Важнейшие представители моносахаридов

Билет № 3

Направленность процесса и его предел могут характеризоваться выравниванием факторов интенсив-ти только в тех случаях, когда значения их различны у взаимодействующих тел. Все самопроизвольно протек-щие процессы реал-ся под влиянием 2 осн. факторов: 1) Стремление системы к достижению минимума энергии.

2) Стремления сис. к максимальному беспорядку, наиболее вероятному состоянию. Химическое равновесие – сос. системы, при котором скорость обратной реакции = скорости прямой реакции. Обратимый процесс – если при переходе из начального состояния в конечное все промежуточные состояния оказываются равновесными

Необратимый процесс – если хоть одно из промежуточных состояний неравновесное. Второе начало термодинамики: В изобарно-изотермических условиях (р, Т = const) в системе самопроизвольно могут протекать только такие процессы, в результате которых энергия Гиббса системы уменьшается (ΔG < 0). В состоянии равновесия G = const, G = 0. Энтропия –функция состояния, приращение которой ΔS равно теплоте Qмин подведённой к системе в обратимом изотермическом процессе, делённой на абсолютную температуру T, три которой осуществляется процесс: ΔS = Qмин/ T или мера вероятности пребывания системы в данном состоянии – мера неупорядоченности системы. Третье начало термодинамики гласит: энтропия идеального кристалла при 0 Кельвина равна 0.

Билет № 4

Энергия Гиббса(G) – функция состояния, являющаяся критерием самопроизвольности процессов в открытых и закрытых системах. G = H – TS; ΔG = ΔH – TΔS Все биологические системы являются открытыми, так как обмениваются с окружающей средой и веществом и энергией. Известна теорема Пригожина: в стационарном состоянии продукция энтропии внутри термодинамической системы при неизменных внешних параметрах является минимальной и константной. Если система не находится в стационарном состоянии, то она будет изменяться до тех пор, пока скорость продукции энтропии, или, иначе, диссипативная функция системы не примет наименьшего значения. Экзерогонические реакции – G < 0 и системой совершается работа (окисление глюкозы). Эндерогонические – G > 0 и над системой совершается работа. Необратимые хим.реакции- реакции, протекающие только в одном направлении с образованием конечных продуктов реакции. Обратимые хим. реакции- реакции, протекающие как в прямом, так и в обратном направлении. Химическое равновесие – сос. системы, при котором скорость обратной реакции = скорости прямой реакции. Константа химического равновесия – для обратимой реакции общего вида aA + bB ó pP + qQ при постоянных внешних условиях в равновесии отношение произведений концентраций продуктов к произведению концентрации реагентов есть величина постоянная, не зависящая от химического состава системы

[P]^p [Q]^q

Kc = [A]^a [B]^b = const при p, T = const. Изменение состояния равновесия в результате изменения условий принято называть смещением хим. равновесия. Принцип Ле Шателье: если на равновесную систему оказать воздействие, изменив внешние условия, равновесие в системе сместится так, чтобы уменьшить эффект, произведенный оказанным воздействием.

Билет № 5

Простые реакции осуществляются посредством однотипных элементарных актов. Под элементарным актом понимают единичный акт взаимодействия или превращения частиц, в результате которого образуются новые частицы продуктов реакции или промежуточных соединений. В элементарном акте принимает участие одна или две частицы (описаны единичные случаи одновременного взаимодействия трех частиц).

Для осуществления сложных реакций необходимы разнотипные (не менее двух) элементарные акты. Различают следующие типы сложных реакций: параллельные, последовательные, сопряженные, цепные. Скорость хим.реакции в хим. кинетике – число элементарных актов реакции в единицу времени в единице объема(для гомогенных реак-й) или на единице поверх-ти раздела фаз(для гетерогенных реак-й). Чтобы осуществилось взаимодействие вещ-в А и В, их молекулы (частицы) должны столкнуться. Чем больше столкновений, тем быстрее протекает реакция. А число столкновений тем больше, чем выше концентрация реагирующих веществ. Отсюда следует закон действующих масс(К.М.Гульберг и П.Вааге(1864-1867)): Скорость хим. реакции прямо пропорциональна произвед-ю конц-и реагир-х вещ-в. V= ±∆C/∆T.

Билет № 6

Хим.реакции классифицир-ся по признаку молекулярности реакции или по признаку порядка реакции. Число частиц, принимающих участие элементарной стадии, наз-ся ее молекулярностью. Молекулярность элементарных актов обычно равна 1(мономолекулярные реакции) или 2(бимолекулярные реакции). Тримолекулярные реакции очень редки, т.к. вероятность столкновения 3 частиц чрезвычайна мала. Порядок реакции – это число = сумме показателей степеней концентраций реагирующих вещ-в в уравнении для скорости реакции. Реакции, в уравнение скорости которых входит концентрация реагир-го вещ-ва в первой степени, наз-ся реакциями первого порядка(V=KC), а реакции,скорость которых пропорциональна произведению двух концентраций или квадрату концентрации, наз-ся реакциями второго порядка(V=KC²). Так же существуют реакции 3-го порядка. При увеличении t° число активных молекул ↑, скорость хим. реакции ↑. Правило Вант- Гоффа: при ↑ t° на 10°С, скорость реакции ↑ в 2-4 раза. В организме чел. и жив-х большинство хим. реакций протекает при участии белковых катализаторов- ферментов. При ↑ t° скорость биохим-х реакций соответственно↑. При высоких t° (50-60°С) каталитические св-ва ферментов исчезают вследствие термоденатурации белка, и скорость реакций резко↓. Для хим. процессов, протек-щих в организме выявляется температурный оптимум = 36-42°С. Теория активации Аррениуса (1889г.)-при столкновениях вступают в реакцию только обладающие определенным запасом энергии молекулы, которая нужна для осуществления какой-либо реакции. уравнение Аррениуса: где к_а — предэкспоненциальный множитель, пропорциональный числу столкновений реагирующих частиц; Е_а — энергия активации реакции.

Энергия активации реакции Е_а — энергетический барьер, который должны преодолеть исходные вещества по пути превращения в продукты реакции.

Билет № 7

Катализом наз-ют явление изменения скорости хим. реакции под воздействием катализаторов. Гомогенный – катализатор и все реагирующие вещества находятся в одной фазе. Катализатор и реаг-щие вещ-ва нах-ся в разных фазах - гетерогенный. Мех. действия катализаторов - в ходе реакции образуются неустойчивые промежуточные соединения катализатора с реагирующими веществами, которые затем распадаются с регенерацией катализатора. Катализаторы обладают специфической избирательностью, особенно проя-ся у ферментов. Т.е. каждый фермент действует на опред-ый субстрат или только на опред-ный тип хим. связи. Термолабильность - большинство ферментов проявляет каталит-кую активность в интервале 10-60°С(рибонуклеаза -100°С). При более высоких t° начинает разрушаься белковая структура фермента; при более низкой-скорость реакции замедляется, т.к. ↑ вязкость клеточных и межклеточных жидкостей. Катал-кая активность зависит также от кислот-ти или рН среды. Для большинства ферментов опитимум рН лежит в пределах от 4 до 10. Оптимум рН – та концентрация ионов водорода, при кот. скорость ферментативной реакции МАХ. Кинетика ферментативной реакции (т. е. зависимость скорости реакции от ее условий) определяется в первую очередь свойствами катализатора, вследствие чего она значительно сложнее, чем кинетика некаталитических реакций.

