27. Осмос. Осмотическое давление. Закон Вант-Гоффа. Зависит ли осмотическое давление от природы растворённого вещества?
Осмосом называют преимущественно одностороннее проникновение молекул растворителя(диффузию) через полунепроницаемую мембрану из растворителя в раствор или из раствора с меньшей концентрацией в раствор с большей концентрацией.
Осмотическим давлением называют величину, измеряемую минимальным гидравлическим давлением, которое нужно приложить к раствору, чтобы осмос прекратился.
Закон Вант-Гоффа:
Осмотическое давление разбавленных растворов неэлектролитов прямо пропорционально молярной концентрации, коэффиценту пропорциональности и абсолютной температуре: π =С(Х)RT,
Где π- осмотич давление,кПа; С(Х)- молярная концентрация, моль/л
С(Х)= n/V, где n-число молей неэлектролита, V- объём раствора; R- универсальная газовая постоянная,равная 8,31кПа*л/(моль*К); T-абсолютная температура, K.
π = n/V * RT или πV= nRT.
Чтобы согласовать количественное описание коллигативных свойств электролитов и законы идеальных растворов, Вант-Гофф ввёл поправочный коэффицент i, называемый изотоническим коэффицентом
Осмотическое давление зависит от концентрации растворенного вещества и температуры. Так, при увеличении концентрации с сахарозы в воде в два раза осмотическое давление возрастает примерно в два раза, при увеличении концентрации c в три раза осмотическое давление возрастает почти во столько же и т. д.
28. Гипо-, гипер- и изотонические растворы. Изотонический коэффицент Изотонический раствор- жидкость внутренней среды или искусственно приготовленный раствор имеет такое же осмотическое давление, как нормальная плазма крови, подобную жидкую среду или раствор
Гипертонический раствор жидкость с более высоким осмотическим давлением
Гипотонический раствор жидкость с более низким осмотическим давлением
Чтобы согласовать количественное описание коллигативных свойств электролитов и законы идеальных растворов, Вант-Гофф ввёл поправочный коэффицент i, называемый изотоническим коэффицентом
Изотонический коэффициент или коэффициент Вант-Гоффа (i) – это отношение суммы числа ионов и непродиссоциировавших молекул электролита к начальному числу молекул электролита, по его величине вычисляют степень электролитической диссоциации:
Формулы для расчета коллигативных свойств разбавленных растворов электрполитов с учетом изотонического коэффициента имеют вид:
- осмотическое давление Росм = ί См RT;
- 1-й закон Рауля ΔР / Р(z) = ί Сm ;
- 2-й закон Рауля tкp = ί Ккр Cm; Δtкип = ίКкип Cm.
Нетрудно увидеть, что изотонический коэффициент ί может быть вычислен как отношение ΔР, Δtкp, Δtкип, Росм, найденных экспериментально на опыте, к тем же величинам, вычисленным без учета диссоциации электролита (Δрвыч, Δtкp выч, Δtкип выч; Росм выч):
Δр Δtкp Δtкип Росм
Δрвыч Δtкp выч Δtкип выч Росм выч
|
29. Роль осмоса в биологических системах. Плазмолис и лизис. Осмотическое давление обеспечивает переход растворителя через полунепроницаемую мембрану от р-ра менее концентрированного к р-ру более концентрированному, поэтому оно играет важную роль в распределении воды между внутренней средой и клетками организма. Лизис-набухание клеток, разрыв оболочек, вытекание клеточного содержимого, вследствии помещения клеток в гипотонический р-р. Плазмолис-сморщивание клеток, при их помещении в гипертонический р-р. |
|
|
|
30. Что называют буферными растворами? Буферные р-ры-это р-ры рН которых меняется незначительно при разбавлении или при добавлении небольших количеств китслоты или щелочи. |
|
. |
Изотонический раствор- жидкость внутренней среды или искусственно приготовленный раствор имеет такое же осмотическое давление, как нормальная плазма крови, подобную жидкую среду или раствор
Гипертонический раствор жидкость с более высоким осмотическим давлением
Гипотонический раствор жидкость с более низким осмотическим давлением
Чтобы согласовать количественное описание коллигативных свойств электролитов и законы идеальных растворов, Вант-Гофф ввёл поправочный коэффицент i, называемый изотоническим коэффицентом
Изотонический коэффициент или коэффициент Вант-Гоффа (i) – это отношение суммы числа ионов и непродиссоциировавших молекул электролита к начальному числу молекул электролита, по его величине вычисляют степень электролитической диссоциации:
Формулы для расчета коллигативных свойств разбавленных растворов электрполитов с учетом изотонического коэффициента имеют вид:
- осмотическое давление Росм = ί См RT;
- 1-й закон Рауля ΔР / Р(z) = ί Сm ;
- 2-й закон Рауля tкp = ί Ккр Cm; Δtкип = ίКкип Cm.
