Содержание лекционного курса. Лекция цель и задачи курса в медицинском вузе
 Скачать 81 Kb.
|
|
СОДЕРЖАНИЕ ЛЕКЦИОННОГО КУРСА ЛЕКЦИЯ 1. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ КУРСА В МЕДИЦИНСКОМ ВУЗе. Место химии в системе естественных наук. Роль химии в подготовке врача. Цели курса. Разделы химии, изучаемые в курсе общей химии (неорганическая, аналитическая, физическая и коллоидная химия). Основные модули курса и их взаимосвязь. ЛЕКЦИЯ 2. КЛАССИФИКАЦИЯ ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ. Классификация как способ изучения многообразия химических реакций. Классификационные признаки. Природа переносимых частиц - основа одного из типов классификации. Типы химических взаимодействий. Ознакомление с другими типами классификации: термодинамической и кинетической. ЛЕКЦИЯ 3. ВВЕДЕНИЕ В ХИМИЧЕСКУЮ ТЕРМОДИНАМИКУ. Основные понятия и определения химической термодинамики. Термодинамическая система (системы изолированные, закрытые и открытые). Фаза. Системы гомогенные и гетерогенные. Интенсивные и экстенсивные параметры. Уравнения состояния. Термодинамические процессы (изотермические, изобарные, изохорные, адиабатные, циклические). Функция состояния. Внутренняя энергия. Работа и теплота две формы передачи энергии; система знаков. Теплота химической реакции. Первое начало термодинамики. Применение первого начала термодинамики к биосистемам. Теплота изохорного и изобарного процессов. Энтальпия. Представление о стандартном состоянии. Стандартная энтальпия реакции. Закон Гесса. Стандартная теплота образования, стандартная теплота сгорания. Следствия из закона Гесса. Термохимические расчеты - основа, оценки калорийности продуктов питания и составления рациональных и лечебных диет. ЛЕКЦИЯ 4. ПРИМЕНЕНИЕ ЗАКОНОВ ХИМИЧЕСКОЙ ТЕРМОДИНАМИКИ В МЕДИЦИНЕ И БИОЛОГИИ. Самопроизвольные и не самопроизвольные процессы. Обратимые и необратимые в термодинамическом смысле процессы. Соотношение между работой обратимого и необратимого процесса, Максимально полезная работа. Второе начало термодинамики: эквивалентные формулировки. Энтропия. Вывод второго начала термодинамики. Стандартная энтропия. Расчет изменения энтропии многостадийного процесса, химической реакции. Статистическая природа второго начала термодинамики. Уравнение Больцмана, термодинамическая вероятность. Критерий направления и глубины протекания процессов в изолированных системах. Энергия Гиббса. Объединенное выражение для первого и второго начал термодинамики. Влияние энтальпийного и энтропийного факторов на возможность самопроизвольного протекания процессов. Принцип энергетического сопряжения в живых системах: реакции экзергонические и эндергонические. Стандартная энергия Гиббса. Расчет изменения энергии Гиббса в ходе химической реакции. ЛЕКЦИЯ 5. ВВЕДЕНИЕ В ХИМИЧЕСКУЮ КИНЕТИКУ. Химическая кинетика как раздел химии, изучающий скорости реакций, их механизмы и зависимость скорости от различных факторов. Основные понятия: скорость реакции средняя скорость, истинная скорость. Классификации реакций, использующихся в кинетике: реакции гомогенные и гетерогенные; изолированные и симультанные (параллельные, сопряженные, последовательные, цепные). Скорость последовательной и параллельной реакции. Зависимость скорости реакции от различных факторов. Константа скорости химической реакции. Период полупревращения. Понятие об элементарном акте химической реакции. Молекулярность элементарного акта. Порядок реакции. Кинетические уравнения реакций нулевого, первого и второго порядков (при условии равенства концентраций исходных реагентов). Определение порядка реакции. ЛЕКЦИЯ 6. ПРИМЕНЕНИЕ ХИМИЧЕСКОЙ КИНЕТИКИ В МЕДИЦИНЕ И БИОЛОГИИ. Зависимость скорости реакции от температуры. Особенности применения правила Вант-Гоффа к биохимическим реакциям. Теория активных соударений Аррениуса. Энергия активации. Энергетический профиль реакции. Уравнение Аррениуса в экспоненциальной и