Главная страница

Ответы на Экзаменационные вопросы - 2005 год. 1. 1 Квантовомеханическая модель атома. Характеристики энергетического состояния электрона системой квантовых чисел. Основное и возбужденное состояние атома


Скачать 0.82 Mb.
Название1. 1 Квантовомеханическая модель атома. Характеристики энергетического состояния электрона системой квантовых чисел. Основное и возбужденное состояние атома
АнкорОтветы на Экзаменационные вопросы - 2005 год.doc
Дата28.01.2017
Размер0.82 Mb.
Формат файлаdoc
Имя файлаОтветы на Экзаменационные вопросы - 2005 год.doc
ТипДокументы
#186
КатегорияХимия
страница7 из 7
1   2   3   4   5   6   7




9.2 Получение и свойства дисперсных систем. Получение суспензий, эмульсий, коллоидных растворов. Диа­лиз, электродиализ, ультрафильтрация. Физико-химические прин­ципы функционирования искусственной почки. Молекулярно-кинетические свойства коллоидно-дисперсных систем: броуновское движение, диффузия, осмотическое давление, седиментационное равновесие. Оптические свойства: рассеивание света (закон Рэлея). Электрокинетические свойства: электрофорез и электроосмос; по­тенциал течения и потенциал седиментации. Строение двойного электрического слоя.

Электрокинетический потенциал и его зависимость от различ­ных факторов.
Учение о дисперсных структурах лежит в основе науки о материалах будущего, без которой невозможен технический прогресс. Коллоидная химия указывает рациональные пути разрушения нефтяных эмульсий (деэмульгирование сырых нефтей — основной способ их обезвоживания и обессоливания); создания дисперсных — наиболее эффективных — форм пестицидных препаратов, широко применяемых в сельском хозяйстве; использования поверхностно-активных веществ в составе моющих и очищающих средств, эмульгаторов, флоторсагентов, присадок к смазочным маслам и т.д.

Броуновское движение - беспорядочное движение малых частиц, взвешенных в жидкости или газе, происходящее под действием толчков со стороны молекул окружающей среды. Б. д. не ослабевает со временем и не зависит от химических свойств среды. Интенсивность Б. д. увеличивается с ростом температуры среды и с уменьшением её вязкости и размеров частиц.

Диффузия возникает не только при наличии в среде градиента концентрации (или химического потенциала). Под действием внешнего электрического поля происходит Д. заряженных частиц (электродиффузия), действие поля тяжести или давления вызывает бародиффузию, в неравномерно нагретой среде возникает термодиффузия.

Осмотическое давление (закон Вант-Гоффа) коллоидного раствора пропорционально числу частиц дисперсной фазы в единице объёма и абсолютной температуре. Осм. давл. Коллоидного раствора при прочих равных условиях обратно пропорционально кубу радиуса коллоидной частицы(когда в результате агрегации коллоидных частиц их размер возрастает, а частичная концентрация соответственно уменьшается + ускоряется оседание частиц.

Сегментационное равновесие: Оседание частиц дисп. Фазы под действием сил разной природы.Оседание происходит с постоянной скоростью, когда сила тяжести становится равной силе трения. Скорость оседания частиц под действием силы тяжести прямо пропоциональна квадрату радиуса частицы, разности плотностей дисп. Фазы и среды и обратно пропорциональна вязкости.

Закон Рэлея, - интенсивность I рассеиваемого средой света обратно пропорциональна 4-й степени длины волны  падающего света (I-4) в случае, когда среда состоит из частиц-диэлектриков, размеры которых много меньше .

Электрофорез - перемещение частиц дисперсной фазы относительно неподвижной дисперсионной среды под действием внешнего электрического поля. Положительно заряженные гранулы под действием электрического поля перемещяются к котоду, а отрицательные противоионы диффузионного слоя – к аноду.

Электроосмос - перемещение дисперсионной среды относительно неподвижной десперсионной фазы под действием внешнего электрического поля. Под действием внешнего Эл. Поля положительно заряженные противоионы диффузионного слоя вмечте с гидратной оболочкой перемещяются к катоду.

