
- •Предисловие
- •Модуль курса общей химии «Учение о растворах. Протолитические и гетерогенные равновесия»
- •Темы занятий модуля Для студентов лечебного и педиатрического факультетов
- •Для студентов стоматологического факультета
- •Для студентов медико-профилактического факультета
- •Для студентов фармацевтического факультета
- •Литература
- •Введение
- •Тема: Вода как универсальный биорастворитель. Коллигативные свойства растворов электролитов и неэлектролитов
- • Учебно-целевые вопросы
- •Краткая теоретическая часть
- •Свойства и функции воды
- •1) Растворение веществ с ионным типом связи
- •Гидратация ионов
- •Коллигативные свойства растворов
- •К коллигативным свойствам относятся:
- •Диффузия;
- •Диффузия
- •Осмос. Осмотическое давление
- •Изотонический раствор
- •Гипертонический раствор
- •Гипотонический раствор
- •При снижении осмотического давления крови до 400-350 кПа н аступает гибель организма.
- •Давление насыщенного пара растворителя над раствором
- •Повышение температуры кипения и понижение температуры кристаллизации раствора по сравнению с растворителем
- •Для растворов электролитов в математическое выражение II закона Рауля вводится изотонический коэффициент I:
- •Типовые упражнения и задачи с решениями
- •Переход от массовой доли к молярной концентрации осуществляется по формуле:
- •Обучающие тесты
- •Задачи и упражнения для самостоятельного решения
- •Учебно-исследовательская лабораторная работа Тема: Осмос Опыт №1: Наблюдение явлений плазмолиза и гемолиза
- •Тема: Протолитические процессы и равновесия. Водородный показатель. Колориметрическое определение рН
- •Учебно-целевые вопросы
- •Краткая теоретическая часть
- •Э лектролиты
- •Вывод закона разведения Оствальда:
- •Петер-Йозеф-Вильгельм Дебай (24.03.1884-2.11.1966).
- •Биологическая роль электролитов в организме
- •Средние ежедневные поступления и потери жидкости у взрослых
- •Причины нарушения водного обмена
- •Баланс электролитов в организме
- •Водно-электролитный баланс биологических жидкостей в организме человека
- •Ионное произведение воды. Водородный и гидроксильный показатели
- •Характеристика среды раствора
- •Диапазон изменения рН биологических жидкостей
- •Интервал рН перехода окраски индикаторов
- •Типовые упражнения и задачи с решениями
- •Ответ: степень ионизации гликолевой кислоты 5,44×10–2.
- •Ответ: общая кислотность уксусной кислоты 1,75×10–5 моль/л.
- •Обучающие тесты
- •У чебно-исследовательская лабораторная работа Тема: Определение рН растворов
- •Опыт № 1. Определение рН биологической жидкости с помощью универсального индикатора
- •Опыт № 2. Одноцветные и двуцветные индикаторы
- •Опыт № 3. Смещение равновесия диссоциации уксусной кислоты и гидроксида аммония
- •Тема: Протолитические процессы и равновесия. Теории кислот и оснований. Гидролиз
- • Учебно-целевые вопросы
- •Краткая теоретическая часть
- •Типы протолитических реакций
- •Электронная теория Льюиса
- •Жесткие, мягкие кислоты и основания (жмко)
- •Типовые упражнения и задачи с решениями
- •Задачи и упражнения для самостоятельного решения
- •У чебно-исследовательская лабораторная работа Тема: Гидролиз солей
- •Тема: Протолитические процессы и равновесия. Буферные растворы
- •Учебно-целевые вопросы
- •Краткая теоретическая часть
- •Типовые упражнения и задачи с решениями
- •Учебно-исследовательская лабораторная работа Тема: Буферные системы. Буферные системы организма
- •Опыт 2.1. Определение способности буферных растворов сохранять рН при добавлении щелочей
- •Опыт 2.2. Определение способности буферных растворов сохранять рН при добавлении кислот
- •Опыт 2.3. Определение способности буферных растворов сохранять рН при разбавлении
- •Тема: Протолитические процессы и равновесия. Буферные системы организма
- •Учебно-целевые вопросы
- •Краткая теоретическая часть
- •Гидрокарбонатная буферная система
- •Гидрофосфатная буферная система
- •Белковая буферная система
- •Гемоглобиновая буферная система
- •Бикарбонатной буферных систем
- •Диапазон изменения значений рН при различных типах нарушения кислотно-основного баланса в организме
- •Причины и классификация ацидоза и алкалоза
- •Основные показатели крови при нарушении кислотно-основного баланса
- •Типовые упражнения и задачи с решениями
- •Обучающие тесты
- •Учебно-исследовательская лабораторная работа Тема: Определение буферной емкости сыворотки крови
- •Тема: Гетерогенные процессы и равновесия
- •Учебно-целевые вопросы
- •Краткая теоретическая часть
- •Взаимосвязь Ks и растворимости s:
- •Конкурирующие гетерогенные процессы: конкуренция за катион или анион
- •Формирование костной ткани
- •Патологические гетерогенные процессы в организме
- •Т иповые упражнения и задачи с решениями
- •Обучающие тесты
- •Задачи и упражнения для самостоятельного решения
- •У чебно-исследовательская лабораторная работа Тема: Гетерогенные равновесия
- •Опыт № 1. Условия образования осадка
- •Опыт № 2. Влияние одноименного иона на образование осадка