интегральной форме. Понятие о стерическом факторе. Катализ. Виды катализа: гомогенный, гетерогенный. Энергетический профиль катализируемой реакции. Кислотно-основной катализ. Ферментативная кинетика. Особенности действия ферментов: высокая активность, высокая специфичность (представление о теории вынужденного соответствия), регулируемая активность (обратная связь), высокая чувствительность к условиям (температуре, рН). Изменение порядка катализируемой реакции при увеличении концентрации субстрата. Кинетика реакций нулевого порядка. Уравнение Михаэлиса - Ментен, его анализ. ЛЕКЦИЯ 7. УЧЕНИЕ О РАСТВОРАХ: КОЛЛИГАТИВНЫЕ СВОЙСТВА. Роль растворов в жизнедеятельности. Растворы жидкие, газообразные, твердые. Понятие об идеальном растворе. Термодинамика процесса растворения. Закон Рауля (вывод). Ограничения применения закона Рауля. Следствия из закона Рауля: повышение температуры кипения и понижение температуры замерзания растворов по сравнению с чистым растворителем. Осмос. Осмотическое давление. Закон Вант-Гоффа. Понятие об осмотическом гомеостазе. Экзоосмос и эндоосмос. Гипо-, гипер-, и изотонические растворы. ЛЕКЦИЯ 8. УЧЕНИЕ О РАСТВОРАХ: ТЕОРИЯ РАСТВОРОВ ЭЛЕКТРОЛИТОВ. Отклонения от закона Рауля для растворов электролитов. Изотонический коэффициент. Активность. Коэффициент активности. Ионная сила. Представление о теории Дебая - Хюккеля, зависимость коэффициента активности от ионной силы. Ионная сила крови и других биологических жидкостей. Понятие об электролитном гомеостазе. Осмотические явления в растворах электролитов. Осмоляльность и осмолярность. Сильные и слабые электролиты. Константа ионизации слабого электролита. Закон разбавления Оствальда (вывод). ЛЕКЦИЯ 9. УЧЕНИЕ О РАСТВОРАХ: ТЕОРИИ КИСЛОТ И ОСНОВАНИЙ. Ограниченность классических представлений о кислотах и основаниях (Аррениус). Возникновение теории Бренстеда - Лоури (протолитической теории) и теории Льюиса. Создание более общих теорий (Усанович). Основные определения протолитической теории: кислота, основание, кислотно-основные сопряженные пары. Роль растворителя в проявлении кислотно-основных свойств. Автопротолиз. Константа автопротолиза воды. Выбор стандартного растворителя. Водородный показатель pН. Ионизация кислот и оснований в стандартном растворителе. Константы кислотности и основности, силовые показатели. Амфолиты, изоэлектрическая точка. Гидролиз с точки зрения протолитической теории. Формулы для расчета рН различных протолитических систем: растворов слабых кислот и оснований, сильных кислот и оснований, гидролизующихся солей. Механизм действия кислотно-основных индикаторов. ЛЕКЦИЯ 10. ОБЩАЯ ТЕОРИЯ ПРОТОЛИТИЧЕСКИХ РАВНОВЕСИЙ И ПРОЦЕССОВ. Понятие об изолированном и совмещенном протолитическом равновесии. Протолитические буферные системы. Классификация буферных систем. Протолитические процессы: механизм действия буферных систем. Уравнение буферной системы. Количественные характеристики буферных систем: значение рН, зона буферного действия, буферная емкость. Зависимость буферной емкости от различных факторов. ЛЕКЦИЯ 11. ПРОТОЛИТИЧЕСКИЕ РАВНОВЕСИЯ И ПРОЦЕССЫ В ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ. Буферные системы крови. Буферные системы плазмы и эритроцитов. Краткая характеристика гидрокарбонатной, фосфатной, гемоглобиновой, белковой и аминокислотной систем. Сравнительная буферная емкость различных систем. Понятие о кислотно-основном состоянии организма. Неразрывная связь между поддержанием постоянства рН, электролитного баланса и осмотического давления. Механизмы поддержания постоянства рН: физико-химические (буферное действие, ионный обмен, диффузия) и физиологические. Взаимодействие буферных систем крови. Понятие о нарушении кислотно-основного состояния организма: ацидоз и алкалоз; ацидимия и алкалимия. ЛЕКЦИЯ 12. ГЕТЕРОГЕННЫЕ РАВНОВЕСИЯ И ПРОЦЕССЫ В ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ. Изолированное гетерогенное