- •4. Уравнение Гей-Люсака.
- •6. Уравнение состояния газа Ван-дер-Ваальса.
- •10. Применение первого закона термодинамики к различным процессам. Энтальпия и ее физический смысл.
- •11. Закон Гесса – следствие первого начала термодинамики. Стандартные энтальпии образования. Стандартные энтальпии сгорания.
- •12. Обратимые и необратимые в термодинамическом смысле процессы; самопроизвольные процессы, максимальная и максимально полезная работа.
- •14. Изменение энтропии изолированной системы; критерии достижения термодинамического равновесия в изолированной системе.
- •15. Основной смысл и значение второго закона термодинамики.
- •16. Статистическая природа второго начала термодинамики.
- •1) Расчеты изменения энтропии при изотермических процессах
- •2) Расчет изменения энтропии в неизотермических процессах
- •3) Расчет изменения энтропии сложного процесса
- •19. Особенности термодинамического описания процессов в закрытых и открытых системах. Клетка как пример открытой системы.
- •21. Взаимосвязи между внутренней энергией, работой и "связанной энергией" в изобарно-изотермическом процессе.
- •22. Химический потенциал как мера изменения энергии системы за счет изменения массы исходных и конечных продуктов реакции.
- •23. Уравнение изотермы химической реакции (Закон действующих масс).
- •24. Зависимость константы химического равновесия от температуры. Интегральная и дифференциальная форма уравнения изобары.
- •25. Взаимосвязь между константой химического равновесия и изобарно-изотермическим потенциалом.
- •28. Уравнение Клаузиса-Клапейрона, 1-ое и 2-ое уравнения Рауля.
- •29. Коллигативные свойства растворов (температура кипения, температура замерзания, осмотическое давление, давление насыщенного пара).
- •33. Основы теории сильных электролитов. Активность, коэффициенты активности.
- •35. Особенности описания свойств сильных электролитов при физиологических значениях ионной силы.
- •34. Уравнение Дебая-Хюккеля и пределы его применения.
- •36. Буферные растворы и механизм их действия. Буферные системы организма.
- •37. Механизм химической реакции как совокупность отдельных элементарных стадий.
- •38. Скорость химической реакции и понятие лимитирующей стадии процесса.
- •39. Порядок и молекулярность реакции. Применение порядка химической реакции для описания ее механизма.
- •40. Количественные соотношения между скоростью химической реакции и концентрацией реагентов в зависимости от порядка химической реакции.
- •41. Теория активных соударений (Аррениуса). Понятие об энергии активации и ориентационном (вероятностном) факторе. Ограничения теории активных соударений.
- •43. Термодинамическая форма основного уравнения теории переходного комплекса
- •44. Сравнительный анализ теории активных соударений и теории переходного комплекса
- •45.Кислотно-основной катализ как пример гомогенных каталитических процессов.
- •47. Сравнительный анализ мультиплетной теории гетерогенного катализа и теории активных ансамблей (Кобозев).
- •48. Ферменты – биологические катализаторы. Основные факторы, определяющие сложный характер зависимости скорости реакции ферментативного процесса от концентрации субстрата.
- •49. Уравнение Михаэлиса-Ментен, условия его применения
- •51. Основные способы линерилизации уравнения Михаэлиса-Ментен для графического определения величин Km и Vmax. Сравнительный анализ их преимуществ и недостатков.
- •52. Окислительно-восстановительные реакции и электрохимия. Классификация и характеристика электрохимических процессов.
- •53. Механизм возникновения потенциала Нернста (электродный потенциал).
- •54.Диффузный потенциал, механизм возникновения и биологическая значимость.
- •55. Межжидкостный фазовый потенциал, механизм возникновения и биологическая значимость.
- •56.Электрохимические элементы и их использование в биологических исследованиях
- •57. Типы электродов(электроды 1,2 типа и редокс-электроды).
- •58. Электродные реакции, правила записи и потенциалообразующие ионы в случае электродов разных типов
- •59. Уравнение Нернста для электродов разных типов: стандарт электроды, стандартный водородный электрод.
- •60. Примеры использования электрохимических элементов в биологических исследованиях.
- •61.Поверхностные явления и адсорбция. Обзор сорбционных явлений.
- •62. Природа адсорбционного взаимодействия. Поверхностное натяжение и природа вещества.
- •63. Равновесие фаз при искривлённой поверхности раздела. Уравнение Лапласса.
- •64. Уравнение Томпсона и его следствия.
- •65. Роль сорбционных явлений в биологии.
- •66. Связь между уравнением Ленгмюра и уравнением адсорбции по Гиббсу.
- •67.Основные направления исследований и задачи коллоидной химии.
- •68. Классификация коллоидных систем по кинетическим свойствам дисперсной фазы, по размеру частиц дисперсной фазы, по агрегатному состоянию дисперсной фазы и дисперсной среды.
