Т.Е., благодаря буферному действию вышеуказанных систем pH крови в норме практически не меняется, несмотря на поступление извне значительных количеств сильных кислот и щелочей.

Ацидоз-смещение кислотно-щелочного баланса организма в сторону увеличения кислотности.

Алкалоз-увеличение рН крови за счет накопления щелочных веществ.

Щелочной резерв крови: представляет собой объем(мл) химически связанного диоксида углерода СО2 (главным образом в виде гидрокарбонатов) в 100 мл плазмы крови; измеряется в объемных процентах; в норме составляет 50-70 объемных процентов (25-30 моль/л).

3. Карбоновыми кислотами называют соединения, функциональной группой в которых является карбоксильная группа СООН.

Карбоновые кислоты классифицируют по количеству карбоксильных групп на:

1. одноосновные или монокарбоновые кислоты, содержащую одну карбоксильную группу:

НСООН – муравьиная кислота (метановая);

СН3СООН – уксусная кислота (этановая);

СН3СН2СООН – пропионовая кислота (пропановая);

СН3(СН2)2СООН – масляная кислота (бутановая);

СН3(СН2)3СООН – валериановая (пентановая);

СН3(СН2)4СООН - капроновая (гексановая)

С17H35COOH –стеоринова кислота

С17Н33СООН – пальметиновая кислота

С17Н31СООН-линолевая кислота

С17Н29СООН-линоленовая кислота

Поликарбоновые кислоты, содержащие 2 или более карбоксильные группы.

R-COOH- происходит смещение эл. Плотности от атома углерода карбонильной группе к атому кислороду. В составе карбоксильной группы есть два атома кислорода его отрицательный заряд в следствии сопряжается делаколизируется и равномерно распределяется м/у двумя атомами кислорода что повышает устойчивость аниона и экранирует положительный заряд на атоме углерода карбоксильной группе поэтому для карбоксильной группы не хар-ны реакции нуклеофильного присоединения для них хар-ны реакции нуклеофильного замещения.

Ацилирование-это ввод в молекулу органического соед. остатка карбоксильной кислоты ацила.

Реакция ацилирования:

Ацилфосфаты играют важную роль в биохимических процессах как переносчики ацильных групп, например ацетилфосфат.

Ацетилкофермент А – образуется при взаимодействии кофермента А с ацетиладенилатом, представляющеий собой замещенный ацетилфосфат.

Билет 11

1)Электролитическая диссоциация – процесс распада электролита на ионы при его растворении или плавления.

Диссоциация в растворах:

Диссоциация на ионы в растворах происходит в следствии взаимодействия растворенного вещества с растворителем: по данным спектроскопических методов, это взаимодействие носит в значительной мере химический характер. Наряду с сольватирующей способностью молекул растворителя определяющую роль в электролитической диссоциации играет также макроскопическое свойство растворителя – его диэлектрическая проницаемость.

Диссоциация при плавлении:

Под действием высоких температур ионы кристаллической решетки начинают совершать колебания, кинетическая энергия повышается, и наступит такой момент ( при температуре плавления вещества), когда она превысит энергию взаимодействия ионов. Результатом этого является распад вещества на ионы.

Закон разведения Оствальда: Степень диссоциации слабых бинарных электролитов обратно пропорциональна корню квадратному из их концентрации или прямо пропорциональна корню квадратному из разведения:

K=Ca²/1-α, K=Ca² => α=±√K/C

Теория сильных электролитов:

Сильные электролиты – химические соединения, молекулы которых в разбавленных растворах практически полностью диссоциированы на ионы. Степень диссоциации таких электролитов близка к 1. К сильным электролитам относятся многие неорганические соли, некоторые неорганические кислоты и основания в водных растворах, а также растворителях, обладающих высокой диссоциирующей способностью (спирты амиды и др.). Примеры сильных электролитов: некоторые кислоты (HClO₄, HMnO₄, H₂SO₄, HCl, HBr, HJ) , гидроксиды щелочных и щелочноземельных металлов (NaOH, KOH, Ba(OH)₂, большинство солей.