равновесие. Константа растворимости. Общие представления о кинетике гетерогенных процессов в растворах электролитов. Зависимость скорости кристаллизации от степени асимметрии образующихся кристаллов. Пересыщенные и насыщенные растворы. Совмещенные гетерогенные равновесия. Конкуренция за анион и за катион. Влияние одноименного иона на растворимость малорастворимого электролита. Прогнозирование направления гетерогенных процессов в растворах электролитов. Условия образования и растворения осадков. Возможность перевода одного малорастворимого электролита в другой. Процессы образования твердой фазы в живых системах: норма и патология. Реакции, лежащие в основе образования основного вещества костной ткани гидроксидфосфата кальция. Явление изоморфизма: фторидфосфат кальция; замещение кальция на ионы стронция и кадмия. Функционирование кальциевого буфера в условиях живых систем. Реакции, лежащие в основе образования конкрементов: уратов, оксалатов и карбонатов. Бериллоз. ЛЕКЦИЯ 13. ОБЩАЯ ТЕОРИЯ ЛИГАНДООБМЕННЫХ РАВНОВЕСИЙ И ПРОЦЕССОВ. Комплексные соединения. Координационная теория Вернера. Строение комплексных соединений: внутренняя и внешняя сфера; центральный атом и лиганды. Дентатность лигандов. Типы комплексных соединений: амминокомплексы, аквакомплексы, ацидокомплексы, комплексы переходных рядов, хелатные. Связь между типом гибридизации атомных орбиталей центрального атома, координационным числом и геометрией комплексов. Лиганды и центральные атомы, встречающиеся в биокомплексных соединениях. Теория жестких и мягких кислот и оснований. Особые классы комплексных соединений: макроциклические (ловушки ионов), многоядерные комплексные соединения, сэндвичевые соединения. Изолированное лигандообменное равновесие. Константа устойчивости и константа нестойкости комплексного соединения. Ступенчатая диссоциация комплексов. Совмещенное лигандообменное равновесие и конкурирующие процессы. Конкуренция за лиганд и конкуренция за комплексообразователь. Представление о кинетике лигандообменных процессов. Инертные и лабильные комплексные соединения. Две группы биокомплексных соединений: устойчивые комплексы, замена комплексообразователя в которых приводит к потере активности; менее устойчивые комплексы, комплексообразователя,в которых возможна замена. ЛЕКЦИЯ 14. ЛИГАНДООБМЕННЫЕ РАВНОВЕСИЯ И ПРОЦЕССЫ В ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ. Физико-химические основы действия гемоглобина. Гемпротеиды: цитохромы, каталаза. Комплексы, близкие по своей структуре к металлпорфириновым: хлорофилл, цианкобаламин. Железосерные белки. Цинкосодержащие ферменты. Механизм действия гидролаз. Комплексы, образующиеся в ходе катализируемых реакций. Металлполинуклеотидные комплексы. Стабилизация и дестабилизация нитей ДИК и РНК. Понятие о металло-лигандном гомеостазе. Причины нарушения гомеостаза (особенности биогеохимических провинций: высокая или низкая концентрация микроэлементов; попадание токсикантов из окружающей среды - комплексообразователей и лигандов; появление "фальшивых лигандов" - лигандная патология). Механизм токсического действия ионов тяжелых металлов на основе теории жестких и мягких кислот и оснований. Принципы хелатотерапии ("связать", "не повредить"). Препараты для детоксикации: унитиол, ЭДТА. Избирательное выведение ионов с помощью селективных лигандов (дефероксамин, купренил). Терапия, основанная на образовании комплексных соединений. Механизм цитотоксического действия комплексов платины. Хризотерапия. ЛЕКЦИЯ 15. ОБЩАЯ ТЕОРИЯ РЕДОКС-РАВНОВЕСИЙ И РЕДОКС-ПРОЦЕССОВ. Механизм возникновения скачка потенциала на пластинке металла, погруженной: а) в дистиллированную воду; б) в раствор соли, содержащей катион этого металла (медь, цинк). Двойной электрический слой. Факторы, определяющие знак заряда, возникающего на пластинке металла, погруженной в раствор своей соли. Факторы определяющие величину скачка потенциала. Электродный