- константа Михаэлиса (моль/л). Эта константа равна концентрации субстрата, при которой скорость реакции равна половине максимальной скорости. Типичные значения K_M - от 10^-6 до 10^-1 моль/л. Константу скорости k ₂ иногда называют числом оборотов фермента. Она может изменяться в пределах от 10 до 10⁸ мин^-1

Биол-ая роль фермент-го катализа- это наиболее высокоселективный и эффективный из всех катализов. Ферменты катализируют почти все важные реакции, ускоряя их при невысокой t°.

Билет № 8

Растворы – гомогенные системы, состоящие > чем из 2 независимых компонентов. Классификация- по величине частиц на: истинные (размер частиц <1ммк(микромикрон)), кот.могут быть ионные или молекул-ые; коллоидные (раз.частиц от 1 до 100 ммк). Смеси с разм. частиц > 100 ммк образуют взвеси: суспензии и эмульсии. Насыщенный раствор, раствор, находящийся при данных условиях (температура, давление) в устойчивом равновесии с растворённым веществом.(н/р: раствор соли в воде, в котором присутствуют кристаллы той же соли). Растворимость – способность данного вещ-ва растворяться в том или ином растворителе. растворимость тв., жид. и газообразных вещ-в во многом зависит от полярность растворителя и растворенного вещ-ва (оба полярные/неполярные -растворимость велика; одно полярное, другое неполярное- раствор-ть невелика). Давление повышает растворимость газов в жидкости(используют для изготов-ния щипучих напитков, насыщенных СО₂под давлением). ↑температуры растворимость газов понижается. В растворах электролитов и др. вещ-в, склонных к гидратации, всегда меньше, чем в чистом виде. Закон Генри(1803г.) –растворимость газа, выраженная его массой, при постоянной t° прямо пропорциональна его давлению над раствором: С=К*р ; С - молярная концентрация газа в жидкости; р – давление газа, К – коэффициент растворимости(зависит от природы газа, растворителя и t°) Закон Сеченова(1859): присутствие электролитов в растворе ↓ растворимость газов. С=С₀е^-РсС – искомая раствор-ть газа; С₀ - раствор-ть газа в чистом растворителе; е - основание натурального логарифма; Р -константа, зависящая от природы газа, электролита и t°; с – конц. электролита.

Билет № 9

В крови содержатся электролиты, белки, липоиды, и др. вещ-ва; их концентр-ция может меняться, оказывая некоторое влияние на растворимость в крови О₂и СО₂. Изменение растворимости газов под влиянием перемены давления может обусловить тяжелую патологию человеческого организма. Растворимость – способность данного вещ-ва растворяться в том или ином растворителе. растворимость тв., жид. и газообразных вещ-в во многом зависит от полярность растворителя и растворенного вещ-ва (оба полярные/неполярные -растворимость велика; одно полярное, другое неполярное- раствор-ть невелика). Так же растворимость зависит от природы растворителя и растворенного вещества, температуры, внешнего давления. Раствор, в котором при данных условиях предел растворимости не достигнут, наз-ся ненасыщенным.

Билет № 10

концентрация(С) – относительное содержание растворенного вещ-ва и растворителя в растворе. 1. Массовая доля ω=mВ/mР=mВ/Vр*V ρ. 2. Молярная концентрация СВ=nВ/VР Сэкв(В)=nЭКВ/VР. 3. Моляльная концентрация m=nB/mp-ля. 4. Титр Т=mB/VP; Vp - объем раствора; mB - масса вещ-ва; mP - масса раствора; ρ- плотность вещ-ва; nВ- количество вещ-ва.

Билет № 11

Коллегативные свойства растворов: К таким свойствам относятся: понижение давления насыщенного пара растворителя над раствором, увеличение температуры кипения, уменьшение температуры кристаллизации, осмотическое давление.

Закон Рауля: относительное понижение давления насыщенного пара растворителя над раствором нелетучего электролита равно молярной доле растворённого вещества: Δр= Кх; р- понижение давления пара; х - мольная доля растворенного вещ-ва; К – константа, равная Δр при х=1. Следствия: t° замерзания растворов ниже, а t° кипения выше, чем у чистых растворителей.

Следствие: Давление пара раствора, содержащего нелетучее растворённое вещество, прямо пропорционально молярной доле растворителя: р = Kpx(X₁). Повышение температуры кипения и понижение температуры замерзания разбавленных растворов неэлектролитов прямо пропорционально моляльной концентрации раствора. (ΔTкип = Кэb(X); ΔTкип = Кзb(X)). Диффузия - это самопроизвольный процесс выравнивания концентрации растворенного вещества в растворе. Осмос – это проникновение молекул растворителя через полупроницаемую мембрану из растворителя в раствор(или из раствора с меньшей концентрацией в раствор с большей концентрацией). Осмотич-ое давление – давление, кот. нужно приложить к раствору, чтобы прекратить осмос, т.е. проникновение в него через полупроницаемую перегородку чистого растворителя. Закон Вант-Гофа – осмот-ое давление разбавленных растворов неэлектролитов прямопропорционально молярной концентрации, коэффициенту пропорциональности и абсолютной температуре: π=CRT.

Осмос осуществляет поступление влаги и растворенных в ней вещ-в из земли в стебель и листья, придает упругость растит-ным клеткам (тургор), обеспечивает явление плазмолиза (отставание протопласта от оболочки при погружении клетки в гипертонический раствор), деплазмолиза, ц итолиза ( разрушение животных и растительных клеток, выражающееся в полном или частичном их растворении), эритроцитолиза, гемолиза и т.д. Идеальный раствор – раствор, образованный вещ-вами, имеющими строго одинаковые размеры частиц и строго одинаковую энергию межмолекуляронго взаимодействия. Эбулиометрия (эбулио - кипение) – определение величины, на кот. повышается t° кипения растворов. Криометрия (криос - холод) – определение величины понижения t° замерзания.

Билет № 12

Электролиты - вещ-ва, которые в растворенном сост. способны проводить электр. ток. Особенным свойством явл-ся электропроводность – способность молекул электролитов в растворе диссоциировать на ионы - частицы, несущие электрич-ие заряды. По способности к диссоциации делятся на: сильные (NaCl, Na₂SO₄, HCl и др.) и слабые (CH₃COOH, H₂CO₃и др.). Изотонический коэффициент (i) – показывает степень отклонения коллегативных свойств растворов электролитов от растворов нелетучих неэлектролитов p_осм = icRT. Гипертонический раствор – с большим осмотическим давлением, гипотонический – с меньшим. Такое деление имеет смысл только при сравнении одного раствора с другим. Плазмолиз - отставание протопласта от оболочки при погружении клетки в гипертонический раствор. Характерен для растительных клеток. Животные клетки сжимаются.

