Презентация - Физико-химические свойства растворов

Нажмите для просмотра
Физико-химические свойства растворов
Распечатать
  • Последний IP: 13.66.139.96
  • Уникальность: 85%
  • Слайдов: 76
  • Просмотров: 4024
  • Скачиваний: 2491
  • Размер: 0.34 MB
В закладки
Оцени!

Слайды и текст этой презентации

Слайд 1

Физико-химические свойства растворов, слайд 1
Лекция 4 Физико-химические свойства растворов

Слайд 2

Физико-химические свойства растворов, слайд 2
План 4 .1 Растворы и их классификация. 4 .2 Термодинамика растворения. 4 .3 Растворимость газов, жидкостей и твердых веществ в воде.

Слайд 3

Физико-химические свойства растворов, слайд 3
4 .1 Растворы - это гомогенные устойчивые системы переменного состава, состоящие минимум из двух компонентов: растворителя и растворенного вещества .

Слайд 4

Физико-химические свойства растворов, слайд 4
С точки зрения термодинамики все компоненты раствора равноценны; растворителем принято считать компонент, агрегатное состояние которого совпадает с агрегатным состоянием раствора.

Слайд 5

Физико-химические свойства растворов, слайд 5
Если нельзя определить растворитель по этому признаку, то им считается компонент с большей массой .

Слайд 6

Физико-химические свойства растворов, слайд 6
а) по агрегатному состоянию Газообразные :воздух, смесь О 2 и СО 2 (карбоген) для активации дыхательного центра; Жидкие : биологические жидкости человека; Твердые : сплавы металлов, растворы H 2 в платиновых металлах Классификация растворов

Слайд 7

Физико-химические свойства растворов, слайд 7
б) по размеру частиц растворенного вещества Истинные (молекулярные) 10 -9 м, Коллоидные 10 -9 10 -7 м (кровь) Грубодисперсные 10 -7 м где - диаметр частицы растворенного вещества , м

Слайд 8

Физико-химические свойства растворов, слайд 8
1) жизнь зародилась в мировом океане; современные животные и человек унаследовали от океанических предков неорганический состав крови, сходный с составом морской воды Растворы играют важнейшую роль в биосфере:

Слайд 9

Физико-химические свойства растворов, слайд 9

Слайд 10

Физико-химические свойства растворов, слайд 10
2) усвоение питательных веществ и лекарственных препаратов происходит в растворенном виде; 3) в растворах протекают биохимические реакции. Важнейшим биогенным растворителем является вода.

Слайд 11

Физико-химические свойства растворов, слайд 11
Вода - самое распространенное на земле вещество. Общий объем воды в биосфере 1,5 10 9 км 3. В живых организмах - 2,3 10 3 км 3 . Считают, что большая часть воды имеет биогенное происхождение, т.е. проходит через метаболические превращения организмов. Суточное потребление воды 2л.

Слайд 12

Физико-химические свойства растворов, слайд 12
Содержание воды в организме : а)новорожденного 80%; б) мужчины 60%; в) женщины 55%.

Слайд 13

Физико-химические свойства растворов, слайд 13
Содержание воды в органах и тканях человека: а) в печени 96% б) в легких 86% в) в крови и почках 83% г) в тканях мозга и мышечной ткани 75% д)в костях 22%.

Слайд 14

Физико-химические свойства растворов, слайд 14
Вода in vivo делится на два бассейна: внеклеточная жидкость а) интерстициальная жидкость(окружает клетки), б) внутрисосудистая (плазма крови) в) трансцеллюлярная жидкость (в полых формах ЖКТ) внутриклеточная

Слайд 15

Физико-химические свойства растворов, слайд 15
Потеря 2/3 объема внеклеточной жидкости смертельно опасна. Избыток воды также опасен для здоровья: отеки, водянки, набухание клеток.