Нетрудно увидеть, что изотонический коэффициент ί может быть вычислен как отношение ΔР, Δtкp, Δtкип, Росм, найденных экспериментально на опыте, к тем же величинам, вычисленным без учета диссоциации электролита (Δрвыч, Δtкp выч, Δtкип выч; Росм выч):
Δр Δtкp Δtкип Росм
Δрвыч Δtкp выч Δtкип выч Росм выч
36. Объясните, почему большинство буферных систем организма имеет буферную емкость по кислоте больше, чем по основанию. Потому что в живом организме в результате метаболизма образуются большие количества кислых продуктов. Так, в организме человека за сутки образуется такое количество различных кислот, которое эквивалентно 20-30 л однонормальной сильной кислоты. И для того чтобы поддерживать рH организма, у буферных систем организма буферная емкость по кислоте больше, чем по основанию. 37. Патологические явления: ацидоз и алкалоз Алкалоз — одна из форм нарушения кислотно- щелочного равновесия организма; характеризуется абсолютным или относительным избытком оснований, т.е. Веществ, присоединяющих ионы водорода(протоны), по отношению к кислотам, отщепляющим их. Алкалоз может быть компенсированным или некомпенсированным в зависимости от значения pH. При компенсированном алкалозе pH крови удерживается в пределах нормальных величин (7,35-7,45), отмечаются лишь сдвиги в буферных системах и физиологических регуляторных механизмах. При некомпенсированном алкалозе pH превышает 7,45, что обычно связано со значительным избытком оснований инедостаточностью физико-химических и физиологических механизмов регуляции кислотно- щелочного равновесия. Ацидоз — сдвиг кислотно-щелочного равновесия в организме в сторону относительного увеличения количества анионов кислот, характеризуется абсолютным или относительным избытком кислот, т.е. веществ, отдающих ионы водорода (протоны), по отношению к основаниям, присоединяющим их. Ацидоз также может быть компенсированным или некомпенсированным в зависимости от значения pH. При компенсированном ацидозе pH крови смещается к нижней границе физиологической нормы (7,35). При более выраженном сдвиге в кислую сторону (pH менее 7,35) ацидоз считается некомпенсированным. Такой сдвиг обусловлен значительным избытком кислот и недостаточностью физико-химических и физиологических механизмов регуляции кислотно- щелочного равновесия. 38. Какое химическое равновесие поддерживают в организме буферные системы? В организме буферные системы поддерживают кислотно-щелочное равновесие. В организме человека особенно большую роль играют белковый, гидрокарбонатный, гемоглобиновый и фосфатный буферы. 39. Какая буферная система вносит максимальный относительный вклад в поддержание протолитического гомеостаза во внутренней среде эритроцитов? Максимальный относительный вклад в поддержание протолитического гомеостаза во внутренней среде эритроцитов вносит гемоглобиновая буферная система. 40.