потенциал. Уравнение Нернста. Стандартный потенциал. Механизм возникновения окислительно-восстановительного потенциала. Определение редокс-системы; редокс-системы 1-го и 2-го типов. Факторы, влияющие на величину редокс-потенциала (донорно-акцепторная способность компонентов редокс-системы, соотношение активностей окисленной и восстановленной форм). Уравнение Нернста - Петерса. Формальный (МИД-пойнт) редокс-потенциал. Общие представления о механизме возникновения диффузионных и мембранных потенциалов. ЛЕКЦИЯ 16. РЕДОКС-РАВНОВЕСИЯ И РЕДОКС-ПРОЦЕССЫ В ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ. Роль окислительно-восстановительных процессов в метаболизме живых систем. Прогнозирование направления редокс-процессов по величинам окислительно-восстановительных потенциалов. Выражение константы равновесия через величину стандартной ЭДС (вывод). Влияние третьего компонента на величину редокс-потенциала и направление редокс-процесса. Влияние лигандного окружения центрального атома. Более полное связывание в комплексные соединения окисленной формы (на примере железа) или восстановленной формы (на примере меди). Биологическая роль полуреакции Fe(+3) + е = Fe(+2). Постадийный перенос электрона от одного субстрата к другому - основа кинетического сдерживания термодинамической функции окисления в организме. Принцип действия цитохромов: осциллирующий режим изменения степеней окисления железа. Одно- и двухэлектронные переносчики. Правило Шеффера. Другие переносчики электронов - железосерные белки. Биологическая роль полуреакции Си (+2) + е = Си (+l). Медьсодержащие белки. Голубые белки - катализаторы четырехэлектронных процессов (восстановление кислорода до воды), неголубые белки – катализаторы двухэлектронных процессов (восстановление кислорода до пероксида). Супероксиддисмутаза. Взаимодействие полуреакций с участием меди и железа в условиях живых систем. Реакции с изменением степени окисления кобальта. Витамин В-12: окисленная, восстановленная, супервосстановленная (+l) формы. Нуклеофильные свойства формы (+l) причина возникновения металл-углеродной связи, лежащей в основе биометилирования. Окислительно-восстановительные процессы в растительных организмах. Роль марганца в фотохимическом окислении воды до кислорода (гипотеза). Роль молибдена в процессе азофиксации (гипотеза). Токсическое действие соединений азота (III), (IV), (V). Метгемоглобинемия. Образование нитрозаминов. ЛЕКЦИЯ 17. ПОТЕНЦИОМЕТРИЯ В БИОЛОГИИ И МЕДИЦИНЕ. Измерение потенциалов. Гальваническая цепь. Электрод сравнения и измерительный электрод. Правила записи гальванических цепей. Требования, предъявляемые к электродам сравнения. Устройство хлорсеребряного электрода. Зависимость потенциала ХСЭ от концентрации внутреннего электролита. Механизм поддерживания постоянства потенциала ХСЭ (редокс-гетерогенная буферная система). Классификация потенциометрических методов: прямые и косвенные методы. Прямая потенциометрия. Определение активности катионов. Понятие о селективности электрода. Ионселективные электроды: калиевый, кальциевый, стеклянный. Измерение рН с помощью стеклянного электрода. Определение активности анионов. Фторселективный электрод. Использование ионно-металлических электродов (второго рода) для определения активности анионов (галогенид-ионов, цианид-ионов и др.). Ферментные электроды. Титрование с потенциометрической индикацией точки эквивалентности. Преимущества и недостатки метода по сравнению с визуальной индикацией точки эквивалентности. Кривые титрования. Классификация электродов, применяемых в потенциометрии. ЛЕКЦИЯ 18. ПРИНЦИПЫ КОНКУРЕНЦИИ ПРОЦЕССОВ РАЗНЫХ ТИПОВ В ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ. Совмещенные равновесия двух и трех разных типов, их значение в жизнедеятельности. Константа совмещенного равновесия (вывод). Прогнозирование направления процесса в совмещенных системах разных типов. Патология как следствие