echilibru Eterogene (p

importanta Biomedicale de subiecte

Din punctul de vedere al interesului biologic general al biologi si medici la echilibre eterogene, în principal datorită faptului că membranele celulare sunt sisteme eterogene, componentele individuale care pot fi în faze lichide și solide. Caracteristicile specifice ale membranelor biologice este dependentă în mare măsură de starea de fază și echilibrul fază în aceste structuri celulare și subcelulare.

Procesele de formare și dizolvarea componentelor minerale ale osului este cauzată și de schimbări de echilibru heterogene în organism. Faptul că componentele minerale ale tesutului osos, care se bazează pe hidroxifosfat de calciu Ca5 (PO4) 3OH să fie în echilibru chimic cu ionii de calciu și fosfat în plasma din sânge. Deplasarea echilibrului influențată de diverși factori pot duce la perturbarea calcificarea osteoid, t. E. Pentru a dezvolta rahitism.

În diferite stări patologice în diverse corp media poate începe formarea fazei solide. De exemplu, formarea de calculi urinari (oxalat de calciu, fosfat de calciu, urați de calciu) pentru nefrolitiaza, formarea de pietre colesterol bilirubinokislogo carbonat de calciu, calciu boala de piatra hepatocelular, depunerea de carbonat de calciu în peretele vasului (calcifiere), și așa mai departe. D.

O înțelegere aprofundată a legilor formarea și dizolvarea sărurilor greu solubile în corpul uman trebuie să fie un viitor medic pentru a lua o decizie informată măsurile necesare pentru prevenirea și tratamentul tulburărilor metabolismului mineral în diferite boli

Legile de la debutul si offset de echilibre eterogene sunt foarte importante, de asemenea, pentru a aborda problemele de protecție a mediului. De exemplu, procesul de depunere și eliminarea poluanților chimici este utilizat pe scară largă în practicile de igienă pentru apele naturale și deșeuri.

Cunoașterea regularități generale ale proceselor în sisteme eterogene este necesară pentru ca elevii să studieze în continuare o serie de probleme de biochimie. chimie medicamente, normale si patologice fiziologie, farmacologie, salubritate și igienă, un număr de discipline clinice.

Teoria echilibrelor eterogene

Termodinamic și kontsentratsionnayaKs

solubilitate constantă slab electrolit solubil.

echilibru eterogenă apar în sisteme eterogene, adică. E. Sistemele formate din mai multe faze separate interfață fizică reală.

Să considerăm un sistem eterogen constând dintr-un precipitat slab solubil un electrolit puternic și o soluție saturată de el, între care un echilibru chimic dinamic. Când contactați solid (de exemplu, BaSO 4) cu apă în procesele de sistem apar: 1) dizolvarea - molecula polară H2O unele dintre ionii din rețeaua cristalină BaSO 4 este transferată în faza lichidă; 2) precipitarea - sub influența câmpului electrostatic al rețelei cristalului BaSO 4 ioni piese Ba2 + și trece din faza lichidă în solide cristaline construirea adăugări, săruri zăbrele.

De-a lungul timpului, viteza de dizolvare devine egală cu rata de depunere și echilibrul dinamic se stabilește între precipitatul cristalin de săruri greu solubili BaSO 4 și o soluție apoasă conținând ioni Ba2 + (p) și (p):

BaSO 4 (k) # 8644; Ba 2+ (p) + (p) (1)

Soluția este în echilibru cu faza solidă constând din BaSO 4. numit saturat în ceea ce privește precipitarea. O astfel de soluție este un sistem eterogen de echilibru.

Caracterizam acest proces de echilibru cuantificat prin constanta de echilibru, aplicarea acestei legi sistem de acțiune în masă. Deoarece BaSO 4 este puternic electrolit greu solubil (deasupra precipitatului BaSO 4 fara molecule, ioni numai) în legea acțiunii masei folosind o concentrație aparentă (activitate) a = fa x C.

Numitorul acestei fracțiuni - Activitatea BaSO4 cristalină - este o constantă egală cu unitatea prin definiție. Produsul a două constante conferă o nouă valoare constantă, ceea ce se numește o solubilitate termodinamică constantă și o etichetă.

Această valoare este adesea numit produs de solubilitate și reprezintă ol; Aceasta este o denumire învechită.

Astfel, puțin solubil într-o soluție saturată de o puternică activitate de echilibru produs electrolitic al ionilor săi este constantă la o temperatură dată.

Soluția care este în echilibru cu precipitatul BaSO4 este saturat, dar puternic diluat. În soluții diluate de puternice electroliți fa ® 1. Coeficientul de activitate și S. ® In acest caz, activitatea ion poate fi înlocuită cu concentrațiile lor molare și concentrație constantă de solubilitate termodinamică intră solubilitate constantă Ks.

Ecuația (3) va avea forma:

Ks = C (Ba2 +) x C (), (4)

unde C - concentrația de echilibru de cationi și anioni (mol / l) în soluție saturată de electrolit cu moderație puternic.

Dacă formele puternice electrolitice un greu solubili după disocierea unor ioni în exprimarea și activitatea sunt Ks (concentrația) de ioni în grade corespunzătoare.

