。 2.本教材配套视频教程及学习检查等资源。 3.与本课程相关的其他资源。
教学基本内容 教学方法及教学手段
课堂导入 每一个项目的开头都有学习目标，然后介绍项目相关的理论知识，其中穿插有例题从而帮助巩固和运用所学知识。书中还会有相关的知识拓展，拓宽学生视野，学习完理论知识后还配有相关的实训项目，加强学生动手操作能力。最后配有项目检测测试学生知识掌握情况。 参考以下形式： 1.衔接导入 2.悬念导入 3.情景导入 4.激疑导入 5.演示导入 6.实例导入 7.其他形式
本章基本知识汇总 任务一 溶液的浓度 一、 溶液浓度的概念 溶液的浓度是指在一定量的溶液或溶剂中所含溶质的量。溶液浓度的表示方法有多种，同一种溶液根据不同的需要可选择不同的浓度表示方法，下面介绍一些医学上常用的浓度的表示方法和相关计算。 二、 溶液浓度的表示方法和溶液制备 （一） 溶液浓度的表示方法 1、物质的量浓度 2、质量浓度 3、质量分数 4、体积分数 5、质量摩尔浓度 （二） 溶液的制备 在制备一定组成的溶液时，可用纯物质直接配制，也可通过溶液的稀释或混合来完成。 1、直接配制 一般非标准溶液的配制使用准确度不是太高的测量仪器，比如托盘天平、量筒或量杯等即可，而标准溶液的配制则需要使用准确度较高的测量仪器，比如分析天平、容量瓶和移液管等。 称量：用托盘天平称取2g的NaOH。 溶液：将称量好的NaOH放入小烧杯中，加适量蒸馏水并用玻璃棒搅动使其溶解。 移液：将上述溶液小心倒入250mL的容量瓶，用蒸馏水反复洗涤小烧杯几次，并将洗涤液也倒入容量瓶。 定容：向容量瓶小心注入蒸馏水，在液面接近刻度线2~3cm处，改用胶头滴管逐滴往里面加水，直至溶液凹液面的最低处与刻度线正好相切。 2、溶液的稀释 向溶液中加入一定量的溶剂使其浓度变小的操作称为溶液的稀释。溶液稀释的特点是稀释前后溶质的质量保持不变，可根据这个等量关系进行计算。 3、溶液的混合 溶质相同而浓度不同的两种溶液混合在一起，称为溶液的混合。溶液的混合的特点是在混合前后溶质的总质量不变，而体积会有微小变化。 任务二 溶液的渗透压 一、 渗透现象和渗透压 有一种性质特殊的膜，叫半透膜。它可以只允许小分子通过，而不能让较大的分子通过。每一种半透膜的通透性不同，有的只允许水分子通过而不允许其他任何分子通过，而有的除允许水分子通过外，还允许其他的小分子及电解质离子通过，而不允许大分子化合物通过。生物体内的毛细血管壁、细胞膜、膀胱壁等都是半透膜。 产生渗透现象要具备两个条件：一是要有半透膜存在，二是半透膜两侧液体要存在浓度差。 在渗透过程中，水分子实际上是从半透膜两侧分别穿过半透膜，但由于两侧液体浓度不同，同体积的纯水中的水分子要比同体积的蔗糖溶液中的水分子多得多，因此在单位时间内，纯水的水分子进入蔗糖溶液的要比蔗糖溶液中的水分子进入纯水的要多得多，从而造成从表面上看是只有纯水的水分子进入蔗糖溶液，蔗糖溶液的液面在升高，而纯水的液面在降低，出现两个液面的高度差。当半透膜两侧的水分子相互渗透速率相同时，即达到渗透平衡状态，两个液面的高度差将不再变化。 二、 渗透压与温度及浓度的关系 大量事实证明：当温度一定时，溶液的渗透压与溶液的浓度成正比；而当溶液的浓度一定时，溶液的渗透压与热力学温度成正比。 三、 渗透压在医学上的意义 1、渗透浓度cos 人的体液如血浆、淋巴液等溶有蛋白质、有机小分子和各种离子等也是溶液，也具有渗透压，并且产生的渗透效应是相同的。