Вопросы для самоподготовки

1. Понятие осмотического давления, его законы (зависимость от концентрации и температуры раствора, природы растворенных веществ и чему равно осмотическое давление смешанного раствора) и следствия из них.

2. Осмос, экзо- и эндосмос, ППМ – понятия, биороль.

3. Изо-, гипо-, гипертонические и физиологические растворы (понятие, механизм действия на клетки, использование в практике животноводства).

4. Тургор, гемолиз, плазмолиз – понятие, причины, биологическая роль и прикладное значение. Примеры.

5. Прямой и косвенный методы определения осмотического давления – принцип, техника выполнения, единицы измерения, использование в практике.

6. В чем сходство и различие изотонического и физиологического растворов?

7. Какой раствор и почему является более опасным для клеток – гипо- или гипертонический?

8. Можно ли вывести клетку из состояния плазмолиза? Если да, то как?

9. Осмотическое давление клеток крови, органов, тканей, биологических жидкостей – величина, значение, поддержание постоянства.

10. Биологическая роль и регуляция осмотического давления в организме.

11. Для чего и где в практике животноводства и ветеринарии применяют осмотически активные растворы?

2.1.1.3. Реакция среды

Все физиологические процессы в организме животного протекают в водной среде при определенной концентрации водородных ионов. Вода, являясь слабым электролитом, в незначительной степени диссоциирует на ионы:

H ₂O H⁺ + OH^-

H

ионы гидроксония

⁺ + OH^- H₃O⁺

Для простоты изложения ионы гидроксония обозначаются – Н⁺.

Поскольку этот процесс является обратимым, к нему можно применить закон действия масс и найти выражение константы диссоциации воды:

[H⁺] [OH^-]

,

H₂O

K =

Где K – константа диссоциации воды, равная 1,8  10^-16 при 22^оС;

[

1000

18

H₂O] – концентрация недиссоциированных молекул воды, которую вследствие ничтожно малой диссоциации воды можно считать постоянной и равной общему числу грамм-молекул воды в литре, то есть = 55,56;

[H⁺] и [OH^-] – концентрация водородных и гидроксильных ионов в грамм-ионах на литр раствора.

Если перевести постоянные величины К и [H₂O] по одну сторону равенства, то получается:

[H⁺] [OH^-] = K [H₂O],

где произведение двух постоянных величин К и [H₂O] также представляет собой постоянную величину, которую обозначают К_в (константа воды):

[H⁺] [OH^-] = K_в.

Таким образом, произведение концентрации водородных и гидроксильных ионов при данной температуре есть величина постоянная. Она называется ионным произведением воды. При 22^оС ионное произведение воды К_в равно:

К_в = К[H₂O] = 1,8  10^-16  55,56 = 10^-14

В дистиллированной воде концентрации водородных и гидроксильных ионов равны между собой:

[ H⁺] = [OH^-] = 10^-14 = 10^-7 г-ион/л.

Величина ионного произведения постоянна не только для воды, но и для любых разбавленных водных растворов, в том числе для растворов щелочей и кислот. Поэтому, зная концентрацию ионов H⁺ , легко найти концентрацию OH^- и наоборот.

Н

10^-14

апример:

1

10^-6

. Если С_н+ = 10^-6 г-ион/л, то С_он^- = = 10^-8 г-ион/л.

2. Если С_он^- = 10^-11 г-ион/л, то С_н+= 10^-3 г-ион/л.

Основываясь на постоянстве ионного произведения воды, реакцию среды можно выразить только через концентрацию водородных ионов. Еще удобнее характеризовать реакцию среды при помощи водородного показателя pH.

Водородный показатель – это отрицательный десятичный логарифм концентрации водородных ионов:

рН = - lg С_н+ .

Если известна концентрация водородных ионов (С_н+) раствора, легко вычислить рН его и, наоборот, зная рН, можно рассчитать С_н+.

Пример 1. Найти рН раствора, концентрация водородных ионов которого С_н+ = 0,001 = 10^-3 г-ион/л;

рН = - lg С_н+ = -(-3) = 3.

Пример 2. рН раствора = 5; найти С_н+,

С_н+ = 10^-5 г-ион/л; (0,00001 г-ион/л).

Соотношение между С_н+ и рН можно представить следующей схемой :

Сн+	1	10-1		10-2		10-3	10-4	10-5		10-6		10-7
рН	0	1		2		3	4	5		6		7
Реакция среды	сильнокислая						слабокислая					нейтральная
Сн+	10-8		10-9		10-10		10-11		10-12		10-13	10-14
рН	8		9		10		11		12		13	14
Реакция среды	слабощелочная						сильнощелочная

Таким образом, в нейтральной среде С_н+ = С_он^-; рН = 7;

в кислой среде С_н+ > С_он^-; рН < 7;

в щелочной среде С_н+ < С_он^-; рН >7.

Изучая водородный показатель, следует проследить, какое значение имеет кислая или щелочная реакция для активности ферментов, как поддерживается постоянство рН внутренних сред организма (рН крови, слюны, желудочного сока, панкреатического сока, мочи травоядных и всеядных с.-х. животных). Методы определения рН (колометрический и электрометрический, их сущность, точность, практическое применение).