9 Билет

1. Қатты беттердегі адсорбция.

Газдардың қатты дене газ шекарасында концентрлеу құбылысын (газдардың қатты денелерде адсорбциялануы ) 18 ғасырдың аяғында бірі-бірінен тәуелсіз швед химигі және фармацевті К.Шелее және италян ғалымы Ф.Фонтана ашты. Жаңадан қыздырылып қақталған ағаш көмірінің әр түрлі газдарды өзінің көлемінен айтарлықтай көп көлемде сіңіретінін Ф.Фонтана анықтады. Кейде бұл үдерістің қайтымды болатынын К.Шеле анықтады: жағдайды өзгерткенде газ қайтадан бөлініп шығады. Өзінің бетінде адсорбция жүретін қатты денені адсорбент дейді. Адсорбенттің бетінде адсорбцияланатын затты адсорбтив немесе адсорбант деп атайды.

Кез келген қатты дененің бетін электрондық микроскоппен қарағанда оның кедір-бұдыр екенін байқауға болады. Мұндай байқалатын кедір-бұдырлар -микродефектілер- атомдық радиустардың өлшемдерінен ондаған жүздеген есе үлкен.

Адсорбция адсорбенттің бетінде әрекет жасайтын күштер арқылы жүреді. Бұл күштердің табиғаты будың суйықтығына конденсациялануын жүргізетін күштер сияқты молекулалық тартылыс күштеріне жатады. Сұйықтардағы сияқты адсорбенттің көлеміндегі кез келген молекулалық бөлшектің(молекула, атом, ионның) күш өрісі көршілес бөлшектердің күш өрісімен толық компенсацияланған. Адсорбенттің бетінде орналасқан күштердің өрістері толық компенсацияланбаған, сондықтан адсорбенттің бетінде қалдық күштер әсер етеді, олар адсорбенттің бетімен жанасатын заттардың молекулаларын тартады. Қатты дененің бетіндегі учаскелер энергиялары жағынан бірдей болмайды. Адсорбция ең алдымен беттік Гиббс энергиясының қоры жоғары учаскелерде жүреді. Мұндай учаскелер адсорбциялық орталықтар деп аталады.

Қатты дененің бетіне барлықбасқа жағдайлар бірдей болғанда сұйықтыққа жақсы өтетін газдар жақсы адсорбцияланады. Мысалы, активтелген көмір хлоры (Тқайнау—239,7К), аммиакты (Тқайнау—240 К) ЖАҚСЫ АДСОРРБЦИЯЛАЙДЫ. Бірақ көміртек оксидін (ІІ), азотты, сутекті адсорбцияламайды. Өрт аумағында көп мөлшерде көміртек (ІІ) оксидіжинақталатын болғандықтан, оның нашар адсорбциялануы кәдімгі газтұтқышты қолдануға мүмкіндік бермейді.

Қатты адсорбенттің бетінде газ фазадан жүретін адсорбцияның шамасы адсорбанттың қысымына тәуелді. Күрделенбеген адсорбция кезінде қысымды арттырғанда адсорбция өзінің шекті мәніне аmnx дейін өседі. Қатты адсорбенттердегі адсорбция- экзотермиялық үдеріс, кері үдеріс- десорбция-эндотермиялық үдеріс болып табылады.