Двойной электрический слой - два весьма близких друг к другу слоя электрических зарядов разного знака, но с одинаковой поверхностной плотностью, возникающие на границе раздела двух фаз. Д. э. с. в целом электронейтрален. При пересечении Д. э. с. электрический потенциал изменяется скачком. Д. э. с. на поверхности металла возникает из-за того, что электроны металла несколько выходят за пределы решётки, образованной положительными ионами. Скачок потенциала в таком Д. э. с. является составной частью работы выхода электрона из металла.

Строение Д. э. с. оказывает большое влияние на электрические свойства межфазных границ и на протекающие на них процессы — прежде всего, на механизм и кинетику электрохимических реакций, на электрокинетические явления, на устойчивость коллоидных систем и т. п. Для исследования Д. э. с. используются методы измерения поверхностного натяжения и ёмкости, адсорбционные измерения и др.

9.3 Устойчивость дисперсных систем. Седиментационная, агрегативная и конденсационная устойчивость лиозолей. Факторы, влияющие на устойчивость лиозолей. Коагуляция. Порог коагуля­ции и его определение. Правило Шульце-Гарди. Явление привыка­ния. Взаимная коагуляция. Понятие о современных теориях коагу­ляции. Коллоидная защита и пептизация.
Дисперсная система – система, состоящая из дисперсной фазы – совокупности раздробленных частиц и непрерывной дисперсионной среды, в которой во взвешенном состоянии находятся эти частицы.

Под устойчивостью дисперсных систем понимают способность их сохранять своё состояние и свойства неизменными с течением времени.

Седиментационная (кинетическая) устойчивость характеризует способность частиц дисперсной фазы оставаться во взвешенном состоянии.

При нарушении кинетической устойчивости происходит отде­ление дисперсной фазы от дисперсионной среды. Кинетическая устойчивость определяется размерами кинетически активных частиц и степенью дисперсности. Если размер частиц дисперсной фазы менее 1 мкм, то такая дисперсная система обладает высокой кинетической устойчивостью.

Причиной устойчивости взвешенного состояния коллоидных частиц является то, что частицы находятся в интенсивном броуновском движении, так как из-за их малого размера сила тяжести соизмерима с энергией теплового движения.

Агрегативная устойчивость дисперсной системы характеризует способность частиц дисперсной фазы противостоять их агрегации.

При нарушении этого вида устойчивости частицы дисперсной фазы объединяются в агрегаты, состоящие из пер­вичных частиц, отделенных друг от друга ионными оболочками. При нарушении агрегативной устойчивости степень дисперсности остается неизменной.

Конденсационная устойчивость характеризует способность дисперсных систем сохранять неизменной с течением времени удельную поверхность.

Коагуляцией называется потеря коллоидными системами агрегативной устойчивости.

Коагуляция коллоидных растворов может быть вызвана воздействием различных факторов: концентрированием дисперс­ной фазы, диализом, механическим воздействием, изменением температуры, различными видами излучений, добавлением элек­тролитов.

При коагуляции коллоидных растворов происходит изменение размеров и числа кинетически активных частиц. Процесс коагуляции можно разделить на две стадии: скрытую и явную.

Минимальная концентрация электролита, по достижении которой начи­нается коагуляция, называется порогом коагуляции Сп.

Коагуляция золей электролитами подчиняется правилу Шульце — Гарди: коагулирующая способность электролита возрастает с увеличением заряда коагулирующего иона, а коагулирующим действием обладает противоион — тот ион, который заряжен противоположно грануле.

Привыканиемназывается повышение устойчивости золя к коагулирующему действию электролита при уменьшении скорости его поступления.

При смешении двух коллоидных растворов с разноименно заряженными частицами нередко происходит образование осад­ка, называемое взаимной коагуляцией. Разноименно заряженные коллоиды вызывают коагуляцию друг друга только в том случае, когда суммарный заряд частиц одного золя нейтрализует сум­марный заряд другого.

