- •1.2. Основные термины и положения термодинамики
- •1.3. Общие сведения о равновесной термодинамике
- •1.3.1. Первое начало термодинамики. Энтальпия.
- •1.3.2. Второе начало термодинамики
- •Энтропия
- •1.3.3. Третье начало термодинамики
- •1.5. «Всеобщий закон биологии» Бауэра
- •Особенности живых организмов с позиции термодинамики
- •Химическое равновесие
- •Влияние внешних факторов на химическое равновесие.
- •Химическая кинетика и катализ
- •Катализ
- •Теории гетерогенного катализа
- •Микрогетерогенный катализ
- •Свойства растворов и гетерогенных систем
- •1.Общая характеристика. Концентрация растворов
- •Способы выражения концентрации растворов. Важной характеристикой растворов является концентрация.
- •2. Растворимость
- •3. Коллигативные свойства растворов
- •1) Повышение температуры кипения раствора пропорционально количеству молей растворенного вещества при условии, что количество молей растворителя постоянно:
- •Электрическая проводимость водных растворов. Электролиты
- •Теория сильных электролитов.
- •Роль рН в биологических жидкостях организма
- •Буферные растворы
- •Гидролиз солей
- •Закон действия масс в гетерогенных системах. Растворимость плохорастворимых электролитов.
- •Лекция № 4 Физико-химия дисперсных систем в функционировании живых систем краткий исторический обзор развития
- •Свойства коллоидных растворов (к.Р.).
- •Классификация дисперсных систем
- •Методы получения дисперсных систем
- •Очистка дисп. Систем. Диализ
- •Строение коллоидной частицы
- •Двойной электрический слой (дэс) мицеллы
- •Электрокинетические явления
- •Устойчивость коллоидных систем
- •Коагуляция коллоидных систем
- •Механизм коагуляции электролитами
- •Значение коллоидных систем
- •Универсальность молекулярно кинетических свойств растворов и дисперсных систем
- •Осмотическое давление
- •Диффузия. Закон фика.
- •Броуновское движение
- •Теория флуктуаций
- •Оптические свойства диспесных систем
- •Поглощение света в дисперсных системах
- •Окрашенные коллоиды в природе и технике
- •Ультрамикроскопия.
- •Лекция № 4 Физико-химия поверхностных явлений в функционировании живых систем
- •Поверхностное натяжение обусловлено некомпенсированными межмолекулярныи силми на грнице раздела фаз.
- •Граница раздела фаз газ-твердое тело
- •Типы адсорбционных взаимодействий
- •Изотермы адсорбции
- •Изотерма Генри
- •2. Теория мономолекулярной адсорбции. Изотерма Ленгмюра.
- •Теория полимолекулярной адсорбции. Изотерма бэт.
- •Изотерма Фрейндлиха
- •Адсорбция на границе газ-жидкость. Изотерма Гиббса.
- •Закономерности адсорбции на твердой поверхности из раствора. Ионнообменная адсорбция.
- •На поверхности твердого адсорбента преимущественно адсорбируются ионы, имеющие с этим адсорбентом общую атомную группировку.
- •Если поверхность адсорбента имеет заряд, то, преимущественно, будут адсорбироваться ионы с ионы с противоположным зарядом, а также ионы, образующие с поверхностью нерастворимые соединения.
- •Изобары и изостеры адсорбции.
- •Хроматография.
- •Применение адсорбционных процессов в медицине
- •Лекция № 6 Комплексные соединения.
- •Метод теории кристаллического поля.
- •Метод мо
- •Комплексообразование в организме
- •1. Переходные металлы в живых организмах; аминокислотные остатки как лиганды
- •2. Имидазол: его строение, координационные и кислотно-основные свойства
- •3. Строение гема
- •4.Гем в белковой молекуле. Строение миоглобина
- •5. Комплекс гема с кислородом. Лигандыπ -акцепторного типа.
- •6. Строение дистального кармана: дополнительная причина прочности связи железас кислородом
- •Биологически важные гетероциклические соединения
- •Аминокислоты, пептиды, белки
- •Углеводы: моно, ди- и полисахариды
- •Нуклеотиды и нуклеиновые кислоты
- •Липиды и низкомолекулярные биорегуляторы
- •Алкалоиды
Двойной электрический слой (дэс) мицеллы
ДЭС – это слой, возникающийй на границе твердой и жидкой фазы мицеллы, состоящей из пространственно разделенных электрических зарядов противоположного знака. Электрические свойства коллоидных систем определяются наличием ДЭС.