Цитолиз - разрушение животных и растительных клеток, выражающееся в полном или частичном их растворении, гемолиз – разрушение эритроцитов. Биологические жидкости и ткани содержат множество различных электролитов: NaCL, KCl, HCl, CaCl₂, NaH₂PO₄, NaHCO₃ и др. Устойчивость биологических ВМС и скорость многих биохимических реакций в значительной мере зависят от природы и концентрации присутствующих в жидкостях и тканях ионов. Осмос осуществляет поступление влаги и растворенных в ней вещ-в из земли в стебель и листья, придает упругость растит-ным клеткам (тургор).

Билет № 13

теория электролит-ой диссиоциации(Аррениус (1805г)) – объясняет явление электропроводности (способность молекул электролитов в растворе диссоциировать на ионы - частицы, несущие электрич-ие заряды.) Степенью диссоциации электролита называется отношение числа молекул, распавшихся на ионы, к общему числу его молекул, введённых в раствор. Константа диссоциации (Кд) – характеризует способность данного вещ-ва распадаться на ионы в растворителе. Зависит от природы электролита и температуры. Электролиты, которые практически полностью диссациируют на ионы – сильные. Электролиты, которые не полностью ионизируются – слабые. Закон Освальда: степень диссоциации слабого электролита возрастает с разбавлением раствора: Кд = Сα² /1 – α Кд- константа диссоц-ции; α – степень диссоц-ции, С- концентрация электролита. Теория Дебая – Гюккеля(теория сильных электрол-тов). Основная ее идея - вследствие электростатического притяжения между положительными и отрицательными ионами вблизи каждого иона находятся главным образом ионы противоположного знака, т.е. ион как бы окружен ионной атмосферой. Суммарный заряд этой атмосферы по абсолютной величине равен заряду центрального иона, но противоположен ему по знаку. Тормозящее действие ионной атмосферы на передвижение ионов проявляется таким образом, что все свойства, зависящие от концентрации ионов (такие, как электрическая проводимость, осмотическое давление и т.д.), отвечают заниженной степени диссоциации – кажущейся степени диссоциации. Для оценки состояния ионов в растворе пользуются понятием активности иона (α) – его условной концентрации, соответственно которой он действует при химических реакциях: a = fC, где a – активность иона, C – его концентрация, f – коэффициент активности. Значение f < 1 указывает на связывающее взаимодействие ионов; если f близок к единице, это говорит о слабом межионном взаимодействии. В очень разбавленных растворах действие межионных сил почти не проявляется.

Ионная сила раствора – величина, измеряемая полусуммой произведений концентраций всех находящихся в растворе ионов на квадрат их заряда.

I = ½ (c(X1)z₁² + c(X2)z₂² + … + c(Xn)z_n²). Биологические жидкости и ткани содержат множество различных электролитов: NaCL, KCl, HCl, CaCl₂, NaH₂PO₄, NaHCO₃ и др. Устойчивость биологических ВМС и скорость многих биохимических реакций в значительной мере зависят от природы и концентрации присутствующих в жидкостях и тканях ионов.

Билет № 14

Кислотно–основное равновесие (КОР) -в организме человка наступает при рН= 7,40. Смещение КОР крови в сторону повышения концентрации ионов водорода (снижения рН) и уменьшение резервной щелочности наз-ся ацидозом, противоположный процесс – алкалозом. Контролируют уровень рН в орг-ме буферные системы. Протолитическая теория Бренстеда – Лоури (1923 г.) – Кислота – вещ-во, стремящееся отдать протоны, донор протонов. Основание – вещ-во, стремящееся присоединить протоны, акцептор. В водном растворе кислоты или основания всегда присутствуют 2 сопряженные пары кислота-основание. Согласно протонной теории в сопряженной паре кислота-основание всегда сильному донору протонов сопутствует слабый акцептор, и наоборот, чем сильнее кислота, тем слабее сопряженное ей основание.

Билет № 15

Ионное произведение воды (К_ω); К_ω=[H⁺]*[OH^-]= const= 55.35*1.821*10^-16=100*10^-14. Водородный показатель (рН)- десятичный логарифм молярной концентрации ионов водорода в водном растворе, взятый с обратным знаком, выраженный в грамм-ионах на литр. рН=-lg [OH^-]. Колориметрический метод определения рН сводится к подбору ряда индикаторов с различным значением рН, зона перемены окраски которых могла бы охватить значения рН в пределах от 0 до 14. При коллометрических определениях рН производятся сравнения характера или интенсивности окраски исследуемого раствора и окраски стандартных растворов с известным значением рН, при наличии в исследуемом и стандартном растворах одного и того же индикатора. Этот метод делится на 2 - буферный и безбуферный(в частности метод Михаэлиса).

Билет № 16

Буферными системами (буферами) называют растворы, обладающие свойством достаточно стойко сохранять постоянство концентрации водородных ионов как при добавлении кислот или щелочей, так и при разбавлении. Буферы по составу бывают 4 основных типов: а) кислотные буферы, состоящие из слабой кислоты и сопряженного с ней основания: 1)бикарбонатный буфер {Н₂СО₃; NaHCO₃}; 2) ацетатный{CH₃COOH; CH₃COONa}; 3) гемоглобиновый{ННв; Нв^- }; 4) оксигемоглобиновый {ННвО_2;НвО₂ }; б) основной буфер, сост. из слабого основания и сопряженной с ней кислоты: 1) аммиачный {NH₄OH; NH₄Cl }; в) солевой буфер, сост. из 2 кислых солей: фосфатный {Na₂HPO₄; NaH₂PO₄}; г)амфолитный. вещ-во проявляющее свойство и кислот и оснований: белковый буфер и аминокислоты. Любая буф. система состоит из кислотно-основной пары.

Билет № 17

Механизм буферного действия:

а) Приливаем кислоту

Н A

+ HCl(сильная кис-та) ® H A (слаб) + NaCl

NaA

Сильная кис-та нейтрализуется и превращается в слабую

Б) Приливаем щелочь

Н A

+ NaOH(сильная щелочь) ® Na A + H₂O

Na A

Сильная щелочь нейтрализуется. Выделяется вода.

