Кислотно-основні рівноваги в біологічних рідинах.

1. Розчини в життєдіяльності. Ентальпійний та ентропійний фактори розчинення та їх зв’язок з механізмом розчинення.

2. Розчинність газів у рідинах та її залежність від різних факторів. Закон Генрі-Дальтона. Вплив електролітів на розчинність газів. Розчинність газів в крові.

3. Розчинність твердих речовин та рідин. Розподіл речовин між двома рідинами, що не змішуються. Закон розподілу Нернста, його значення у явищі проникності біологічних мембран.

4. Рівновага у розчинах електролітів. Закон розведення Оствальда.

5. Дисоціація води. Іонний добуток води. рН біологічних рідин.

6. Добуток розчинності. Умови утворення та розчинення осадів.

7. Типи протолітичних реакцій. Реакції нейтралізації, гідролізу та іонізації.

8. Гідроліз солей. Ступінь гідролізу, залежність його від концентрації та температури. Константа гідролізу.

9. Основи титриметричного аналізу. Методи кислотно-основного титрування. Кислотно-основні індикатори та принципи їх підбору.

10. Буферні системи та їх класифікація, рН буферних розчинів.

11. Механізм дії буферних систем.

12. Буферна ємність та фактори, від яких вона залежить. Буферні системи крові.

13. Колігативні властивості розбавлених розчинів: зниження температури замерзання, підвищення температури кипіння. Закони Рауля. Кріометрія та ебуліометрія.

14. Колігативна властивість розбавлених розчинів – осмос. Осмотичний тиск. Закон Вант-Гоффа. Плазмоліз та гемоліз.

15. Колігативні властивості розбавлених розчинів електролітів. Ізотонічний коефіцієнт. Гіпо-, гіпер- та ізотонічні розчини в медичній практиці. Роль осмосу в біологічних системах.

Модуль 2.

Рівноваги в біологічних системах на межі поділу фаз.

 

ЗАНЯТТЯ №1.

ТЕМА. Теплові ефекти хімічних реакцій в розчинах.

Направленість процесів.

2. ОБҐРУНТУВАННЯ ТЕМИ. Біоенергетика вивчає перетворення енергії, що відбуваються в організмі. Основним джерелом енергії для організму є хімічна енергія продуктів харчування. Вона витрачається на внутрішні процеси: дихання, кровообіг, метаболізм, секрецію, підтримування сталої температури, а також на виконання зовнішньої роботи. Незважаючи на цілий ряд особливостей енергообміну в організ­мі, теоретичною основою біоенергетики є хімічна термодинаміка з її законами і поняттями. А термохімія, як складова частина термодинамі­ки, дозволяє визначати калорійність продуктів харчування, тобто є важливою для дієтології та лікувального харчування, для вста­новлення норм харчування людей у залежності від їх енерговитрат. Закони і методи термохімії застосовуються для вивчення теплових ефектів біохімічних реакцій.

 

3. МЕТА. Сформувати уявлення про важливість термодинамічного підходу при дослідженні хімічних та біохімічних процесів. Засвоїти основні поняття термохімії. Опанувати методику найпростіших термо­хімічних досліджень та розрахунків.

Студент повинен знати:

- суть І і ІІ законів хімічної термодинаміки;

- закон Гесса та його наслідки;

- значення закону Гесса для прямої та непрямої калориметрії;

- суть понять: ентальпія, внутрішня енергія, ентропія;

- суть поняття "енергія Гіббса", "енергія Гельмгольца";

- термодинамічні критерії самодовільного перебігу хімічних і біохімічних реакцій;

- суть понять "макроергічні зв’язки", "макроергічні сполуки" і їх значення для живих організмів;

- суть понять "екзергонічні та ендергонічні процеси", "енергетичне супряження в живих організмах";

вміти:

- складати термохімічні рівняння екзо- та ендотермічних реакцій;

- розраховувати теплові ефекти реакцій за значеннями стандартних ентальпій утворення та згоряння;

- визначати калорійність харчових продуктів за значеннями калорій­ності білків, жирів, вуглеводів;

- розраховувати величину зміни енергії Гіббса для реакції за значеннями зміни ентальпії та ентропії;

- оцінювати можливість самодовільного перебігу процесів за значеннями зміни енергії Гіббса або зміни ентальпії та ентропії реакції;

оволодіти навичками:

- проведення найпростіших термохімічних визначень та розрахунків.

ОСНОВНІ БАЗОВІ ЗНАННЯ, ВМІННЯ І НАВИЧКИ, НЕОБХІДНІ

ДЛЯ ЗАСВОЄННЯ ТЕМИ.

1) Поняття про теплові ефекти реакцій, ендо- та екзотермічні реакції.

2) Складання рівнянь хімічних реакцій.

3) Суть реакції нейтралізації.

4) Вміння визначати температуру розчинів за допомогою термометра.

(Матеріал шкільного курсу з хімії)

ГРАФ ЛОГІЧНОЇ СТРУКТУРИ.

 

Хімічна термодинаміка

Предмет і основні І закон термодинаміки ІІ закон поняття термодинаміки

Термохімія

Енергія Гіббса

Закон Гесса та Пряма і непряма його наслідки калориметрія

Критерії направленості при визначенні самодовільних процесів калорійності

продуктів харчування

Особливості термодинаміки Термохімічні

живого організму як відкритої рівняння

системи Розрахунок калорійності

продуктів харчування

 

Визначення теплового ефекту реакції нейтралізації та

складання термохімічного рівняння цієї реакції.