Рис.
Падение (изменение) электрических потенциалов мицеллы:
АО (φ) – полный (максимальный ) электрический потенциал на границе ядра мицеллы.
АВ (φ1) –падение потенциала в адсорбционном слое.
BD (ξ- дзета) электрокинетический потенциал на поверхности гранулы, ξ = φ - φ1
ВС – падение дэета-потенциала в диффузном слое.
Дзета—потенциал зависит:
От размера ДЭС. Чем больше размыт ДЭС, тем больше дзета-потенциал. Если ДЭС предельно сжат, то ξ = 0. Это отвечает изоэлектрическому состоянию коллоидной частицы, то есть коллоидная частица электронейтральна и не реагирует на электрический ток. При этом электродинамический потенциал φ остается неизменным.
От концентрации электролита-стабилизатора – чем ор больше, тем меньше дзета-потенциал
От заряда противоиона – чем он больше, тем больше дзета-потенциал.
Устойчивость коллоидных систем падает с понижением дзета-потенциала. Электрокинетические свойства коллоидных частиц играют большую роль в живых организмах. Например, при движении крови в артериях возникает потенциал течения (1-2мВ). Одна из кривой электрокардиограммы связана с ним. При восприятии звука органами слуха также возникает такой потенциал.
Электрокинетические явления
Электрокинетические явления классифицируют на:
Электрокинетические явления I-рода – относительное перемещение фазы под действием приложенного напряжения. К ним относятся:
- электрофорез – движение частиц дисперсной фазы в неподвижной дисперсной среде.
- Электроосмос – движение жидкости относительно неподвижной твердой поверхности пористых мембран.
2. Электрокинетические явления II -рода – возникновение разности потенциалов вследствие вынужденного относительного движения фазы. Различают:
- потенциал оседания (эффект Дорна) – возникновение разности потенциалов при движении частиц в неподвижной жидкости.
- потенциал протекания (эффект Квинке) – возникновение разности потенциалов, при движении жидкости относительно неподвижной твердой поверхности.
Причина электрокинетических явлений – образование двойного электрического слоя на границе раздела дисперсной среды и, как следствие, наличие электрического заряда как у частиц дисперсной фазы, так и у дисперсной среды.
Устойчивость коллоидных систем
Дисперсные системы в отличие от истинных растворов являются термодинамически неустойчивыми. Под устойчивостью дисперсных систем понимают способность их сохранять свое состояние и свойства в течение времени.
Русский ученый Н. Песков в 1925 году указал на два вида устойчивости:
1. Кинетическая (седиментационная) устойчивость – это способность дисперсных частиц оставаться во взвешенном состоянии.
Седиментация - это явление оседания частиц достаточно большой массы под действием гравитационного поля.
Грубодисперсные системы (пыль или суспензия песка в воде) кинетически неустойчивы и седиментируют.
Высокодисперсные системы (смеси газов, истинные растворы) обладают высокой кинетической устойчивостью.
Коллоидные системы (аэрозоли, лиозоли) занимают промежуточное положение.
В них частицы представляют собой агрегаты молекул, т.е. крупнее отдельных молекул, но мельче частиц грубо дисперсной системы.
К факторам, определяющим эту устойчивость относят:
-степень дисперсности коллоидных частиц
- броуновское движение
- вязкость дисперсной среды
- разность плотностей дисперсных фаз и среды.
Наибольшее влияние на скорость осаждения коллоидных частиц имеет степень их дисперсности. Чем меньше размер частиц, тем больше кинетическая устойчивость.
Агрегативная устойчивость – это способность частиц дисперсной фазы противостоять их слипанию (агрегации). Факторы, определяющие эту устойчивость:
- Наличие у коллоидных частиц одноименных зарядов, что мешает им соединиться в крупные агрегаты
- наличие вокруг мицеллы сольватных оболочек, состоящих из прочно связанных молекул растворителя, обладающих значительной упругостью. Это состояние получило название расклинивающего давления (действует на расстоянии 10-5 см).
В 1968 году русский ученый В. Мишин предложил третий вид устойчивости:
Конденсационная устойчивость – способность дисперсных систем сохранять неизменной с течением времени удельную поверхность.