2.Қанның буферлік жүйелері Буферлік жүйелер негізі қасиеті – ортаға қышқылдың , сілтінің қосылуына немесе сұйылтылуына қарамастан сутектік көрсеткішті тұрақты етіп отыру. Буферлік жүйенің адам организмі үшін маңызы зор. Әсіресе адам қанының буферлік жүйесі. Адам органимінің тіршілігі кезінде көптеген қышқылдық қасиеті бар заттар бөлінеді.Мысалы : олар тканьдерден өкпеге көмір қышқылын жеткізу, зат алмасу кезіндегі бөлінетін сітек иондарын кейбір органикалық қышқылдар. Адам қанының сутектік көрсеткіші 7,4 тең , егер сы мәннен 0,2 ге ғана ауытқу байқалса, ауыр науқасқа ұшырайды. Адам қанының буферлік жүйесі 2 топқа бөлінеді : 1) Қан плазмасындағы 2) қанның формалы элементтерінің буферлік жүйесі ( эритроциттердегі) Қан плазмасындағы : 1) бикорбанатты буфер NaHCO3 + H2CO3 2)Фосфатты буфер NaH2PO4+Na2HPO4 3) Белоктық буфер Pt-COOH + Pt-COONA 4) Бос амин қышқылдары мен олардың тұздары 5) Органикалық фофаттар ( фосфор қышқылының эфирлері ) Қанның формалы элементтеріндегі буферлік жүйелер: 1) Бикарбонатты буфер KHCO3+ H2CO3 2)фосфаттық буфер KH2PO4+K2HPO4 3)беолктық буфер ( гемоглобинді-окскигемоглобинді) 4) фосфор қышқылының эфирлері Бикорбонатты буферлік жүйенің организм үшін маңызы зор, плазманың негізгі буферлік жүйесі болып табылады, өкпе мен бүйректің қызметтеріне тікелей қатысады. Оның құрамында H2CO3 / HCO3 бар . Қан үшін фосфаттық буферлік жүйесінің оншалықты маңызы жоқ . Ал бүйректе өтетін физиологиялық процестер және клетка ішіндегі сұйықтықтар үшін маңызы өте үлкен. Қан плазмасында 7-8 пайызға дейін белок болады. Белок амин қышқылдарынан тұрады,. Белоктардың буферлік әсерін түсіну үшін , осы белок тұратын амин қышқылдарының қасиеттерін қарап өтейік. Сонымен белоктың буферлік әсері оның құрамына кіретін аминқышқылдардың амфотерлік қасиеттеріне негізделген. Гемоглобиндік және оксигемоглобиндік буферлік жүйелер Гемоглобиндік HHb - H + + Hb-

Оксигемоглобиндік HHbO2 - H+ + HbO2- Қанның буферлік әсерінің 75 пайызы гемоглобин әне оксигемоглобин бцферіне жатады. Дегенмен организмдегі сутек иондарының концентрациясы көптеген буферлік жүйенің қатынасуымен тұрақты шама сақталады және де барлық буферлік жүйе бірімен-бірі тығыз байланыста болады. Олар бірігіп, сутек иондарының тұрақты шамада ұстай алмаған жағдайда организмдегі қышқыл мен негіздің арасындағы тепе-теңдік бұзылады . Гемоглобиндік буфер қанның негізгі қышқылдық-негіздік буфері болып табылады. Эритроциттердің ph осы жүйенің арқасында ғана тұрақты болады.

10 билет 1. Бейэлектролитттер ертінділерінің коллигативтік қасиеттері. Еріткіш буы қысымының төмендеуі . Осмос және осмостық қысым. Ерітінділер буы қысымының төмендеуі. Ерітінділердің бетіндегі буының қысымы еріткішпен (сумен) салыстырғанда (сол температурада) едәуір төмен болады, себебі ерітіндінің беті сольваттанған еріген зат молекулаларымен біраз жабылған болады. Осы жағдай әсерінен еріткіш концентрациясы азайып, оның булану жылдамдығы да азайады. Бұл жағдай – ерітінділердің қасиеттерінің бірі. Әрбір сұйық белгілі температурада бетіндегі буымен тепе-теңдікте болады, яғни оның бетінен үзіліп шығып буға айналатын молекулалар саны будан қайтып сұйыққа қонатын молекулалар санына тең болады.

Егер суда (еріткіште) ұшқыш емес затты ерітсе, еріген зат еріткіштің бу қысымын төмендетеді, себебі зат ерігенде гидраттар пайда болады, олардың құрамынан су молекулалары ұша алмайтын болады. Сондықтан ерітіндінің бетінен үзіліп шығып буға айналатын молекулалар саны кемиді. Сонда таза еріткішке қарағанда ерітіндінің бетіндегі буымен атмосфера қысымының тепе-теңдікке келуі төменірек (кеміген) бу қысымында болады, яғни ерітіндінің қаныққан буының қысымы (р) сол температурада таза еріткіш қысымынан (р₀) төмен болады. р₀ – р = ▲р айырымын р₀ қатысты (▲р/р₀ ) алса, ерітіндінің қаныққан буының қысымының төмендеуі деп атайды.

1887 жылы француз физигі Рауль көптеген ерітінділермен жұмыс істеп, мына заңдарды ашқан:

1. Еріткіш бу қысымының салыстырмалы төмендеуі еріген заттың моль сандарының ерітіндідегі жалпы моль сандарын (еріген зат пен еріткіштің) қатынасына тең.

