Тема 1. Способы выражения состава раствора Медико-биологическое значение темы
Многие химические процессы протекают лишь при условии, что участвующие в них вещества находятся в растворенном состоянии. Важнейшие биологические жидкости: кровь, лимфа, моча, слюна, кишечный сок, спинномозговая жидкость, – являются растворами солей, белков, углеводов, липидов в воде. Усвоение пищи связано с переходом питательных веществ в растворенное состояние. Биохимические реакции в живых организмах протекают в растворах. В жидких средах организма поддерживается постоянство кислотности, концентрации солей и органических веществ. Такое постоянство называется концентрационным гомеостазом. Важной характеристикой раствора является концентрация – величина, измеряемая количеством растворенного вещества, содержащегося в определенной массе или объеме раствора или растворителя. Наиболее часто применяемые способы выражения концентрации: массовая доля, молярная и моляльная концентрации, молярная концентрация эквивалента, титр. При диагностике многих заболеваний исследуют биологические жидкости на содержание некоторых веществ-метаболитов. После исследований сравнивают содержание этих веществ с нормой. Таким образом, прогнозируют наличие патологии, развитие заболевания или эффективность лечения.
В экологических исследованиях осуществляют мониторинг за состоянием окружающей среды: содержанием примесей в воде рек, озер, океанов; загрязнением почвы, снега и воздуха. В промышленности осуществляется контроль за технологическим процессом, содержанием примесей в сточных водах и выбросах в атмосферу.
Таблица 1
Основные параметры, характеризующие состав раствора
|
Параметр |
Обозначение (единицы измерения) |
Смысловое значение |
|
Моль |
|
Количество вещества, которое содержит 6,02 · 1023 молекул (атомов, ионов) |
|
Плотность раствора |
[г/мл; г/см3, кг/л] |
Масса единицы объема раствора |
|
Массовая доля вещества в растворе |
|
Масса вещества (Х), содержащаяся в 100 г раствора |
|
Количество вещества |
n(X) (моль)
|
Количество моль вещества, которое содержится в массе вещества (m) |
|
Молярная концентрация
|
(моль/л)
|
Количество (моль ) вещества (Х), содержащееся в 1 л раствора |
|
Эквивалент |
|
Это частица (условная или реальная), которая в кислотно-основных реакциях эквивалентна одному иону водорода, а в окислительно-восстановительных реакциях - одному электрону |
|
Фактор эквивалентности |
, где z – число эквивалентов вещества, содержащихся в 1 моль этого вещества |
Число, показывающее, какая часть реальной частицы вещества эквивалентна одному иону водорода в кислотно-основной реакции или одному электрону в окислительно-восстановительной реакции |
|
Количество вещества эквивалента
|
|
Количество вещества, условной структурной единицей которого является эквивалент |
|
Молярная масса эквивалента вещества |
|
Масса 1 моль эквивалента вещества |
|
Молярная концентрация эквивалента |
(моль/л), (моль-экв/л) |
Количество (моль-экв) вещества (Х), содержащееся в 1 л раствора
|
|
Титр раствора |
|
Масса вещества X, содержащаяся в 1 мл раствора |
|
Моляльная концентрация |
(моль/кг) |
Количество (моль) вещества (Х), содержащееся в 1 кг растворителя |
|
Массовая концентрация |
|
Масса веществ (Х), содержащаяся в 1 л раствора |
(доли,
0 ÷ 1)
(%)
(моль)
=
(г/моль)
(г/мл,
г/см3)
(г/л)