Лекция 2 n Тема: Растворы. Коллигативные свойства разбавленных растворов неэлектролитов и электролитов n Дисциплина «Химия» n Для студентов 1 курса специальности: Общая медицина, Стоматология n Лектор: ассоциированный профессор кафедры биохимии и химических дисциплин, кандидат химических наук Болысбекова Салтанат Манарбековна

Цель и задачи: n Сформировать знания свойств жидких растворов, зависящих от числа частиц растворенного вещества.

Актуальность: n знание основ современного учения о растворах необходимо будущему врачу, поскольку биологические жидкости (кровь, моча, лимфа и др.) представляют собой очень сложные смеси белков, липидов, углеводов, солей, растворенных в воде.

План лекции: n Растворы. n Коллигативные свойства растворов n Понижение давления насыщенного пара (ДНП) над раствором. I закон Рауля n II закон Рауля n Осмос. Осмотическое давление. Закон Вант-Гоффа. n Коллигативные свойства растворов электролитов n Обратная связь. n Великая тайна воды.

n Как называется гомогенная система, состоящая из растворителя, растворенного вещества и продуктов их взаимодействия

раствор

n Растворами называют однородные системы переменного состава. n По агрегатному состоянию растворы могут быть жидкими, газообразными или твёрдыми.

Коллигативные свойства растворов – это свойства, которые зависят от числа частиц растворенного в веществе и не зависят от его природы: 1. Понижение давления насыщенного пара (ДНП) над раствором 2. Понижение температуры замерзания раствора (Δ t з) и повышение температуры кипения раствора (Δ (Δ t к)к) 3. Осмотическое давление ( π ).

Понижение давления насыщенного пара (ДНП) над раствором. I закон Рауля p0p0 Н2ОН2О

t p 0 H2O:H2O: 0 0 C – 4,6 мм рт. ст C – 17,4 мм рт. ст C – 760 мм рт. ст. p 0 = p атм. жидкость закипает Понижение давления насыщенного пара (ДНП) над раствором. I закон Рауля

p0p0 p> Н2ОН2О раствор

Франсуа Мари Рауль (фр. François-Marie Raoult; 10 мая 1830, Фурн-ан-Веп, Нор, 1 апреля 1901, Гренобль) французский химик и физик, член-корреспондент Парижской академии наук (1890). С 1867 в Гренобльском университете (профессор с 1870). Член-корреспондент Петербургской АН (1899). Исследуя в понижение температуры кристаллизации, а также понижение давления пара (или повышение температуры кипения) растворителя при введении в него растворённого вещества, открыл закон Рауля, применяемый для определения молекулярных масс веществ в растворённом состоянии..

Понижение давления насыщенного пара (ДНП) над раствором. I закон Рауля чем С, тем ДНП

II закон Рауля Δt к = Кэ·Сm; Δt з = Кз·Сm; Повышение температуры кипения (Δt к ) и понижение температуры замерзания (Δt з ) разбавленных растворов неэлектролитов прямо пропорционально моляльной концентрации раствора. Δ t замерзания = t замерзания р-ля – t замерзания р-ра Δt кипения = t кипения р-ра – t кипения р-ля

II закон Рауля Δt к = Кэ·Сm; Δt з = Кз·Сm; Сm – моляльная концентрация – количество растворенного вещества в 1 кг растворителя (моль/кг): m вещ-ва Cm = M · m раств-ля (кг) Кэ – эбулиометрическая const, (от лат. ebullire «кипеть» и др.-греч. σκοπέω «наблюдаю») ; Кз (К К ) – геометрическая const, ; Эти константы зависят от природы растворителя. Чем больше концентрация растворенного вещества, тем выше Тк и ниже Тз раствора.

Криометрия –метод определения молярной массы вещества (М) по температуре замерзания: Кз · m вещ-ва М вещ-ва = (г/моль) Δt з ·m раств-ля (кг)

объяснение происхождению осмотического давления.

Осмос. Осмотическое давление Осмос – это односторонняя диффузия воды через полупроницаемою мембрану из растворителя в раствор или из раствора с меньшей концентрацией в раствор с большей концентрацией. Вода из сосуда переходит через полупроницаемую мембрану (целлофан, оболочка мочевого пузыря) в сосуд h с более концентрированным раствором. Уровень жидкости в этом сосуде поднимается на высоту h. Осмотическое давление π – это сила, вызывающая ОСМОС или гидростатическое давление столба жидкости, высотой h, от которого прекращается осмос.

