Материал к экзамену по химии. Основные понятия термодинамики
 Скачать 1.97 Mb.
|
|
Буферные системы крови: гидрокарбонатная, фосфатная, гемоглобиновая, протеиновая. 1. Гидрокарбонатная (CO2*H2O/HCO3-). На ее долю приходится 50% емкости. Она работает главным образом в плазме и играет центральную роль в транспорте СО2. Состоит из угольной кислоты H2CO3 и сопряжённого основания HCO3-.Зона буферного действия pH 5,4-7,4. Наибольшая буферная ёмкость по кислоте. H+ + HCO3- H2CO3CO2+H2O Основания связываются угольной кислотой (поступают из кишечника). Углекислый газ уходит в лёгкие. 2. Белковая. На ее долю приходится 7% емкости. Соответствующее кислотно-основное равновесие: а) H3N+ – R – COO– + Н+ ⇄H3N+ – R – COOH б) H3N+ – R – COO– + ОН– ⇄H2N – R – COO– + Н2О 3. Гемоглобиновая (HHb/Hb- (венозная кровь), (HHbO2/HbO2- (окисленный гемоглобин, артериальная кровь)), на нее приходится 35% емкости. Она представлена двумя слабыми кислотами (доноры протонов) - гемоглобином HHb и оксигемоглобином HHbO2 и сопряженными им слабыми основаниями (акцепторами протонов) - соответственно гемоглобинат - Hb- и оксигемоглобинат-анионами HbO2-. Механизм: H+ + Hb- HHb H+ + HbO2- HHbO2 HHb + O2 OH- + HHbO2 HbO2- + H2O OH- + HHb Hb- + H2O 4. Гидрофосфатная буферная система (HPO42-/H2PO4-). Гидрофосфатная буферная система (зона буферного действия pH 6,2-8,2) - смесь слабой кислоты H2PO4-(донор протона) и ее соли HPO42- (акцептор протона). Содержится в клеточной жидкости преимущественно почек, костей, крови и других тканей. H+ + HPO42-H2PO4- OH-+H2PO4- HPO42-+H2O Билет 22. Адсорбционные равновесия и процессы на подвижных границах раздела фаз. Поверхностная энергия Гиббса и поверхностное натяжение. Адсорбция. Уравнение Гиббса. Поверхностно-активные и поверхностно-неактивные вещества. Изменение поверхностной активности в гомологических рядах (правило Траубе). Изотерма адсорбции. Ориентация молекул в поверхностном слое и структура биомембран. Адсорбционные равновесия и процессы на подвижных границах раздела фаз. На поверхностях раздела фаз наблюдаются различные поверхностные явления: поверхностное натяжение, сорбция (включающая адсорбцию, абсорбцию), адгезия (слипание частиц жидкости с поверхностью тела в результате межмолекулярного взаимодействия), смачивание (адгезия>когезия), капиллярная конденсация (переход газа в жидкое и твёрдое состояние под действием повышенного давления). Все виды поверхностных явлений обусловлены тем, что частицы, находящиеся на поверхности раздела, по-разному взаимодействуют с частицами соприкасающихся фаз. Эти взаимодействия отличаются по энергии от взаимодействия частиц, соприкасающихся внутри каждой фазы. Подвижные границы раздела фаз наблюдаются между жидкостью и газом (ж-г), двумя несмешивающимися жидкостями (ж-ж). Сорбция – это гетерогенный процесс самопроизвольного поглощения твёрдым телом или жидкостью веществ из окружающей среды. Твёрдые тела или жидкости, способные поглощать вещества, называют сорбентами, а поглощаемое вещество – сорбатом. Сорбция бывает обратимая и необратимая. В случае обратимой сорбции на границе раздела фаз устанавливается равновесие   если K>1, то преобладает сорбция, если меньше, то десорбция. Адсорбция – процесс сорбции, сопровождающийся концентрированием поглощаемого вещества на поверхности сорбента. или Адсорбция – самопроизвольное изменение концентрации растворённого вещества на границе раздела фаз. Абсорбция – поглощаемые вещества (абсорбаты) в результате диффузии распределяются по всему объёму вещества-поглотителя (абсорбента) Поверхностная энергия Гиббса и поверхностное натяжение.  Силы межмолекулярного взаимодействия молекул, расположенных внутри жидкости, скомпенсированы. Молекулы, находящиеся на поверхности жидкости, испытывают неодинаковое воздействие со стороны молекул жидкости и пара. Равнодействующая этих сил направлена внутрь жидкости перпендикулярно границе раздела фаз в данной точке, площадь поверхности раздела жидкости стремится к уменьшению. Потенциальная энергия молекул жидкости на поверхности раздела фаз выше, чем у молекул внутри фазы. Эти отличия в энергетическом состоянии всех молекул поверхностного слоя характеризуются свободной поверхностной энергией GS Свободная поверхностная энергия Гиббса – это термодинамическая функция, характеризующая энергию межмолекулярного взаимодействия частиц на поверхности раздела фаз с частицами каждой из соприкасающихся фаз. Свободная поверхностная энергия зависит от количества частиц на поверхности раздела и прямо пропорциональная площади раздела фаз и удельной энергии межфазового взаимодействия.  – удельная свободная поверхностная энергия, характеризующая энергию межфазового взаимодействия единицы площади поверхности раздела фаз кДж/м2 . S – площадь поверхности раздела фаз, м2 . Для подвижных поверхностей раздела фаз называют коэффициентом поверхностного натяжения, который может быть охарактеризован как работа образования единицы поверхности. При увеличении температуры поверхностное натяжение уменьшается, при достижении температуры кипения оно равно нулю. Оно также снижается при увеличении давления. Все поверхностные явления происходят самопроизвольно, когда происходит убыль энергии Гиббса.   Самопроизвольное уменьшение свободной поверхностной энергии GS в однокомпонентных системах возможно только за счет уменьшения площади поверхности раздела фаз (  . Система стремится к минимальной площади при данном объёме, что соответствует форме сферы. В многокомпонентных системах уменьшение GS возможно также за счет уменьшения величины поверхностного натяжения (( в результате самопроизвольного перераспределения молекул компонента между объемом фазы и поверхностью раздела. К самопроизвольным поверхностным явлениям подобного рода относят также коалесценцию (слипание капель жидкости или пузырьков газа) и коагуляцию (слипание частиц в дисперсных системах) |