Главная Обратная связь

Дисциплины:

Архитектура (936)
Биология (6393)
География (744)
История (25)
Компьютеры (1497)
Кулинария (2184)
Культура (3938)
Литература (5778)
Математика (5918)
Медицина (9278)
Механика (2776)
Образование (13883)
Политика (26404)
Правоведение (321)
Психология (56518)
Религия (1833)
Социология (23400)
Спорт (2350)
Строительство (17942)
Технология (5741)
Транспорт (14634)
Физика (1043)
Философия (440)
Финансы (17336)
Химия (4931)
Экология (6055)
Экономика (9200)
Электроника (7621)






Осмос, осмотическое давление; гипо–, гипер– и изотонические растворы. Закон Вант-Гоффа



Осмос – это самопроизвольный переход растворителя (вода) через полупроницаемую перегородку в раствор с большей концентрацией. Чем выше концентрация раствора, тем резче выражен осмос.

Давление, которое нужно приложить к раствору, чтобы привести его в равновесие с чистым растворителем, отделенным от него полупроницаемой перегородкой, называется осмотическим давлением.

Растворы с одинаковым осмотическим давлением называют изотоническими.Если раствор по сравнению с другим имеет более высокое осмотическое давление, то его называют гипертоническим, а с более низким — гипотоническим.

Для осмотического давления (π, Па) разбавленного раствора расчетная формула аналогична уравнению состояния идеального газа:

(1) где с – концентрация растворенного вещества, моль/л (c может быть заменена на моляльную m); Т –температура 0оС (273 К); R – универсальная газовая постоянная, не зависящая от природы газа. В системе СИ R=8,314103 Дж/(кмольК) или R=8,314Дж/(мольК); Х – неэлектролит (например, мочевина, сахароза, глюкоза).

Это выражение, связывающее величину π с концентрацией и температурой неэлектролитов, известно как закон Вант – Гоффа.

 

Изотонический коэффициент.

Я Вант-Гофф обнаружил, что для электролитов осмотическое давление больше, чем рассчитанное по формуле (1), в i раз. В связи с этим для растворов электролитов:

π= iCRT (2), где i– изотонический коэффициент,

 

Из уравнения (2) ясен физический смысл изотонического коэффициента, который показывает, во сколько раз суммарная эффективная концентрация недиссоциированных молекул и ионов больше, чем концентрация молекул до диссоциации.

Причем i>1 для электролитов (значение его увеличивается по мере разбавление электролита); i=1 для неэлектролитов; i< для веществ, склонных к ассоциации.

i зависит от природы электролита и степени диссоциации его молекул. В общем случае при распаде электролита с образованием К-ионов:

i =1+(К-1)α или α=i-1/К-1

(3)

Если при диссоциации молекулы образуется два иона (К=2) формула 3 примет простой вид: i= 1+ α (4)

 

При опытном определении степень диссоциации сильных электролитов всегда оказывается меньше 100%. Это объясняется проявлением электростатического притяжения между ионами, вследствие чего активность их уменьшается и создается видимость неполной диссоциации. Поэтому при вычислении степени диссоциации сильных электролитов говорят не об истинной, а о «кажущейся» степени диссоциации вещества в растворе.



Для растворов, в которых содержится смесь электролитов (к таким растворам относятся все биологические жидкости– моча, плазма, слюна и др.), расчет числа кинетически самостоятельных частиц затруднен. В связи с этим в медицине применяют такие понятия, как осмоляльность и осмолярность.

Под осмолярностъю (осмоляльностью– сосм) понимают активную концентрацию частиц, не проникающих через идеальную полупроницаемую мембрану. Для разбавленных растворов можно принять, что численные значения осмоляльности и осмолярности совпадают. Математически осмолярность и осмоляльность определяют как ic (моль/л) и ib (моль/ кг) соответственно.

Обучающие задачи и эталоны их решений (используется уравнение Вант-Гоффа)

Задача 1. Осмотическое давление 0,1 М. ZnSO4 при 0°С равно 1,59-105 Па. Определить кажущуюся степень диссоциации соли в данном растворе.

Решение. Концентрация раствора ZnSO4 равна 0,05 моль/л, или 0,05 кмоль/м3. Для растворов электролитов применяем формулу (2), из которой находим изотонический коэффициент: π= iCRT, отсюда

Соль ZnSO4 при диссоциации образует два иона (К=2). Согласно (4) i=1+α.

Отсюда α = i -1 = 1,401—1 =0,401 или α =40,1%.

Решить самостоятельно

Задача 2. Определить концентрацию раствора глюкозы, если раствор этого вещества при 18° С изотоничсн с раствором, содержащим 0,5 моль/л хлорида кальция. Кажущаяся степень диссоциации СаCI2 в растворе при указанной температуре составляет 65,4%.

Задача 3.Определите степень электролитической диссоциации (α) дихлоруксусной кислоты в водном растворе, в котором с(СНCI2СООН)=0,01 моль/л, если при 300 К этот раствор создает осмотическое давление в 43596, 4 Па.



2.3. Роль осмоса в биологических системах.Гемолиз эритроцитов (схему см ниже) и причины

Осмотическое давление крови человека при температуре 310 К (37 °С) составляет 780 кПа (7,7 атм). Такое же давление создает и 0,9% водный раствор NaCI (0,15 моль/л), который, следовательно, изотоничен крови (физиологический раствор).

Во всех случаях, когда в кровяное русло, мышечную ткань, спинномозговой канал и т. д. с терапевтическими целями вводят растворы, необходимо помнить о том, чтобы эта процедура не привела к "осмотическому конфликту", из-за различия осмотических давлений вводимого раствора и данной системы организма.

Если, например, внутривенно ввести раствор, гипертонический по отношению к крови, то вследствие экзоосмоса эритроциты будут обезвоживаться и сморщиваться - плазмолиз.

Если же вводимый раствор гипотоничен по отношению к крови, то наблюдается "осмотический шок" и вследствие эндоосмоса может произойти разрыв эритроцитарных оболочек и выход гемоглобина в плазму, благодаря чему кровь приобретает лаковый цвет, т.е.выглядит как прозрачная красная жидкость.- гемолиз. В результате концентрация гемоглобина в крови растёт, а общее количества циркулирующих эритроцитов при этом снижается (гемолитическая анемия).

Начальная стадия гемолиза происходит при местном снижении осмотического давления до 360-400 кПа (3,5-3,9 ат или 0,42—0,48%), а полный гемолиз при 260-300 кПа (2.5-3,0 ат. или 0,30— 0,34%).

Рис. электронная микрофотография гемолиза эритроцитов и образование их “теней” (оболочки).


Эта страница нарушает авторские права

allrefrs.ru - 2018 год. Все права принадлежат их авторам!