Кислотно-основное равновесие – относительное постоянство соотношения кислота – основание внутренней среды живого организма, является составной частью гомеостаза. Кислотно-основное равновесие, обеспечивающее постоянство значении рН водных растворов организма, необходимое для нормального протекания биохимических процессов, обеспечиваются буферными системами жидкостей организма.

Согласно протолитической теории Бернстеда-Лоури, кислотами называют вещества, отдающие протоны, а основаниями – вещества, принимающие протоны. Протон не может существовать в растворе самостоятельно, он должен быть принят основанием, поэтому, чтобы кислота могла отдать протон, необходимо присутствие основания, к которому протон переходит. Таким образом, возникают кислотно-основные пары, которые называют сопряженными.

Константа диссоциации воды, равная произведению концентрации протонов гидроксид-ионов, называется ионным произведением воды.

Водородный показатель (pH)-количественная мера характеристика кислотности среды, равная отрицательному десятичному логарифму концентрации свободных ионов водорода в растворе

Колометрический метод определения pH-в основном сводится к подбору ряда индикаторов с различным значением pH, зона перемены окраски которая могла бы охватывать значения рН в пределах от 0 до 14

Сильные электролиты ­– все кислоты и основания, константы ионизации которых больше 10^–2.

В водных растворах концентрации ионов Н⁺ и ОН^– взаимосвязаны выражением ионного произведения воды

К_в = К_д[H₂O] = 1,810^–1655,49 = 10^–14

[H⁺]  [OH^–] = 10^–14

Концентрации ионов Н⁺ (ОН^–) и, следовательно, рН растворов слабых кислот (оснований) определяется не только концентрацией раствора, но и константой ионизации кислоты (основания), т.е. природой электролита.

2) Родственные классы альдегидов и кетонов содержат функциональную карбонильную группу и относятся к карбонильным соединениям. Для них также используется общее название оксосоединения, так как группа =О называется оксогруппой.

Альдегидами называют соединения, в которых карбонильная группа связана с органическим радикалом и атомом водорода:

О

||

R – C – H

Кетонами называют карбонильные соединения с двумя органическими радикалами:

O

||

R – C – R^’

Электронное строение карбонильной группы;

В молекулах альдегидов и кетонов присутсвуют несколько реакционных центров:

1. Электрофильный центр – атом углерода карбонильной группы – предопределяет возможность нуклеофильной атаки;

2. Основной центр – атом кислорода – обуславливает возможность атаки протоном;

3. СН – кислотный центр, атом водорода которого обладает слабой протонной подвижностью и может, в частности, подвергаться атаке сильным основанием.

В целом альдегиды и кетоны обладают высокой реакционной способностью.

Легкость нуклеофильной атаки по атому углерода карбонильной группы альдегида или кетона зависят от величины частичного положительного заряда на атоме углерода, его пространственной доступности и кислотно-основных свойств среды

Пространственная доступность карбонильного атома углерода уменьшается при замене водорода более объемистыми органическими радикалами, поэтому альдегиды более реакционноспособны, чем кетоны.

Общая схема реакции нуклеофильного присоединения А_N к карбонильной группе включает нуклеофильную атаку по карбонильному атому углерода, за которой следует присоединения электрофила к атому углерода

ГАЛОФОРМНАЯ РЕАКЦИЯ (галоформное расщепление), расщепление соед., содержащих ацетильную группу, под действием щелочи и галогена(или гипогалогенита) на карбоновые к-ты, в молекулах к-рых на один атом С меньше, чем в исходном соед., и на галоформ (хлороформ, бромоформ или йодоформ).

Билет 12.

1) Раствор – это физико-химическая система, состоящая из двух или большего числа веществ и имеющая переменный состав в некотором интервале соотношения компонентов.

Велика роль растворов в процессах жизнедеятельности. Кровь, лимфа, желудочный сок, кишечный сок и другие биологические жидкости являются растворами. В жидких средах организма поддерживается постоянство pH, концентрации солей, органических веществ. Такое постоянство называется концентрационным гомеостазом.

Растворы классифицируются по следующим признакам:

I. По агрегатному состоянию они делятся:

жидкие растворы (кровь, желудочный сок, растворы кислот, солей, щелочей);

газообразные растворы (воздух, наркозные смеси);

твердые растворы (сплавы различных металлов).

