 |
9. Растворы. Коллигативные свойства растворов. Закон Рауля
|
|
|
|
9. Растворы. Коллигативные свойства растворов. Закон Рауля
Коллигативные свойства – это свойства растворов, зависящие только от числа растворённых частиц в единице массы растворителя и от абсолютной температуры, и не зависящие от их природы. Например, все одномоляльные растворы неэлектролитов (содержащие 1 моль растворённого вещества на 1 кг растворителя), имеют одинаковые отличия в температуре замерзания и кипения от чистых растворителей, и одинаковое осмотическое давление.
К коллигативным свойствам относятся:
1. диффузия;
2. понижение давления насыщенного пара растворителя над раствором, по сравнению с насыщенным паром растворителя над чистым растворителем;
3. повышение температуры кипения раствора, по сравнению с чистым растворителем;
4. понижение температуры замерзания раствора, по сравнению с чистым растворителем;
5. осмотическое давление.
Все биологические жидкости (лимфа, сыворотка и плазма крови) – растворы, поэтому они обладают коллигативными свойствами. Осмотическое давление в биологических жидкостях зависит как от растворённых в них минеральных веществ, так и от ВМС (белков, нуклеиновых кислот, полисахаридов). Осмотическое давление крови человека постоянно и при 37°С составляет 7, 4-7, 8 атм. (0, 74-0, 78 МПа). Учитывая это, в медицинской практике во избежание осмотических конфликтов широко используют различные изотонические растворы.
Следствием закона Рауля являются два свойства растворов: температура замерзания растворов ниже, а температура кипения – выше, чем у чистых растворителей. Причём повышение температуры кипения и понижение температуры замерзания растворов неэлектролитов прямо пропорциональны их моляльной концентрации. В результате при атмосферном давлении, например, водные растворы кипят при температуре выше 100°С и замерзают при температуре ниже 0°С.
|
|
|
10. Диффузия и осмос. Осмотическое давление. Закон Вант-Гоффа. Осмолярность биологических жидкостей. Осмотически-активные компоненты плазмы крови
Диффузия – это самопроизвольный процесс выравнивания концентрации растворённого вещества в объёме.
Она обусловлена 2 факторами: 1) наличием рыхлой структуры и пустот в растворителе (например, в 1 л воды её молекулами занято только примерно 370 мл), 2) тепловым движением частиц раствора.
Диффузия прекращается, если концентрация во всех частях раствора становится одинаковой. Скорость диффузии зависит от:
1. абсолютной температуры;
2. градиента концентрации;
3. вязкости растворителя;
4. размера диффундирующих частиц.
Скорость диффузии возрастает при повышении температуры и градиента концентрации и уменьшается при увеличении вязкости растворителя, размера и массы диффундирующих частиц. Поэтому растворы высокомолекулярных соединений (ВМС - белков, полисахаридов и др. ) имеют очень низкий коэффициент диффузии.
Осмос – это односторонняя диффузия растворителя через полупроницаемую мембрану в сторону раствора с большей концентрацией растворённого вещества.
Осмос вызывается осмотическим давлением – силой, отнесённой к единице поверхности мембраны. Осмотическое давление имеется у любого раствора. Оно обусловлено стремлением частиц растворителя путём диффузии распределиться в максимально большем объёме.
Осмотическое давление растворов неэлектролитов пропорционально молярной концентрации (при постоянной температуре) и абсолютной температуре (при постоянной концентрации) раствора:
Росм = RCT,
|
|
|
где: R – универсальная газовая постоянная равная 8, 31 Дж/(моль× К), C – молярная концентрация раствора, T – его абсолютная температура.
Закон Вант-Гоффа: учитывая, что С = n/V, получаем: РосмV = nRT. Для растворов электролитов вводится поправочный коэффициент i, показывающий во сколько раз истинная концентрация растворённых частиц, осмотическое давление, понижение температуры замерзания, повышение температуры кипения, понижение давления насыщенного пара растворителя больше, чем в эквивалентном растворе неэлектролита
Осмоляльность крови в значительной степени зависит от концентрации ионов натрия и хлора, в меньшей степени глюкозы и мочевины. В норме осмоляльность сыворотки крови 275-296 мосмоль/кг Н2О, осмоляльность мочи обусловлена мочевиной, ионами натрия, калия, аммония. Осмоляльность мочи колеблется значительно: от 50 до 1400 мосмоль/кг Н2О. При суточном диурезе около 1, 5 л осмоляльность мочи здорового человека составляет 600-800 мосмоль/кг Н2О.
При патологических состояниях осмоляльность крови может как снижаться, так и повышаться. Гипоосмоляльность характеризует снижение концентрации натрия в крови при передозировке диуретиков, избыточной продукции антидиуретического гормона, при хронической сердечной недостаточности, циррозе печени с асцитом, глюкокортикоидной недостаточности. Гиперосмоляльность связана с гипернатриемией и наблюдается при сахарном диабете, недостаточности калия, гиперкальциемии, при декомпенсированном сахарном диабете (гипергликемической коме), при гиперальдостеронизме, избыточном введении кортикостероидов, при хронической почечной недостаточности наблюдается увеличение концентрации мочевины (каждые 5 ммоль/л мочевины увеличивают осмоляльность крови на 5 мосмоль/кг Н2О), параллельно происходит снижение концентрации натрия в крови, поэтому осмоляльность крови значительно не меняется.
|
|
|
