- •Термодинамика растворения
- •Идеальные и неидеальные растворы
- •Коллигативные свойства разбавленных растворов неэлектролитов Осмос и осмотическое давление
- •Биологическая роль осмоса
- •Распределение воды между клетками и внеклеточной жидкостью
- •Распределение жидкости между сосудистым руслом и межклеточным пространством
- •Давление пара растворителя над раствором.
- •I закон Рауля
- •I закон Рауля ф.М. (1886 г.)
- •Понижение температуры замерзания и повышение температуры кипения растворов
- •II закон Рауля или следствия из I закона Рауля:
- •Криоскопические и эбулиоскопические константы некоторых растворителей
- •Эбулиоскопия и криоскопия
- •Коллигативные свойства разбавленных растворов электролитов
- •Основные вопросы темы:
- •Экспериментальные работы
- •Ход работы
- •Приготовление охлаждающей смеси.
- •Определение температуры замерзания растворителя.
- •4. Расчеты
- •Ход работы
- •Тестовый самоконтроль
- •Укажите правильные утверждения:
- •Эталоны решения задач
- •Вариант решения 1:
- •Вариант решения 2:
- •Глава IV
- •Учение о растворах. Теории растворов слабых и сильных электролитов. Протонная теория кислот и оснований.
- •Ионное произведение воды и водородный показатель.
- •Биомедицинская значимость темы
- •Теория растворов слабых электролитов
- •Основные положения.
- •Теория растворов сильных электролитов
- •Основные положения.
- •Протонная (протолитическая) теория кислот и оснований
- •Основные положения.
- •Классификация кислот.
- •Классификация оснований
- •Классификация растворителей.
- •Типы протолитических реакций
- •Ионное произведение воды и водородный показатель
- •Водородный показатель.
- •Расчет рН растворов сильных и слабых электролитов
- •Роль ионов водорода в биологических процессах
- •Определение водородного показателя
- •Кислотно-основные индикаторы
- •Основные вопросы темы
- •Экспериментальные работы
- •Ход выполнения работы
- •Тестовый cамоконтроль
- •Как изменится константа диссоциации уксусной кислоты при разбавлении раствора в 4 раза:
- •Эталоны решения задач
- •Решение:
- •Решение:
- •Глава V Учение о растворах. Буферные растворы. Биомедицинская значимость темы
- •Классификация буферных систем
- •Расчет рН буферных систем
- •Механизм действия буферных систем:
- •Буферная емкость
- •Буферные системы организма
- •Основные вопросы темы
- •Экспериментальные работы
- •Ход выполнения работы
- •Ход выполнения работы
- •Тестовый самоконтроль
- •Эталоны решения задач
- •Решение:
- •Решение:
- •Решение:
Коллигативные свойства разбавленных растворов неэлектролитов Осмос и осмотическое давление
Осмос — это преимущественно одностороннее проникновение молекул растворителя через полупроницаемую мембрану из растворителя в раствор, или из раствора с меньшей концентрацией в раствор с большей концентрацией. Необходимое условие возникновения осмоса — это наличие растворителя и раствора, или двух растворов различной концентрации, разделенных полупроницаемой мембраной. Полупроницаемая мембрана — это мембрана, способная пропускать через поры строго определенные частицы раствора. Все мембраны клеток являются полупроницаемыми.
Осмос — это самопроизвольный процесс. С точки зрения термодинамики движущей силой осмоса является стремление системы к выравниванию концентраций. При этом энтропия системы возрастает (S 0), поскольку система переходит в менее упорядоченное состояние, а энергия Гиббса системы соответственно уменьшается (G<О).
Если приложить строго определенную силу на единицу площади поверхности полупроницаемой мембраны со стороны более концентрированного раствора, то осмос можно предотвратить. Поэтому то давление, которое надо приложить к мембране со стороны концентрированного раствора для предотвращения осмоса, называется осмотическим давлением.
В 1887 г. голландский химик Я.Вант-Гофф сформулировал закон для осмотического давления.
“Осмотическое давление раствора равно тому давлению, которое производило бы растворенное вещество, если бы оно при той же температуре находилось в газообразном состоянии и занимало объем, равный объему раствора”.
Вант-Гофф также предложил эмпирическое уравнение для расчета осмотического давления разбавленных растворов неэлектролитов:
Росм. = СRТ, (1)
где Росм. – осмотическое давление, кПа; С – молярная концентрация, моль/л; Т – абсолютная температура, К; R – универсальная газовая постоянная, равная 8,31 Дж/мольК, если осмотическое давление выражается в килопаскалях. Если же осмотическое давление выражается в атмосферах, то R = 0,082 латм./Кмоль.
Растворы, которые имеют одинаковое осмотическое давление, называются изотоническими по отношению друг к другу. Изотонические растворы содержат одинаковое количество осмотически активных частиц. Осмотическое давление крови 760 – 800 кПа при 370С. Изотоничными крови являются растворы хлорида натрия с массовой долей NaCl 0,85 – 0,90% , (0,15 моль/л) или растворы глюкозы с массовой долей глюкозы 4,5– 5%, (0,30 моль/л).
Если два раствора имеют различное осмотическое давление, то раствор с большим осмотическим давлением называется гипертоническим, по отношению ко второму, а раствор с меньшим осмотическим давлением – гипотоническим по отношению к первому.
В клинической практике осмотическое давление биологических жидкостей (плазмы крови, мочи, слюны, молока) часто измеряют в единицах осмолярности либо осмоляльности.
Под осмолярностью (и осмоляльностью) понимают суммарную концентрацию частиц (молекул, ионов, коллоидных частиц органических и неорганических веществ), не проникающих через полупроницаемую мембрану. Единицы измерения осмолярности совпадают с единицами измерения молярной концентрации (моль/л), а осмоляльности – с моляльностью (моль/кг). Для разбавленных растворов можно принять, что численные значения осмолярности и осмоляльности совпадают.