Тема: Коллигативные свойства растворов неэлектролитов и электролитов

Цель темы: Овладение навыками решения типовых задач на определение свойств растворов в зависимости от их концентрации и освоение криоскопические, эбуллиоскопические и осмотические методы для определения молярной массы растворенного вещества.

Исходный уровень. Студент должен знать:

Основные учебно-целевые вопросы:

1. Вода как универсальный биологический растворитель.

2. Коллигативные свойства растворов (определение, виды).

2.1. Диффузия. Осмос. Осмотическое давление.

2.2. Гипо–, гипер– и изотонические растворы, их значение для медицины.

2.3.Закон Вант-Гоффа (формулировка), уравнение для неэлектролитов и электролитов.

2.4. Изотонический коэффициент Вант-Гоффа, его связь со степенью диссоциации.

2.5.Осмолярная и осмоляльная концентрация в практической медицине.

2.6. Биологическое значение осмоса: изоосмия, гемолиз, плазмолиз, тургор, онкотическое и осмотическое давление крови.

2.7. Закон Рауля и его следствия: понижение и повышение температуры (криометрия и эбулиометрия).

Практическая часть

Ситуационные задачи

Задачи на закон Вант-Гоффа и Рауля

Задача №1. Применение соединений цинка в медицине основано на том, что цинк дает соединения с белками – альбуминаты растворимые и нерастворимые, последние обычно образуют пленку на тканевой поверхности и оказывают подсушивающее действие, что способствуют заживлению тканей, а растворимые оказывают действие от слабовяжущего до резко прижигающего. Осмотическое давление 0,1 М. ZnSO₄ при 0°С равно Па.Определить кажущуюся степень диссоциации соли в данном растворе.

Ответ..

Задача №2. Определить концентрацию раствора глюкозы, если раствор этого вещества при 18°С изотоничен с раствором, содержащим 0,5 моль/л хлорида кальция. Кажущаяся степень диссоциации СаCI₂ в растворе при указанной температуре составляет 65,4%.

Ответ.моль/л.

Задача №3. В медицине раствор формальдегида применяется для консервации анатомических и биологических препаратов и не может быть назначен внутрь, т.к. является протоплазматическим ядом. Определить температуру кипения раствора, содержащего 6 г формальдегида в 100 г воды.град∙кг/моль.

Ответ.

Задача №4.По фармакологическим свойствам этиловый спирт относится к веществам наркотического действия. Воздействуя на кору головного мозга, он вызывает характерное алкогольное возбуждение, в больших дозах – ослабление возбудительных процессов коры и угнетение деятельности дыхательного центра. При какой примерно температуре будет замерзать 40 % водный раствор .

Ответ. Раствор начнет замерзать примерно при .

Контрольные задачи

1. В каком из растворов хлорида натрия: 2%, 0,86%, 0,2% жизнедеятельность эритроцитов не будет нарушена и почему? , T=37^оС. Плотность растворов и степень диссоциации NaCI считать равными единице.

2. Изотоничны ли растворы мочевины и уксусной кислоты с массовой долей 0,6%, если степень диссоциации уксусной кислоты равна 0,01, ρ =1 г/мл?

3. Магния сульфат //в медицинской практике применяют как слабительное, желчегонное и успокаивающее действие на ЦНС. При концентрации препарата в крови 9-10 мг% наступает снотворный эффект, а при 15-18 мг% – наркотическое состояние. Большие концентрации могут вызвать угнетение дыхания. Определите осмотическое давление раствора сульфата магния концентрации 0,005 моль/л при 18^оС, если кажущаяся степень диссоциации этой соли равна 66%.

4. Никотинамид (пиридин-3-карбоновой кислоты) в медицинской практике применяют как специфическое противоаллергическое средство. Осмотическое давление крови при 37^оС равно 7.7 атм. Будет ли изотоничен крови 2% раствор никотинамида /(витамин РР), ρ=1,03 г/мл?

5. Общая осмотическая концентрация в плазме крови в норме составляет 0,3 моль/л. Вычислите осмотическое давление плазмы крови при T=25^oC.

6. Осмотическое давление раствора, содержащего 0,2 г белка в 10 мл, при 25^оС равно 10^-3 атм. Определить молярную массу белка.

7. Рассчитайте осмотическое давление 20%-ного водного раствора глюкозы (ρ = 1,08 г/мл) при 310 К, применяемого для внутривенного введения, например, при отеке легкого. Каким будет этот раствор (гипо-, гипер-, изотоническим) по отношению к крови, если учесть, что π крови равно 740-780 кПа?

8. Чему равно осмотическое давление раствора при 20^оС, в 100 мл которого содержится 6,33 г красящего вещества крови – гематина (Mr (С₃₄Н₃₃N₄O₅Fe=633 г/моль))?.

9. Что произойдет с эритроцитами крови, если их поместить в 3 моль/л раствор глюкозы? , при T=37^оС.

10. Что произойдет с эритроцитами при 310 К в 2%-ном растворе глюкозы (ρ=1,006 г/мл)

11. В каком из двух растворов глюкозы отклонение от закона Рауля будет больше: с С=0,1М или С=0,2М? Дайте пояснения.

12. В каком случае отклонение от закона Рауля будет больше: в растворе уксусной кислоты с моляльной концентрацией 0,05 моль/кг или в соляной кислоте с такой же моляльной концентрацией? Дайте пояснения.

13. Вычислите температуру кипения и температуру замерзания 4,6% раствора глицерина в воде.

14. Вычислите температуру кипения и температуру замерзания водного раствора сахарозы с массовой долей 2%.

15. Давление пара чистого ацетона при 20°С 23940 Па. Давление пара раствора камфоры в ацетоне, содержащего 5 г камфоры на 200 г ацетона при той же температуре, равно 23 710 Па. Определить молекулярную массу камфоры, растворенной в ацетоне.

16. Определите эбулиоскопическую постоянную ацетона, если раствор, содержащий 4,6 г глицерина // в 200 г ацетона //, кипит при температуре 56,43^оС. Ткип() =56^оС.

17. Температура замерзания сыворотки крови равна -0,56^оС. Рассчитайте моляльную концентрацию солей в крови, условно считая все соли бинарными и полностью распадающимися на ионы по схеме: . Наличие в сыворотке неэлектролитов во внимание не принимать.К∙кг/моль.