Теория коагуляции. Фрейндлих сформулировал основные поло­жения адсорбционной теории коагуляции. Согласно этой теории коагулирующее действие электролита — следствие адсорбции ионов поверхностью агрегата. Поскольку коагулирующие ионы имеют заряд, противоположный потенциалопределяющим ионам, происходит нейтрализация заряда частиц, и устойчивость падает.

В настоящее время принята физическая теория коагуляции. Согласно теории - повышение концентрации электролита в дисперсионной среде приводит к уменьшению толщины диффузного слой. При достижении пороговой концентрации электролита толщина диффузного слоя уменьшается до таких размеров, на которых начинают действовать силы молекулярного притяжения. Вследствие этого происходит потеря агрегативной, а затем и кине­тической устойчивости.

Пептизацией называют процесс перехода свежеполученного при коагуля­ции осадка в золь под действием веществ, называемых пептизаторами.

Пептизация представляет собой процесс, обратный коагуля­ции, происходящий в результате дезагрегации частиц осадка до отдельных коллоидных частиц.

Коллоидная защита. Нередко наблюдают повышение устойчивости лиофобных золей к коагулирующему действию электролитов при добавлении некоторых веществ. Такие вещества называют защитными, а их стабилизирующее действие на дисперсные системы — коллоидной защитой.

Защитными свойствами обладают высокомолекулярные соединения, как например, белковые вещества (желатин, альбумины), полисахариды (крахмал), некоторые кoллoидные ПАВ (мыла).

9.4 Коллоидные ПАВ. Биологически важные коллоидные ПАВ (мыла, детергенты, желчные кислоты). Мицеллообразование в рас­творах ПАВ. Определение критической концентрации мицеллообразования. Липосомы.
Коллоидными ПАВ называют вещества, которые с одним и тем же раство­рителем в зависимости от условий образуют истинный и коллоидный' раствор.

Для таких систем характерно существование динамического равновесия:

Истинный раствор = Коллоидный раствор

Как было уже сказано, молекулы ПАВ дифильны. Они состо­ят из неполярных и полярных группировок.

За счет гидро­фобных взаимодействий углеводородных радикалов и взаимодействия полярных групп с водой образуются мицеллы. Ядро образовавшихся мицелл составляют неполярные радикалы, а внешнюю обкладку — по­лярные группы, что обеспечивает наименьший контакт гидро­фобных групп с водой.

Минимальная концентрация коллоидного ПАВ, начиная с которой в его растворе происходит образование мицелл, получила название критической концентрации мицеллообразования (ККМ).

Форма образующихся мицелл зависит от концентрации раствора. При небольших концентрациях коллоид­ного ПАВ образуются сферические мицеллы. Повышение кон­центрации раствора коллоидного ПАВ приводит сначала к росту их числа, а затем и к изменению формы. При более высоких концентрациях вместо сферических мицелл образуются цилин­дрические и пластинчатые.

Значение ККМ зависит от различных факторов: природы коллоидного ПАВ, температуры,присутствия примесей посто­ронних веществ, особенно электролитов. Установлено, что с ро­стом длины углеводородного радикала молекулы коллоидного ПАВ значение ККМ уменьшается. Понижение температуры также способствует уменьшению ККМ. Присутствие электроли­тов в растворе не оказывает существенного влияния на ККМ неионогенного коллоидного ПАВ.

ККМ можно определить по свойствам раствора, зависящим от числа и размеров кинетически активных частиц, в частности по изменениям осмотического давления, поверхностного натяже­ния электрической проводимости, оптических характеристик.

Липосомы - В системе вода — фосфолипид при встряхивании, перемеши­вании образуются сферические мицеллы — липосомы Молекулы фосфолипидов образуют в липосомах бислойную мембрану, в которой полярные группы обра­щены к воде, а неполярные — друг к другу. Липосомы можно рассмат­ривать как модель биологических мембран. С их помощью можно изучать проницаемость мембран и влияние на нее разного рода факто­ров для различных соединений.