Якоб Хендрик Вант-Гофф (нидерл. Jacobus Henricus (Henry) van 't Hoff; 30 августа 1852, Роттердам 1 марта 1911, Берлин) голландский химик, первый лауреат Нобелевской премии по химии (1901 год) «В знак признания огромной важности открытия законов химической динамики и осмотического давления в растворах».нидерл.

Значение осмоса упругость, тургор клеток эластичность тканей, форма органов усвоение пищи, образование лимфы, мочи, кала действие лекарств За счет осмоса вода в организме распределяется между кровью, тканями, клетками.

Приблизительные величины вкладов компонентов плазмы крови в поддержании ее осмоляльности компоненты Осмоляльность ммоль/кг % от общей НМС I Na + и анионы Эл- ты К + и анионы 7 8 Са 2+ и анионы 3 Мg 2+ и анионы 1 II Мочевина Не эл. 5 Глюкоза 5 ВМС II I белок ~1~1 всего ~292

Осмотическое давление крови Состав плазмы крови: 90 % Н 2 О, 7 % белков, 0,9 % эл-тов (> NaCl), 2 % (лип., а/к, глюкозы, органических кислот). π = π НМС + π ВМС (эл. + неэл.) (белки) ΔТз·R·T По ΔТз крови =0,56 Сº определяют π плазмы = = Кз 0,56·0,083·(273+37º) = = 7,65 атм 1,86 π пл вмс (белки) = 0,04 – 0,03 атм π плазмы = π НМС + π ВМС = 7,65 + 0,03(0,04) 7,7 – 8,1 атм

Осмотическое давление, которое зависит от белков называется онкотическим (0,03 – 0,04 атм.). При длительном голодании, болезни почек концентрация белков в крови уменьшается, онкотическое давление в крови снижается и возникают онкотические отеки: вода переходит из сосудов в ткани, где π ОНК больше. При гнойных процессах π ОНК возрастает в 2–3 раза в очаге воспаления, так как увеличивается число частиц из-за разрушения белков. В организме осмотическое давление должно быть постоянным ( 7,7 атм.). При болезнях больным вводят изотонические растворы. Это растворы, осмотическое давление которых равно π ПЛАЗМЫ 7,7 атм. (0,9 % NaCl – физиологический раствор, 5 % раствор глюкозы). Растворы, у которых π больше, чем у π ПЛАЗМЫ, называются гипертоническими. В медицине они применяются для очистки ран от гноя (10 % NaCl), для удаления аллергических отеков (10 % CaCl 2, 20 % – глюкоза), в качестве слабительных лекарств (Na 2 SO 4 10H 2 O, MgSO 4 7H 2 O).

Гемолиз эритроцитов С1С2С1С2 С1С2С1С2 С1С2С1С2 С 1 = С 2 изо- С 1 > С 2 гипо- гемолиз С 1 < С 2 гипер- плазмолиз

Плазмолиз – явление сжатия, высушивания клеток в гипертоническом растворе. Идет осмос воды из клетки в раствор, где π больше. Растворы, у которых π больше, чем у π ПЛАЗМЫ, называются гипертоническими. Гемолиз – явление набухания и разрыва клеток эритроцитов в гипотоническом растворе. Идет осмос воды в клетки. Клетка набухает, оболочка разрывается. Растворы, у которых π меньше, чем у π ПЛАЗМЫ, называются гипотоническими.

Коллигативные свойства растворов электролитов В растворах электролитов число частиц больше из-за диссоциации. Вант-Гофф дал поправочный изотонический коэффициент i, который учитывает диссоциацию электролитов. i = 1+ α (n – 1) / \ степень число частиц диссоциации из 1 молекулы На практике i определяют по Δt з, Δt к, π. Δt з пр Δt к пр π пр i = = = Δt з теор Δt к теор π теор С учетом i формулы для определения коллигативных свойств имеют вид: Р О – Р = i · N(x 2 ); Δt з = i · Кз· Сm; Δt к = i · Кэ · Cm; π = i · C(x) · R ·T Р О

Для сильных электролитов ( α1 ): i = 1+ α (n – 1) NaCl Na + + Cl - 2 иона => n=2, i=2 при α=1 CaCl 2 Ca Cl - 3 иона => n=3, i=3 при α=1

Обратная связь: n Для обеззараживания медицинских инструментов можно использовать солевые растворы. Объясните механизм этого действия. Какой раствор более эффективен: хлорид натрия или хлорид кальция?

Обратная связь: n У здорового человека температура замерзания плазмы крови = -0,5 С. Измеряя температуру замерзания плазмы крови больного, в реаниматологии оценивают возможность его отравления. С точки зрения законов Рауля, что при этом должно наблюдаться и почему?

СРС 3 посвящена данной теме!

Спасибо за внимание! СРС 3 посвящена данной теме!