рН буфера можно рассчитать по уравнению Гендерсона-Гассельбаха: рН= рК_Han – lg [HAn] / [KtAn]; где рК_Han – десятичный логарифм константы электролитической диссоциации слабой кислоты, взятый с обратным знаком; [HAn] – слабая кислота (моль/л); [KtAn] – соль слабой кислоты (моль/л)

Билет № 18

Способность буфера противодействовать смещению реакции среды измеряется буферной емкостью. В= С / рН₁ – рН₀; В – буф. емкость; С- кол-во грамм-эквивалентов; рН₀ – водородный показатель до добавления сильной кис-ты или осн-ния; рН₁ – водородный показатель после добавления. Факторы: концентрация компонентов буф. систем (чем ↑ конц., тем буф. емкость >),соотношение компонентов. Буферные системы крови обеспечивают поддержание относительного постоянства активной реакции крови, т. е. осуществляют регуляцию кислотно-щелочного состояния. В крови имеется 4 буферных системы: 1)бикарбонатная, характеризующаяся равновесием молекул слабой угольной кислоты с образующимися при ее диссоциации гидрокарбонат-ионами (НСО₃^-+ Н⁺↔ Н₂СО₃; НСО₃^-+ Н₂О ↔ Н₂СО₃ + ОН^-) 2)фосфатная — характеризующаяся равновесием между гидрофосфат- и дигидрофосфат-ионами (НРО₄^2- + Н⁺↔ Н₂РО₄^-; НРО₄^2- + Н₂О ↔ Н₂РО₄^-+ ОН^-). 3) гемоглобиновая — восстановленный гемоглобин-калийная соль гемоглобина (ННв-КНвО2); 4) буферная система белков плазмы. В поддержании буферных свойств крови ведущая роль принадлежит гемоглобину и его солям (около 75%), в меньшей степени бикарбонатному, фосфатному буферам и белкам плазмы. Белки плазмы играют роль буферной системы, благодаря своим амфотерным свойствам. Кислотно–основное равновесие (КОР) -в организме человка наступает при рН= 7,40. Смещение КОР крови в сторону повышения концентрации ионов водорода (снижения рН) и уменьшение резервной щелочности наз-ся ацидозом, противоположный процесс – алкалозом.

Билет № 19

Различают 2 основных типа хим. связи: 1) ионная (гетерополярная, электровалентная), когда электроны практически польностью переходят от одного взаимодействующего атома к другому; 2) ковалентная (гомеополярная, атомная), когда электроны лишь частично смещаются от одного из взаимод-щих атомов, оставаясь как бы в совместном владении обоих атомов. Ковалентная связь – образуется за счет того, что два ядра имеют пару общих электронов. Если ковалентная связь соединяет одинаковые атомы (Н₂, О₂, углерода и др.), то она неполярна. Если же один атом сильнее притягивает к себе электроны, то часть молекулы с данным атомом приобретает отрицательный, а другая часть – положительный заряды. Метод валентных связей (ВС). Основные положения: 1) Единичную хим.связь образуют 2 электрона с антипараллельными спинам, принадлежащие двум атомам; 2) Ковалентность эл-та (спинвалентность) равна числу неспаренных электронов, имеющихся в периферийных слоях атома этого элемента в нормальном и возбужденном состояниях. 3) Ковалентная связь тем прочнее, чем больше перекрываются облака связующих электронов. 4) Химическая связь располагается в том направлении, в котором достигается наибольшее перекрывание валентных орбиталей. Важнейшие свойства ковалентной связи: а)насыщаемость (атом может осуществлять не произвольное, а строгое кол-во хим. связей, ограниченное его максимальной валентностью); б) направленность; в) поляризуемость – молекула приобретает характер диполя при взаимодействии 2 различных атомов. Гибридизация атомных орбиталей. Иногда в образовании хим. связи происходит перекрывание электронных облаков, разных по форме и энергии одного и того же атома. Экспериментально было установлено, что в молекуле СН₄ все 4 хим. связи равноценны. Этот факт и подобные объясняются образованием гибридных облаков (гибридизацией), т.е. при образовании связей предварительно образуются гибридные облака. Энергетически это выгодно, т.к. энергия, которая затрачивается на возбуждение атома, компенсируется выделяющейся энергией при образовании связи гибридными облаками, т.к. область перекрывания существенно больше. Sp-гибридизация – элементы II A группы. Угол равен 180⁰, строение линейное. sp² III A строение молекулы треугольное (120⁰). sp3 IV A 109⁰28’ тетраэдрическое строение молекулы.

Билет № 20

Комплексными называются соединения, в узлах кристаллической решетки которых нах-ся сложные частицы (комплексные ионы), состоящие из центрального атома и окружающих его молекул или ионов; причем целостность этих комплексных ионов сохранятся при переходе соединения в расплавленное или растворенное состояние.

Координационная теория Вернера (1893г.) включает 3 положения: а) помимо главных валентностей, у атомов существуют также побочные валентности, которые проявляют себя при некоторых реакциях. б) насыщение главных валентностей лежит в основе образования соединений первого порядка, например простейших бинарных соединений, типа HCl, H₂O, NH₃ и т.д. в) насыщение побочных валентностей лежит в основе обр-ния соединений высшего порядка, являющихся продуктами сочетания соединений первого порядка, типа NH₄Cl, Fe(CN)_{2 *}4KCN и т.д. Современное представление: компл. соед. состоят: 1) из внутренней координационной сферы – центральный атом(комплексообразователь), вокруг которого нах-ся тесно связанные с ним лиганды(адденды)- молекулы или ионы (Н₂О, Cl^-, F^-, I^-, CN^- и др.); 2) внешней координационной сферы – совокупность всех ионов, связанных с центральным атомом и находящихся за пределами внутренней сферы. Комплексообразующая способность р- и d-элементов. Образование комплексов: d,p-элементы – металлы комплексообразователи. Лигандами при этом выступают биологически активные вещества как правило, органического характера. или анионы неорганических кислот. Известны многочисленные ди-, три-, тетра-ядерные координационные соединения d-элементов. Белковые молеулы образуют с d,p -элементами бионеорганические комплексы – кластеры и биокластеры.

Билет № 21

Уникальное значение внутрикомплексных соединений для жизнедеятельности человеческого организма явствует уже из того, что сложные молекулы гемоглобинов (Мr ~ 67 000) осуществляют перенос диатомного кислорода от легких к тканям. Гемоглобин содержит в своем составе так называемые простетические (небелковые) группы, или геммы. Для жизни растений уникальное значение имеют хлорофиллы - пигменты, при посредстве которых высшими растениями и зелеными водорослями осуществляется фотосинтез. Хлорофиллы представляют собой внутрикомплексные соединения, в которых комплексообразователями являются ионы магния, связанные с органической частью молекулы четырьмя связями. По типу внутрикомплексных соединений построены полиатомные молекулы многих ферментов, роль комплексообразователей в которых играют чаще aтомы таких металлов, как железо, цинк, кобальт, молибден, медь и марганец, которые (вместе с натрием, калием, кальцием и магнием) К. Б. Яцимирский образно назвал «металлами жизни». Так, простетическая группа гемоглобинов является также структурной составляющей молекул пероксидазы - фермента, катализирующего окислительно-восстановительные реакции с участием пероксида водорода, а также каталазы - катализирующей разложение пероксида водорода, образующегося в процecce метаболизма. Специфичность ферментативной активности зависит от того, какой из металлов (Fе, Zn, Со, Мо, Сu, Мn) выполняет роль комплексообразователей в сходных по структуре белковых молекулах. β = с([MLn]^z^-^nc) / c(M^z⁺)cⁿ(L^x^-) -(константа устойчивости)

Kн= c(M^z⁺)cⁿ(L^x^-) / с([MLn]^z^-^nc) - (константа нестойкости); М - центральный атом; L – лиганды; Ln – число лигандов; z-nx – внешняя сфера комплекса

Константа нестойкости – способность компл. соед-ния к диссоциации в растворе.