II. По размеру частиц растворенного вещества:

истинные растворы с размерами частиц меньше 10^-9 м;

коллоидные растворы и растворы ВМС с размерами частиц от 10^-9 до 10^-7 м.

Истинные растворы и растворы ВМС гомогенны и термодинамически устойчивы. Коллоидные растворы микрогетерогенны и термодинамически неустойчивы.

III. По молярной массе растворенного вещества:

растворы НМС – веществ с молярной массой Mr < 5000 г/моль;

растворы ВМС – веществ с молярной массой Mr > 5000 г/моль.

IV. По наличию или отсутствию электролитической диссоциации:

Растворы электролитов (растворы многих неорганических соединений – кислот, солей, щелочей). Их электропроводимость больше электропроводимости чистого растворителя.

Растворы неэлектролитов – растворы многих органических соединений. Их электропроводимость мало отличается от электропроводимости чистого растворителя.

Растворы амфолитов, т.е. веществ, которые диссоциируют как по кислотному, так и по основному типу (напр., -аминокислоты).

Концентрация раствора- это величина измеряемая количеством растворенного вещества в определенном объеме или массе раствора( растворителя).

Растворы неэлектролитов- это растворы не проводящие электрический ток, в которых растворенное вещество находится в виде молекул ( растворы глюкозы, фруктозы, сахарозы, пероксида водорода).

Коллигативные свойства растворов-это свойства относительные характеристики которых не зависят от природы частиц а определяются только их числом.

Коллигативные свойства растворов:

Понижение давления насыщенного пара растворителя над раствором по сравнению с давлением насыщенного пара чистого растворителя;

Повышение температуры кипения растворов нелетучих веществ по сравнению с температурой кипения чистого растворителя;

Понижение температуры замерзания растворов по сравнению с температурой замерзания чистого растворителя;

Осмос и осмотическое давление.

Диффузия-это самопроизвольный процесс переноса частиц растворенного вещества, который осуществляется при наличии градиента концентрации растворенного вещества и приводит к выравниванию концентрации этого вещества по всему объему раствора.

Скорость диффузии-это количество вещества, переносимого за счет диффузии через единицу площади поверхности в единицу времени.

Факторы, влияющие на скорость диффузии:

Градиент концентраций, температура, вязкость среды, размер частиц.

Значение диффузии в биологических процессах:

Перемещение питательных веществ и продуктов обмена в организме;

Определяющая роль диффузии как лимитирующий(самой медленной)стадии в общей кинетике биохимических процессов;

Доставка лекарственных веществ к органам и тканям организма.

Осмос-это направленный самопроизвольный переход молекул растворителя через мембрану из раствора с меньшей концентрацией растворенного вещества в раствор с большей концентрацией.

Осмотическое давление(п)-это давление, которое надо приложить к раствору, чтобы прекратить осмос.

Закон Вант-Гоффа: Осмотическое давление разбавленного раствора при данной температуре прямо пропорционально молярной концентрации растворенного вещества.

пи=CRT, где С-молярная концентрация раствора, моль/л.

R-постоянная величина, совпадающая с универсальной газовой постоянной равная 8,314 Дж/(мольК)

Т-температура К.

Растворы электролитов-это растворы проводящие электрический ток в которых растворенное вещество находится преимущественно в виде ионов(растворы хлорида натрия,сульфата магния,гидрокарбоната настрия,перманганата калия).

Закон Рауля: Относительное понижение давления насыщенного пара над разбавленным раствором нелетучего неэлектролита не зависит от природы растворенного вещества и равно его мольной доле в растворе.

Первое следствие из закона Рауля: понижение температуры замерзания раствора по сравнению с температурой замерзания растворителя прямо пропорционально молярной концентрации растворенного вещества.

ΔТзам=К*в(х), где в(х)-молярность растворенного вещества в растворе, моль/кг;

К-криоскопическая постоянная растворителя, К*кг/моль;

ΔТзам=Тзам(р-ля)-Тзам(р-ра)

Второе следствие из закона Рауля: Повышение температуры кипения раствора по сравнению с температурой кипения растворителя прямо пропорционально молярной концентрации растворенного вещества.