根据范特霍夫定律可知，渗透压仅与这些溶质的粒子数有关，而与溶质的本性无关。人们把溶液中能产生渗透效应的溶质粒子（分子或离子）统称为渗透活性物质。因此可以这样说，在一定温度下，对于任何稀溶液，其渗透压的大小与渗透活性物质的物质的量浓度成正比。在医学上，常用溶液渗透浓度的大小来比较溶液渗透压的大小。渗透活性物质的物质的量除以溶液的体积，即溶液中能产生渗透效应的溶质粒子的总浓度称为渗透浓度，用符号cos来表示，常用单位为mmol·L-1。 2、等渗、低渗和高渗溶液 溶液渗透压的高低是相对而言的。在相同温度下，渗透压相同的溶液互称为等渗溶液，渗透压较低的溶液称为低渗溶液，渗透压较高的溶液称为高渗溶液。在医学上，溶液的等渗、低渗和高渗是以正常人体血浆的渗透浓度为标准的。 3、渗透压在医学上的意义 红细胞内液与血浆是等渗的。将红细胞放到生理盐水中，红细胞内的渗透压等于红细胞外的渗透压，在显微镜下看到它维持原状；当把红细胞放到纯水或其他低渗溶液中时，红细胞内液的渗透压大于红细胞外的渗透压，水分子向红细胞内渗透，在显微镜下可看到红细胞逐渐膨胀，甚至最后破裂，释放出来的红细胞内的血红蛋白把溶液染成红色，医学上称这种现象为溶血；当把红细胞放到高渗溶液中，红细胞内液的渗透压小于红细胞外的渗透压，水分子向红细胞外渗透，在显微镜下可看到红细胞逐渐萎缩，萎缩的红细胞会团聚成块，甚至形成血栓，堵塞血管，医学上称这种现象为胞浆分离。 4、晶体渗透压和胶体渗透压 人体内有很多生物半透膜，其通透性也差别较大，对不同粒径的溶质分子和离子通透性不同，从而维持和调节人体不同部位水分的相对平衡。 细胞膜处在细胞内液和细胞外液之间，只允许水分子通过而不允许其他分子和离子通过。由于晶体渗透压远大于胶体渗透压，水的渗透方向主要取决于晶体渗透压。当体内缺水造成细胞外液晶体渗透压大于细胞内液晶体渗透压时，晶体渗透压迫使细胞内液的水分子向细胞外液渗透，造成细胞缺水而引起口渴。因此，血浆晶体渗透压在调节细胞膜内外水平衡、维持细胞的正常形态和功能方面起着重要作用。 毛细血管壁也是一种半透膜，处于血液和组织间液之间，它不仅可使水分子通过，还可以使小分子和离子如葡萄糖、尿素和无机盐等通过，但不允许高分子如蛋白质等通过。由于小分子和离子能通过毛细管壁，因此血浆晶体渗透压虽大，但对水分子进出毛细血管壁不起任何调节作用。胶体渗透压虽小，但在调节毛细血管内外盐水平衡、维持血容量方面起着重要作用。如果人体因病造成血浆中蛋白质减少，血浆的胶体渗透压就会降低，血浆中的水和其他小分子、离子就会通过毛细血管壁渗透到组织间液，从而使血容量降低而组织液增多，这是形成水肿的原因之一。 任务三 胶体溶液 一、 分散系的概念及分类 一种物质或多种物质分散到另一种物质中所形成的体系称为分散系。被分散的物质称为分散质或分散相，容纳分散质的物质称为分散剂或分散介质。比如，在溶液中，溶质是分散质，溶剂是分散剂。分散系的形式很多，比如，泥土分散在水中形成泥浆，油分散在水中形成乳浊液，碳分散在铁中形成钢等等。 分散系的性质往往随分散质粒子的大小而变化，因此人们按分散质粒子的不同大小将分散系分为三类：分子或离子分散系、胶体分散系和粗分散系。 1、分子或离子分散系 分散质粒子的直径小于1nm的分散系称为分子或离子分散系。