совмещения равновесий, не предусмотренного нормой. Объяснение основных положений фармакотерапии с позиций совмещения химических равновесий и конкурентности процессов (конкретные примеры). ЛЕКЦИЯ 19. ХИМИЯ БИОГЕННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ s-БЛОКА. Понятие о биогенных элементах. Распространенность элементов. Сравнение кларков элементов в живой и неживой природе. Понятие о биосфере. Концентрирование биогенных элементов живыми системами. Классификация биогенных элементов по их массовой доле в организме человека (макробиогенные, олигобиогенные, микробиогенные, ультрамикробиогенные). Классификация биогенных элементов по их функциональной роли: органогены, элементы электролитного фона, микроэлементы центральные атомы активных центров ферментов и других биокомплексов. Взаимодействие человека с окружающей средой. Понятие о примесных элементах (аккумулирующихся и неаккумулирующихся). Основные источники поступления примесных элементов в организм человека. Химия элементов s-блока. Электронные структуры атомов и катионов. Сравнение свойств ионов элементов IА- и IIА групп (комплексообразование и образование осадков). Биологическая роль натрия, калия, кальция, магния. Химическое сходство и биологический антагонизм (натрий-калий, магний-кальций). ЛЕКЦИЯ 20. ХИМИЯ БИОГЕННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ p-БЛОКА. Электронные структуры элементов p-блока. Особенности периодичности изменения свойств элементов p-блока. Переход от жестких кислот и оснований к мягким в группах. Эффект экранировалия s-электронов у атомов элементов 6-го периода. Закономерности в проявлении устойчивых степеней окисления. Бинарные соединения p-элементов (галогениды, оксиды и пероксиды, нитриды и пернитриды, сульфиды и персульфиды, карбиды и перкарбиды). Краткая характеристика элементов IIIА- и IVA-групп, их биологическая роль. Неорганические соединения углерода: цианиды, цианаты, тиоцианаты. Азот. Гидразин, гидроксиламин. оксонитрид азота. (V): окислительно-восстановительные свойства. Фосфор. Оксофосфаты: полифосфаты., метафосфаты, полиметафосфаты. Кислород. Свойства пероксида водорода (протолитические, редокс- амфотерность). Сера. Тиосоли. Кислородсодержащие соединения хлора. Белильная известь. ЛЕКЦИЯ 21.ХИМИЯ БИОГЕННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ d-БЛОКА. Электронные структуры элементов d-блока. Особенности периодичности изменения свойств элементов d-блока. Наиболее важные биогенные элементы d-блока (остров биометаллов: хром-медь; молибден). Общие свойства биогенных элементов d-блока. Окислительно- восстановительные свойства: закономерности устойчивости степеней окисления (понижение максимальной степени окисления к концу периода, кластеры ионов ртути(I), неустойчивость некоторых степеней окисления из-за активной реакции с водой кобальт (+3,) хром (+2), диспропорционирование промежуточных степеней окисления марганец (+3, +6)). Комплексообразование элементов d-блока. Комплексные соединения с органическими лигандами; гидроксокомплексы, амминокомплексы. Образование нерастворимых соединений: гидроксиды, фосфаты, карбонаты, оксалаты. Объяснение причин возникновения окраски многих соединений d-блока. Биологическая роль d-элементов (краткая характеристика). ЛЕКЦИЯ 22. ФИЗИКО-ХИМИЯ ПОВЕРХНОСТНЫХ ЯВЛЕНИЙ. АДСОРБЦИОННОЕ РАВНОВЕСИЕ НА ПОДВИЖНОЙ ГРАНИЦЕ РАЗДЕЛА. Поверхностные явления. Виды поверхностных явлений (адсорбция, смачивание, капиллярная конденсация). Классификация поверхностных явлений по агрегатному состоянию контактирующих фаз (подвижные и неподвижные границы раздела). Адсорбционные равновесия и процессы на подвижных границах раздела фаз. Поверхностная энергия, причина ее возникновения. Поверхностное натяжение и коэффициент поверхностного натяжения. Самопроизвольные процессы на границе раздела фаз многокомпонентных систем: адсорбция. Поверхностно-активные (ПАВ) и поверхностно-инактивные