ΔТ кип=Е*в(х), где Е-эбуллиоскопическая константа растворителя, К*кг/моль;

ΔТ кип=Ткип(р-ра)-Ткип(р-ля)

Изотонический коэффициент I – это эмпирический коэффициент, вводимый для учета межмолекулярных взаимодействий в неидеальных растворах i=Ni / No.

Изотонические растворы-это растворы с одинаковым осмотическим давлением.

Гипертонический раствор-это раствор с большим осмотическим давлением чем у стандартного раствора.

Гипотонический раствор-это раствор с меньшим осмотическим давлением чем у стандартного раствора.

Гемолиз- это набухание и разрыв клеток в сильно гипотоническом растворе.

Плазмолиз-это сжатие сморщивание клеток в гипертонической среде.

Амины – органические соединения, содержащие в своем составе аминогруппу. С одной стороны амины можно рассматривать как производные аммиака в котором один или несколько атомов водорода замещены на органические радикалы. В зависимости от числа замещенных атомов водорода различают первичные, вторичные, третичные амины. Следует обратить внимание на иное использование этих понятий, они обозначают число атомов углерода, с которыми непосредственно связан атом азота. В зависимости от природы органических радикалов амины могут относиться к алифатическому, ароматическому или гетероциклическому ряду, а также быть смешанными. За счет наличия неподеленной пары электронов у атома азота все амины являются слабыми основаниями. Аммиак и амины участвуют в реакциях нуклеофильного замещения как нуклеофилы. Так при действии избытка аммиака алкилгалогениды превращаются в первичные амины. При избытке алкилгалогенида образовавшийся на первой стадии первичный амин превращается затем во вторичный и далее третичный амины, и , наконец, соль тетраалкилзамещенного аммония. Все эти реакции могут рассматриваться как реакции алкилирования аммиака и аминов алкилгалгогенидами. Важным превращением первичных аминов является удаление из них молекулы аминогруппы – реакция дезаминирования. В лабораторных условиях для этого используется азотистая кислота в кислой среде. Первичный амин при этом превращается в спирт.

Азосоединения – класс органических соединений, содержащих одну (или больше) аминогрупп. Простейшее – азобензол.

Диазосоединения – общее название органических веществ, содержащих группировку из двух атомов азота, связанную с одним атомом углерода.

13-билет

1)Химическая кинетика изучает механизм и скорость химических превращений.

Скорость химических реакций - это число элементарных взаимодействий, происходяших в единицу времени в единице объема гомогенной системы или на единице поверхности раздела фаз гетерогенной системы. Скорость хим.реакции характеризуют изменением концентрации вещества в системе на единицу времени. Различают среднюю и истинную скорость реакций. Средняя скорость реакции определяется изменением концентрации реагирующего вещества или продукта реакции за любой промежуток времени. Мгновенная или истинная скорость реакции- первая производная изменения концентрации вещества во времени., характеризуется изменением концентрацц\ии за бесконечно малый промежуток времени.

Влияние концентрации вещества на скорость реакции сформулировано в основном постулате химической кинетики законе действующих масс: скорость химических реакций при данной температуре прямо пропорциональна произведению концентраций реагирующих веществ в степени соответствующих стехиометрических коэффициентов

В химической кинетике химические реакции классифицируют: по молекулярности, по порядку реакции

Молекулярность химического процесса определяется числом молекул, участвующих в элементарном химическом взаимодействии. По молекулярности различают мономолекулярные и бимолекулярные.

Порядок реакции определяется кинетическим уравнением и равен сумме показателей степеней при концентрациях этих уравнений.

Реакции нулевого порядка, которые характеризуются постоянной скоростью и отвечают уравнению вида =k, где скорость реакции не зависит от концентрации веществ.

реакции первого порядка, которые характеризуются уравнением =kCa. Это может быть в случае мономолекулярных реакций или на конечных стадиях биохимических процессов.

реакции второго порядка, характеризующиеся уравнением вида =kCaCb. Это справедливо для реакций соединения, обмена, в случае примерного равенства концентраций реагирующих веществ.

Правило Вант-Гоффа(1884): при повышении температуры на 10 градусов скорость гомогенной химической реакции увеличивается в 2-4 раза ( в среднем в 3 раза).

