- •III. Строение вещества
- •3.1 Свободная энергия Гиббса
- •3.3 Основы биоэнергетики
- •I. Химия и медицина
- •5.2 Термодинамика растворения.
- •Скорость растворения равна скорости кристаллизации. Растворы:
- •5.3 Растворимость газов, жидкостей и твердых веществ в воде.
- •Математическое выражение закона Нернста-Шилова
- •Условия образования осадка труднорастворимых электролитов
- •5.4 Коллигативные свойства растворов
- •Математическое описание эбулиоскопического закона
- •Применение гипертонических растворов в медицине
- •6.1 Теория электролитической диссоциации с. Аррениуса
- •6.2 Теории слабых и сильных электролитов
- •6.3 Электропроводность растворов электролитов
- •6.4 Роль электролитов в жизнедеятельности организма
- •7.1. Кислотность водных растворов и биологических жидкостей.
- •7.2 Буферные растворы.
- •Механизм буферного действия:
- •7.3 Буферные системы крови.
- •VII. Овр. Элементы термодинамики
- •IX. Физико-химия дисперстных систем и растворов вмс
- •16.1 Дисперсные системы и их классификация.
- •16.2 Получение и очистка коллоидных растворов.
- •Методы очистки золей: диализ, электродиализ, ультрафильтрация.
- •16.3 Строение мицеллы лиофобных золей.
- •16.5 Устойчивость коллоидных растворов. Коагуляция.
- •17.1 Общая характеристика вмс
- •17.2 Набухание и растворение вмс
- •VIII. Физико-химия поверхностных явлений
- •15.1 Поверхностная энергия и поверхностное натяжение
- •15.2 Адсорбция и ее виды
- •15.3 Адсорбция на границе жидкость-газ
- •15.4 Адсорбция на твердых адсорбентах
- •15.5 Хроматография
- •V. Химическая кинетика
- •9.1 Понятие о скорости и механизме химических реакций.
- •9.2 Кинетические уравнения простых и сложных реакций.
- •9.3 Влияние температуры на скорость химических реакций
- •10.1 Катализ и катализаторы
- •10.2 Кинетика ферментативных реакций.
- •Кинетическое уравнение реакции 1-го порядка
- •IV. Элементы химической термодинамики и биоэнергетики
- •1.1 Основные понятия химической термодинамики
- •1.2 Первый закон термодинамики
- •1.3 Термохимия
- •2.1 Понятие о самопроизвольных и несамопроизвольных процессах. Термодинамическое равновесие.
- •2.2 Второй закон термодинамики.
- •2.3 Термодинамическое и статистическое толкование энтропии. Применимость второго закона к биосистемам.
- •4.1 Химическое равновесие, его кинетическое и термодинамическое описание.
- •4.2. Смещение химического равновесия (принцип Ле Шателье).
- •4.3. Равновесие в биосредах.
- •Химия s-элементов
- •Химия р-элементов
- •Химия d-элементов
- •Триада железа
VIII. Физико-химия поверхностных явлений
Поверхностные явления. Адсорбция
Тончайший мономолекулярный слой, расположенный на границе раздела двух фаз, накапливает огромный запас свободной поверхностной энергией (Gs).
Поверхностное натяжение, адсорбция, адгезия и другие процессы, протекающие на границе раздела двух фаз, называются поверхностными явлениями. Они осуществляются самопроизвольно за счет свободной поверхностной энергии.
Поверхностные явления играют важную роль в осуществлении процессов: дыхания, пищеварения, экскреции. Эти явления протекают in vivo на огромной площади поверхностей раздела: поверхность кожи – 1,5 м2 , эритроцитов – 3000 м2 , альвеол – 1000 м2
15.1 Поверхностная энергия и поверхностное натяжение
Энергетическое состояние молекул вещества в межфазном поверхностном слое и в глубине фазы различно. Рассмотрим состояние молекул в однокомпонентной двухфазной системе: вода – водяной пар. На молекулу воды, находящуюся в глубине фазы, действуют силы межмолекулярного взаимодейст-вия (f1), причем их равнодействующая равна нулю вследствие симметрии силового поля.
Межмолекулярные силы, действующие на молекулу в глубине фазы, скомпенсированы ∑f1= 0
Молекула на границе раздела фаз в большей степени испытывает действие межмолекулярных сил со стороны жидкой фазы (f1), чем со стороны газообразной (f2). Результирующий вектор силы (f3) направлен внутрь жидкости.
Эта сила создает внутреннее (межмолекулярное) давление жидкости, которое для воды составляет 14 000 атм/см2. Межмолекулярное давление - это причина того, что жидкости практически несжимаемы. Межмолекулярные силы, действующие на молекулу, находящуюся на межфазной поверхности, нескомпенсированы
Вследствие нескомпенсированности сил межмолекулярного взаимодействия, поверхностный слой имеет избыточную свободную энергию (по сравнению с объемом жидкости):
Gs = σ× S
где S – площадь поверхности раздела фаз, м2
σ – коэффициент пропорциональности, называемый поверхностным натяжением.
Поверхностное натяжение – это поверхностная энергия единицы площади поверхности раздела фаз.
На поверхностное натяжение жидкостей влияет:
а) температура,
б) полярность среды.
С увеличением температуры поверхностное натяжение жидкостей уменьшается, т.к. разрывается часть связей межмолекулярного взаимодействия. Чем выше полярность жидкости, тем больше ее поверхностное натяжение, т.к. с увеличением полярности возрастают силы межмолекулярного взаимодействия.
Поверхностное натяжение – важная характеристика биологических жидкостей.
В норме σ крови равно 45,4×10-3 н/м.
Измерение поверхностного натяжения крови - важный диагностический тест. Изменения σ сыворотки крови свидетельствует о наличии онкологических заболеваний, анафилактическом шоке и других заболеваниях. Кроме того, поверхностное натяжение уменьшается с возрастом. Наиболее принятым методом определения поверхностного натяжения является сталогмометрический метод.
Согласно второму закону термодинамики Gs → min. Это стремление реализуется:
а) за счет уменьшения площади поверхности (слияние капель, стремление жидкости принять форму шара);
б) за счет адсорбции, т.к. при адсорбции уменьшается по-верхностное натяже-ние жидкостей.