Билет № 22

Биогенные элементы – элементы, необходимые для построения и жизнедеятельности различных клеток и организмов. Органогены – систем (C, Н, О, N, Р, S) только 6 элементов, составляющих основу живых. Они составляют в организме 97,4%.

Элементы электролитного фона (Na, К, Ca, Mg, Сl). Данные ионы металлов составляют 99% общего содержания металлов в организме.

Химические св-ва: s-элементы легко отдают валентные s-электроны, т.е. они представляют собой сильные восстановители. Они имеют малые значения энергии ионизации при относительно больших радиусах атомов и ионов. Как правило они образуют соединения с ионным типом связи, исключение – водород, для него характерна ковалентная связь. Биологическая роль: 1)Na – содержание в организме массой 70 кг – 60 г. (2610 ммоль) – 0,08%. Около 40% натрия, содержащегося в костной ткани, участвует в обменных процессах и благодаря этому, скелет является либо донором, либо акцептором ионов Na, что способствует поддержанию постоянства концентрации ионов Na во внеклеточной жидкости. Натрий является основным внеклеточным ионом. В организм человека находится натрий в виде его растворимых солей главным образом хлорида, фосфата и водородкарбоната. 2)К – содержание в организме массой 70 кг составляет примерно 160 г (4090ммоль) – 0,23%. 98% находится внутри клеток. Антагонист Na. Играет важную роль в сокращении мышц, нормальном функционировании сердца, проведении нервных импульсов, отдельных реакциях. 3)Mg: его соединения участвуют в формировании костей, в регуляции работы нервной ткани, обмене веществ. Ежедневно человеку требуется примерено 300 – 400 мг Mg. От концентрации ионов Mg2+ зависит устойчивость рибосом. 4)Ca: в организме человека в среднем около 1 кг. кальция. Входит в состав костной ткани в форме ортофосфата. Много в молоке и молочных продуктах. При его недостатке назначают соль глюконата кальция. Общая характеристика биогенных р-элементов. Большинство известных на Земле соединений – соединения именно этих элементов). У элементов IIIА – группы появляется первый электрон на p-орбитали. В других группах происходит последовательное заполнение p-подуровня до 6 электронов. В группах радиусы атомов и однотипных ионов увеличиваются. Энергия ионизации при переходе от 2p элементов к 6p-элементам уменьшается. т.к. по мере возрастания числа электронных оболочек усиливается экранирование заряда ядер электронами, предшествующими внешним электронам. С увеличением порядкового номера неметаллические свойства ослабевают. Углерод – мароэлемент №1. Из него состоят все ткани организма. Азот – высокая электроотрицательность, типичный неметалл, основной компонент воздуха. Фосфор – полифосфаты – соединения с полифосфорными кислотами (несколько остатков фосфорной кислоты соединены между собой). Кислород – самый распространённый в земной коре элемент (49,4%). Сера – схожа по свойствам с кислородом, но проявляет в соединениях степени окисления -2, +2, +4, +6. Хлор – высокая электроотрицательность, неметалл. Входит в состав многих веществ – оксидов, кислот, солей, бинарных соединений.

Билет № 23

В 1777 году французский химик Антуан Лоран Лавуазье (1743–1794) объяснил процессы дыхания и горения и дал название кислороду – Oxygenium. Природный кислород состоит из трех стабильных изотопов: 16O – 99,76%, 17O – 0,04%, 18O – 0,2%. Кислород входит в состав ДНК и многих органических соед, белков. Содержится в мышечной ткани – 16%, костной ткани – 28,5% и крови человека (в человеческом организме массой 70 кг в среднем содержится 43 кг кислорода). Магнитные свойства кислорода указывают на наличие в молекуле кислорода двух неспаренных электронов. Эти электроны размещаются на разрыхляющихся молекулярных p-обриталях. Это делает эго молекулу бирадикалом. Энергия атомнизации кислорода намного меньше, чем у азота. Это одна из причин большой реакционной способности кислорода. Кислород необходим для дыхания живых организмов, для окисления углеводов, жиров и белков. Применяется в медицине для облегчения дыхания. Озон – очень сильный окислитель. Поэтому его используют для обеззараживания питьевой воды и отбеливания тканей, дезинфекции и дезодорации патологоанатомических лабораторий; мед. кабинетов и т.д.

Билет № 24

Сера – схожа по свойствам с кислородом, но проявляет в соединениях степени окисления -2, +2, +4, +6. Тиосульфат натрия: получают при нагревании раствора Na₂SO₃ с порошком серы. Его применяют для лечения чесотки. После втирания его в кожу затем её обрабатывают 6% раствором HCl с итоге тиосульфат распадается на серу и диоксид серы. Применение: 1)Хлора - Раствор хлора в воде- хлорная вода - рекомендовалась как дезинфицирующее вещество врачам и студентам-медикам при работе на трупах. В 30-х годах прошлого столетия хлорную воду использовали для ингаляции при туберкулезе легких, дифтерии и некоторых других болезнях. 2) Брома -Соли брома оказались очень эффективными лекарственными средствами для лечения многих нервных болезней. Знаменитый русский физиолог И.П.Павлов сказал: «Человечество должно быть счастливо тем, что располагает таким драгоценным для нервной системы препаратом, как бром». Использование KBr в медицине в качестве седативного (успокоительного) и противосудорожного средства при лечении эпилепсии началось в 1857. В медицине широко применяются лекарственные средства, содержащие соединения брома. К их числу относятся комплексные препараты, оказывающие выраженное седативное, снотворное и противосудорожное действие. Йодобромные ванны используются в физиотерапии. Основной областью применения бромидов является лечение истерии и неврастении. 3) Фтора - находит широкое применение при синтезе различных медицинских препаратов. Фторорганические соединения успешно применяются для лечения болезней щитовидной железы, особенно базедовой болезни, хронических форм диабета, бронхиальных и ревматических заболеваний, глаукомы и рака. Они также пригодны для профилактики и лечения малярии и служат хорошим средством против стрептококковых и стафилококковых инфекций. Некоторые фторорганические препараты – надежные обезболивающие средства.