Слайд 16

Физико-химические свойства растворов, слайд 16
Вода, благодаря своим уникальным физико-химическим свойствам, выполняет многочисленные функции в организме человека

Слайд 17

Физико-химические свойства растворов, слайд 17
а) ее высокая полярность (молекулы воды являются диполями) делает воду одним из лучших растворителей как для неорганических, так и для многих органических веществ;

Слайд 18

Физико-химические свойства растворов, слайд 18
б) ее высокая теплоемкость обеспечивает температурный гомеостаз организма; в) большая теплота испарения воды защищает тело человека от перегрева;

Слайд 19

Физико-химические свойства растворов, слайд 19
г)способность воды диссоциировать на ионы позволяет ей участвовать в кислотно-основном равновесии; д) вода является субстратом многих биохимических ре-акций (гидролиз, гидратация);

Слайд 20

Физико-химические свойства растворов, слайд 20
е) вода влияет на активность ферментов , регулируя скорость биохимических реакций.

Слайд 21

Физико-химические свойства растворов, слайд 21
Растворение - это самопроизвольный обратимый физико-химический процесс, включающий три основные стадии. 4 .2 Термодинамика растворения

Слайд 22

Физико-химические свойства растворов, слайд 22
Стадия атомизации- разрушение кристаллической решетки растворяемого о вещества; процесс эндотермический ( ат Н О);

Слайд 23

Физико-химические свойства растворов, слайд 23
2) стадия сольватации (гидратации) - образование сольватных (гидратных) оболочек вокруг частиц растворенного вещества; процесс экзотермический, ( сол Н

Слайд 24

Физико-химические свойства растворов, слайд 24

Слайд 25

Физико-химические свойства растворов, слайд 25
3) стадия диффузии - равномерное распределение растворенного вещества по всему объему раствора, ( диф Н О).

Слайд 26

Физико-химические свойства растворов, слайд 26
Таким образом, теплота растворения ( р Н ) является величиной интегральной: p H ат Н сол Н диф Н p H - тепловой эффект растворения 1 моль вещества в бесконечно большом объеме растворителя.

Слайд 27

Физико-химические свойства растворов, слайд 27
При растворении большинства твердых веществ p H 0 , т.к. теплота, поглощаемая на стадии атомизации не компенсируется теплотой, выделяющейся на стадии сольватации

Слайд 28

Физико-химические свойства растворов, слайд 28
При растворении газов p H 0 , т.к. при их растворении атомизация не протекает (газообразные вещества не образуют кристаллических решеток )

Слайд 29

Физико-химические свойства растворов, слайд 29
При растворении жидкостей друг в друге p H 0 , т.к. главной стадией растворения является диффузия, протекающая без заметного теплового эффекта.

Слайд 30

Физико-химические свойства растворов, слайд 30
Как любой обратимый процесс, растворение доходит до равновесия. Раствор, находящийся в равновесии с избытком растворяемого вещества, называется насыщенным.

Слайд 31

Физико-химические свойства растворов, слайд 31
В состоянии равновесия скорость растворения равна скорости кристаллизации Жидкая фаза Твердая фаза Растворение Кристаллизация

Слайд 32

Физико-химические свойства растворов, слайд 32
Растворы Ненасыщенные : содержат меньше растворенного вещества, чем насыщенные Насыщенные Пересыщенные : содержат больше растворенного вещества, чем насыщенные (неустойчивы)

Слайд 33

Физико-химические свойства растворов, слайд 33
4 .3 Растворимость (S) - это способность вещества растворяться в данном растворители . Она равна содержанию растворенного вещества в его насыщенном растворе при данной температуре.

Слайд 34

Физико-химические свойства растворов, слайд 34
Растворимость зависит от природы веществ и термодинамических параметров системы. Факторы, влияющие на растворимость

Слайд 35

Физико-химические свойства растворов, слайд 35
Влияние природы веществ на растворимость описывается правилом: «Подобное растворяется в подобном».

Слайд 36

Физико-химические свойства растворов, слайд 36
Другими словами, полярные вещества хорошо растворяются в полярных растворителях, а неполярные - в неполярных. Например: Na C l хорошо растворим в воде и плохо в бензоле; I 2 хорошо растворим в бензоле и плохо в воде.