Липосомы широко используют для направленной доставки лекар­ственных веществ к зонам поражения.

Например, противоопухолевых препаратов для лечения опухолей, инсулина для лечения диабета. С помощью липосом можно транспортировать лекарственные вещества внутрь клеток. Липосомальные мембраны используют в иммунологических исследованиях при изучении взаимодей­ствия между антителами и антигенами.









9.5 Свойства растворов ВМС. Особенности растворения ВМС как следствие их структуры. Форма макромолекул. Механизм набухания и растворения ВМС. Зависимость величины набухания от раз­личных факторов. Аномальная вязкость растворов ВМС. Уравнение Штаудингера. Вязкость крови и других биологических жидкостей. Осмотическое давление растворов биополимеров. Уравнение Галлера. Полиэлектролиты. Изоэлектрическая точка и методы ее опреде­ления. Мембранное равновесие Доннана. Онкотическое давление плазмы и сыворотки крови.
Биополимеры – природные высокомолекулярные соединения (ВМС).

Растворы ВМС характеризуются термодинамическими свойствами, это связано с гибкостью цепей макромолекул, большим числом конформаций. В растворах ВМС возможны процессы ассоциации макромолекул.

ВМС могут находиться в аморфном и кристаллическом состоянии.

Набухание и растворение ВМС. При контакте полимера (ВМС) и растворителя (НМС) происходит набухание и затем растворение полимера.

Набуханием называется проникновение растворителя в полимерное вещество, сопровождаемое увеличением объема и массы образца. Количественно набухание измеряется степенью набухания: ат = (m – m0)/m0 , где m0 — начальная масса; Vo— начальный объем образца полимера; т — масса; V— объем набухшего образца.

Степень набухания зависит от жесткости полимерных цепей. У жестких полимеров с большим числом поперечных связей между цепями степень набухания невелика. (Каучуки (резины) ограниченно набухают в бензине .Добавление бензола к на­туральному каучуку приводит к неограниченному набуханию полимеров ).

Зависимость набухания от факторов:

Степень набухания полимера зависит от его природы и природы раство­рителя. Полимер набухает лучше в растворителе, молекулярные взаимодействия которого с макромолекулами велики. Полярные полимеры набухают в полярных жидкостях (белок в воде), неполярные — в неполярных (каучук в бензоле). Ограниченное набухание аналогично ограниченной растворимости. В результате образуются студни.

Кроме природы растворителя на набухание ВМС влияют присутствие электролитов, рН среды, температура.

Степень набухания уменьшается с увеличением жесткости кислот-катионов в ряду:Cs – Rb – K – Na – Li ; I – Br – Cl- F.

Вязкость (внутреннее трение) — мера сопротивления среды движению. Эту величину характеризуют коэффициентом вязкости η .

Ньютон для ламинарного (послойного) течения жидкости установил зависимость: где Р- напряжение, Па; η— коэффициент динамической вяз­кости Па.с. dy/dt— скорость относительной деформации.

Растворы полимеров не подчиняются закону Ньютона.

Для небольших интервалов концентраций существует простая зависимость

ηпр.= а + bс

где а, в — постоянные коэффициенты.

Величина а определяется экспериментально и называется характеристической вязкостью полимера.

Характеристическая вязкость связана с молярной массой полимера формулой Штаудингера:

где К — коэффициент пропорциональности, а — показатель степени.

Формула Штаудингера используется при экспериментальном измерении молекулярной массы ВМС.

Осмотическое давление л растворов ВМС определяется теоретически уравнением Вант-Гоффа π=cRT , где с — концентрация раствора.

Каждая макромолекула ведет себя как совокупность нескольких молекул меньшего размера. Это и проявляется в увеличении осмотического давле­ния. Для расчета осмотического давления растворов ВМС Галлер предложил уравнение где с — концентрация раствора ВМС, г/л; М — молярная масса ВМС г/моль; β — коэффициент, учитывающий гибкость и форму макромолекулы в растворе.

