Способы выражения состава раствора

Способ выражения состава раствора	Единица измерения	Определение	Формула	Примеры	Примечание
Массовая доля растворенного вещества	Безразмерная величина	Масса растворенного вещества, содержащаяся в 100г раствора
Молярная концентрация	моль/л	Количество растворенного вещества, содержащееся в 1 л раствора
Молярная концентрация эквивалента (Нормальность)	моль экв/л	Количество эквивалента растворенного вещества, содержащееся в 1 л раствора
Моляльность раствора	моль/кг	Количество растворенного вещества, приходящееся на 1кг растворителя
Мольная доля растворенного вещества	Безразмерная величина	Количество растворенного вещества, приходящееся на общее количество веществ в растворе
Массовая концентрация растворенного вещества (Титр)	г/мл	Масса растворенного вещества, содержащаяся в единице объема раствора

 

 

Значение растворов в жизнедеятельности организмов.

Многие химические процессы протекают лишь при условии, что участвующие в них вещества находятся в растворенном состоянии.

Учение о растворах представляет для медиков особый интерес потому, что важнейшие биологические жидкости — кровь, лимфа, моча, слюна, пот являются растворами солей, белков, углеводов, липидов в воде. Усвоение пищи связано с переходом питательных веществ в растворенное состояние. Биохимические реакции в живых организмах протекают в растворах.

Биожидкости участвуют в транспорте питательных веществ (жиров, аминокислот, кислорода), лекарственных препаратов к органам и тканям, а также в выведении из организма метаболитов (мочевины, билирубина, углекислого газа и т. д.). Плазма крови является средой для клеток — лимфоцитов, эритроцитов, тромбоцитов. В жидких средах организма поддерживается постоянство кислотности, концентрации солей и органических веществ. Такое постоянство называется концентрационным гомеостазом.

Вода как растворитель.

Самым распространенным растворителем на нашей планете является вода. Тело среднего человека массой 70 кг содержит примерно 40 кг воды. У животных и растительных организмов вода составляет обычно более 50 %, а в ряде случаев содержание воды достигает 90—95%.

Вследствие своих аномальных свойств вода — уникальный растворитель, прекрасно приспособленный для жизнедеятельности.

Прежде всего, вода хорошо растворяет ионные и многие полярные соединения. Такое свойство воды связано в значительной мере с ее высокой диэлектрической проницаемостью (ε = 78,5). Поскольку силы притяжения между ионами, согласно закону Кулона, меняются обратно пропорционально величине ε, притяжение между ионами уменьшается примерно в восемьдесят раз при растворении ионных соединений в воде. В результате многие ионные соединения диссоциируют и отличаются высокой растворимостью в воде.

Другой многочисленный класс веществ, хорошо растворимых в воде, включает такие полярные органические соединения, как сахара, альдегиды, кетоны, спирты. Их растворимость в воде объясняется склонностью молекул воды к образованию полярных связей с полярными функциональными группами этих веществ, например, с гидроксильными группами спиртов и сахаров или с атомом кислорода карбонильной группы альдегидов и кетонов. Вследствие высокой полярности вода вызывает гидролиз веществ.

Так как вода составляет основную часть внутренней среды организма, то она обеспечивает процессы всасывания, передвижения питательных веществ и продуктов обмена в организме.

Рис. 4.2. Строение молекулы воды:

а) с указанием распределения зарядов на атомах, б) схематическое.

Молекула воды (рис. 4.2.) образуется из двух атомов водорода и атома кислорода. Угол между связями составляет 104,5°. В результате асимметрии в распределении электронов вокруг атома кислорода центр отрицательного электрического заряда (неподеленной пары) электронного облака не совпадает с центром положительного заряда атома кислорода. Это приводит к появлению большого электрического дипольного момента молекулы воды, определяющего ее полярные свойства и хорошую растворимость полярных и низкую растворимость неполярных веществ в воде. Для воды характерно наличие ассоциатов — групп молекул, соединенных водородными связями.

В зависимости от сродства к воде функциональные группы растворяемых частиц подразделяются на гидрофильные (притягивающие воду), легко сольватируемые водой, гидрофобные (отталкивающие воду) и дифильные.

К гидрофильным группам относятся полярные функциональные группы: —ОН, —NH₂, —SН, —СООН.

К гидрофобным — неполярные группы, например углеводородные радикалы: СН₃—(СН₂)_n—, С₆Н₅—.

К дифильным относят вещества (аминокислоты, белки, нуклеиновые кислоты), молекулы которых содержат как гидрофильные группы, так и гидрофобные группы.