Жидкостями.
В сосуде с двумя несмешивающимися жидкостями происходит распределение помещенного в сосуд вещества между жидкостями пропорционально его растворимости в каждой из них.
Распределение веществ между двумя несмешивающимися жидкостями подчиняется закону Нернста — Шилова:
при постоянной температуре отношение равновесных концентраций растворенного вещества, распределившегося между двумя несмешивающимися жидкостями (фазами), является величиной постоянной, не зависящей от общего количества компонентов:
где К — коэффициент распределения вещества X, не зависящий от концентрации; Сα(Х), Сβ(X) — молярные концентрации растворенного вещества X в фазах α и β соответственно.
|
|
Закон применим в таком виде, когда растворенное вещество не диссоциирует и не ассоциирует ни в одной из фаз. В подобных случаях ограничение может быть устранено учетом влияния этих реакций на концентрацию растворенного вещества.
Если, например, к двухфазной системе вода (α) — тетрахлорид углерода (β) прибавить некоторое количество иода, взболтать и дать жидкости отстояться, то после установления равновесия при комнатной температуре концентрация иода в ССl4 (малиновый слой) окажется в 85 раз больше, чем в воде (желтый слой), т.е. коэффициент распределения иода в системе ССl4—Н2О К (I2) = 85.
Метод извлечения одного из компонентов раствора с помощью растворителя, не смешивающегося с раствором, называют экстракцией.
Экстракцию широко используют для разделения лекарственных препаратов и их метаболитов, а также для выделения этих соединений из биологических жидкостей.
Значение закона распределения для определения проницаемости биологических мембран. В распределении веществ в организме огромную роль играет их способность диффундировать через биологические мембраны. Однако легко проникают через мембраны только неионизированные молекулы жирорастворимых веществ. Коэффициенты распределения испытуемых препаратов в этих системах и их зависимость от кислотности среды позволяют прогнозировать возможность проникновения этих препаратов через биологические мембраны (биологическая доступность).
ВОПРОСЫ И ЗАДАЧИ
1. Что называют растворами?
2. Какой раствор называют насыщенным, ненасыщенным,
пересыщенным?
3. Что называют растворимостью веществ?
4. Как изменяется растворимость газов в воде при измене
нии температуры и давления?
5. Сформулируйте законы Генри, Дальтона, Сеченова.
6. При растворении в воде натрия сульфата и меди суль
фата (безводных) наблюдается повышение температуры рас
твора, при растворении же их кристаллогидратов (Ка25О4 •
• 10Н2О, Си5О4-5Н2О) и многих других веществ (МШС1, ЫаМОз) температура растворов понижается. Объясните эти явления.
7. Рассчитайте молярную концентрацию 0,9 %-ного раствора
натрия хлорида (физиологический раствор) (р = 1 г/мл).
8. Мочевину массой 3 г растворили в 200 г воды. Вычислите моляльную
концентрацию полученного раствора.
9. Вычислите молярную долю натрия хлорида в системе, которая состоит
из 0,2 моль ЫаС! и 8 моль Н2О.
10.Какие термодинамические факторы определяют возможность самопроиз
вольного растворения веществ?
11.Вычислите титр раствора калия гидроксида, если с (КОН) = 1 моль/л
12.Общая масса азота в суточной моче в норме равна 7—25 г. Выразите
количество азота в суточной моче в молях.
13.При растворении ЫаС1 в воде поглощается теплота (ДЯ° =
= 3,84 кДж/моль). Пользуясь принципом Ле Шателье, установите, как влияет
температура на растворимость этой соли.
14.Приведите примеры, характеризующие роль диффузии в процессах
жизнедеятельности организмов.
15.Какие свойства растворов называют коллигативными и почему?
16.В закрытом сосуде находятся два стакана: один с чистой водой, вто
рой — с раствором сахарозы в воде. Какой процесс будет наблюдаться и до ка
кого предела он будет проходить?
17.Гормон адреналин состоит (по массе) из 59 % углерода, 26,2 % кисло
рода, 7,1 % водорода и 7,6 % азота. Температура кипения раствора, содер
жащего 6,4 г адреналина в 360 г СС14, на 0,49 К выше температуры кипения
чистого ССЦ. Какова молярная масса и молекулярная формула адреналина
(Кз=5,02 кг-К/моль)?
18.Какие существуют методы измерения осмотического давления?
78
19.Что происходит с клеткой в гипо- и гипертоническом растворах?
20.Какова биологическая роль осмоса в живых и растительных организмах?
21.Каково биологическое значение закона распределения Нернста?