在这类分散系中分散质粒子很小，分散质和分散剂之间不存在界面，大多数光线可以直接通过，所以溶液是均匀、透明和稳定的。这类分散系的分散质粒子还可以通过滤纸和半透膜，因此又被称为真溶液，简称溶液。 2、胶体分散系 分散质粒子的直径在1~100nm的分散系称为胶体分散系（或胶体溶液）。在这类分散系中分散质粒子是许多分子或离子聚集而成的，由于粒子较大，可以通过滤纸但不可以通过半透膜，并且在分散质和分散剂之间存在界面，属于不均匀体系，但仍能让部分光线通过。因此，胶体分散系是外观透明、不均匀、相对稳定的体系。许多淀粉、蛋白质、糖原溶液以及淋巴液、血液等都属于胶体溶液。 3、粗分散系 分散质粒子的直径大于100nm的分散系称为粗分散系。这类分散系的分散质粒子是大量分子的聚集体，该粒子比胶体粒子更大，不能通过滤纸和半透膜，也易受重力作用而沉降，且在分散质和分散剂之间存在界面，因此能阻挡光线通过。悬浊液和乳浊液是其两个主要类型，其中悬浊液是不溶性的固体分散质分散到液体分散剂中，比如泥浆水等；而乳浊液是分散质以小液滴的形式分散到液体分散剂中，比如牛奶等。所以粗分散系是不均匀、不稳定、浑浊而不透明的。 二、 胶体溶液 胶体溶液的种类很多，按照分散剂的形态不同可分为气溶胶、固溶胶和液溶胶。分散剂是气体的胶体溶液称为气溶胶，比如烟、雾等；分散剂是固体的胶体溶液称为固溶胶，比如有色玻璃等；分散剂是液体的胶体溶液称为液溶胶，简称溶胶，比如氢氧化铁溶胶等。在这里我们着重介绍不溶性的固体溶于水中所形成的溶胶。 （一） 溶胶的性质 溶胶的胶粒直径在1~100nm范围内，具有另两类分散系所不具备的特殊的性质。 1、溶胶的光学性质——丁达尔效应 2、溶胶的动力学特性——布朗运动 3、溶胶的电学性质——电泳现象 （二） 溶胶胶团的结构 （三） 溶胶的稳定性和聚沉 1、溶胶的稳定性 溶胶之所以在一定时间内能够保持相对稳定，主要原因有以下三个：一是胶粒带电。同一溶胶的胶粒都带有同种电荷，相互排斥，从而不易聚沉。并且电荷越多，排斥力就越大，溶胶就越稳定。二是胶粒表面有一层溶剂化膜。被吸附在胶粒表面上的离子对分散剂分子有吸引力，能将分散剂分子吸附到其表面，形成一层溶剂化膜。如果是在水溶液中，离子的水化作用很强，离子都是水合离子，形成的溶剂化膜即为水化膜。溶剂化膜可阻止胶粒相互碰撞变大，从而使溶胶有相对的稳定性。三是胶粒的布朗运动。溶胶粒子不断受到来自四面八方的分散剂分子或离子的碰撞而做无规则运动，从而在一定程度上抵抗了胶粒因受重力作用而下沉的趋势。但是持续的布朗运动，也会造成胶粒相互碰撞而聚集成较大颗粒，因此布朗运动不是溶胶能够保持相对稳定的最主要原因。 2、溶胶的聚沉 溶胶的稳定性是相对的，聚沉是绝对的。当溶胶的稳定性因素减弱或受到破坏，溶胶就会聚沉下来。常见的促进溶胶聚沉的方法有以下三种：一是向溶胶中加入少量电解质。溶胶对电解质十分敏感，很快就会聚沉。这是因为电解质的离子带有与胶粒相反的电荷，从而使胶粒间的排斥力减弱或消失，溶剂化膜遭到破坏，胶粒间相互碰撞加剧导致迅速聚集成较大粒子而聚沉。比如，向Fe（OH）3溶胶中加入少量硫酸铵，就会立即发生聚沉。二是向溶胶中加入带相反电荷的溶胶。两种带相反电荷的溶胶相遇后，彼此吸引而聚集在一起发生聚沉。比如明矾净水的原理，就是明矾水解后形成带正电荷Al（OH）3溶胶与天然水中含有负电荷的SiO2溶胶相互吸引而发生聚沉以达到净水的目的。