Какие соединения называются координационными? Приведите примеры. Комплексные соединения или координационные соединения — частицы (нейтральные молекулы или ионы), которые образуются в результате присоединения к данному иону (или атому), называемому комплексообразователем, нейтральных молекул или других ионов, называемых лигандами. Примеры: [Cu(NH3)4] SO4 — сульфат тетраамминмеди (II) K4[Fe(CN)6] - Гексацианоферра́т(II) ка́лия [Pt(NH3)2Cl2] - транс-Дихлородиамминплатина(II) 41. Классификация координационных соединений Координационные соединения классифицируют: Катионные комплексы образованы в1)По заряду комплекса: результате координации вокруг положительного иона нейтральных молекул (H2O, NH3и др.). [Zn(NH3)4]Cl2 — хлорид тетраамминцинка(II) [Co(NH3)6]Cl2 — хлорид гексаамминкобальта(II) Анионные комплексы: в роли комплексообразователя выступает атом с положительной степенью окисления, а лигандами являются простые или сложные анионы. K2[BeF4] — тетрафторобериллат(II) калия Li[AlH4] — тетрагидридоалюминат(III) лития K3[Fe(CN)6] — гексацианоферрат (III) калия Нейтральные комплексы образуются при координации молекул вокруг нейтрального атома, а также при одновременной координации вокруг положительного иона — комплексообразователя отрицательных ионов и молекул. [Ni(CO)4] — тетракарбонилникель [Pt(NH3)2Cl2] — дихлородиамминплатина(II) 2) По числу мест, занимаемых лигандами в координационной сфере Монодентатные лиганды. Полидентатные лиганды.Бидентатные лиганды. 42. Природа химической связи в комплексных соединениях Во внутренней сфере комплексного соединения связь между комплексообразователем и лигандами ковалентная, образованная по донорно-акцепторному механизму. Ион или атом- комплексообразователь является акцептором, а лиганды являются донорами электронных пар.
№43) Как расчитывается общая и стуаенчатая константа нестойкости(устойчивости).
Ступенчатые константы нестойкости этих комплексов равняются соответственно &. Высокие значения & Г1 и k2 - l свидетельствуют о том, что при образовании комплексов с медью ( II) этилендиамин выступает как полидентатный лиганд. Произведение ступенчатых констант нестойкости равно общей константе нестойкости, индекс которой показывает, из каких множителей она образовалась.Зная величины ступенчатых констант нестойкости ( в частности константы, отвечающей отщеплению первой молекулы аммиака или амина от комплексного иона), концентрацию комплекса, константу RH как основания и константу Me. Зная функцию закомплексованности, ступенчатые константы нестойкости вычисляются методом Ледена. Так, при рассмотрении ступенчатых констант нестойкости комплексных аммиакатов Ni ( II), Cu ( II) пли Со ( П) видно, что для этих солей сольватацпонное равновесие с отщеплением свободного основания будет выражено гораздо сильнее, чем усиление степени кислотной диссоциации аммиака пли аминов в поле двухвалентных ионов. Так, при рассмотрении ступенчатых констант нестойкости комплексных аммиакатов Ni ( II) Cu ( II) или Со ( П) видно, что для этих солей сольватационное равновесие с отщеплением свободного основания будет выражено гораздо сильнее, чем усиление степени кислотной диссоциации аммиака или аминов в поле двухвалентных ионов.]
Эл 1, Рп-называют ступенчатыми константами нестойкости.
Рп ] ( Рп называют ступенчатыми константами нестойкости.
