5. Осмотическое давление растворов вмс. Уравнение Галлера. Применение осмометрии.

Растворы ВМС представляют собой истинные растворы, т.е. гомогенные, термодинамически устойчивые, не нуждающиеся в стабилизаторе, и образующиеся самопроизвольно системы. Однако растворы ВМС рассматривают в коллоидной химии, так как размеры их молекул приближаются, а в некоторых случаях даже превосходят размер коллоидных частиц. Кроме того, растворы ВМС в «плохих» растворителях содержат молекулы или агрегаты молекул с явно выраженной межфазной поверхностью. Наконец, растворы ВМС благодаря большим размерам их молекул обладают рядом свойств лиозолей: схожестью оптических свойств, малой скоростью диффузии, низким осмотическим давлением. Все это позволяет рассматривать многие проблемы одновременно и для коллоидных растворов, и для растворов ВМС.

С повышением концентрации ВМС их осмотическое давление перестает подчиняться закону Вант-Гоффа (π = cRT) и растет быстрее, причем экспериментально полученная кривая лежит выше теоретической прямой.

Причиной отклонения от законов Вант-Гоффа является гибкость цепей ВМС, которые ведут себя, как несколько коротких молекул. Для расчета осмотического давления растворов ВМС предложено уравнение Галлера:

π=RT/Mc+bc²

где c - концентрация раствора ВМС, г/л; М - молярная масса, г/моль; b - коээфициент, учитывающий гибкость и форму молекулы ВМС в растворе.

В сложных биологических системах суммарное осмотическое давление создается как низкомолекулярными электролитами и неэлектролитами, так и биополимерами. Составляющая суммарного осмотического давления, которая обусловлена наличием белков и других частиц коллоидного размера, называется онкотическим давлением. Доля онкотиче-ского давления относительно невелика: она составляет примерно 0,5% от суммарного осмотического давления (≈3,1кПа), однако отклонение этой величины от нормы приводит к серьезным нарушениям в функционировании организма.

6. Удельная поверхность непористой сажи равна 73,7 м² / кг. Рассчитайте площадь, занимаемую молекулой бензола в плотном монослое при температуре 293 К, если Г_∞ = 25,2·10^-2 моль/кг.

1. Пересчитаем Г_∞с моль/кг на моль/м², используя удельную поверхность: Г_∞(моль/м²) = Г_∞ (моль/кг)/S_уд.пов. = 25,2·10^-2 / 73,7 =3.42*10^-3моль/м²

2. 1 моль бензола – 6.02*10²³ молекул.

3. Т.е. 3.42*10^-3 _* 6.02*10²³=20*10²⁰ молекул находится на площади в 1 м². Следовательно, на каждую молекулу приходится = 5*10^-22 м²

2. Поверхность 1 см³ активированного угля равна 1000 м². Какой объем аммиака при нормальных условиях может адсорбироваться 125 мм³ активированного угля, если вся поверхность его полностью покрыта мономолекулярным слоем аммиака? Условно можно считать, что поперечное сечение молекулы NH₃ представляет квадрат с длиной стороны 2·10^-8 см и что при полном заполнении поверхности соседние молекулы касаются друг друга.

По пропорции найдем площадь поверхности 125 мм³

1 см³ ----1000 м²

125*(0.1 см)³ ----x м²

125 м²

Вычислим, сколько молекул аммиака может находиться на такой площади:

S_NH3 = (2*10^-8см)² = 4*10^-16 см² = 4*10^-20 м²

Учитывая, что при нормальных условиях моль аммиака составляет 6*10²³ молекул и равно 22.4 л, то по вычисленному значению получается:

V_NH3 =

3. Чему равна изоэлектрическая точка фермента рибонуклеазы, если при электрофорезе в аммонийном буферном растворе, приготовленном из 63,3 мл 0,1 М NH₄Cl и 100 мл 0,1 М NH₄ОН (К (NH₄ОН) = 1,8∙10^-5), белок не перемещается ни к одному из электродов.

pI=pH=14-pK_b-lg(Cсоль/Сосн)=14-4,76-lg(63,3*0,1/100*0,1)=9,44

9. Глазные лекарственные пленки представляют собой гель, в который введено лекарственное вещество. Как объяснить тот факт, что терапевтическая концентрация препарата в тканях глаза сохраняется длительное время (до 24 часов)?

Пролонгирующий эффект объясняется равномерным распределением сравнительно малых молекул лекарственных и биологически активных веществ между молекулами геля и с постепенным освобождением их как за счет диффузии.