Осмостық және онкотикалық қысым.Осмостық қысым заңдары

МАРАТ ОСПАНОВ  АТЫНДАҒЫ БАТЫС ҚАЗАҚСТАН

МЕМЛЕКЕТТІК МЕДИЦИНА УНИВЕРСИТЕТІ

 

 

СТУДЕНТТІҢ  ӨЗІНДІК ЖҰМЫСЫ

 

Мамандығы:__________________________

Пән:__________________________________

Кафедра:______________________________

Курс:______

Топ:________

Тақырыбы:________________________________________________

Орындау түрі:___________________________

 

 

                                          Орындаған:______________________

                                                                   Тексерген:___________

                                                                   Бағасы:_________

 

 

 

 

 

 

 

                          

 

 

Ақтөбе 2013

ЖОСПАР

 

І     КІРІСПЕ

       Жалпы ерітінділер туралы түсінік

ІІ    НЕГІЗГІ  БӨЛІМ

       1)Электролит ерітінділерінің коллигативтік қасиеттерінің ерекшеліктері

       2)Осмостық және онкотикалық қысым.Осмостық қысым заңдары

       3)Плазмолиз және гемолиз

ІІІ  ҚОРЫТЫНДЫ 

      ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

Кіріспе

 

    Ерітінді –– бір заттың екінші бір заттық ортада біркелкі таралуы аркылы әзірленген біртектес жүйелер; кем дегенде екі компоненттерден, бірі еріткіш, екіншісі еритін зат болатын айнымалы құрамның химиялық тепе-теңдiк күйі болатын жүйе.

    Электрохимия — химиялық процестер мен электрлік құбылыстар арасындағы байланысты зерттейтін физикалық химияның бір тарауы. Сондай-ақ бұл тарауда еріген және балқыған электролиттердің де касиеттері қарастырылады.

    Электролит ерітінділер деп қозғалыстағы иондардық көмегімен электрлік ток өткізетін ерітінділерді айтады. Сол сияқты электрохимия құрамына электролиз процестері мен оларға кері жүретін гальваникалық элементтердегі процестер де енеді. Мұндағы бірінші және екінші процестерде электролиттер ерітінділері (балқыма) мен көбіне металл пластинкасынан (жолақша) жасалған электродтардан тұрады. Әдетте, ерітінділердің немесе ерітінді мен электродтардық шекаралары белгілі бір себептермен электрлік зарядталған болып келеді. Сондықтан да электрохимияға австралия ғалымы Дж. Бокрис берген “электрохимия зарядталған беттер мен электролиттердің қасиеттерін зерттейді” деген ғылыми анықтаманы еске түсірген артық болмас.

    Электролит ерітінділері. Еріген кезде еріткішпен әрекеттесш, ионд арға диссоциацияланып, ерітіндіге ток өткізгіштік кабілет беретін заттарды электролиттер дейді. Кейде электролиттер ионогенді және ионоферлі болып екіге бөлінеді. Ионогенді электролит-тер таза күйінде диссоциацияланбаған молекулалардан тұрады. Бүл тектес электролиттерге сірке қышқылы, тұз қышқылы және тағы басқалар мысал болады. Ал, ионоферлі электролиттерге ешбір еріткіште ерімесе де, таза қалпында-ақ өз құрамында диссо-циацияланған иондары бар қосылыстар жатады. Бұл топқа көпте-ген тұздар мысал болады. Егер электролит толық диссоциацияланса және осы кездегі әрбір молекула v иондарға ыдыраса, онда ерітіндідегі иондар саны  Nv  болады , мұндағы N — электролит молекуласының саны. Егер де барлық молекула диссоциацияланбастан, оның а бөлігі ғана ыдыраса, онда ерітіндідегі бөлшектер саны N электролитіндегіден і есе аз болады, мұндағы і — изотоникалық коэффициент, кейде оны Вант-Гофф коэффициенті де дейді.

і=1 + а(v-1) (95)

    Мұндағы а — диссоциациялану  дәрежесі, кейде оны иондану дәрежесі десе, енді бірде диссоциациялану коэффициенті дейді. Диссоциациялану дәрежесі иондарға ыдыраған молекулалардың электролиттегі барлық молекулаларға қатынасымен анықталады.

