Сдам Сам

ПОЛЕЗНОЕ


КАТЕГОРИИ







Изотонические, гипертонические и гипотонические растворы и их роль в организме





Растворы с одинаковым осмотическим давлением называются изотоническими, в медицине - физиологическими. Растворы, с большим осмотическим давлением, чем какой-то стандарт называются гипертоническими, а с меньшим – гипотонические.

Осмотическое давление плазмы крови человека достаточно постоянно. Оно равно 700 – 780 кПа (или 7,7 атм). Такое высокое осмотическое давление крови обусловлено наличием в ней большого числа ионов, низко- и высокомолекулярных соединений.

Часть осмотического давления крови, обусловленная высокомолекулярными соединениями (альбуминами, глобулинами) называется онкотическим давлением. Оно составляет 0,5 % от осмотического давления плазмы крови и равно 3,5 -:-3,9 кПа.

Если растительную или животную клетку поместить в гипертонический раствор, наблюдается плазмолиз, т.к. молекулы воды переходят в более концентрированный раствор и клетка уменьшается в объеме – сжимается. В гипотонических растворах с клетками эритроцитов происходит гемолиз, т.к. из-за осмоса молекулы растворителя переходят в клетку, вследствие чего она увеличивается в объеме и может разрушиться.

В медицинской практике для возмещения больших потерь крови и при обезвоживании организма внутривенно вводят физиологические растворы изотонической крови. Чаще всего это 0,9 % NaCI или 4,5 – 5 % раствор глюкозы. Есть и многокомпонентные физиологические растворы, по составу приближающиеся к крови.

Эффективным осмотическим аппаратом является почка. Основная метаболическая функция почки состоит в удалении продуктов обмена из крови. Почка регулирует также содержание воды в организме. В этом процессе проницаемость ее мембраны зависит от содержания антидиуретического гормона АДГ. При недостатке АДГ с мочой выделяется больше воды, иногда в 10 раз больше нормы. При избытке АДГ воды выводиться меньше.

Если бы, осмотические явления в организме не регулировались, то купание в пресной и в соленой воде было бы невозможно. При некротизации клеток способность к избирательной проницаемости и полупроницаемости пропадает.

Осмотическое давление мочи может меняться от 690 – 2400 кПа (от 7,0 до 25 атм.). Чувство жажды – это проявление осмотической гипертонии. Обратное явление в случае солевого голода вызывает осмотическую гипотонию.

Следующее коллигативное свойство: понижение давления насыщенного пара над раствором. Исследовал это явление Рауль. Давление пара, при котором скорость парообразования равна скорости его конденсации, называется давлением насыщенного пара. Давление насыщенного пара над раствором меньше, чем над чистым растворителем, т.к. уменьшается испарение растворителя при данной температуре из - за:

а) межмолекулярного взаимодействия между растворителем и веществом;

б) уменьшения поверхности испарения;

в) уменьшения мольной доли растворителя.

Закон Рауля: при Т=const относительное понижение давления насыщенного пара над раствором равно мольной доле растворенного вещества:

Ро- Р / Ро = N

Po –давление насыщенного пара над растворителем;

Р – давление насыщенного пара над раствором;

N = i n / (n + no)

n – Число молей растворенного вещества;

n o- число молей растворителя;

i – Изотонический коэффициент Вант-Гоффа;

i = 1 + α(S-1);

i = 1 + α(S-1); i = 1 для растворов неэлектролитов.

Для очень разбавленных растворов допустимо равенство N= n/no · i

П закон Рауля (или следствие из 1 закона Рауля).

Повышение температуры кипения (∆ Ткип), а также понижение температуры замерзания (∆Тзам) растворов прямо пропорционально моляльной концентрации раствора.

∆ Ткип.=Е·Смолялн.· i

∆ Тзам.=К·Смолялн.· i, где

Е – эбуллиоскопическая константа;

К – криоскопическая константа;

i – Изотонический коэффициент, для неэлектролитов i = 1

С-м-(х)= m (x)·1000 /M(x)· m (р-ля)

m (x) – масса растворенного вещества (г);

М(х) – молярная масса растворенного вещества (г/моль);

m (р-ля) – масса растворителя.

Константы Е и К зависят только от природы растворителя (см. таблицу).

Таблица 4.

 

Растворитель Е К Ткип0С Тзам0 С
Анилин С6Н5NH2 3,22 5,87 184,4 - 5,96
Ацетон СН3СОСН3 1,48 2,4 56,6 - 94,6
Бензол С6Н6 2,57 5,12 80,1 5,53
Вода 0,51 1,86    
Этанол 1,23 - 78,4 -

Е и К показывают на сколько градусов повышается температура кипения раствора или понижается температура замерзания раствора в сравнении с чистым растворителем, если раствор содержит 1 моль неэлектролита в 1000 г растворителя.