Если звено полимерной цепи содержит ионогенную группу, то полимер называют полиэлектролитом. Они растворимы в полимерных растворителях, электропроводны, и на их свой­ствах сильно отражается кулоновское взаимодействие зарядов.

К классу синтетических полиэлектролитов, имеющих широкую область применения, относятся полиамфолиты. В сильнощелочных средах (высокие рН) молекулы полиамфолитов приобретают суммарный отрицательный заряд. При некотором промежуточном значении кислотности (3 < рН < < 11 для белков) суммарный заряд макромолекулы становится равным нулю. Это значение называется изоэлектрической точкойполиамфолита.

Изоэлектрическая точка может быть измерена однозначно с помощью электрофореза, может быть использованы данные по набуханию полиамфолитов в р-рах с разл.pH.

Онкотическое давление – часть осмотического давления крови π(ВМС), создаваемая в ней белками(альбумин, глобулин).

Мембранное равновесие Доннана – равенство электрохимических потенциалов частиц в левой и правой частях.

9.6 Устойчивость растворов биополимеров. Высаливание биопо­лимеров из раствора. Коацервация и ее роль в биологических систе­мах. Застудневание растворов ВМС. Свойства студней: синерезис и тиксотропия.
Застудневание. В результате ограниченного набухания ВМС или частичного испарения растворителя из раствора ВМС обра­зуются студни. Студень можно рассматривать как ограниченно набухший полимер или концентрированный раствор полимера.

Высаливание ВМС. Лиотропный ряд ионов, :Cs – Rb – K – Na – Li ; I – Br – Cl- F. характеризует влияние ионов на набухание

ВМС, имеет обратную последовательность по своему высали­вающему действию.

Под высаливанием понимают выделение ВМС из раствора при введении ионов или неэлектролитов.

Наименьший высаливающий эффект будут проявлять мягкие основания-анионы I и NCS — слабо гидратирующиеся и хо­рошо адсорбирующиеся на молекулах ВМС.

Снижение устойчивости раствора ВМС наблюдается при уменьшении лиофильности полимера.

Коацервация. При нарушении устойчивости раствора ВМС возможно образование коацервата — новой жидкой фазы, обо­гащенной полимером. Коацерват может находиться в исходном растворе в виде капель или образовать сплошной слой.

Коацервация происходит при изменении температуры или состава раствора и обусловлена понижением взаимной раствори­мости компонентов раствора. Коацервацию используют при капсулировании лекарств.

Студни- это гомогенные системы. При старении гомоген­ность студней нарушается вследствие синерезиса— постепенного сжатия полимерной сетки (матрицы) и выделения жидкой фазы. Синерезис сопровождается уплотнением пространственной струк­турной сетки и уменьшением объема студня. Пример синере­зиса — отделение сыворотки при свертывании крови.

В отличие от гелей студни не обладают тиксотропией— спо­собностью восстанавливать свою структуру во времени после ее механического разрушения. В студнях, как и в растворах, могут протекать химические реакции. Скорость диффузии ионов и молекул в студнях зависит от концентрации студня.

10.1 Титриметрический анализ. Химический эквивалент веще­ства. Молярная концентрация эквивалента вещества. Закон эквива­лентов. Точка эквивалентности и способы ее фиксирования. Способы титрования: прямое, обратное, косвенное. Ацидиметрия и алкали­метрия: титранты, их стандартизация; индикаторы. Расчет массы и массовой доли определяемого вещества по данным титриметрического анализа. Использование титриметрических методов в медици­не и в биологии.
Химические методы основаны на проведении реакций между изу­чаемым образцом и специально подобранными и приготовленными реак­тивами. По количеству затраченных реактивов или по количеству полу­ченных продуктов реакции рассчитывают состав анализируемого образ­ца.

Титриметрический анализ заключается в точном определении объе­ма раствора химического реактива с известной концентрацией, который необходим для полного протекания реакции с данным объемом анализи­руемого раствора. Титриметрический анализ широко применяют в клинических и санитарно-гигиенических лабораториях для анализа крови, желудочного сока, мочи, пищевых продуктов, питьевых и сточных вод.