 

2

Негізгі бөлім

 

    Электролиттер диссоциациялану қабілетіне орай шартты екі топқа бөлінеді: әлсіз және күшті электролиттер.

Әлсіз электролиттер. Көптеген косылыстарды еріткенде олардың молекулалары түгелдей диссоциацияланбайды, яғни иондарға ыдырамайды. Оларға органикалык қышқылдардың басым көпшілігін, фенолды, аммиакты және аминдерді, көмір қышқылын, сынап тузы сияқты кейбір тұздарды, тағы басқаларды жаткызуға болады. Әдетте электролиттердің күшін диссоциациялану дәреже-сі (а) арқылы сипаттайды. Берілген электролиттің диссоциация-лану дәрежесі а<0,3 болса, ол әлсіз, ал а>0,3 болса күшті элект-ролит делінеді.

Егер берілген қышқылдың бір  молі V литр еріткіште ерітілсе,оны У= 1: С  ерітіндіні сұйылту дейді және Сқ₊ =СA- =а,/V, ал

С_АК=(1-а) :V.

Бұл өрнекті Оствальдтың сұйылту заңы (1888) дейді.

    Күшті электролиттер. Қөптеген заттар ерігенде молекуласының басым көпшілігі иондарға ыдырайды, яғни диссоциацияланады. Олардың қатарына күшті қышкылдар мен күшті негіздер және біраз тұздар жатады. Күшті электролиттердің ерітінділерінде Оствальдтың сұйылту заңынан едәуір ауытқушылық байқалады. Әуелде бүл құбылыс аномальді деп есептелді.        

    Әйтсе де, мұны  нақтылы тәжірибелер арқылы зерттеу, күшті электролиттердің толық диссоциацияланатынын көрсетті. Аса жоғары емес, шамамен орташа не одан да төменгі концентрациядағы электролит ерітінді-лерде тек ион түрінде болады. Демек, күшті электролит ерітіндіде-гі иондар концентрациясы осындай әлсіз электролитпен салыстыр-ғанда біраз жоғары болады және дәл осының салдарынан иондардың ара қашықтығы жақындай түседі де иондардың өзара әрекеттесуі, әсерлесуі күшейеді. Мұндағы көптеген жайларға электролиттердің ток өткізгіштігін талдау кезінде қайта ораламыз.

   Активтілік. Электролит ерітінділерін термодинамикалық тұр-ғыдан сипаттап, өрнектегенде, ғылымға 1908 жылы Г. Льюис енгізген активтілік әдісі кең қолданылады. Иондар арасындағы электр статистикалық әрекеттесу нәтижесінде иондардың өзара байланысуы пайда болады, мысалы олардың қозғалуы баяулайды және әлсіз электролиттердегі диссоциациялану дәрежесінің азая-тыны сияқты ерітінділердің де кейбір қасиеттері өзгереді. Сондық-тан концентрация орнына активтілік қолданылады, кейде оны көзге көрініп, өлшеуге келе бермейтін немесе әсерлі концентрация ^деп те айтады. Термодинамикадағы концентрацияны активтілік-пен алмастыру арқылы идеал системаларға арналған теңдеулерді кәдімгі ерітінділерге қолдануға болады.

    

3

    Концентрация мен активтілік а=ү-С теңдеу арқылы байланы-сады. Мұндағы: а — активтілік, ү — активтілік коэффициенті. Ак-тивтілік коэффициенті концентрацияға тәуелді шама және оның мәні көптеген электролит ерітінділері үшін анықтамалықтарда келтіріледі. Сондай-ақ, активтілік коэффициентін берілген элек-^ролит ерітіндісінің концентрациясы мен енді осы концентрация-иағы сол электролит ерітіндісін идеал жағдайда деп есептегендегі концентрация айырмашылығына теңеуге болады.    