Ag2CrO4 # 8644; 2AG + +; = A2 (Ag +) × a (); Ks = C2 (Ag +) x C () (5)

PbCI2 # 8644; Pb2 + + 2Cl-; = A (Pb2 +) x a2 (Cl-); Ks = C (Pb2 +) × C2 (Cl-) (6)

Pentru a simplifica calculele sunt constante concentrație Ks solubilitate. luând fa = 1.

Raporturi diferite între mărimea și produsul ionilor activi greu solubili de electrolit tare în soluție saturată l caracterizează, soluții nesaturate și suprasaturate. Pentru AMBN electrolit se poate scrie următoarele relații:

am (An +) × o (Bm -)>

Folosind ecuațiile (3 - 6), este posibil să se calculeze concentrația de echilibru a ionilor într-o soluție saturată de electrolit puternic greu solubil.

Relația dintre solubilitatea și

Cantitativ, solubilitatea diferitelor substanțe prin concentrarea soluțiilor saturate. Solubilitatea substanței este egală cu concentrația sa molară în soluția saturată (solubilitatea molară a substanței): S mol / l. Solubilitatea este adesea exprimată în grame de solut per 100 g de solvent sau în grame de solut per 1 litru de soluție.

Solubilitatea solidelor depinde de natura solutului, solvent, temperatura și așa mai departe. D.

Relația dintre mărimea și solubilitatea depinde de numărul de ioni în care electrolitul puternic puțin solubil în soluție. Luați în considerare mai multe exemple de calcul al solubilității molar electrolit greu solubil puternic cea mai mare sa, cu condiția = Ks

a) binar electrolit:

AgCl (k) # 8644; Ag + (p) + Cl- (p)

Ks (AgCl) = C (Ag +) x C (Cl-) = 1,8 x 10'10

La echilibru în condițiile de reacție:

C (Ag +) = C (Cl-) = S (AgCl)

Express valoare Ks prin valoarea solubilității sale de sare:

b) Trehionny electrolit:

Ag2CrO4 (k) # 8644; 2AG + (p) + (p);

Ks (Ag2CrO4) = C2 (Ag +) × C () = 1,1 x 10-12

In starea de echilibru, în conformitate cu ecuația reacției.

Express sare valoare Ks prin valori solubilității sale

Ks (Ag2CrO4) = (2S) 2 x S = 4s3 (Ag2CrO4).

S (Ag2CrO4) = = 6,5 x 10-5 (mol / l)

În general, relația dintre S și Ks moderat puternic tip electrolit AMBN exprimată prin următoarea ecuație:

Comparând valoarea similară cu (1 mol diferite forme Moderat electroliților tari solubile prin dizolvarea același număr de moli de ioni) electrolit poate evalua calitativ precipitatelor de solubilitate.

Condițiile de formare a precipitațiilor și dizolvare

Cunoscând concentrația ionilor în soluție, este posibil să se prevadă direcția procesului eterogen. În cazul în care produsul concentrației de ioni care formează electrolit puternic slab solubil, o putere egală cu coeficienții stoechiometrici, vor exista mai mult, va exista formarea fazei solide, adică. E. reziduului.

Astfel, starea produsului de precipitare este concentrația de excesul de ioni de cantitate electrolit tare greu solubil.

Secvența de depunere a două sau mai rar electroliți puternici solubili valoare Ks nu este determinat. și concentrațiile de echilibru ale ionilor deasupra sedimentului, care se calculează din Ks. Primul precipitat format din electrolit tare greu solubil, pentru care concentrația de ioni de același nume va fi mai puțin.

Ca un exemplu, ia în considerare fluorura de secvență și precipitarea oxalatului de calciu.

(CaF2) = 4 × 10-11

(CaC2O4) = 2 x 10-9

Dacă luăm ca bază, aceasta trebuie să fie format mai întâi CaF2 pelete, t. Pentru a.

Noi verificam acest lucru prin calcularea concentrației de Ca2 + ioni într-o soluție saturată:

CaC2O4 # 8644; Ca2 +

CaF2 # 8644; Ca2 + + 2F-.

La dizolvarea fiecărui mol SaS2O4 trece în soluție 1 mol de Ca2 + ioni și 1 mol de:

unde S - solubilitatea sării în mol / l:

un Ca2 + = S = = 4,5 x 10-5 mol / l

Când mol dizolvat CaF2 trece în soluție 1 mol de Ca2 + ioni și 2 moli de F-:

(CaF2) = un CA2 + x a2F- = S x (2S) 2 = 4S3

un Ca2 + = S = = 0,84 x 10-4 mol / l

Pentru SaS2O4 în soluția sa saturată de Ca2 + activitate este mai mică decât CaF2. De aceea, în primul rând SaS2O4 format precipitat.

Procesul de precipitare pot fi separate în trei etape principale: 1) apariția nucleată; 2) creșterea cristalului a embrionilor; 3) agregarea cristalelor pentru a forma o peletă policristalin. Aceste etape au loc la rate diferite. Aceasta explică faptul de ce atunci când sunt îndeplinite condițiile:

am (An +) × o (Bm -)>

Nu întotdeauna a format imediat un precipitat AMBN. ultima etapă poate fi necesară pentru finalizarea lor câteva ore, sau chiar zile.

Condiția pentru dizolvarea precipitatului inegalitate:

AM (O +) × o (Bm-)<,

t. e. dizolvarea precipitatului electrolit slab solubil apare cu condiția ca produsul său de activitate de ioni este mai mică.

Datorită volumului mare de material este plasat pe mai multe pagini:
1 2 3 4