Значение общей константы нестойкости равно произведению значений всех ступенчатых констант нестойкости. [9]
Последние применительно к диссоциации комплексных ионов называются их ступенчатыми константами нестойкости
А - ион водорода или адденд, Ki - кажущаяся ступенчатая константа нестойкости комплексного соединения МА, которая может считаться в первом приближении величиной постоянной только при постоянной ионной силе раствора. Термодинамические уравнения, описывающие соответствующие процессы, идентичны для обоих процессов. [11По кривой комплексообразования, как было показано Бьеррумом, можно определить ступенчатые константы нестойкости аммиакатов меди с различным числом молекул МНз в координационной сфере и, зная их, рассчитать концентрации комплексов различного состава при любых концентрациях свободного аммиака в растворе. [12]Каждой стадии диссоциации комплекса соответствует ступенчатая константа диссоциации, которую называют ступенчатой константой нестойкости и обозначают йнест. Чем сильнее диссоциирует комплекс, тем большее значение имеет / г ест - Константы нестойкости используют для характеристики устойчивости любой комплексной частицы в растворе независимо от того, какие лиганды она отщепляет. [13]Каждой стадии диссоциации комплекса соответствует ступенчатая константа диссоциации, которую называют ступенчатой константой нестойкости и обозначают йвест. Чем сильнее диссоциирует комплекс, тем большее значение имеет Анест. Константы нестойкости используют для характеристики устойчивости любой комплексной частицы в растворе независимо от того, какие лиганды она отщепляет. [14]
№44) Диссоциация комплексных соединений
Комплексные соединения неэлекторлиты в растворах диссоциации не подвергаются. В растворах крсплекнсые соединения могут подвергаться первичной и вторичной диссоциации. Первичная диссоциация- это распад на комплексный ион,образованный внутренней сферой и ионы внешней среды. В водных растворах первичная диссоциация обусловлена разрывом ионной связи между внутренней и внешней сферой.
K3[Fe(CN)6] ==> 3K+ + [Fe(CN)6]3–
[Cu(NH3)4]SO4 ==> [Cu(NH3)4]2+ + SO42–
Вторичная диссоциация характеризуется константой равновесия, причем для каждой из стадий можно вычислить свою константу. Для количественной оценки устойчивости внутренней сферы комплексного соединения используют константу равновесия, описывающую полную ее диссоциацию.
№45) Дайте определение понятий комплексообразователь и лиганд?
Комплексообразователь-это атом или ион,который является акцептором элктронных пар, прежставляет вакантные атомные орбитали ,и занимает центральное положение в комплексном соединениии.
Лиганды-молекулы и ионы ,являющиеся донорами электронных пар и непосредственно связаны с комплексообразователем. В роли лигандов выступают ионы или молекулы, в кторых содержатся неподеленные электронные пары или достаточно подвижные П- электронные пары. Молекулы лигандф H2O,ROH,NH3
№46) Что означает понятие дентатности лигандов?
Существуют лиганды,которые занимают не одно,а два и более координационных мест.Число связей, образуемых лигандом с комплексообразователем называют координационной емкостью или дентатностью лиганда.онодентатные лиганды образуют только одну связь с комплексообразователем и занимают одно координационное место (H2O, OH–, NH3, CN–, Cl– и т.д.). Бидентатные лиганды образуют две связи с комплексообразователем и занимают два координационных места (например, диметилглиоксим). Существуют тридентатные, тетрадентатные и т.д. лиганды.
№47) Какие комплексные соединения являются хелатными?
Хелатные соединения-это комплексные соединения,в которых лиганд присоединен к центральному атому металла посредством двух или болбшего числа связей. Характерной особенностью хелатных соединений явл. наличие циклических группировок атомов,включающих аиом металла,как например гемоглобине,хлоровила. Хелатные соединения используют в химической промышленности для разделения близким по свойствам металлов,аналитеической химии.
№48) Какие биологически важные комплексы вы знаете?
Это элементы необходимые живым организмам для обеспечения нормальной жизнедеятельности . Они делятся на макро- и микро- элемнеты.
Макроэлементы- Эти элементы слагают плоть живых организмов. К макроэлементам относят те элементы, рекомендуемая суточная доза потребления которых составляет более 200 мг. Макроэлементы, как правило, поступают в организм человека вместе с пищей.Калий,Кальций,Магний,Натрий
Микроэлементами называются элементы, содержание которых в организме мало, но они участвуют в биохимических процессах и необходимы живым организмам.Бром,Железо,Йод,Кобальт,Марганец,Медь