вещества (ПИВ); относительность деления. Характерные черты строения молекул поверхностно-активных (по отношению к воде) веществ. Изотермы поверхностного натяжения для ПАВ и ПИВ веществ. Факторы, влияющие на величину адсорбции. Насыщенный мономолекулярный слой. Строение биологических мембран (в общих чертах). Уравнение Гиббса, его анализ. Поверхностная активность. Изотермы поверхностного натяжения, поверхностной активности и адсорбции для членов гомологических рядов. Правило Траубе. Связь между анальгезирующим и наркотическим действием ряда препаратов и их поверхностной активностью. ЛЕКЦИЯ 23. ФИЗИКО-ХИМИЯ ПОВЕРХНОСТНЫХ ЯВЛЕНИЙ. АДСОРБЦИОННОЕ РАВНОВЕСИЕ НА НЕПОДВИЖНОЙ ГРАНИЦЕ РАЗДЕЛА. Адсорбционные равновесия и процессы на неподвижных границах раздела фаз. Адсорбция из газов. Понятия адсорбент и адсорбтив; абсорбция, сорбция и десорбция. Физическая адсорбция и хемосорбция: причина явлений, различие в характеристике. Факторы, влияющие на адсорбцию из газов. Экспериментальное определение величины адсорбции из газов. Адсорбция из растворов. Конкуренция между молекулами растворителя и адсорбтива за активные центры адсорбента. Правило выравнивания полярностей Ребиндера. Измерение адсорбции на неподвижных границах раздела фаз. Адсорбция электролитов. Разновидности ионной адсорбции: эквивалентная, обменная, избирательная. Факторы, влияющие на величину ионной адсорбции (радиус гидратированного иона, величина заряда). Правило избирательной адсорбции. ЛЕКЦИЯ 24. ХРОМАТОГРАФИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ. Определение хроматографии как метода исследования. Классификация хроматографических методов по доминирующему механизму разделения веществ: адсорбционная, распределительная, ионообменная, молекулярно-ситовая и хемосорбционная хроматография. Разновидности хемосорбционной хроматографии: осадочная, редокс-хроматография, адсорбционно-комплексообразовательная и биоспеци-фическая. Газовая и жидкостная хроматография. Классификация по технике выполнения (колоночная, бумажная, тонкослойная). Основные этапы хроматографического анализа (подготовка хроматографической системы, ввод пробы в систему, хроматографирование, детектирование, идентификация и количественное определение). Методика тонкослойной хроматографии. Величина Rf. Автоматизированные хроматографические методы (газо-жидкостная хроматография, жидкостная хроматография высокого давления). Методы идентификации (использование стандартов, Rf) и интерпретации выходных хроматографических кривых (абсолютная калибровка, внутренний стандарт, нормировка площадей). Использование хроматографии в медицине: дифференциальная диагностика в клинической токсикологии, контроль за детоксикацией. Допинг-контроль. ЛЕКЦИЯ 25. ФИЗИКО-ХИМИЯ ДИСПЕРСНЫХ СИСТЕМ: КЛАССИФИКАЦИЯ, СВОЙСТВА, ПОЛУЧЕНИЕ. Основные определения: дисперсная система, дисперсионная среда и дисперсная фаза; моно- и полидисперсные системы. Зависимость величины удельной поверхности системы и поверхностной энергии Гиббса от эффективного диаметра частиц. Понятие об устойчивости систем. Седиментационная и агрегативная устойчивость. Сравнение свойств истинных растворов, коллоидно-дисперсных и грубодисперсных систем (размер частиц, устойчивость, способность к фильтрованию, возможность наблюдения частиц в микроскоп, оптические свойства). Особенности коллоидно-дисперсных систем: неполная воспроизводимость свойств, структурообразование, лабильность. Классификация дисперсных систем по агрегатному состоянию (Оствальд). Упрощенная классификация Зигмонди. Классификации коллоидно-дисперсных систем по признаку обратимости (межфазному взаимодействию), по фазовой различимости (макромолекулярные и мицеллярные), по структуре (свободнодисперсные и связнодисперсные). Условия получения золей. Способы получения золей: диспергационные и конденсационные; физические и химические. Способы очистки золей: выбор способа в зависимости