- •69. Коллоидные растворы и их основные свойства. Явление электрофореза.
- •70. Диализ и электродиализ как способы очистки коллоидных растворов от примесей.
- •71. Оптические свойства коллоидных растворов. Уравнение Рэллея и условия его применения.
- •72. Голубизна неба, красный закат как отражение оптических свойств коллоидных систем.
- •73. Молекулярно-кинетические свойства коллоидных растворов.
- •74. Описание механизма броуновского движения как основы молекулярно-кинетической теории строения вещества.
- •75. Уравнения Эйнштейна, Смолуховского и их использование для доказательства молекулярно-кинетической теории строения вещества.
- •76.Кинетическая устойчивость дисперсионных систем и седиментационное равновесие.
- •77. Седиментационное равновесие. Скорость оседания (всплытия) частиц дисперсной фазы. Методы достижения седиментационного равновесия.
- •78. Строение коллоидных частиц.
- •79.Электроосмос и электрофорез. Электрокинетический потенциал и механизм его возникновения
- •80.Равновесие Гиббса-Доннана и его значение для поддержания постоянного солевого состава клетки
- •81. Лиофобные и лиофильные коллоидные системы. Основные причины высокой термодинамической устойчивости лиофильных коллоидых систем.
- •82. Агрегативная устойчивость коллоидных систем
- •84. Свойства растворов высокомолекулярных соединений.
55. Межжидкостный фазовый потенциал, механизм возникновения и биологическая значимость.
Разность потенциалов возникает и на границе соприкосновения несмешивающихся жидкостей. Положительные и отрицательные ионы в этих растворителях распределяются неравномерно, их коэффициенты распределения не совпадают. Поэтому на границе раздела жидкостей возникает скачок потенциала, который препятствует неодинаковому распределению катионов и анионов в обоих растворителях. В общем (суммарном) объеме каждой фазы количество катионов и анионов практически одинаково. Оно будет отличаться только на поверхности раздела фаз. Это и есть межжидкостный потенциал. Диффузные и межжидкостные потенциалы играют большую роль в биологии. Их возникновение не связано с металлическими электродами. Именно межфазные и диффузионные потенциалы порождают биотоки. Например, у электрических скатов и угрей создается разность потенциалов до 450 В. Биопотенциалы чувствительны к физиологическим изменениям в клетках, органах. На этом основано применение методов электрокардиографии и электроэнцефалографии (измерение биотоков сердца и мозга).
56.Электрохимические элементы и их использование в биологических исследованиях
химические источники тока делятся на:
гальванические элементы (первичные ХИТ), которые из-за необратимости протекающих в них реакций невозможно перезарядить;
электрические аккумуляторы (вторичные ХИТ) — перезаряжаемые гальванические элементы, которые с помощью внешнего источника тока (зарядного устройства) можно перезарядить;
топливные элементы (электрохимические генераторы) — устройства, подобные гальваническому элементу, но отличающееся от него тем, что вещества для электрохимической реакции подаются в него извне, а продукты реакций удаляются из него, что позволяет ему функционировать непрерывно.
Следует заметить, что деление элементов на гальванические и аккумуляторы до некоторой степени условное, так как некоторые гальванические элементы, например щелочные батарейки, поддаются подзарядке, но эффективность этого процесса крайне низка.
По типу используемого электролита химические источники тока делятся на кислотные (например свинцово-кислотный аккумулятор, свинцово-плавиковый элемент), щелочные (например ртутно-цинковый элемент, ртутно-кадмиевый элемент, никель-цинковый аккумулятор, никель-кадмиевый аккумулятор) и солевые (например, марганцево-магниевый элемент, цинк-хлорный аккумулятор).
Некоторые виды химических источников тока
Гальванический элемент — химический источник электрического тока, названный в честь Луиджи Гальвани. Принцип действия гальванического элемента основан на взаимодействии двух металлов через электролит, приводящем к возникновению в замкнутой цепи электрического тока.
Электрические аккумуляторы
Электрический аккумулятор — химический источник тока многоразового действия (то есть в отличие от гальванического элемента химические реакции, непосредственно превращаемые в электрическую энергию, многократно обратимы). Электрические аккумуляторы используются для накопления энергии и автономного питания различных устройств.
Топливный элемент — электрохимическое устройство, подобное гальваническому элементу, но отличающееся от него тем, что вещества для электрохимической реакции подаются в него извне — в отличие от ограниченного количества энергии, запасенного в гальваническом элементе или аккумуляторе.
Аккумулятор (автомобильный обычный) — устройство способное как поглощать (заряд) так и отдавать (разряд) электрическую энергию в результате обратимой химической реакции происходящей внутри устройства. Аккумулятор автомобильный обычный является не источником тока, а источником электрической энергии, а более точно, источником напряжения. Поскольку только источник напряжения способен поддерживать заданную величину разности потенциалов при изменении сопротивления нагрузки.