Методы исследования растворов путем измерения и вычисления ∆ Ткип и ∆ Тзам и вычисления молярных масс называются криоскопия и эбулиометрия («эбулио» - вскипание, «крио» - холод).

Типовые задачи на закон Вант Гоффа

Пример 1. ВЫЧИСЛИТЬ ОСМОТИЧЕСКОЕ ДАВЛЕНИЕ 2%-ГО РАСТВОРА ГЛЮКОЗЫ ПРИ 00С. ПЛОТНОСТЬ (ρ) РАСТВОРА РАВНА 1г/мл. ГЛЮКОЗА (С6Н12О6) НЕЭЛЕКТРОЛИТ, ЗНАЧИТ i =1.

Ро м·R·T; Ро=10· ρ·С% /М(х)= 10·1·2·8,31·273·10-3 / 180 = 2,52·105 Па

Пример 2. ОПРЕДЕЛИТЬ КОНЦЕНТРАЦИЮ РАСТВОРА ГЛЮКОЗЫ, ЕСЛИ РАСТВОР ЕЕ ПРИ 18ОС ИЗОТОНИЧЕН С РАСТВОРОМ, СОДЕРЖАЩИМ 0,5 МОЛЬ СаС12, α ·(СаС12)=65,4%.

Росм (С6Н12О6)= См·R·T; Росм (СаС12) = i ·Cм R·T;

Росм. (гл)= Росм (СаС12), т.к. изотоничны т.е.

См 6Н12О6)· R·T= i (СаС12)·См (СаС12) R·T

См 6Н12О6) = i См (СаС12)

i (СаС12) = 1 + α (S-1)= 1+ 0, 654(3-1) =2,308

Cм 6Н12О6) =2,308·См (СаС12) = 2,308·0,5= 1,154

См (глюкозы)= 1,154 (моль/л).

Пример 3. ОСМОТИЧЕСКОЕ ДАВЛЕНИЕ РАСТВОРА, СОДЕРЖАЩЕГО 0,2 г МОЧЕВИНЫ В 333 мл РАСТВОРА ПРИ 270С РАВНО 0,246 атм. ВЫЧИСЛИТЬ МОЛЯРНУЮ МАССУ МОЧЕВИНЫ.

Определение молярной массы по осмотическому давлению называется осмометрией. Ро= m(Х) / М (х)· Vл · R·T;

М (х) = 0,2·0,082·(273+27) / 0,246·0,33= 60 г/моль

Пример 4. РАССЧИТАТЬ МОЛЯРНУЮ МАССУ ГЕМОГЛОБИНА, ЕСЛИ РАСТВОР, СОДЕРЖАЩИЙ 80 г ГЕМОГЛОБИНА В 1 л ЕГО РАСТВОРА, ИМЕЕТ Росм.= 0,026 атм, ПРИ t=40C.

М= m(гем)· R·T / Росм.·V (р-ра) = 80·0,082·277 / 0,026·1 = 70000 г/моль

Пример 5. РАССЧИТАТЬ МОЛЯРНУЮ МАССУ УГЛЕВОДА, ЕСЛИ ПРИ РАСТВОРЕНИИ 0,9 г ЕГО В 50 г ВОДЫ ПОЛУЧЕН РАСТВОР С tкип.=100,520С.

tp-pa=tкип. р-ра – tкип.р-ля=100,520- 1000=0,520

tp-pa== 0,52; М= Еэб.·m(x)·1000 / 0,52·50 = 180 г/моль

Пример 6. РАССЧИТАТЬ α дисс. (СаС12), М СаС12=111 г/моль в 2,5 % ВОДНОМ РАСТВОРЕ, ЕСЛИ tзам. р-ра=-1,20С.

∆t зам= i · Ккр ·С-м-; С-м- - моляльная концентрация.

См = m (СаС12)·1000 / М (СаС12)· m(H2O)= 2,5·1000 / 111· 97,5= 0,231моль/ 1000 г р-ля

m(H2O)= m(р-ра) - m (СаС12)= 100 – 2,5= 97,5 г

∆t = t зам р-ля - tзам. р-ра; t= 00 – (-1,2)= 1,20

i = ∆tзам.р-ра / Ккр.·См = 1,2 /1,86·0,231= 2,8

α д= i -1 / S-1 =2?8 -1 /3-1=0,9 или 90 %

Контрольные вопросы к теме:

1. Для каких растворов точно выполняется закон Вант – Гоффа?

2. От каких факторов зависит величина осмотического давления раствора?

3. Как экспериментально определяется осмотическое давление раствора?

4. Каков физический смысл изотонического коэффициента? Как он связан со степенью диссоциации?

5. Методы определения «i».

6. Какие растворы называются изо-,гипер- и гипотоническими?

7. В чем заключается явление гемолиза, плазмолиза?