Физико-химические методы анализа основаны на количественном изучении зависимости состав физические свойства объекта. Физико-химические методы анализа связаны с применением сложной и чувстви­тельной аппаратуры. Достоинствами этих методов являются их объек­тивность, возможность автоматизации и быстрота получения результа­тов, что дает существенное повышение производительности труда и рас­ширяет возможности исследования.

Примером физико-химического метода анализа является потенциометрическое определение рН раствора с помощью измерительных прибо­ров потенциометров.

В количественном анализе используют также различные оптические методы. Измеряют поглощение видимых, ультрафиолетовых, инфракрас­ных лучей, и по интенсивности поглощения определяют концентрацию соответствующего вещества.

Химический эквивалент вещества — реальная или условная частица ве­щества, обменивающая (присоединяющая) 1 однозарядный ион, или 1/2 двухзарядного иона, или 1/3 трехзарядного иона и т. д., или участ­вующая в переносе 1 электрона. Эквивалент обозначается формулой 1/z X, где 1/z — фактор эквивалентности, а число z равно суммарному

заряду ионов одного знака, обмениваемых структурной единицей ве­щества, или числу электронов, принимаемых или отдаваемых струк­турной единицей.

Смысл введения понятия эквивалент состоит в том, что, по опреде­лению, в реакции участвует равное число эквивалентов кислоты и осно­вания, окислителя и восстановителя и т. д.

Закон эквивалентов - в химической р-ции участвует равное количество вещества эквивалента веществ: n(1/z1X1) = n(1/z2X2)

Молярная концентрация эквивалента в-ва с (моль/л) – отношение количества вещества к объему раствора С(1/zX) =n(1/zX)/V

Точка эквивалентности – состояние системы, в котором количество вещества эквивалента определяемого в-ва = количеству в-ва эквивалента реагента в добавленном объёме титранта. При достижении точки эквивалентности титрование заканчивают. Если точка эквивалентности достигнута, она обнаруживается резким изменением какого-либо св-ва раствора.(напр. окраска).

Способы титрования:

1. прямое титрование - к раствору определяемого вещества непо­средственно добавляют титрант. При работе по этому методу для опреде­ления щелочи необходим стандартный раствор кислоты, для определения восстановителя — стандартный раствор окислителя и т. д.

2.обратное титрование - вещество сначала реагирует с точно из­вестным количеством некоторого реагента, взятого в избытке. Не всту­пивший в реакцию избыток реагента титруют, и результатом титрования определяется количество реагента, прореагировавшего с анализируемым веществом.

3.заместительное(косвенное)титрование - проводят реакцию определяемого вещества с некоторым реагентом, взятым в не контролируемом избытке, и затем титруют продукт реакции, который «заместил» анализируемое вещество. Обычно это де­лают с целью применения хорошей титриметрической реакции. Расчеты в замес­тительном титровании проводят по обычной формуле закона эквивалентов.

Ацидиметрия – определение веществ(титрование) с применением стандартных растворов кислот. Можно определять основания и соли, вступающие в необратимое взаимодействие с сильными кислотами. Титрант - р-р HCl

Алкалиметрия - определение веществ(титрование) с применением стандартных растворов щелочей. Можно определять кислоты и гидролизующие соли. Титрант – р-р NaOH.

Стандартизация титранта – использование вспомогательного титрования, для определения точной концентрации титранта. Для р-ра HCl используют декагидрат карбоната Na. Для р-ра NaOH – дигидрат щавелевой к-ты.

Индикаторы - метилоранж(при титре слабого основания сильной кислотой),ф/ф(при титре слабой кислоты сильным основанием).






