Занятие 26 Осмотические свойства растворов
Студент должен знать:
а) Характеристику растворов, их компонентов.
б) Способы выражения концентрации растворов, растворимость веществ.
в) Определение закона Рауля через молярную долю растворителя и растворенного вещества
г) Следствия из закона Рауля
д) Определение осмоса; экзосмоса; эндосмоса
Студент должен уметь:
а) Формировать и применять для расчета свойств растворов законы осмоса и законы Рауля
б) Расчеты различных концентраций растворов
в) Определять молярную массу вещества эбуллиоскопическим и криоскопическим методом.
Раствором называют находящуюся в состоянии равновесия гомогенную систему переменного состава из двух или более веществ.
Вещества, составляющие раствор, называют компонентами раствора.
Растворы могут существовать в трех агрегатных состояниях – твердом, жидком и газообразном (парообразном). Примерами твердых растворов могут служить некоторые сплавы металлов, например сплав золота и меди, а газообразных – воздух.
Для медиков наибольший интерес представляют жидкие растворы, к которым относятся плазма крови, моча, лимфа и другие биологические жидкости, представляющие собой очень сложные смеси белков, липидов, углеводов, солей, растворенных в воде. Многие химические процессы протекают лишь при условии, что участвующие в них вещества находятся в растворенном состоянии. Усвоение пищи связано с переходом питательных веществ в растворенное состояние. Биохимические реакции в живых организмах протекают в растворах.
Биожидкости участвуют в транспорте питательных веществ (жиров, аминокислот, кислорода), лекарственных препаратов к органам и тканям, а также в выведении из организма метаболитов (мочевины, билирубина, углекислого газа и т.д.). В жидких средах организма поддерживается постоянство кислотности, концентрации солей и органических веществ – концентрационный гомеостаз.
Изучение свойств растворов показывает, что их поведение подчиняется ряду законов, которые необходимо учитывать в медицинской практике.
Концентрация является важнейшей характеристикой раствора.
Концентрацией вещества – компонента раствора – называют величину, измеряемую количеством растворенного вещества, содержащегося в определенной массе или объеме раствора или растворителя.
В химии применяются разнообразные способы выражения концентрации растворов.
Массовая доля вещества в процентах показывает число граммов (единиц массы) вещества, содержащееся в 100 г (единиц массы) раствора
,
где m(X) – масса данного компонента Х (растворенного вещества), кг (г); mр-ра – масса раствора, кг (г).
Молярная концентрация показывает число молей растворенного вещества, содержащихся в 1 л раствора
;
моль/л (моль/м3),
где n(X) – количество растворенного вещества, моль; М(Х) – молярная масса растворенного вещества, кг/моль (г/моль); Vр-ра – объем раствора, л.
Моляльная концентрация показывает число молей растворенного вещества, содержащихся в 1000 г растворителя
,
моль/кг,
где mр-ля – масса растворителя.
Титром раствора называется масса вещества, содержащегося в одном кубическом сантиметре (или в одном миллилитре) раствора. Единица измерения титра г/см3 (или г/мл)
.
Нормальность или молярная концентрация эквивалента показывает число эквивалентов растворенного вещества, содержащихся в 1 л раствора
,
моль/л (моль/м3)
где nЭ – количество вещества эквивалента.
Эквивалент элемента называют реальную или условную частицу вещества Х, которая в данной кислотно-основной реакции эквивалентна одному иону водорода или в данной окислительно-восстановительной реакции – одному электрону.
Закон эквивалентов: вещества взаимодействуют друг с другом в количествах, пропорциональных их эквивалентам.
Эквивалент кислот определяется количеством ионов водорода Н+, которые принимают участие в данной реакции
; 
;
1 г-экв = 49 г.
Эквивалент оснований будет определяться числом ОН–-ионов, которые прореагируют с ионами Н+
; 
.
При вычислении эквивалентов солей учитывают число ионов металла и степень его окисления
; 
.
Эквивалент не постоянное число, зависит от реакции, в которой участвует вещество.