- •1.2. Основные термины и положения термодинамики
- •1.3. Общие сведения о равновесной термодинамике
- •1.3.1. Первое начало термодинамики. Энтальпия.
- •1.3.2. Второе начало термодинамики
- •Энтропия
- •1.3.3. Третье начало термодинамики
- •1.5. «Всеобщий закон биологии» Бауэра
- •Особенности живых организмов с позиции термодинамики
- •Химическое равновесие
- •Влияние внешних факторов на химическое равновесие.
- •Химическая кинетика и катализ
- •Катализ
- •Теории гетерогенного катализа
- •Микрогетерогенный катализ
- •Свойства растворов и гетерогенных систем
- •1.Общая характеристика. Концентрация растворов
- •Способы выражения концентрации растворов. Важной характеристикой растворов является концентрация.
- •2. Растворимость
- •3. Коллигативные свойства растворов
- •1) Повышение температуры кипения раствора пропорционально количеству молей растворенного вещества при условии, что количество молей растворителя постоянно:
- •Электрическая проводимость водных растворов. Электролиты
- •Теория сильных электролитов.
- •Роль рН в биологических жидкостях организма
- •Буферные растворы
- •Гидролиз солей
- •Закон действия масс в гетерогенных системах. Растворимость плохорастворимых электролитов.
- •Лекция № 4 Физико-химия дисперсных систем в функционировании живых систем краткий исторический обзор развития
- •Свойства коллоидных растворов (к.Р.).
- •Классификация дисперсных систем
- •Методы получения дисперсных систем
- •Очистка дисп. Систем. Диализ
- •Строение коллоидной частицы
- •Двойной электрический слой (дэс) мицеллы
- •Электрокинетические явления
- •Устойчивость коллоидных систем
- •Коагуляция коллоидных систем
- •Механизм коагуляции электролитами
- •Значение коллоидных систем
- •Универсальность молекулярно кинетических свойств растворов и дисперсных систем
- •Осмотическое давление
- •Диффузия. Закон фика.
- •Броуновское движение
- •Теория флуктуаций
- •Оптические свойства диспесных систем
- •Поглощение света в дисперсных системах
- •Окрашенные коллоиды в природе и технике
- •Ультрамикроскопия.
- •Лекция № 4 Физико-химия поверхностных явлений в функционировании живых систем
- •Поверхностное натяжение обусловлено некомпенсированными межмолекулярныи силми на грнице раздела фаз.
- •Граница раздела фаз газ-твердое тело
- •Типы адсорбционных взаимодействий
- •Изотермы адсорбции
- •Изотерма Генри
- •2. Теория мономолекулярной адсорбции. Изотерма Ленгмюра.
- •Теория полимолекулярной адсорбции. Изотерма бэт.
- •Изотерма Фрейндлиха
- •Адсорбция на границе газ-жидкость. Изотерма Гиббса.
- •Закономерности адсорбции на твердой поверхности из раствора. Ионнообменная адсорбция.
- •На поверхности твердого адсорбента преимущественно адсорбируются ионы, имеющие с этим адсорбентом общую атомную группировку.
- •Если поверхность адсорбента имеет заряд, то, преимущественно, будут адсорбироваться ионы с ионы с противоположным зарядом, а также ионы, образующие с поверхностью нерастворимые соединения.
- •Изобары и изостеры адсорбции.
- •Хроматография.
- •Применение адсорбционных процессов в медицине
- •Лекция № 6 Комплексные соединения.
- •Метод теории кристаллического поля.
- •Метод мо
- •Комплексообразование в организме
- •1. Переходные металлы в живых организмах; аминокислотные остатки как лиганды
- •2. Имидазол: его строение, координационные и кислотно-основные свойства
- •3. Строение гема
- •4.Гем в белковой молекуле. Строение миоглобина
- •5. Комплекс гема с кислородом. Лигандыπ -акцепторного типа.
- •6. Строение дистального кармана: дополнительная причина прочности связи железас кислородом
- •Биологически важные гетероциклические соединения
- •Аминокислоты, пептиды, белки
- •Углеводы: моно, ди- и полисахариды
- •Нуклеотиды и нуклеиновые кислоты
- •Липиды и низкомолекулярные биорегуляторы
- •Алкалоиды
Значение коллоидных систем
Коллоидные системы широко распространены в природе. Межзвездная материя состоит из газов и пыли, частицы которой имеют коллоидные размеры. По космогоническим представлениям Кейпера, Юри, Фесенкова солнечная система образовалась из газово-пылевого вещества.