2. Ерітіндінің қату температурасының төмендеуі не қайнау температурасының жоғарлауы, еріткіштің сол салмақ мөлшерінде еріген заттың мөлшеріне (ерітіндінің моляльдығына) пропорционал.

3. Түрлі заттардың эквимолекулалық мөлшерлері бір еріткіштің бірдей етіп алынған мөлшерінде ерітілген болса, ол ерітінділердің қату температурасы (қайнау температурасы) бірдей градус санына төмендейді (жоғарылайды).

р₀ – р/р₀ = n/ N+n не ▲р/р₀ = n/N+n, n – еріген заттың моль саны, ал N – еріткіш моль саны, ерітінді қысымына байланысты бұл теңдеуді шешсе,

p = p₀ n/N+n . Бұл заңның көмегімен еріген күйдегі заттардың молекулалық массаларын аңықтайды. Осмос – жартылай өткізгіш (полупроницаемая перегородка, оларға тері, пергамент және басқа да жануарлар мен өсімдіктер ткані мысал болады) арқылы бір жақты болатын диффузияны айтады, яғни еріткіш молекулаларының ерітінді мен таза еріткішті не концентрациясы әр түрлі екі ерітінділерді бөліп тұрған жартылай өткізгіш арқылы өтуі (диффузиясы). Бұл екі жақты процесс, бірақ еріткіш молекулаларының ерітіндіге өткен саны ертіндіден еріткішке өткен санынан әлдеқайда көп болады. Жануарлар, өсімдіктер организмдерінің тіршілік әрекетінде осмос құбылысы маңызды орын алады, яғни судың организмдегі тасымалдануы жүреді.

Жартылай өткізгіш арқылы еріткіштің ерітіндіге өтуге қабілетін көрсететін күш өлшемі ерітіндінің осмос қысымы деп аталады. Осмос салдарынан ішкі ыдыстағы ерітіндінің көлемі ұлғаяды, сондықтан ерітінді көлемінің ұлғаюын немесе осмосты тоқтату үшін ішкі ыдыстағы ерітіндіге сырттан қосымша қысым түсіру керек. Осмосты тоқтататын ерітіндіге сырттан түсірілген қосымша қысым – осмос қысымы болады. Осмос қысымы деген ұғым шартты, ол тек еріткіш, ерітінді және жартылай өткізгіші бар жүйеде ғана болады. Сұйытылған ерітінділердегі осмос қысымы мен газ қысымдары арасында сандық ұқсастық бар, яғни осмос қысымына газ қысымының барлық заңдары қолданылады.

Осмос қысымдары бірдей ерітінділер изотонды ерітінділер деп аталады. Басқа ерітіндіге қарағанда осмос қысымы жоғары болса гипертонды, төмен болса гипотонды ерітінділер деп аталады.

Осмос қысымын П немесе p деп белгілейді. Осмос қысымы еріген зат табиғатына тәуелсіз, ал ерітіндінің концентрациясына және температураға тура пропорционал екендігін Голландия ғалымы Вант-Гофф 1887 жылы (газдарға қолданылған Бойль-Мариот пен Гей-Люссак заңдарына ұқсас екендігін анықтады) мына формуламен есептеуге болатынын тапты: p = cRT, мұндағы с – ерітіндінің молярлы концентрациясы, моль/л; R – константа, сандық мәні газдар тұрақтысына тең, 0,082л-атом/град, Т – абсолют температура.

Ерітіндінің осмос қысымы(өлшемі – атм.), сол еріген зат газ күйінде болып, осы температурада, ерітіндінің көлеміндей көлем алып тұрғандағы туғызытын қысымына тең (Вант-Гофф заңы). с = n/V болғандықтан Вант-Гофф теңдеуі идеал газ күйі теңдеуіне ұқсас, оны мына күйге келтіруге болады: π = n/VRT немесе π×V = nRT бұл теңдеу газ күйінің теңдеуіне (PV = nRT) ұқсас. Концентрациясы с(Х) = 1моль/л болатын барлық бейэлектролиттер ерітінділерінің осмос қысымы бірдей, яғни 0°С температурада 22,69×10⁵Па. Айтылып өткен осмос заңы тек сұйық ерітінділерге сәйкес келеді. Қышқыл, негіз және тұздардың ерітінділері бұл заңға бағынбайды.