- •Опыт № 3. Влияние константы растворимости электролитов на их способность к переосаждению
- •Опыт № 4. Условия растворения осадка
- •Теоретические вопросы к контрольной работе по модулю для студентов лечебного и педиатрического факультетов
- •Для студентов стоматологического и медико-профилактического факультетов
- •Экзаменационные теоретические вопросы для студентов лечебного и педиатрического факультетов
- •Для студентов стоматологического факультета
- •Для студентов медико-профилактического факультета
- •Приложение
- •1. Константы некоторых жидкостей, применяемых в качестве растворителей
- •2. Коэффициенты активности f ионов в водных растворах
- •3. Средние значения водородного показателя (рН) биологических жидкостей
- •4. Ионное произведение воды kw при различных температурах
- •5. Силовые показатели и константы ионизации кислот по реакции
- •6. Константы растворимости некоторых малорастворимых солей и гидроксидов (25оС)
- •7. Константы нестойкости комплексных ионов в водных растворах (25оС)
- •8. Измененения содержания воды в организме в зависимости от возраста
- •9. Распределение воды в организме в зависимости от пола
- •10. Основные элементы жидкостных компартментов организма
- •11. Вещества определяющие осмоляльность плазмы
- •12. Наиболее часто используемые кристаллоидные растворы
- •Оглавление
Гидратация ионов
Тип гидратации |
Природа ионов |
Состояние гидратной оболочки |
Положительная |
«Жесткие»
ионы с большой поверхностной плотностью
заряда Li+,
Na+,
Mg+2,
Al+3,
Fe+3,
Cr+3,
F–,
Cl–,
CO |
Толщина плотного слоя больше, чем рыхлого, время жизни молекул Н2О в гидратной оболочке больше, чем в «свободной воде». Повышают количество структурированной воды |
Отрицательная |
«Мягкие»
ионы с малой поверхностной плотностью
заряда K+,
Cs+,
NH |
Толщина плотного слоя меньше, чем рыхлого, время жизни молекул Н2О в гидратной оболочке меньше, чем в «свободной воде». Уменьшают количество структурированной воды |
Антаганизм между Na+ и K+ можно объяснить различием в их гидратации: положительно гидратированный катион Na+ находится в межклеточном пространстве, где имеется «свободная» вода и необходимо структурирование. Напротив, отрицательно гидратированный катион K+ находится внутри клетки, где мало «свободной» воды, поэтому он способствует разрыхлению структуры.
2) Растворение веществ с ковалентным типом связи, например, N2, O2, CO2, углеводородов, N2O, CНCl3, (C2H5)2O.
Эти вещества растворяются путем внедрения их молекул в структурные полости внутри водных ассоциатов, причем размеры этих полостей должны соответствовать размерам молекул вещества. Вследствие своей неполярности молекулы вступают в индукционное и дисперсионное взаимодействие с молекулами воды окружающих их ассоциатов, структурируя их, образуя вокруг них гидратные оболочки с льдоподобной структурой. Гидратная оболочка вокруг неполярных веществ рыхлого слоя не имеет, характер их гидратации положительный.
Так, например, при поступлении анестетиков в клетку происходит их гидратация за счет «деструктурированной» воды, что приводит к частичному разрушению гидратных оболочек вокруг биосубстратов и клеточных компонентов и к расслоению внутриклеточной жидкости с появлением новой границы раздела фаз. За счет этого нарушается ионная проводимость межклеточной мембраны и передача нервного импульса от клетки в головной мозг, т.е. происходит анестезия. Затем анестетики выходят из клетки и состояние внутриклеточной водной системы восстанавливается.
3) Растворение лекарственных препаратов.
«Структурированная» вода является источником слабого электромагнитного излучения, которое приводит к индуцированию электромагнитного поля в окружающих слоях.
Источником индукции может быть структурированная вода, входящая в состав гидратной оболочки лекарственных препаратов. Ассоциаты этой оболочки при очень сильном разбавлении (в 1020–10100 раз) не только не уничтожаются, но и могут привести к росту других водных ассоциатов со структурно-информационными свойствами, аналогичными источнику индукции, хотя исходное вещество исчезает уже при разбавлении в 1015–1018 раз. Это явление лежит в основе метода Фоля и биорезонансной гомеопатии. В организме гомеопатическое средство, по-видимому, исправляет патологию гидратных оболочек регуляторных систем, нормализуя таким образом их физиологические и биологические функции.
Источником индукции могут быть также водные ассоциаты гидратной оболочки на поверхности некоторых минералов, что придает целебные свойства минеральной воде при ее контакте с ними под землей.
Чистая водопроводная вода при контакте с нерастворимым минералом шунгитом приобретает антимикробные и антиаллергические свойства. Объяснить это, по-видимому, можно появлением в воде шарообразных водных кластеров со структурой, подобной содержащемуся в шунгите фуллерену.
Таким образом, при растворении любых веществ изменяются структурно-информационные свойства самой воды, что существенным образом влияет на биологические и физиологические функции биосубстратов.