Гидролиз соли, образованной слабым основанием и сильной кислотой

Примером такой соли является аммоний хлорид NH₄Cl. Эта соль образована слабым основанием NH₄OH и сильной кислотой HCl. Гидролиз соли всегда протекает по иону слабого электролита, в данном случае – по катиону аммония:

NH₄Cl + H₂ONH₄OH + HCl

или в ионном виде

NH₄⁺ + H₂ONH₄OH + H⁺

Данное равновесие описывается при помощи константы равновесия, называемой константой гидролиза (К_г). В соответствии с законом действующих масс К_г равна:

Гидролиз соли, образованной слабой кислотой и сильным основанием

Примером такой соли является натрий ацетат CH₃COONa. Эта соль образована сильным основанием NaOH и слабой кислотой CH₃COOH. Гидролиз соли протекает по аниону уксусной кислоты CH₃COO^-:

CH₃COONa + H₂OCH₃COOH + NaOH

или в ионном виде

CH₃COO^- + H₂OСH₃COOH + OH^-

В соответствии с законом действующих масс, константа гидролиза данной соли равна:

Гидролиз соли, образованной слабым основанием и слабой кислотой

Примером такой соли является аммоний ацетат CH₃COONH₄. Ее гидролиз протекает как по катиону NH₄⁺, так и по аниону CH₃COO^-:

CH₃COONH₄ + H₂ONH₄OH + CH₃COOH

В соответствии с законом действующих масс константу гидролиза этой соли можно рассчитать по уравнению:

Способность соли к гидролизу характеризуется при помощи степени гидролиза (h):

Взаимосвязь константы и степени гидролиза дается уравнением:

Из уравнения следует, что чем больше константа гидролиза, тем сильнее гидролизуется соль.

Биологическая роль гидролиза солей заключается в том, что он является одним из факторов, регулирующих кислотность внутренней среды организма.

Гидролиз солей это частный случай гидролиза вообще. Гидролизу подвергаются не только соли, но и многие органические вещества: сложные эфиры, амиды, алкоголяты и др. Трудно переоценить роль гидролиза в биохимических процессах. Прежде всего, это ферментативный гидролиз, благодаря которому три основных компонента пищи: жиры, белки и углеводы, расщепляются водой на более мелкие фрагменты в желудочно-кишечном тракте. Без гидролиза не возможно усвоение пищи, так как всасываться в кишечнике способны только относительно небольшие молекулы. Например, усвоение полисахаридов и дисахаридов становится возможным лишь после их полного гидролиза до моносахаридов.

Для роста и нормального функционирования всем живым организмам необходима энергия. Основным источником энергии для многих биохимических процессов – биосинтеза белка, сокращения мышц, электрической проводимости нервных клеток – является аденозинтрифосфат (АТФ). Энергия, необходимая для жизнедеятельности организма, выделяется при гидролизе АТФ.

Лекция 4 Физико-химические свойства растворов План

4.1. Растворы и их классификация.

4.2. Термодинамика растворения.

4.3. Растворимость газов, жидкостей и твердых веществ в воде.

4.1. Растворы и их классификация

Растворы — это гомогенные устойчивые системы переменного состава, состоящие минимум из двух компонентов: растворителя и растворенного вещества.

С точки зрения термодинамики все компоненты раствора равноценны; растворителем принято считать тот компонент, агрегатное состояние которого совпадает с агрегатным состоянием раствора. Если нельзя определить растворитель по этому признаку, то им считается компонент с большей массой.

Существует несколько способов классификации растворов. Рассмотрим некоторые из них:

а) по агрегатному состоянию

• Газообразные: воздух, смесь О₂ и СО₂ (карбоген) для активации дыхательного центра;

• Жидкие: биологические жидкости человека (кровь, плазма, лимфа и др.;

• Твердые: сплавы металлов, растворы H₂ в платиновых металлах

б) по размеру частиц растворенного вещества

• Истинные (молекулярные) a < 10^-9 м,

• Коллоидные 10^-9 < a < 10^-7 м (кровь)

• Грубодисперсные a >10^-7 м

где a — диаметр частицы растворенного вещества, м

Растворы играют важнейшую роль в биосфере. Известно, что жизнь зародилась в мировом океане, вот почему современные животные и человек унаследовали от океанических предков неорганический состав крови, сходный с составом морской воды. Усвоение питательных веществ и лекарственных препаратов происходит в растворенном виде. В растворах (кровь, плазма крови, лимфа, моча, слюна, пот) протекают биохимические реакции в организме человека. Многие физиологические процессы осуществляются лишь при условии, что участвующие в них вещества находятся в растворенном состоянии. Так, усвоение пищи представляет собой процесс перехода питательных веществ в растворенное состояние.

Важнейшим биогенным растворителем является вода. Вода — самое распространенное на земле вещество. Общий объем воды в биосфере составляет 1,5·10⁹ км³. В живых организмах — 2,3·10³ км³. Считают, что большая часть воды имеет биогенное происхождение, т.е. проходит через метаболические превращения организмов. Суточное потребление воды составляет около 2 литров.

Содержание воды в организме новорожденного составляет около 80%, а в организмах мужчин и женщин - 60% и 55% соответственно. Содержание воды в органах и тканях человека составляет: в печени 96%, в легких 86%, в крови и почках 83%, в тканях мозга и мышечной ткани 75%, а в костях - 22%.

Вода в организме делится на два бассейна:

внеклеточная жидкость

а) интерстициальная жидкость (окружает клетки),

б) внутрисосудистая (плазма крови)

в) трансцеллюлярная жидкость (в полых формах ЖКТ)

внутриклеточная.

Потеря 2/3 объема внеклеточной жидкости смертельно опасна. Избыток воды также опасен для здоровья, вызывая отеки, водянки, набухание клеток.

Вода, благодаря своим уникальным физико-химическим свойствам, выполняет многочисленные функции в организме человека:

(а) ее высокая полярность (молекулы воды являются диполями) делает воду одним из лучших растворителей, как для неорганических, так и для многих органических веществ;

(б) ее высокая теплоемкость обеспечивает температурный гомеостаз организма;

(в) большая теплота испарения воды защищает тело человека от перегрева;

(г) способность воды диссоциировать на ионы позволяет ей участвовать в кислотно-основном равновесии;

(д) вода является субстратом многих биохимических реакций (гидролиз, гидратация);

е) вода влияет на активность ферментов, регулируя скорость биохимических реакций.