Слайд 37

Физико-химические свойства растворов, слайд 37
Растворение газов в воде можно представить схемой: А (г) Н 2 О А (р-р) р Н

Слайд 38

Физико-химические свойства растворов, слайд 38
а) В соответствии с принципом Ле Шателье при повышении температуры равновесие смещается влево, т.е. растворимость уменьшается , а при понижении температуры – вправо, растворимость увеличивается.

Слайд 39

Физико-химические свойства растворов, слайд 39
Газ Температу ра 0 С 0 20 100 N 2 0,0235 0,0154 0,0095 O 2 0,0489 0,0310 0,0172 NH 3 1150 690 95 Таблица 1. Растворимость газов (л/1л Н 2 О) при р 1 атм.

Слайд 40

Физико-химические свойства растворов, слайд 40
б) В соответствии с принципом Ле Шателье при увеличении давления равновесие смещается вправо, т.е. растворимость газов растет.

Слайд 41

Физико-химические свойства растворов, слайд 41
Зависимость растворимости газа от давления описывается уравнением Генри (1803 г.): S k p, где k - константа Генри, p – давление газа над раствором.

Слайд 42

Физико-химические свойства растворов, слайд 42
Закон Генри позволяет вскрыть причины возникновения кессонной болезни .

Слайд 43

Физико-химические свойства растворов, слайд 43
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.

Слайд 44

Физико-химические свойства растворов, слайд 44
В период пребывания человека в среде с высоким давлением его кровь и ткани насыщаются азотом (N 2 ) и частично углекислым газом (СО 2 ) . Накопления кислорода не происходит, так как он расходуется на физиологические процессы в организме.

Слайд 45

Физико-химические свойства растворов, слайд 45
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.

Слайд 46

Физико-химические свойства растворов, слайд 46
Это приводит к закупорке и разрыву кровеносных капилляров, накоплению пузырьков газа в подкожной жировой клетчатке, в суставах, в костном мозге.

Слайд 47

Физико-химические свойства растворов, слайд 47
Симптомы: головокружение, зуд, мышечные и загрудинные боли, нарушение дыхания, паралич и смерть.

Слайд 48

Физико-химические свойства растворов, слайд 48
29 июня 1971 от кессонной болезни погибли трое советских космонавтов, возвращающихся на Землю.

Слайд 49

Физико-химические свойства растворов, слайд 49
в) На растворимость газов влияет присутствие электролитов в растворе. Эта зависимость описывается уравнением Сеченова (1859 г.): S S 0 e -kc где S и S 0 - растворимость газа в растворе электролита и чистой воде, с - концентрация электролита, k - константа Сеченова

Слайд 50

Физико-химические свойства растворов, слайд 50
Чем выше концентрация электролита в растворе, тем ниже растворимость газов. Вот почему растворимость газов в воде больше, чем в плазме.

Слайд 51

Физико-химические свойства растворов, слайд 51
Газ Растворимость, объемные доли в воде в плазме О 2 0,0263 0,0255 N 2 0,0137 0,0135 CO 2 0,387 0 , 381 Таблица 2. Растворимость газов в чистой воде и плазме крови при 38 0 С

Слайд 52

Физико-химические свойства растворов, слайд 52
Растворение жидкости в воде можно представить схемой: А (ж) Н 2 О А (р-р)

Слайд 53

Физико-химические свойства растворов, слайд 53
Основной стадией растворения жидкости в жидкости является диффузия, скорость которой возрастает с увеличением температуры.

Слайд 54

Физико-химические свойства растворов, слайд 54
Соответственно, взаимная растворимость жидкостей усиливается с ростом температуры.

Слайд 55

Физико-химические свойства растворов, слайд 55
Различают три типа жидкостей: а)неограниченно растворимые друг в друге: Н 2 SO 4 / Н 2 О , С 2 Н 5 ОН/Н 2 О; б) ограниченно растворимые: С 6 Н 6 /Н 2 О в) абсолютно нерастворимые: Hg/H 2 O.

Слайд 56

Физико-химические свойства растворов, слайд 56
Если в систему из двух несмешивающихся жидкостей добавить третий компонент, то отношение его концентраций в каждой жидкости есть величина постоянная при данной температуре (закон Нернста- Шилова)

Слайд 57

Физико-химические свойства растворов, слайд 57
Закон Нернста- Шилова Фаза 1 Фаза 2 A A ' A ' A K K – константа распределения

Слайд 58

Физико-химические свойства растворов, слайд 58
Закон Нернста-Шилова – теоретическая основа экстракции- одного из способов разделения смесей.