Коллоидные системы имеют определяющее значение для метеорологических явлений при образовании горных пород и минералов. Дождь, грозовые разряды, облака и туманы – это явления связанные с коллоидными процессами.
Почва является сложнейшей коллоидной системой. Размер и форма частиц почвы, наряду с их природой, определяет водопроницаемость и поглотительную способность почвы, которые влияют на урожайность.
В металлургической промышленности задачей является получение металла с оптимальной микро- и ультрамикроструктурой, что осуществляется путем введения определенных присадок.
Керамическое и строительное производство связано с получением концентрированных суспензий из силикатов алюминия (глин). Глины используются также как катализаторы, осушители, осветлители разных жидкостей (например, вина).
Технология получения бумаги, крашения волокон, производства резины и пластмасс, лекарств, косметики, нефтедобычисвязаны с коллоидно-химическими процессами.
Многие пищевые продукты, такие как, молоко, сметана, майонез масло, зефир, пастила, бульон, желе и т.д. представляют собой кол.системы.
Человек – это ходячий коллоид. Мышечные волокна и нервные клетки, клеточные мембраны, волокна, гены, вирусы, кровь – это коллоидные образования.
Особенно большое значение приобретает коллоидная химия для решения задач защиты окружающей среды.
Универсальность молекулярно кинетических свойств растворов и дисперсных систем
Молекулярно-кинетическая теория рассматривает кол.р-ры как частный случай истинных р-ров, но с более крупными частицами растворенного вещества. Дисперсионная среда – растворитель, а дисперсная фаза – растворенное вещество. Эксперименты показали, что эта теория применима к дисперсным системам, если:
1. частицы дис. фазы достаточно малы, что принимать участие в броуновском движении,
2.число частиц д.ф. в единице объема дисп. системы должно быть достаточно велико, чтобы можно было применить законы статистики.
Осмотическое давление
При разделении двух растворов разной концентрации (или раствора и чистого растворителя) полупроницаемой мембраной возникает поток растворителя от меньшей концентрации к большей, выравнивающий концентрации. В дальнейшем поток уравновешивается возникающим встречным градиентом давления.
Для идеальных растворов выполняется закон Вает-Гоффа: Р=СRT, C – молярная концентрация. Поскольку речь идет о кинетических явлениях, концентрацией следует считать число кинетических единиц. В кол.р. кинетической единицей является кол. частица. Поэтому вводят понятие частичной концентрации дис. фазы , а также грамм-частичной концентрации /N; N – число Авогадро. -число частиц в единице объема системы [м-3]. Тогда выражение приобретает вид Р=(/N) RT =kT.
Другой способ выражения концентрации дисп. ф. Называется массовой концентрацией. Смас. Соответствует массе дисп.ф., приходящейся на единицу объема системы [кг/м3]. Смас=mчастицы=4/3r3 для монодис. Системы со сферическими частицами. Отсюда = Смас/(4/3)r3. Следовательно Р1/ r3.
Поскольку кол. частицы во много раз крупнее отдельных молекул, постольку при одинаковой массовой концентрации истинного и колл. р-ров осмотическое давление истинного раствора на много порядков больше осмотического давления кол.р-ра.
Особенности осм.давлениякол.р-ра по сравнению с истинным р-ром является его малое значение и непостоянство. (Грэм считал, что оно вообще отсутствует). Непостоянство величины осм.давления связано с явлениями агрегации и дезагрегации, постоянно происходящими в кол. р-рах. При этом изменяется радиус частиц, а, следовательно, и осм.давление. Кроме того в состав кол.р-ров входят разного рода примеси, присутствие которых необходимо, для придания устойчивости колл.р-ру (ПАВ, электролиты). Эти вещества тоже вносят вклад в величину осм.давления.
Непостоянство и малое значение осм.давлениякол.р-ров являются причиной того, что осмометрия, эбулиоскопия, криоскопия не применяются для определения частичной концентрации или размера кол.частиц. Однако осмометрия вполне применима для определения молярной массы ВМС, образующих истинные растворы.