V_t2=V_t1·^((t₂-t₁)/10), где:

 - температурный коэффициент Вант–Гоффа, показывающий, во сколько раз изменится скорость реакции при увеличении температуры на 10С (2-4).

Для некоторых биохимических процессов (денатурация белков) температурный коэффициент по значению выше (7-8), что означает

сверхчувствительность процессов к изменениям температуры.

Температурные границы жизни лежат в пределах от 10 до 50С. Это обусловлено денатурационными изменениями в белковых молекулах и инактивацией ферментов.

Катализ – это изменение скорости реакции в присутствии особых веществ – катализаторов, участвующих в процессе, но остающихся к концу реакции химически неизменёнными.

Действие катализатора основано на образовании между ними и реагирующими веществами комплекса с пониженным уровнем энергии активации в случае положительного катализа или повышенным уровнем энергии активации в случае отрицательного катализа.

По механизму действия различают катализы:

Гомогенный - Если катализатор находится в той же фазе, что и реагирующие вещества, то такой катализ называется гомогенным.

Гетерогенный - Если катализатор и реагирующие вещества находятся в разных фазах, то такой катализ называется гетерогенным.

ферментативный

Химические свойства спиртов — это химические реакции спиртов во взаимодействии с другими веществами.

Они определяются в основном наличием гидроксильной группы и строением углеводородной цепи, а также их взаимным влиянием:

Чем больше углеводородная цепь, тем сильнее она влияет на функциональную группу, снижая полярность связи O—Н. Реакции, основанные на разрыве этой связи, протекают медленнее.

Гидроксильная группа −ОН уменьшает электронную плотность вдоль прилегающих σ-связей углеродной цепи (отрицательный индуктивный эффект).

Все химические реакции спиртов можно разделить на три условные группы, связанные с определёнными реакционными центрами и химическими связями:

Разрыв связи O−H (реакционный центр — водород);

Разрыв или присоединение по связи С−OH (реакционный центр — кислород);

Разрыв связи −СOH (реакционный центр — углерод).

Спирты имеют аномально высокие температуры кипения. За счет образования водородных связей с молекулами воды спирты хорошо в ней расторимы. Неподеленная пара электронов атома кислорода обусловливает слабые основные свойства спиртов и они образуют оксониевые соли с сильными минеральными кислотами. Связь С-О в спиртах полярная и способна к гетеролитическому разрыву. В ходе реакции нуклеофильного замещения атакующий реагент (нуклеофил) отдает субстрату свою пару электронов, за счет которой образуется связь между атомами углерода субстрата и нуклеофилом, а уходящая группа (нуклеофуг) отщепляется со своей парой электронов. Данный процесс можно рассматривать также как алкилирование.

14-билет

1.второй закон термодинамики, который утверждает, что все природные и технологические процессы самопроизвольно могут протекать только в одном направлении, стремясь к состоянию равновесия.

Пр.: а) теплота передается от горячего к холодному; б) растворенные вещества равномерно распределяются по всему объему раствора.

1. Теплота не может сама собой передаваться от холодного тела к горячему, не оставляя изменения в окружающей среде.

2. Различные виды энергии стремятся перейти в теплоту, а теплота в свою очередь стремиться рассеивается, т.е. теплоту невозможно полностью превратить в полезную работу.

Термодинамические процессы могут быть обратимыми и необратимыми:

Обратимые – процессы, при которых возвращение системы в первоначальное состояние не требует затраты энергии извне и связанных с этим изменений в окружающей среде. При обратимом осуществлении процесса не происходит рассеяния энергии в виде теплоты. Если этот обратимый процесс осуществляется в изолированной системе, то он не сопровождается каким-либо изменением энтропии.

Необратимые – процессы, при которых возвращение системы в исходное состояние возможно лишь при условии затрат внешней энергии, что влечет за собой определенные изменения в окружающей среде.

Энтропия(S) - мера неупорядоченности системы.

Ростом энтропии сопровождаются такие самопроизвольные процессы, как испарение жидкости, таяние льда, растворение веществ в растворителях, т.е. процессы, которые приводят к увеличению беспорядка в системе.

Снижением энтропии сопровождаются кристаллизация веществ, реакции полимеризации, поликонденсации, т.е. процессы, которые приводят к увеличению упорядоченности в системе.