10.2 Потенциометрия. Обратимые электроды первого и второго рода. Измерение электродных потенциалов. Электроды сравнения: водородный, хлорсеребряный. Ионоселективные электроды на основе твердых и жидких мембран; их использование для измерения концентрации ионов водорода (стеклянный электрод), калия, каль­ция, натрия в биожидкостях. Потенциометрическое титрование.
Потенциометрией называют совокупность физико-химических методов ис­следования, в основе которых лежит измерение электродвижущей силы цепей, составленных из индикаторного электрода и электрода сравнения.

Потенциометрические методы основаны на определении концентрации физиологич. активных ионов (Na,Ca,Cl,Br), измерении потенциалов электродов, явл-щихся функцией активности ионов в растворе. Поскольку измерить абсолютное значение потенциала отдельно взятого электрода невозможно, для практических целей измеряют разницу между потенциалом измерительного электрода, который зависит от активности определяемого электрода, и электрода сравнения, потенциал которого известен и постоянен. Наиб. употребимые электроды - каломельный и хлорсеребряный.

Основная задача – правильный выбор измерительного электрода, который отражает св-ва раствора. По механизму возникновения различают ионно-металлические электроды, редокс электроды, мембранные электроды.

Ионно-металлический электрод, представляющий собой металл, опущенный в раствор соли этого металла, функционирует как электрод первого рода, если его потенциал зависит от активности катиона в раствора. Если же металлический электрод покрыт электролитически нанесенным слоем малорастворимой соли этого металла, то он функционирует как электрод второго рода, т.к. отражает активность аниона, образующего эту малорастворимую соль.

В силу многих причин не все металлы могут быть использованы для изготовления электродов, измеряющих активность их катионов. В атом случае часто используются мембранные электроды, способные давать потенциалы, зависящие от активности ограниченного числа ионов, а в некоторых случаях - только одного типа ионов. Такие электроды называют ионоселективными электродами. Примером ионоселективного электрода является стеклянный электрод, потенциал которого зависит от активности ионов Н3О+.

Силикат натрия, входящий в состав стеклянной мембраны подвергается гидролизу до кремниевой кислоты. Протоны, возникающие при диссоциации кремниевой кислоты, способны к обмену о катионами, содержащимися в растворе, контактирующем с мембраной .При низких значениях рН, т.е. при большой концентрации ионов Н3О+, они переходят в состав мембраны, в ре­зультате чего возникает скачок потенциала на границе раздела стекло-раствор. При высоких значениях рН ионы Н3О+ наоборот пере­ходят в раствор.

Потенциометрическое титрование – имеет ряд преимуществ: возможность титрования мутных и окрашенных биологич. жидкостей, легкость автоматизации анализа.


10.3 Хроматография. Классификация хроматографических методов по доминирующему механизму разделения веществ. Иден­тификация веществ на хроматограммах и их количественное опреде­ление. Применение тонкослойной, бумажной, газо-жидкостной, высокоэффективной жидкостной, молекулярно-ситовой хромато­графии в медико-биологических исследованиях.
Явление адсорбции лежит в основе такого ценного метода анали­за, как адсорбционная хроматография.

Хроматография - физико-химический метод исследования, осно­ванный на многократно повторяющихся процессах сорбции и десорбции между двумя фазами - подвижной и неподвижной. Хроматография - ди­намический метод, разделение веществ многокомпонентных смесей осуществляется за счет различия в скорости движения этих веществ от­носительно неподвижной фазы.

В основе хроматографического разделения лежат различные ме­ханизмы, как правило, дополняющие друг друга.

По доминирующему механизму различают:

1. адсорбционную хроматографию

2. распределительную хроматографию (разделение основано на разнице в коэффициентах распределения вещества между двумя несмешивающимися жидкостями);

3. ионообменную хроматографию (основана на различии в кон­стантах ионного обмена разделяемых ионов между раствором и ионитом.)

4. ситовую хроматографию (разделение веществ основано на разнице в размерах молекул, используют в основном для разделения белков на фракции);

5. хемосорбционную хроматографию. (осадочную, редокс-хроматографию, лигандообменную)

Во всех случаях разделение основано на различиях в константах равновесия соответствующих процессов: гетерогенного, окислительно- восстановительного, лигандообменного, образования фермент-субст­ратного комплекса.

