230 likes | 545 Views
Кафедра химии. Тема лекции: Теория растворов. Электролитическая диссоциация. Коллигативные свойства растворов. Растворы. Гомогенные системы, состоящие не менее чем из двух компонентов. Содержание воды в организме от массы человека: Эмбрион - 97% Новорожденный - 77%
E N D
Кафедра химии Тема лекции: Теория растворов. Электролитическая диссоциация. Коллигативные свойства растворов
Растворы Гомогенные системы, состоящие не менее чем из двух компонентов Содержание воды в организме от массы человека: Эмбрион -97% Новорожденный - 77% Взрослый(18-55 лет): 54% (жен), 61% (муж) Распределение воды в организме человека (в процентах) 2
Электролитическая диссоциация Электролиты в воде распадаются на ионы – положительные и отрицательные C. Аррениус (1887) Диссоциация – обратимый процесс Типы электролитов – кислоты, основания, соли
Сильные и слабые электролиты HA H+ + A- BOH B+ + OH- Характеристикой силы диссоциации может быть степень диссоциации (a) Более удобная характеристика силы диссоциации - константа диссоциации Для кислот Для оснований
Внутриклеточная жидкость Электролитный состав крови к = а =200 ммоль/л Плазма к = а =153 ммоль/л 100 HPO42- K 160 Na Cl 142 103 HCO3- SO42- HCO3- K Na Mg белок Ca белок Mg Ca
Способы выражения концентрации растворов Массовая доля Отношение массы растворенноговещества к массе раствора Показывает количество граммов растворенного вещества, находящегося в 100 г раствора w = Молярность Количество молей растворенного вещества в 1 литре раствора СM =
Способы выражения концентрации растворов Моляльность Количество молей растворенного вещества, находящееся в 1килограмме растворителя. Сm = Мольная доля Отношение числа молей растворенного вещества к сумме числа молей растворенного вещества и растворителя.
Активные концентрации(активности) a = C0g g -коэффициент активности g+ -коэффициент активности катиона g- -коэффициент активности аниона I– ионная сила раствора
Примеры расчета ионной силы растворов Определим INaCl при С = 0.15 моль/л (плазма) Определим ионную силу внутриклеточной жидкости [KH2PO4] = 0.1 моль/л, [K2HPO4] = 0.05 моль/л
Коллигативные (взаимосвязанные)свойства растворов Понижение давления насыщенного пара растворителя над раствором нелетучего вещества pa p0a > pa p0a - молекулы растворителя (a) - молекулы растворенного вещества(b)
Закон Рауля pa= p0aNa Относительное понижение давления насыщенного пара растворителя над раствором равно мольной доле растворенного вещества Для разбавленных водных растворов:
p Т Cледствия из закона Рауля 760 мм poa пар с0 с1 DТзам= Т0зам - Тзам с2 DТкип= Ткип – Т0кип pa твердое тело жидкость 1000 Тзам2 Тзам1 Тзам0 Ткип0 Ткип1 Ткип2
Численное выражение следствий из закона Рауля DTкип= ЕCm DTзам= KCm К – криоскопическая константа Е – эбулиоскопическая константа Для воды: К = 1,86; Е = 0,51 Депрессия температуры замерзания (повышение температуры кипения) раствора неэлектролита пропорциональна его моляльной концентрации
Осмос ППМ раст- вор раство- ритель Осмос – самопроизвольное проникновение молекул растворителя через ППМ в раствор или из разбавленного раствора в более концентрированный
Расчет осмотического давления Зависимость величины R от размерности осмотического давления: Pосм Атм Па 8.3.103 R 0.082 Атм.л/К.моль кДж/кМоль.К
Осмос в биологии Условие питания листьев водой: Росм листьев > Росм корней > Росм почвы Условие прорастания семян: Росм клеточное > Росм внеклеточное
Типы растворов, используемых в медицине - гипертонические (росм> pосм крови) Используются в тех случаях, когда необходимо обеспечить отток жидкости из тканей При контакте с кровью наблюдается плазмолиз – сжатие эритроцитов - гипотонические (росм< pосм крови) Используются в тех случаях, когда необходимо обеспечить приток жидкости к тканям При контакте с кровью наблюдается гемолиз – разрыв эритроцитов (если Росм< 3.6- 4.0 атм) - изотонические(pосм = pосм крови = 7.62 атм) Используются для внутривенных вливаний
Параметры изотонических растворов неэлектролитов, используемых в медицине Ю Росм = СRT = С . 0.082 . 310 = 7.62 атм С = 0.3 осмоль/л Осмоляльность – общее количество независимых частиц в единице раствора Для глюкозы: Сосм = См = 0.3 моль/л Кровезаменяющие растворы должны быть не только изотоническими, но и должны поддерживать онкотическое давление.
Расчет изотонического коэффициента для растворов различных типов Сосм = С0i i – изотонический коэффициент i = 1 + a(x– 1) Неэлек- тролит Слабый эл-т Сильный эл-т, конц. р-р Сильный эл-т, разб. р-р x = 1 a = aкаж< 1 i = 1 + a(x– 1) i =x i = 1 a = 1 i = 1+aкаж(x–1) В тех случаях, когда имеют место межионные взаимодействия, вместо расчетных концентраций следует использовать активные
Принципы гомеостаза человеческого организма Росм = 7.6- 8.1 (7.62) атм Ронк = 0.03 – 0.04 атм Онкотическое давление – осмотическое давление, обусловленное белками крови Сосм = 0.3 моль/л DТзам = 0.56 0 Iплазмы = 0.15 Iвнутрикл. = 0.25