8. Условия возникновения осмоса. Осмотическое давление. Математическое выражение для расчета осмотического давления- закон Вант- Гоффа.

9. Расчет осмотического давления для растворов электролитов и неэлектролитов. Изотонический коэффициент Вант-Гоффа. Осмотическое давление крови. Онкотическое давление.

10. Закон Рауля для растворов электролитов и неэлектролитов.

11. Второй закон Рауля.

12. Криоскопическая и эбуллиоскопические константы растворителей.

13. Осмометрия, эбулиометрия, криометрия – как методы определения и расчета молярных масс вещества.

14. Примеры расчетных задач.

ТЕСТИРОВАННЫЙ КОНТРОЛЬ

1. УКАЗАТЬ РАСТВОР, ЗАКИПАЮЩИЙ ПРИ БОЛЕЕ ВЫСОКОЙ ТЕМПЕРАТУРЕ:

1) С6Н12О6

2) Na2SO4

3) СН3СООNa

4)К3PO4

Правильный ответ: 4)

2. РАСТВОР NANO3, СОДЕРЖАЩИЙ 0,9 МОЛЕЙ В 1000 Г ВОДЫ КИПИТ ПРИ T=100,80С. РАССЧИТАТЬ «I».

1) 1,7

2) 2

3) 2,1

4) 2,7

Правильный ответ: 1)

3. В КАКОМ ИЗ РАСТВОРОВ ОСМОТИЧЕСКОЕ ДАВЛЕНИЕ БУДЕТ МИНИМАЛЬНЫМ ПРИ T =200C.

1) 1м С6Н12О6

2 1м NaС1

3) 1м СН3СООН

4) 1м К3PO4

Правильный ответ: 1)

4. КАКОЙ РАСТВОР ЗАМЕРЗАЕТ ПРИ БОЛЕЕ НИЗКОЙ ТЕМПЕРАТУРЕ, ЕСЛИ МОЛЯРНЫЕ КОНЦЕНТРАЦИИ РАВНЫ?

1) С12Н22О11

2) NaС1

3) CuCI2

4) КI

Правильный ответ: 3)

5. ЭБУЛЛИОСКОПИЧЕСКАЯ КОНСТАНТА ПОКАЗЫВАЕТ:

1) ∆t кипения чистого растворителя

2) ∆t кипения раствора, См которого равен 1

3) температуру замерзания 1 м раствора

4) разность между кипением раствора и растворителя.

Правильный ответ: 1)

6. ОСМОТИЧЕСКОЕ ДАВЛЕНИЕ РАСТВОРА ГЕМОГЛОБИНА В ВОДЕ ПРИ КОНЦЕНТРАЦИИ 124 Г/Л И Т=2900К РАВНО 4,39 КПА. РАССЧИТАТЬ МОЛЯРНУЮ МАССУ ГЕМОГЛОБИНА (Г/МОЛЬ).

1) 68070,068

2) 72070,08

3) 65000, 11

4) 88000, 13

Правильный ответ: 1)

7. НЕОБХОДИМЫЕ УСЛОВИЯ ОСМОСА:

1) разница концентрации;

2) разница концентрации и полупроницаемая мембрана;

3) наличие полупроницаемой мембраны;

4) броуновское движение

Правильный ответ: 2)

8. КАКОЙ РАСТВОР ИЗОТОНИЧЕН КРОВИ?

1) имеющий равные концентрации ионов К+ и Na+;

2) имеющий полупроницаемые мембраны;

3) имеющий равное осмотическое давление

4) с рН=7,4 и рСО2= 40 мм. рт. ст.

Правильный ответ: 3)

9. ОСМОТИЧЕСКОЕ ДАВЛЕНИЕ В КЛЕТКЕ:

1) 7,2 атм.

2) 7,8 атм.

3) 6,8 атм.

4) 9,2 атм.

Правильный ответ: 2)

10. РАССЧИТАТЬ αДNAOH, ЕСЛИ РАСТВОР С 8 Г ЕГО В 200 Г ВОДЫ ЗАМЕРЗАЕТ ПРИ -3,260С; ККР.ВОДЫ= 1,860 С;

1) 0,1

2) 0,01

3) 0,75

4) 1

Правильный ответ: 3)







Что вызывает тренды на фондовых и товарных рынках Объяснение теории грузового поезда Первые 17 лет моих рыночных исследований сводились к попыткам вычис­лить, когда этот...

Система охраняемых территорий в США Изучение особо охраняемых природных территорий(ООПТ) США представляет особый интерес по многим причинам...

Что способствует осуществлению желаний? Стопроцентная, непоколебимая уверенность в своем...

ЧТО ПРОИСХОДИТ, КОГДА МЫ ССОРИМСЯ Не понимая различий, существующих между мужчинами и женщинами, очень легко довести дело до ссоры...





Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:


©2015- 2024 zdamsam.ru Размещенные материалы защищены законодательством РФ.