但是，只有当两种胶粒所带电荷量彼此恰好相等时，才会发生完全聚沉，否则只会发生部分聚沉。三是对溶胶进行加热。加热可以加快溶胶粒子的运动速度，增加其相互碰撞的机会，降低了胶粒的溶剂化程度，使溶胶的稳定性下降从而发生聚沉。比如，将As2S3溶胶加热煮沸，会有As2S3黄色沉淀析出。 三、 高分子化合物溶液 由成千上万个原子组成的相对分子质量在1万以上的化合物称为高分子化合物，简称高分子。高分子有天然和合成两大类，常见的天然高分子化合物有蛋白质、核酸、多糖、淀粉等，人工合成的有橡胶、塑料和纤维等高聚物。 高分子溶液是指高分子溶解在适当的溶剂中所形成的溶液。按照分散质粒子大小，高分子溶液属于胶体分散系，但是由于其分散质粒子是单个的高分子，这些高分子与分散剂之间没有界面，因而高分子溶液除具有胶体溶液的某些性质外，还有其特殊的性质。 1、高分子溶液的特性 （1） 稳定性强。 （2） 黏度大。 2、高分子化合物对溶胶的保护作用 任务四 电解质溶液 一、 弱电解质的电离平衡 （一） 强电解质和弱电解质 1、强电解质 在水溶液中能够全部电离为阴阳离子的电解质称为强电解质。强酸、强碱和大多数的盐都是强电解质。强电解质在水溶液中全部以离子形式存在，其电离是不可逆的。 2、弱电解质 在水溶液中只有部分分子可以电离出阴阳离子的电解质称为弱电解质。弱酸、弱碱都是弱电解质，比如HAc、NH3·H2O和H2CO3等。 （二） 弱电解质的电离平衡 1、电离平衡 弱电解质的电离过程与可逆反应类似。现以乙酸的电离过程为例简单介绍。在开始电离时，主要是乙酸分子的电离，正反应速率较快，随着反应的进行，乙酸浓度逐渐变小，正反应速率逐渐减小，而离子浓度在增大，离子结合成乙酸分子的逆反应的速率逐渐增大。当乙酸电离成离子的速率与离子重新结合成分子的速率相等时，溶液中乙酸分子、氢离子和乙酸根离子浓度不再改变，体系处于平衡状态。 在一定条件下，弱电解质分子电离成离子的速率与离子重新结合成弱电解质分子的速率相等时的状态称为弱电解质的电离平衡状态。与化学平衡一样，电离平衡也是一种动态平衡。达到电离平衡时，正、逆反应方向速率相等，溶液中各种分子、离子浓度保持不变。但当外界条件改变时，电离平衡会被打破而重新建立新的平衡。 2、电离平衡常数 在一定条件下，当弱电解质达到电离平衡时，溶液中各组成成分的浓度都不再发生变化，此时各组分的浓度之间存在一定的关系。比如，对于一元弱酸或一元弱碱来说，在溶液中电离出来的各种离子浓度的乘积，与溶液中尚未电离的分子的浓度之比是一个常数。这个常数称为电离平衡常数，简称电离常数，用符号K来表示。通常弱酸的平衡常数用Ka来表示，弱碱的平衡常数用Kb来表示。 3、电离度 弱电解质电离程度的大小，可用电离度来表示。当弱电解质达到电离平衡时，溶液中已电离的弱电解质分子数占弱电解质总分子数（包括已电离的和未电离的）的百分比，称为电离度（或解离度），通常用α来表示。 4、电离平衡移动 在氨水中存在以下电离平衡：NH3·H2ONH＋4＋OH－在达到平衡时，该溶液中各种成分的浓度都保持不变，如果此时改变其中任意一种物质的浓度，电离平衡就会发生移动。 5、同离子效应 在弱电解质溶液中，加入与弱电解质具有相同离子的强电解质，使弱电解质的电离度减小的现象称为同离子效应。 