Билет № 25

У d-элементов – непропорционально медленное возрастание атомного радиуса с возрастанием числа электронов. В результате наблюдается незначительное изменение атомных и химических свойств d-элементов с увеличением атомного номера. Есть переменная валентность и разнообразие степеней окисления. Это связано с незавершённостью предвнешнего d-электронного слоя. С увеличением атомного номера в группах металлические свойства закономерно уменьшаются. В промежуточной степени окисления проявляют амфотерные свойства. Биологическое значение: 1)хрома – сод-ся в волосах, ногтях. Входит в активный центр фермента трипсина; активирует окислительные процессы. 2)марганца – кость, печень, щитовидная железа, гипофиз. Участвует в формировании скелета в реакциях иммунитета, в кроветворении и тканевом дыхании; влияет на активность многих витаминов, ферментов и гормонов. 3)железа – эритроциты, селезенка, печень. Входит в состав гемоглобина, учас-ет в кроветворении, дыхании и кис-но-восст-ных реакциях; недостаток приводит к анемии. 4)кобальта - печень, кровь, селезенка, щитов. железа, костная ткань, яичники, гипофиз. Участ. в синтезе ряда ферментов (глицинпептидазы, холинэстеразы, ацилазы), гормона щит. железы, витамина В₁₂, гемоглобина и др.; стимулирует кроветворение, деят-ть щит. железы, регулирует углеводный обмен. 5)никеля – поджелуд-ая железа, печень, гипофиз, кожа, роговица глаза. Активирует фермент ангидразу, влияет на окислительные процессы и углеводный обмен; входит в состав инсулина. 6)меди – печень, кости, головной мозг. Входит в состав многих тканевых белков и ферментов (лакказы, тирозиназы, оксидазы и др.); повышает активность некоторых гормонов; участвует в кроветворении, ферментном окислении, тканевом дыхании, иммунных процессах, пигментации. 7)цинка – печень, предстательная железа, сетчатка. Входит в состав ряда тканевых белков и ферментов, активирует гормоны гипофиза, поджелудочнои железы и половые; участвует в кроветворении и деятельности желез внутренней секреции, содействует удалению из организма СО2; при дефиците отставание роста, выпадение волос.

угнетение половых функций. 8)молибдена – Печень, почки, надпочечники, пигментная оболочка глаза. Входит в состав тканевых белков и некоторых ферментов (ксантиноксидазы, альдегидоксидазы и др.); ускоряет рост; избыток приводит к молибденовой подагре.

Билет № 26

Окислительно-восстановительные процессы – реакции, при которых происходит частичный или полный переход электронов от одних атомов или ионов к другим с соответствующим изменением степени окисления этих атомов или ионов. Электродный потенциал – скачок потенциала на границе металл - раствор электролита. Уравнение Нернста:

где - E_Me - электродный потенциал; R- универсальная газовая постоянная; Т – абсолютная температура; F- постоянная Фарадея; n- заряд иона металла;

Окислительно-восстановительные электродные потенциалы, механизм возникновения и их биологическое значение. Применение потенциометрии в биолого-медицинских исследованиях: Примером физико-химического метода анализа является потенциометрическое определение рН раствора с помощью измерительных приборов потенциометров.

Билет № 27

Физико-химические основы поверхностных явлений. Вещество, на поверхности которого происходит Адсорбция, называется адсорбентом, а поглощаемое из объёмной фазы — адсорбатом. В зависимости от характера взаимодействия между молекулой адсорбата и адсорбентом А. принято подразделять на физическую А. и хемосорбцию. Менее прочная физическая А. не сопровождается существенными изменениями молекул адсорбата. Она обусловлена силами межмолекулярного взаимодействия, которые связывают молекулы в жидкостях и некоторых кристаллах и проявляются в поведении сильно сжатых газов. При хемосорбции молекулы адсорбата и адсорбента образуют химические соединения. Часто А. обусловлена и физическими и химическими силами, поэтому не существует чёткой границы между физикой А. и хемосорбцией.

Поверхн-ое натяжение – сила, действующая на единицу длины длины границы раздела и обуславливающая сокращение поверхности жидкости.

Адсорбция на подвижной поверхности раздела фаз. Адсорбция - поглощение к.-л. вещества из газообразной среды или раствора поверхностным слоем жидкости или твёрдого тела. Например, если поместить в водный раствор уксусной кислоты кусочек угля, то произойдёт А. — количество кислоты в растворе уменьшится, молекулы кислоты сконцентрируются на поверхности угля.

Уравнение Гиббса: Г= - С/RT * ∆σ/ ∆C. ∆σ – изменение пов-го натяжения, соответствующее изменению концентрации ∆C; ∆σ/ ∆C – поверх-ая активность.

Поверхностно-активными веществами веществами в водных растворах являются вещества, имеющие дифильную природу, т.е. имеющие в своих молекулах полярные и неполярные группы одновременно. (Полярными группами являются карбонильная, карбоксильная, гидроксильная, аминогруппа, амидная и сульфгидрильная, неполярными – алифатические и ароматические углеводородные радикалы). Поверхностно-неактивными веществами являются растворимые полярные вещества. Это различные углеводы и соли. В растворе их ионы сильно сольватируются, повышая поверхностное натяжение раствора.
Ориентация молекул в поверхностном слое -В адсорбц. слое полярные группы ПАВ обращены в сторону воды. Неполярные – беспорядочно на поверхности, но обязательно направлены в сторону полярной фазы, к поверхности воды

Билет № 28

Адсорбция на неподвижной поверхности раздела фаз. Вещество, на поверхности которого происходит Адсорбция, называется адсорбентом, а поглощаемое из объёмной фазы — адсорбатом. В зависимости от характера взаимодействия между молекулой адсорбата и адсорбентом А. принято подразделять на физическую А. и хемосорбцию. Менее прочная физическая А. не сопровождается существенными изменениями молекул адсорбата. Она обусловлена силами межмолекулярного взаимодействия, которые связывают молекулы в жидкостях и некоторых кристаллах и проявляются в поведении сильно сжатых газов. При хемосорбции молекулы адсорбата и адсорбента образуют химические соединения. Часто А. обусловлена и физическими и химическими силами, поэтому не существует чёткой границы между физикой А. и хемосорбцией.

