Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь FAQ Написать работу КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Растворимость газов, жидкостей и твердых веществ в водеСодержание книги
Похожие статьи вашей тематики
Поиск на нашем сайте
Растворимость (S) — это способность вещества растворяться в данном растворителе. Она равна содержанию растворенного вещества в его насыщенном растворе при данной температуре. Растворимость зависит от природы веществ и термодинамических параметров системы. Влияние природы веществ на растворимость описывается правилом: «Подобное растворяется в подобном». Другими словами, полярные вещества хорошо растворяются в полярных растворителях, а неполярные — в неполярных. Например: поваренная соль NaCl хорошо растворима в воде и плохо в бензоле; I2 хорошо растворим в бензоле и плохо в воде. Растворение газов в воде можно представить схемой: А(газ) + Н2О А(раствор), DрН<О В соответствии с принципом Ле Шателье при повышении температуры равновесие смещается влево, т.е. растворимость уменьшается, а при понижении температуры — вправо, растворимость увеличивается (таблица 3).
Таблица 3 — Растворимость газов (л/1л Н2О) при р = 1 атм.
В соответствии с принципом Ле Шателье при увеличении давления равновесие смещается вправо, т.е. растворимость газов растет. Количественная зависимость растворимости газа от давления описывается уравнением Генри (1803 г.): S = k·p, где k — константа Генри, p — давление газа над раствором. Закон Генри позволяет вскрыть причины возникновения кессонной болезни. Она возникает у водолазов, летчиков и представителей других профессий, которые по роду деятельности быстро переходят из среды с высоким давлением в среду с низким давлением. В период пребывания человека в среде с высоким давлением его кровь и ткани насыщаются азотом (N2) и частично углекислым газом (СО2). Накопления кислорода не происходит, так как он расходуется на физиологические процессы в организме. При быстром переходе человека в среду с низким давлением происходит выделение избыточных количеств растворенных газов, которые не успевают диффундировать через легкие и образуют газовые пробки в тканях и кровеносных сосудах. Это приводит к закупорке и разрыву кровеносных капилляров, накоплению пузырьков газа в подкожной жировой клетчатке, в суставах, в костном мозге. Симптомами кессонной болезни являются головокружение, зуд, мышечные и загрудинные боли, нарушение дыхания, паралич и смерть. На растворимость газов влияет присутствие электролитов в растворе. Эта зависимость описывается уравнением Сеченова (1859 г.): S = So·e-kc где S и So — растворимость газа в растворе электролита и чистой воде, с — концентрация электролита, k — константа Сеченова. Из уравнения Сеченова следует, что чем выше концентрация электролита в растворе, тем ниже растворимость газов. Вот почему растворимость газов в воде больше, чем в плазме (таблица 4).
Таблица 4 — Растворимость газов в чистой воде и плазме крови при 38ºС
Растворение жидкости в воде можно представить схемой: А (ж) + Н2О А (раствор) Основной стадией растворения жидкости в жидкости является диффузия, скорость которой возрастает с увеличением температуры. Соответственно, взаимная растворимость жидкостей усиливается с ростом температуры. Различают три типа жидкостей: а) неограниченно растворимые друг в друге: Н2SO4 / Н2О, С2Н5ОН / Н2О; б) ограниченно растворимые: С6Н6 / Н2О в) абсолютно нерастворимые: Hg / H2O. Если в систему из двух несмешивающихся жидкостей добавить третий компонент, то отношение его концентраций в каждой жидкости есть величина постоянная при данной температуре (закон распределения Нернста-Шилова) (рисунок 6). Рисунок 6 — Закон распределения Нернста-Шилова Закон Нернста-Шилова – теоретическая основа экстракции, одного из способов разделения смесей.
Растворение твердых веществ в воде описывается схемой: А (к) + Н2О А (раствор), Dр Н > О Если растворяется труднорастворимый электролит (соль, основание или кислота), то гетерогенное равновесие между твердым веществом и его ионами в насыщенном растворе можно представить схемой: AnBm (к) nAm+(aq) + mBn- (aq). Данное равновесие характеризуется при помощи константы растворимости Ks, являющейся константой гетерогенного равновесия: Ks = [A+]n · [B-]m Для бинарных электролитов n = m = 1, следовательно Ks = [A+] · [B-]. Соответственно S2 =Кs, и S = Например, при растворении труднорастворимой соли BaSO4 в воде устанавливается гетерогенное равновесие между кристаллами вещества и его ионами в насыщенном растворе: BaSO4 (к) Ba2+(aq) + SO42-(aq) Согласно закону действующих масс, KS = [Ba 2+] [SO42-] = 1,1·10-10. Отсюда S = . Чем меньше Ks, тем ниже растворимость вещества и легче формируется осадок труднорастворимого электролита. Условие образования осадка труднорастворимого электролита можно сформулировать следующим образом: осадок выпадает из насыщенных и пересыщенных растворов. В насыщенном растворе [A+]·[B-] = Ks, а в пересыщенном растворе [A+]·[B-] > Ks Одним из наиболее важных гетерогенных процессов in vivo является образование костной ткани. Основным минеральным компонентом костной ткани является кальций гидроксофосфат (гидроксоаппатит) Са5(РО4)3ОН. Процесс формирование костной ткани можно представить следующим образом. В крови при рН = 7,4 в приблизительно равных количествах находятся анионы НРО42– и Н2РО4–, а также катионы Са2+. После сравнения констант растворимости CаНРО4 (КS = 2,7∙10–7) и Cа(Н2РО4)2 (КS = 1∙10–3), становится очевидным, что менее растворимой является соль СаНРО4. Вследствие этого, именно СаНРО4 образуется на первой стадии формирования костной ткани: Са 2+ + НРО42– СаНРО4. Дальнейшее формирование гидроксоаппатита протекает в соответствии с уравнениями: 3 СаНРО4 + Са2+ + 2 ОН– Са4Н(РО4)3 + 2 Н2О, Са4Н(РО4)3 + Са2+ + 2 ОН– Са5(РО4)3ОН + Н2О. Константа растворимости гидроксоаппатита очень мала (КS = 10-58), что свидетельствует о высокой устойчивости костной ткани. При избытке ионов Са2+ в крови равновесие сдвигается вправо, что приводит к обызвествлению костей. При недостатке Са2+ равновесие сдвигается влево; происходит разрушение костной ткани. У детей это приводит к рахиту, у взрослых развивается остеопороз. При недостатке кальция в костной ткани его место могут занять ближайшие электронные аналоги: бериллий и стронций. Их накопление вызывает соответственно бериллиевый и стронциевый рахит (повышенная ломкость и хрупкость костей). При инкорпорации радиоизотопа Sr-90 в костную ткань происходит облучение костного мозга, что может привести к лейкозу и другим онкологическим заболеваниям. Кальций блокирует накопление организмом радиоактивного стронция.
Лекция 5
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||
Последнее изменение этой страницы: 2016-06-23; просмотров: 1717; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.135.201.101 (0.007 с.) |