二、 酸碱质子理论 1、酸碱的定义 酸碱质子理论认为：凡能给出质子（H＋）的物质（包括分子和离子）都是酸，凡能接受质子（H＋）的物质（包括分子和离子）都是碱。表示如下：酸H＋＋碱HClH＋＋Cl－NH＋4H＋＋NH3H2OH＋＋OH－H2CO3H＋＋HCO－3HCO－3H＋＋CO2－3在上述式中，HCl是酸，因为它给出质子（H＋），给出质子后变成Cl－；Cl－是碱，因为它可以接受质子（H＋），接受质子后变为HCl。HCO－3既可以给出质子，又可以接受质子，因此属于两性物质。 酸和碱不是孤立存在的，酸失去质子后变成碱或称质子碱，碱得到质子后变成酸或称质子酸。这种仅差一个质子的对应酸和碱称为共轭酸碱对，酸和碱之间这种对应关系称为酸碱共轭关系。酸给出质子后，剩余部分称为该酸的共轭碱；碱接受质子后的产物称为该碱的共轭酸。比如，HCl和Cl－就是一对共轭酸碱对，HCl是Cl－的共轭酸，Cl－是HCl的共轭碱。 共轭酸和共轭碱必定同时存在，共轭酸给出质子的能力越强，其共轭碱接受质子的能力就越弱，即共轭酸的酸性越强，其共轭碱的碱性就越弱。同样，共轭碱的碱性越强，其共轭酸的酸性就越弱。 2、酸碱反应的实质 根据酸碱质子理论，酸碱反应的实质是共轭酸碱对之间的质子迁移过程。比如氯化氢气体和氨气反应时：HCl+NH+H3NH+4+Cl- 三、 溶液的酸碱平衡与pH值 1、水的质子自递反应 纯水很难电离，但是用精密仪器仍能测出纯水有微弱的导电性，这说明水是极弱的电解质。事实上纯水是一种两性物质，在水分子之间存在着质子的传递，像这种发生在同种分子之间的质子传递反应称为质子自递反应。 2、溶液的酸碱性和pH值 可总结如下，在室温时：中性溶液：［H＋］=［OH－］=1.0×10－7mol·L-1酸性溶液：［H＋］＞［OH－］＞1.0×10－7mol·L-1碱性溶液：［H＋］＜［OH－］＜1.0×10－7mol·L-1由此可见，由于水的电离平衡的存在，任何酸性、碱性和中性溶液中都同时存在H＋和OH－，只不过浓度相对大小不同而已。H＋离子浓度越大，酸性就越强；OH－离子浓度越大，碱性就越强。因此，可用［H＋］来表示溶液的酸碱性。但是在用［H＋］表示溶液的酸碱度时，其数值非常小，计算和使用都不方便，因此常用pH值来表示稀溶液的酸碱度。 3、共轭酸碱对Ka和Kb的关系 共轭酸的酸性越强，Ka值就越大，它的共轭碱就越弱，Kb值就越小。反之，共轭酸的酸性越弱，Ka值就越小，它的共轭碱就越强，Kb值就越大。 四、 盐类的水解 1、强酸弱碱盐的水解 由强酸（比如盐酸或硫酸）与弱碱（比如氨水）反应生成的盐称为强酸弱碱盐。 2、强碱弱酸盐的水解 由强碱（比如NaOH）与弱酸（比如HAc）反应生成的盐称为强碱弱酸盐。 强酸强碱盐（比如NaCl、K2SO4）不发生水解，因为其电离出来的离子与水电离出来的H＋和OH－不作用，水的电离平衡不受影响，因此其溶液是中性的。 弱酸弱碱盐（比如NH4Ac）其水解的情况比较复杂，在此不作讨论。 五、 缓冲溶液 溶液的pH值在医学和生物学上具有重要意义。比如，生物体中的一些生物化学反应只能在一定的pH范围内才能正常进行，各种生物催化剂——酶也只有在一定的pH值时才有活性，否则其活性将降低或失去。正常人体血液中的pH维持在7.35~7.45之间，临床上把人体血液的pH＜7.35时称为酸中毒，pH＞7.45时称为碱中毒。不管是酸中毒还是碱中毒，都会引起严重后果。