    Электролит ерітінділерін шексіз сұйылтқан кезде, ондағы ионаралық өзара әрекеттесу, әсерлесу әлсірегендіктен, ерітінді активтілігі концентрацияға жақындайды, ал активтілік коэффициенті 1-ге ұмтылады_г яғни ерітіндіні сұйылтқан сайын С–0, а-С және ү-1.

Буферлік  ерітінділер дегеніміз – сұйылтқанда немесе қышқылдың не сілтінің аз мөлшерін құйғанда рН-ты  сақтайтын қабілеті бар ерітінділер.

Оларға жататындар: 

А)Әлсіз қышқыл және әлсіз қышқыл мен күшті негізінің  тұзының ерітіндісінен тұратын  СН₃СООН + СН₃СООNa –қышқылдық буфер.

Б) Әлсіз негіз  және әлсіз негізбен күшті қышқылдың тұзының ерітіндісі NH₄OH +NH₄CL – сілтілік буфер.

В) Екі қышқыл тұздарының ерітіндісі Na₂HPO₄ +NaH₂PO₄- қышқылдық буфер.

Буфер ерітіндісінің  көмегімен белгілі бір деңдейде ұстап тұру механизмі былай  түсіндіріледі.

СН₃СООН  және  СН₃СООNa-ацетат буфері.(рК=4,76)

СН₃СООН = СН₃СОО^- + Н⁺

СН₃СООNa =СН₃СОО^- +Na ⁺

Тұздардың  толық  диссоциациялану нәтижесінде СН₃СОО^- анионы мөлшері көбейді,ол анион әлсіз қышқылдың диссоциацияны тежейді. 

Егер осындай  ерітіндіге күшті  қышқылды  қоссақ ,онда сутек иондары аниондармен қосылып , диссоциацияланбаған СН₃СООН  молекулалары түзіледі және реакция ортасы өзгермейді.        

 Молекулалық түрдегі теңдеу :

СН₃СООNa + НСІ          СН₃СООН +NaCL

 

Толық  иондық теңдеу:

СН₃СОО^- + Na⁺ + CL^-          СН₃СООН + Na⁺ + CL^-         

 

Қысқартылған  иондық теңдеу:  

 СН₃СОО^- + Н⁺            СН₃СООН

 

 

4

    Егер осындай  ерітіндідегі  күшті негіз қоссақ , онда гидроксил ионы сутек иондарымен әректтесіп, сутек иондарының мөлшері  ерітіндіде азаяды. Аз мөлшерде судың  пайда болуы реакция ортасына әсер етпейді. Сутек ионының орнын  СН₃СООН диссоциациялануы толтырады. Тепе-теңдік оңға қарай ығысады .

Реакцияның  молекулалық түрдегі теңдеуі:

СН₃СООН +  NaОН            СН₃СООNa +Н₂О

 
 

Иондық теңдеуі:

СН₃СООН +  Na⁺+ ОН ^-           СН₃СОО^- + Na ⁺ +Н₂О

 

СН₃СООН + ОН ^-                  СН₃СОО^- +Н₂О

 

Аммиакты буфер:           (К₀=1.87* 10^-5)                                        

 (pK₀=4.75)                                      

NH₄OH=NH₄⁺+ OH^-                                                              

NH₄CL=NH₄⁺+ CL^-

Күшті қышқылды қосқанда:

NH₄OH + НСІ           NH₄CL + Н₂О

 

Иондық теңдеуі:

NH₄OH + Н⁺+СІ ^-           NH₄CL + Н₂О +СІ^-

 

СН₃СООН + ОН ^-                  СН₃СОО^- +Н₂О

 

Буферге қосылған  сілті  тұзбен    әрекеттесіп, нәтижесінде әлсіз негіз түзіледі және қоспаның рН-ы өзгермейді.

NH₄ ⁺ +OH^- + Na⁺+СІ ^-           NH₄OH + Na⁺ +СІ^-

 

NH₄ ⁺ +OH^-               NH₄OH

 

Гендерсон-Гассельбах теңдеуі.

Диссоциациялану  реакциясының тепе-теңдік константасын диссоциациялану теңдеуі үшін : 

 

К(СН₃СООН)=   C_H+C _СН3СОО-

5 
             

                 C _{СН3СООН}

Қышқылдық буфердің рН-ын Гендерсон-Гассельбах теңдеуімен есептеуге болады.                        