Уравнение Ленгмюра описывает количественно адсорбцию на подвижной и неподвижной ганицах раздела сред. a= amax x c/A+c amax -величина предельной адсорбции(при занятии всех активных центров адсорбента) моль/г. Г. Фрейндлих предложил империческое уравнение адсорбции, т е уравнение, не вытекающее из теоретических рассуждений, а подобранное опытным путем.
x/m=a*c1/n Здесь х – кол-во адсорбированного в-ва, m – масса адсорбента, С – равновесная концентрация адсорбированного в-ва в прилегающем газе или р-ре, а и n – имперически подобранные константы. Хемосорбция – вид адсорбции. В такой адсорбции участв-ют адсорб. силы, имеющие химич-ую природу. При хемосорбции молекулы адсорбтива, связанные с адсорбентом прочными хим. силами, естественно не могут перемещаться по пов-ти последнего. Ионообменная адсорбция. Применение в медицине. Ионообменная адсорбция основана на том, что ряд естественных и искусственных адсорбентов имеет в своем составе подвижные ионы, способные легко вытесняться, заменяться другими одноименными ионами из окружающей среды. Применяют для очистки различных веществ (в мед. – витаминов, гормонов, ферментов, антибиотиков). Хроматографией именуется физико-хим-кий метод разделения смеси веществ, основанный на различном распределении компонентов смеси между двумя фазами, одна из которых неподвижна, с большой поверхностью контакта, а другая представлят подвижный поток, фильтрующийся через неподвижную фазу. Применение в биологии и медицине: Разнообразные методы хроматографии позволяют разделять очень сложные смеси веществ; аминокислоты, пуриновые и пиримидиновые основания, сахара и т. п. Используется для установления аминокислотного состава гидролизатов и первичной структуры белков; в изучении аминокислотного состава плазмы и других биологических сред, при количественном определении витаминов, гормонов и иных биологически активных соединений. В настоящее время хроматографический анализ биологических жидкостей успешно служит целям диагностики разнообразных заболевании.

Билет № 29

Дисперсные системы - образования из двух или большего числа фаз (тел) с сильно развитой поверхностью раздела между ними. В Д. с. по дна из фаз — дисперсная фаза — распределена в виде мелких частиц (кристалликов, нитей, плёнок или пластинок, капель, пузырьков) в другой, сплошной фазе — дисперсионной среде. Д. с. по основной характеристике — размерам частиц или дисперсности (определяемой отношением общей площади межфазной поверхности к объёму дисперсной фазы) — делятся на грубо (низко) дисперсные и тонко (высоко) дисперсные, или коллоидные системы (коллоиды). В грубодисперсных системах частицы имеют размер от 10^{-4 см} и выше, в коллоидных — от 10^-4—10^-5 до 10^{-7 см}. По агрегатному состоянию дисперсионной среды различают газодисперсные системы — аэрозоли (туманы, дымы), пыль; жидкодисперсные — золи, суспензии, эмульсии, пены; твёрдодисперсные — стеклообразные или кристаллические тела с включениями мельчайших твёрдых частиц, капель жидкости или пузырьков газа. Пыль, суспензии, лиофобные эмульсии — грубодисперсные системы; Золи — типичные высокодисперсные коллоидные системы, частицы дисперсной фазы которых (мицеллы) участвуют в броуновском движении и потому седиментационно устойчивы. Жидкие и твёрдые пены, состоящие из газовых ячеек-пузырьков, разделённых тонкими прослойками непрерывной фазы, представляют особую группу структурированных ячеистых систем. По интенсивности молекулярного взаимодействия фаз различают лиофильные и лиофобные Д. с. В лиофильных системах молекулярное взаимодействие между фазами достаточно велико и удельная свободная поверхностная энергия (поверхностное натяжение) на межфазной границе очень мала. Лиофильные системы образуются самопроизвольно (спонтанно) и имеют предельно высокую дисперсность. В лиофобных системах взаимодействие между молекулами различных фаз значительно слабее, чем в случае лиофильных систем; межфазное поверхностное натяжение велико, вследствие чего система проявляет тенденцию к самопроизвольному укрупнению частиц дисперсной фазы. Обязательное условие существования лиофобных Д. с. — наличие стабилизаторов, веществ, которые адсорбируются на поверхности раздела фаз и образуют защитные слои, препятствующие сближению частиц дисперсной фазы.

Методы получения коллоидных растворов: 1) укрупнение истинных растворов до коллоидного состояния (конденсационный метод). Хим-ми реакциями окисления, восст-ния, гидролиза можно получить. 2) Дисперсионный метод. Основан на измельчении частиц. Сущ-ют механические способы с помощью дисперс-ных мельниц. 3) физический – ультразвук, лазер.

Билет № 30

Строение мицелл полуколлоидов зависит от хим-ой природы полярных и неполярных радикалов, а так же от концентрации р-ра и вида растворителя. При преобладании гидрофильности полярных групп при такой концентрации водного р-ра образуются сферические мицеллы. В них полярные молекулы обращены в наружу и взаимодействуют с водой, а неполярные – направлены внутрь и образуют сердцевину. По структуре такие мицеллы образуют ультромикрокапельками, так как углеводородные радикалы расположены не упорядочено, участвуют в тепловом движении и образуют жидкую среду агрегатного растворителя. С увеличением концентрации р-ра полуколлоиды сферические мицеллы преобразуются в двухслойные пластинчатые, они преобладают при высокой концентрации р-ра. Углеводородные радикалы обращены внутрь мицелл параллельно друг другу. Такое строение придает жидко – кристаллическую структуру, а полуколлоиды наз-ся жидкими кристаллами.
Молекулярно-кинетические свойства: 1)Броуновское движение -беспорядочное движение малых частиц, взвешенных в жидкости или газе, происходящее под действием толчков со стороны молекул окружающей среды. 2)Диффузия возникает не только при наличии в среде градиента концентрации (или химического потенциала). Под действием внешнего электрического поля происходит Д. заряженных частиц (электродиффузия), действие поля тяжести или давления вызывает бародиффузию, в неравномерно нагретой среде возникает термодиффузия. 3)Осмотическое давление (закон Вант-Гоффа) коллоидного раствора пропорционально числу частиц дисперсной фазы в единице объёма и абсолютной температуре. Осм. давл. Коллоидного раствора при прочих равных условиях обратно пропорционально кубу радиуса коллоидной частицы (когда в результате агрегации коллоидных частиц их размер возрастает, а частичная концентрация соответственно уменьшается + ускоряется оседание частиц). 4)Сегментационное равновесие: Оседание частиц дисп. фазы под действием сил разной природы. Оседание происходит с постоянной скоростью, когда сила тяжести становится равной силе трения. Скорость оседания частиц под действием силы тяжести прямо пропоциональна квадрату радиуса частицы, разности плотностей дисп. фазы и среды и обратно пропорциональна вязкости. Оптические свойства: Закон Рэлея, - интенсивность I рассеиваемого средой света обратно пропорциональна 4-й степени длины волны  падающего света (I ~ ^-4) в случае, когда среда состоит из частиц- диэлектриков, размеры которых много меньше . электрокинетические свойства: 1)Электрофорез - перемещение частиц дисперсной фазы относительно неподвижной дисперсионной среды под действием внешнего электрического поля. Положительно заряженные гранулы под действием электрического поля перемещяются к котоду, а отрицательные противоионы диффузионного слоя – к аноду. 2)Электроосмос - перемещение дисперсионной среды относительно неподвижной десперсионной фазы под действием внешнего электрического поля. Под действием внешнего Эл. Поля положительно заряженные противоионы диффузионного слоя вмечте с гидратной оболочкой перемещяются к катоду. Применение в медицине: электрофорезом разделяют и очищают различные биополимеры (белки, сыворотка крови и т.д.). Методы очистки коллоидных растворов: фильтрация, ультрафиолет, диализ (прохождение через полупроницаемую мембрану), электродиализ.