В зависимости от агрегатного состояния подвижной фазы разли­чают жидкостную и газовую хроматографию. По технике эксперимента хроматография может быть колоночной (разновидность - капиллярная хроматография) и плоскостной (тонкослойной - в тонком слое оксида алюминия и бумажной - на поверхности целлюлозы).

Хроматография все глубже проникает в медицину, т.к. во многих случаях является незаменимым инструментом при диагностике острых отравлений ( фосфорорганические препараты бытовой химии, наркоти­ческие средства, сильнодействующие лекарственные препараты, сурро­гаты этил. спирта ).

Для идентификации в-в на хроматограмме используется степень раэделения – величина Rf , представляющая собой отношение пути l(x), пройденного в-вом , к пути, пройденному растворителем l(P).



10.4 Избранные методы анализа. Представления о применении в медицине и биологии эбулиометрии, криометрии, осмометрии, электрофореза, кондуктометрии, вискозиметрии.
Скорость движения частиц дисперсной фазы в электрическом поле (скорость электрофореза) рассчитывают по уравнению Гельмгольца — Смолуховского:

где uэф - скорость электрофореза, ε- относит. диэлектрич. проницаемость среды ,

ε0- электрич.постоянная, Δφ- разность потенциалов от внешнего источника тока,

ς- электрокинетич. потенциал, -коэф.,значение кот.зависит от формы коллоидн.частицы,

η -вязкость дисперсной среды, l-расстояние между электродами.

Механизм электрофореза становится понятным при рассмот­рении движения частиц дисперсной фазы. Положительно заряженные гранулы под действием электриче­ского поля перемещаются к катоду, а отрицательные противоионы диффузионного слоя — к аноду. Качественно электрофорез аналогичен электролизу. Различие количественное: под действи­ем электрического поля в первом случае движутся частицы, во втором — ионы, и на электродах выделяются существенно разные массы вещества.

С помощью электрофореза можно определить знак заряда частиц дисперсной фазы и числовое значение электрокинети­ческого потенциала.

Используют в клинических исследованиях для диагностики многих заболеваний,для разделения аминок-т, нуклеин. к-т, антибтотиков, ферментов, антител, для определения чистоты белковых препаратов.

Кондуктометрия – физико-химический метод исследования различных с-м, основанный на измерении их электрической проводимости.

Этот метод исполь­зуют для определения об­щего содержания и со­стояния электролитов в различных биологических объектах: плазме и сыво­ротке крови, желудочном соке, моче, тканевой жид­кости, а также в водах минеральных источников и в продуктах питания. Кон­дуктометрическое титро­вание широко применяют для количественного опре­деления кислот, оснований и солей в различных жид­костях, в том числе и био­логического происхожде­ния. Кондуктометрия яв­ляется одним из наиболее точных методов измерения констант диссоциации фи­зиологически важных электролитов, изоэлектрических точек аминокислот, пептидов и белков. Кондуктометрию применяют при изучении кинетики биохимических процессов, сопровождающихся измене­нием концентрации электролитов, для изучения проницаемости биологических мембран, для определения суммарного объема клеток в клеточных взвесях (например, объема эритроцитов в кро­ви), для количественного измерения потоотделения.

Сущность всех кондуктометрических методов изучения раз­личных свойств проводников сводится к измерению их сопротивления или электрической проводимости.

Криометрия – совокупность методов определения молекулярной массы неэлектролитов, степени диссоциации слабых электролитов и осмотического давления, основанных на измерении разности температур замерзания чистого растворителя и растворов используемых в-в (для анализа биологических жидкостей)

Осмометрия – совокупность методов и технических приемов измерения величины осмотического давления. Применяют для определения молекулярной массы биополимеров, при исследовании водно – солевого обмена.

Вискозиметрия – совокупность методов определения и измерения вязкости жидкостей, экспериментальные и диагностические исследования ( для определения вязкости крови или плазмы).






1   2   3   4   5   6   7



написать администратору сайта