每天正常人组织细胞代谢过程中都会不断产生酸性物质，但是血液的pH值却仍能保持在一定范围内，这说明血液具有调节pH的功能。因此，学习缓冲溶液的基本原理在医药学上具有重要意义。 1、缓冲溶液的概念和组成 2、缓冲溶液的作用原理 现以HAc?NaAc缓冲对所组成的缓冲溶液为例来说明缓冲溶液的缓冲作用机制。 3、缓冲溶液pH值的计算 4、缓冲溶液的配制 在实际工作和生活中，经常要配制不同pH值的缓冲溶液，为了使配制的缓冲溶液符合实际需要，应按以下步骤进行： （1） 选择适当的缓冲对。 （2） 选择适当的总浓度。 （3） 利用缓冲溶液pH值计算公式，计算出所需共轭酸与共轭碱的量。 5、缓冲溶液在医学上的意义 缓冲溶液在医学上应用非常广泛，比如微生物的培养、酶活性的测定、组织染色和细胞的冷藏等都需要在一定pH值的缓冲溶液中进行。人体内的各种体液也都有一定的pH范围，比如胃液的pH在1.0~3.0之间，尿液的pH在4.7~8.4之间，血液的pH在7.35~7.45之间。正常人体血液的pH能维持在7.35~7.45之间，这是血液中含有多种缓冲对作用的结果。 实训项目一 生理盐水的配制及乙醇溶液的稀释 一、 实训目的 掌握溶液配制和稀释的原理及方法。 二、 实训原理 在配制溶液时，首先要知道所要配制溶液的体积、浓度单位、溶质的纯度和溶质的摩尔质量。然后计算出所需溶质的量，用称取或量取的办法转移到容器中，加入蒸馏水，用玻璃棒搅拌促其快速溶解，摇匀即得到所要配制的溶液。 向溶液中加入一定量的溶剂使其浓度变小的操作称为溶液的稀释。溶液稀释的特点是稀释前后溶质的质量保持不变，可根据这个等量关系进行计算。设原溶液浓度和体积分别为c1和V1，稀释后的浓度和体积分别为c2和V2，则有：c1V1=c2V2 三、 药品与仪器 1、药品NaCl（s）、蒸馏水、95%乙醇溶液。 2、仪器玻璃棒、托盘天平、量筒。 四、 操作步骤 1、配制100mL的生理盐水 （1）计算：计算出要配制的0.9%（W/V）生理盐水100mL需要氯化钠的质量。 （2）称量：用托盘天平称取所计算出的氯化钠的量。 （3）溶解：将称量的氯化钠固体倒入干净的小烧杯中，加入少量蒸馏水并用玻璃棒搅拌促其完全溶解，然后小心倒入100mL的量筒中。再将小烧杯用纯净水洗涤2~3次，把洗涤液也倒入量筒中。然后加蒸馏水直至液面达到100mL的刻度线，摇匀即可。 （4）保存：将上述溶液小心转移至试剂瓶保存。 2、由95%的乙醇溶液配制75%乙醇溶液100mL（溶液的稀释） （1）计算：首先计算出所需95%乙醇的体积。 （2）量取：用100mL量筒量取上述计算出的乙醇的量。 （3）配制：向量筒中加入蒸馏水直至液面达到100mL的刻度线，摇匀即可。 （4）保存：将上述溶液小心转移至试剂瓶保存。 五、 思考题 溶液稀释的原理是什么？ 1．教学以学生学习教材的基本内容为主，系统全面地学习产业经济学基础的基本内容。 2．通过案例为学生讲解产业经济学基础的素质要求和培训要点。 3．整个教学过程中，各教学点可根据实际情况，进行拓展知识的讲解。
讨论题、思考题： 围绕本章主题做情景模拟训练，以增强理解，加深印象。可以参考教材、资料包、或者其他案例。
作业： 完成项目检测。

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