рН=-lgC_H+  = -lgK_k –lg C_қышқыл    =p K_k–lg C_қышқыл   

 
                 

                      С_тұз                              С_тұз

Cілтілік буфер  үшін (аммиак буфері):

С_ОН^-   =  K _негіз    C _негіз     және рОН=pK _негіз    –lg C _негіз      

 
                                      

 С_тұз                                   С_тұз

pH= 14- pK _негіз    + lg    C _негіз      

 

 

 

Физиологиялық ерітінділер және қан алмастырғыштардың  осмостық қысымы, иондық күші рН-ы қан плазмасындай болу керек.(рН  7,36) 

 

    Осмос. Осмос – еріткіш молекулаларын өткізіп, еріген затты өткізбейтін жартылай өткізгіш қабық (осмометр) арқылы еріткіштің қозғалысы. Осмостың классикалық үлгісі төмендегі суретте осмометрдің қант ерітіндісін таза судан бөлуі ретінде көрсетілген. Ерітіндідегі су концентрациясы таза суға қарағанда төмен.

    Таза еріткіш жағынан алғанда мембрана арқылы су молекуласының диффузиясы ерітіндідегі су концентрациясын мембрананың екі жағынан да теңестіруге тырысуда. Алайда концентрацияларда өзгешелік бар кезде мембрана екі жағынан да осмостық қысымға түседі. Сыртқы ыдыстағы еріткіш  пен осмометрдегі ерітінді арасында тепе-теңдік күй орнайды. Мұндай тепе-теңдікке сәйкес келетін қысымды осмостық қысымы деп аталады.

     Осмос қысымы – осмосты тоқтату үшін ерітіндіге түсірілетін қысым.  Сонымен осмос қысымы деп ерітіндіні еріткішпен тепе-теңдік күйде ұстап тұру үшін осмометр ішіндегі ерітіндіге түсірілетін қысым.

 

 

 

 

 

Осмостың классикалық үлгісі :

 

 

6

 
 
                       Сурет 1 (қант ерітіндісі, су, жартылай өткізгіш қабық)

 

     

 

    Жартылай өткізгіш  қабат  болмаған жағдайдың  өзінде  осмос қысымы туралы  айтылады.Бұндай жағдайда ерітіндінің   еріткіштің қосымша көлемін   өзіне «сіңіріп» алуын меңзейді.Ерітінді  концентрациясы жоғарылаған сайын  оның осмос қысымы да арта  түседі.

     Біздің ағымыздағы  жасушалардың қабырғаларының өзі  мембрана болғандықтан,осмостың  физиологиялық үдерістердегі маңызы  зор. Тірі табиғатта  үнемі  жасушаға және жасушадан судың  осмостық қозғалысы жүріп тұрады.

    Егер жасушаның өз ішіндегі қысымға өзі түскен ерітіндінің осмостық қысымы сәйкес келетін болса,онда жасуша құрамындағы сұйықтықтың көлемі өзгермейді,бірақ су екі бағытта да тең дәрежеде өтеді.Бұндай ерітіндіні изотоникалық деп аталады.

    Адам қанының осмос қысымы NaCl ертіндісінің 0,9% -на тең.Егер қан жасушалары осмос қысымы өз қысымынан тқмен ерітіндіге түссе,су жасушаға оны ісіндіріп, жарып жіберетіндей дәрежеде кіреді. Сондықтан да адамға сұйықтық құйған кезде  (мысалы, көп қан кеткенде), изотоникалық  ерітіндіні пайдалану керек.

   

    Бір затта екінші  зат ерігенде  еріткіштің де, еріген  заттың да қасиеті өзгереді. Еріткіштің  қасиеті өзгеруден  туатын  жаңа қасиеттер барлық ерітінділерге   ортақ қасиетке айналады.Мұндай  қасиеттерге: осмос, ерітінділер  буының қысымы, ерітінділердің қату және қайнау температуралары жатады.