Билет № 31

Под устойчивостью дисперсных систем понимают способность их сохранять своё состояние и свойства неизменными с течением времени. Седиментационная (кинетическая) устойчивость характеризует способность частиц дисперсной фазы оставаться во взвешенном состоянии. При нарушении кинетической устойчивости происходит отделение дисперсной фазы от дисперсионной среды. Агрегативная устойчивость дисперсной системы характеризует способность частиц дисперсной фазы противостоять их агрегации. При нарушении этого вида устойчивости частицы дисперсной фазы объединяются в агрегаты, состоящие из первичных частиц, отделенных друг от друга ионными оболочками. При нарушении агрегативной устойчивости степень дисперсности остается неизменной. Коагуляцией называется потеря коллоидными системами агрегативной устойчивости. Коагуляция коллоидных растворов может быть вызвана воздействием различных факторов: концентрированием дисперсной фазы, диализом, механическим воздействием, изменением температуры, различными видами излучений, добавлением электролитов. Минимальная концентрация электролита, по достижении которой начинается коагуляция, называется порогом коагуляции. При смешении двух коллоидных растворов с разноименно заряженными частицами нередко происходит образование осадка, называемое взаимной коагуляцией. Разноименно заряженные коллоиды вызывают коагуляцию друг друга только в том случае, когда суммарный заряд частиц одного золя нейтрализует суммарный заряд другого. Коллоидная защита. Нередко наблюдают повышение устойчивости лиофобных золей к коагулирующему действию электролитов при добавлении некоторых веществ. Такие вещества называют защитными, а их стабилизирующее действие на дисперсные системы — коллоидной защитой.

Защитными свойствами обладают высокомолекулярные соединения, как например, белковые вещества (желатин, альбумины), полисахариды (крахмал), некоторые кoллoидные ПАВ (мыла). Эмульсии – микрогетерогенные системы в которых капли одной жидкости распределены в другой жидкости. Размер 10-5 – 10-7 м. Аэрозоли – туман, облака, пыль и дым. Их получают диспергированием и конденсацией. Особенности аэрозолей – малая вязкость газовой дисперсионной среды и большой молекул газа сравнительно с размером частиц. Суспензии – микрогетерогенные системы, в которых частицы нах-ся в жидкости. Размер частиц 10-4 - 10-7 м. Суспензии рассматривают, как взвеси порошков в жидкости.

Билет № 32

Класс соединений	Общ.форм.	Гибриди-зация	пример	Наличие связей
Алканы	С_nH₂_n₊₂	SP³	СН₄ метан	одинарные
Алкены	С_nH₂_n	SP²	Этилен С₂Н₄	одна двойная
Алкадиены	С_nH₂_n_-2	SP²	Пентадиен С₅Н₈	две двойных
Алкины	С_nH₂_n_-2	SP	Ацетилен С₂Н₂	одна тройная
Арены	С_nH₂_n_-₆		С₆Н₆ – бензол	полуторные

Структура и классификация ВМС. По происхождению ВМС делят: 1)неорганические полимеры (алмаз, графит, стекло, глина), 2)органические полимеры: природные (каучук, гликоген), 3)синтетические (синтетический каучук, пластмассы). По последовательности отдельных группировок атомов: 1)собственные полимеры: молекулы состоят из большого числа одинаковых атомов или молекулярных групп. Образуются при полимеризации атомов или молекул какого то исходного НМ в-ва, 2)сополимеры (совместные полимеры): они образуются слиянием нескольких разных НМС. Молекулы состоят из нескольких элементарных звеньев разного хим-го состава и связанных в нерегулярной последовательности. По пространственной структуре молекул: линейные полимеры, разветвленные, сетчатые. По наличию заряда: нейтральные поликатионы, полианионы, полиамфолиты.
Набухание и растворение ВМС. При контакте полимера (ВМС) и растворителя (НМС) происходит набухание и затем растворение полимера. Набуханием называется проникновение растворителя в полимерное вещество, сопровождаемое увеличением объема и массы образца. Количественно набухание измеряется степенью набухания: а_т = (m – m₀)/m₀, где m₀— начальная масса; Vo — начальный объем образца полимера; т — масса; V — объем набухшего образца. Степень набухания зависит от жесткости полимерных цепей. У жестких полимеров с большим числом поперечных связей между цепями степень набухания невелика. (Каучуки (резины) ограниченно набухают в бензине. Добавление бензола к натуральному каучуку приводит к неограниченному набуханию полимеров). Зависимость набухания от факторов: Степень набухания полимера зависит от его природы и природы растворителя. Полимер набухает лучше в растворителе, молекулярные взаимодействия которого с макромолекулами велики. Полярные полимеры набухают в полярных жидкостях (белок в воде), неполярные — в неполярных (каучук в бензоле). Ограниченное набухание аналогично ограниченной растворимости. В результате образуются студни. Кроме природы растворителя на набухание ВМС влияют присутствие электролитов, рН среды, температура.

Билет № 33

Вязкость (внутреннее трение) — мера сопротивления среды движению. Эту величину характеризуют коэффициентом вязкости η. Для небольших интервалов концентраций существует простая зависимость η_пр.= а + bс; где а, в — постоянные коэффициенты. Величина а определяется экспериментально и называется характеристической вязкостью полимера. Характеристическая вязкость связана с молярной массой полимера формулой Штаудингера: где К — коэффициент пропорциональности, а — показатель степени. Формула Штаудингера используется при экспериментальном измерении молекулярной массы ВМС. Осмотическое давление л растворов ВМС определяется теоретически уравнением Вант-Гоффа π=cRT, где с — концентрация раствора.

Каждая макромолекула ведет себя как совокупность нескольких молекул меньшего размера. Это и проявляется в увеличении осмотического давления. Для расчета осмотического давления растворов ВМС Галлер предложил уравнение где с — концентрация раствора ВМС, г/л; М — молярная масса ВМС г/моль; β — коэффициент, учитывающий гибкость и форму макромолекулы в растворе. Если звено полимерной цепи содержит ионогенную группу, то полимер называют полиэлектролитом. Они растворимы в полимерных растворителях, электропроводны, и на их свойствах сильно отражается кулоновское взаимодействие зарядов. К классу синтетических полиэлектролитов, имеющих широкую область применения, относятся полиамфолиты. В сильнощелочных средах (высокие рН) молекулы полиамфолитов приобретают суммарный отрицательный заряд. При некотором промежуточном значении кислотности (3 < рН < < 11 для белков) суммарный заряд макромолекулы становится равным нулю. Это значение называется изоэлектрической точкой полиамфолита. Изоэлектрическая точка может быть измерена однозначно с помощью электрофореза, может быть использованы данные по набуханию полиамфолитов в р-рах с разл.pH. Устойчивость растворов ВМС. Изменение растворимости ВМС может быть вызвана либо понижением температуры, либо изменением состава раствора путем добавления жидкости,