от характера частиц, подлежащих удалению. Физико-химические основы функционирования аппарата "искусственная почка" и использования перитонеального диализа. Оптические свойства золей. Опалесценция, конус Тиндаля. Зависимость величины светорассеяния от размера частиц. Уравнение Рэлея; его анализ: возможность количественных определений на основе измерения светорассеяния; возможность измерения размера частиц; смещение спектра в коротковолновую часть и объяснение некоторых природных явлений. ЛЕКЦИЯ 26. УСТОЙЧИВОСТЬ ДИСПЕРСНЫХ СИСТЕМ. Молекулярно-кинетические свойства коллоидно-дисперсных систем. Броуновское движение. Анализ уравнения Эйнштейна - Смолуховского. Диффузия; объяснение феномена малой скорости диффузии в золях (по сравнению с истинными растворами) на основе закона Фика. Осмотическое давление. Понятие частичной концентрации. Объяснение феномена низких и непостоянных значений осмотического давления золей. Седиментационное равновесие. Электрические свойства коллоидно-дисперсных систем. Электрокинетические явления (электрофорез, электроосмос, потенциал течения и потенциал оседания). Строение двойного электрического слоя (развитие представлений о строении ДЭС, рассмотренных в теории возникновения потенциалов). Потенциалопределяющие ионы, противоионы. Силы, действующие на противоионы (электростатическое притяжение, тепловое движение). Адсорбционный и диффузный слои. Падение потенциала по мере удаления от границы раздела фаз. Электродинамический потенциал. Граница скольжения. Электрокинетический ( -) потенциал. Взаимосвязь электрокинетических явлений. Скорость электрофореза. Анализ уравнения Гельмгольца – Смолуховского. Строение мицелл (ядро, агрегат, гранула, мицелла). Кинетика коагуляции (скрытая, явная: медленная и быстрая). Причины коагуляции. Теория коагуляции ДЛФО (баланс сил отталкивания и притяжения). Порог коагуляции. Правило Гарди - Шульце. Чередование зон коагуляции, привыкание золей, аддитивность, антагонизм и синергизм. Пептизация: адсорбционная, химическая. Коллоидная защита. ЛЕКЦИЯ 27. СВОЙСТВА РАСТВОРОВ ВМС. Высокомолекулярные вещества. Биополимеры. Зависимость свойств ВМС от размеров и формы молекул. Взаимодействие молекул ВМС с растворителем как следствие особенностей химических связей (кооперативный эффект; гибкость макромолекул, подвижность звеньев: микроброуновское движение). Термодинамика взаимодействия ВМС с растворителем. Набухание. Кинетика набухания. Факторы, влияющие на величину набухания (природа- растворителя и растворенного вещества, температура, присутствие электролитов). Косвенные и прямые методы измерения ИЭТ. Осмотическое давление, (график зависимости осмотического давления от концентрации). Неподчинение закону Вант Гоффа для анизотропных ВМС. Уравнение Галлера. Аномальная вязкость растворов ВМС. Уравнение Штаудингера. Устойчивость растворов биополимеров. Высаливание. Изменение высаливающей способности в рядах катионов и анионов. Коацервация. Застудневание. Студни и гели. Факторы, влияющие на процесс застудневания. Свойства студней: тиксотропия и синерезис. ЛЕКЦИЯ 28. КОЛЛОИДНЫЕ ПОВЕРХНОСТНО-АКТИВНЫЕ ВЕЩЕСТВА. Коллоидные ПАВ. Факторы, влияющие на мицеллобразование. Строение сферических мицелл (Гартли) и пластинчатых (Мак - Вена). Критическая концентрация мицеллобразования. Методы определения ККМ. Зависимость величины ККМ от молярной массы ПАВ. Понятие о гидрофильно-липофильном балансе. Классы коллоидных ПАВ: неионогенные и ионогенные: анионные и катионные ПАВ, их значение для медицины. Солюбилизация в растворах ПАВ. Зависимость солюбилизирующей способности от различных факторов. Представления о липосомах и жидких кристаллах. ЛЕКЦИЯ 29. ХИМИЯ, ЭКОЛОГИЯ И ЗДОРОВЬЕ. "Экология" как наука. Освещение экологических проблем, стоящих перед обществом. Антропологический фактор и последствия его воздействия. Типы загрязнения окружающей среды. Обсуждение проблем экологического мониторинга. |