Слайд 59

Физико-химические свойства растворов, слайд 59
Растворение твердых веществ описывается схемой: А (к) Н 2 О А (р-р), р Н О

Слайд 60

Физико-химические свойства растворов, слайд 60
Гетерогенное равновесие между труднорастворимым электролитом (солью, основанием или кислотой) и его ионами в насыщенном растворе описывается схемой: A n B m ( к ) n A (aq) m B - (aq).

Слайд 61

Физико-химические свойства растворов, слайд 61
Данное равновесие характеризуется при помощи константы растворимости K s , являющейся константой гетерогенного равновесия : K s A n B - m

Слайд 62

Физико-химические свойства растворов, слайд 62
Для бинарных электролитов n m 1 , K s A B - соответственно S 2 К s S К s

Слайд 63

Физико-химические свойства растворов, слайд 63
Например: Ba SO 4 ( к ) Ba 2 (aq) SO 4 2- (aq) K S Ba 2 SO 4 2- 1 , 1 10 -10 , S 1 , 1 10 -10 1 , 05 10 -5 M.

Слайд 64

Физико-химические свойства растворов, слайд 64
Чем меньше K s , тем ниже растворимость вещества и легче формируется осадок труднорастворимого электролита.

Слайд 65

Физико-химические свойства растворов, слайд 65
Осадок выпадает из насыщенных и пересыщенных растворов. В насыщенном растворе A B - K s В пересыщенном растворе A B - K s Условия образования осадка труднорастворимых электролитов

Слайд 66

Физико-химические свойства растворов, слайд 66
Одним из наиболее важных гетерогенных процессов in vivo является образование костной ткани.

Слайд 67

Физико-химические свойства растворов, слайд 67
Основным минеральным компонентом костной ткани является кальций гидроксофосфат (гидроксоаппатит) Са 5 (РО 4 ) 3 ОН.

Слайд 68

Физико-химические свойства растворов, слайд 68
Формирование костной ткани В крови при р Н 7,4 в приблизительно равных количествах находятся анионы НРО 4 2– и Н 2 РО 4 – , а также катионы Са 2 .

Слайд 69

Физико-химические свойства растворов, слайд 69
К S (C а НРО 4 ) 2,7 10 –7 , К S (C а(Н 2 РО 4 ) 2 ) 1 10 –3 вследствие чего на первой стадии образуется менее растворимая соль Са НРО 4 : Са 2 НРО 4 2– Са НРО 4 Формирование костной ткани

Слайд 70

Физико-химические свойства растворов, слайд 70
3Са НРО 4 Са 2 2ОН – Са 4 Н(РО 4 ) 3 2Н 2 О Са 4 Н(РО 4 ) 3 Са 2 2ОН – Са 5 (РО 4 ) 3 ОН Н 2 О К S (Са 5 (РО 4 ) 3 ОН) 10 -58 Формирование костной ткани

Слайд 71

Физико-химические свойства растворов, слайд 71
При избытке ионов Са 2 в крови равновесие сдвигается вправо и наблюдается обызвествление костей.

Слайд 72

Физико-химические свойства растворов, слайд 72
При недостатке Са 2 равновесие сдвигается влево, происходит разрушение костной ткани. У детей это приводит к рахиту , у взрослых развивается остеопороз

Слайд 73

Физико-химические свойства растворов, слайд 73
У больного остеопорозом позвонки деформированы и истончены (слева), У здорового человека позвонки не изменены, а костная ткань остаётся плотной (справа)

Слайд 74

Физико-химические свойства растворов, слайд 74
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).

Слайд 75

Физико-химические свойства растворов, слайд 75
При попадании 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.

Слайд 76

Физико-химические свойства растворов, слайд 76
Благодарим за внимание!!!
^ Наверх
X

Благодарим за оценку!

Мы будем признательны, если Вы так же поделитесь этой презентацией со своими друзьями и подписчиками.