Относительная вязкость

η_отн.=η_р-р/ η_o=t/t_o

2)удельная вязкость:

η_уд.=(η_р-р-η_o)/η_o=η_отн.-1

3)приведена вязкость:

η_пр.=η_уд../c

4) характеристическая вязкость связана с молярной массой полимера формулой Штаудингера:

[η]=КМ^а

К- коэффициент пропорциональности, определяемый экспериментально

α-показатель степени, который изменяется в пределах 1/2≤α≤1

 

2.22,23

Явление диффузии играет очень важную роль в процессах перемещения различных питательных веществ и продуктов обмена в тканевых жидкостях. Важное значение имеет низкая вязкость воды, в связи с чем скорость диффузии в воде выше, чем во многих других растворителях.

В живых организмах диффузия тесно связана со многими биологическими явлениями. Скорость многих физико-химических процессов в организме зависит, прежде всего, от скорости диффузии реагирующих веществ, т.е. от скорости «доставки сырья». Общая кинетика биологических явлений определяется наиболее медленным их этапом – диффузией реагентов, а не биохимическими реакциями, протекающими при участии ферментов с очень большой скоростью.

В свою очередь диффузия в живых организмах регулируется функциональным состоянием тканей и зависит от их физико-химического строения. Например, когда при наркозе эфир диффундирует в тканях организма, то он встречает жиры и растворы белков, причем в жире эфир растворяется лучше. Вследствие этого он будет диффундировать в жир, несмотря на то, что концентрация его в жире будет больше, чем в растворе белка, т.е. диффузия эфира пойдет против градиента его концентрации. Это явление называется отрицательной диффузией.

Студни – это гомогенные системы. При старении гомогенность студней нарушается вследствие синерезиса – постепенного сжатия полимерной сетки (матрицы) и выделения жидкой фазы. Синерезис сопровождается уплотнением пространственной структурной сетки и уменьшением объема студня.

В отличие от гелей студни не обладают тиксотропией – способностью восстанавливать свою структуру в времени после ее механического разрушения.

В студнях, как и в растворах, могут протекать химические реакции. В 1886 г. Лизеганг наблюдал образование осадка Ag₂Cr₂O₇ в студне желатина, пропитанного раствором К₂Сr₂O₇. Если в центр пластины желатина ввести раствор AgNO ₃, то реакция 2Ag⁺_(p)+Cr₂O₇^2-_(p) => Ag₂Cr₂O_{7 (T)}

будет протекать не только в месте введения раствора, а по всей пластине. При этом наблюдается чередование полос: красноватые кольца и неокрашенные кольца геля. По мере удаления от места введения реагента растет ширина неокрашенных колец, а интенсивность окраски уменьшается. Наблюдается периодическая реакция.

3.1,4,5,6,7,9

Химическая кинетика – это наука, изучающая скорость и механизм протекания химических реакций и зависимость их от различных факторов.

Основные понятия:

1) скорость химической реакции – изменение концентрации реагирующего вещества в единицу времени в единице объема.

υ_ист.=±dc/dt

υ_ист - истинная скорость реакции

c - концентрация реагирующего вещества в данный момент времени

t - время

- средняя скорость – это скорость за конечный промежуток времени

υ = ± ∆c/∆t = ± (c₂-c₁)(t₂-t₁)

- истинная скорость – это изменение концентрации за бесконечно малый промежуток времени

υ =±dc/dt

В выражении для скорости ставим «+», если следим по изменению концентрации продукта реакции. И знак «-», если следим за скоростью по изменению концентрации исходного вещества.

Факторы, от которых зависит скорость: природа реагирующих веществ, природа растворителя, концентрация раствора, t, влияние катализатора.

Основным законом химической кинетики является закон действующих масс: скорость химической реакции при постоянной температуре прями пропорциональна произведению концентраций реагирующих веществ, взятых в степенях, соответствующих стехиометрическим коэффициентам.

Для реакции аА + bB = cC +dD зависимость скорости от концентрации можно записать в следующем виде: υ = k*C^a_A*C^b_B

Где υ – скорость химической реакции; k – константа скорости; C_AC_B - концентрации реагирующих веществ.

Физический смысл k: k характеризует скорость реакции при концентрации реагирующих веществ, равных 1моль/л. C_A=C_B=1 моль/л

υ=k

k зависит от тех же факторов, что и скорость, кроме концентрации.

2) молекулярность – это число молекул, участвующих в элементарном акте превращения. Различают моно-, би-,тримолекулярные реакции.

3) порядок реакции – это показатель степени, сумма показателей степеней при концентрациях скорости (n=a+b)

По прядку реакции различают реакции 0го,1го,2го….. и дробного порядка:

0 порядок: υ=k*c^o=k; k_o=(c_o-c)/t [моль*л^-1*с^-1]

1 порядок: υ=k*c₁; k_I=1/t In c_o/c [с^-1]. Где с_o-начальная концентрация, с- концентрация в данный момент t.

2 порядок: υ=k*c₁*c₂ или υ=k*c₁; k_II=1/t(1/c-1/c_o)=1/t((c_o-c)/(c_o*c)) [моль^-1*л*с^-1]

4) период полураспада – это t, за которое концентрация вещества уменьшается в 2 раза. (τ_1/2 -«тау»)

Порядок

k_I=1/ τ_1/2*In c_o/c; c=c_o/2; k_I=1/τ_1/2*In c_o/(c_o/2); k_I=In2/τ_1/2; τ_1/2=In2/k_I=0,69/k_I

Порядок

k_II=(1/τ_1/2)*(1/c-1/c_o)=(1/τ_1/2)*(1/c_o/2-1/c_o)= =(1/τ_1/2)*(1/c_o)

τ_1/2= 1/(k_II*c_o)

 

3.2

Реакция является гомогенной, если реагирующие вещества находятся в одной фазе, а если в разных фазах – гетерогенной.

Пример гомогенной реакции:

Н_2(г)+I_2(г)=2НI_(г)

AgNO_3(p)+NaCl_(p)=AgCl_(т)+NaNO_3(p)

Пример гетерогенной реакции:

Zn_(T)+2HCl_(p)=H_2(г)+ZnCl_2(p)

Реакция называется простой (одностадийной), если продукт образуется в результате непосредственного взаимодействия молекул (частиц) реагентов.

Ag⁺ +Cl^- → AgCl

Реакция называется сложной, если конечный продукт получается в результате осуществления двух или более простых реакций (элементарных актов) с образованием промежуточных продуктов. Все биохимические реакции сложные (пример: клеточное дыхание).

 

 

3.10,11,12,13

Для большинства химических реакций скорость возрастает с повышением t.

Для биохимических реакций протекающих в организме возрастание наблюдается до определенной t, а далее скорость снижается вследствие разрушения ферментов при высоких t.

Влияние t на величину константы скорости впервые предположил Вант-Гофф: при увеличении t на каждые 10 С скорость реакции возрастает в 2-4 раза.

υ_T2/υ_T1 = k_T2/k_T1 = γⁿ

γ (гамма) – температурный коэффициент.

n = (T₂-T₁)/10 (T₂>T₁)

T₂=T₁+10n

k_T1+10n/ k_T1= γⁿ

Недостатки:

1) надо знать γ для каждой реакции

2) величина γ для данной реакции может меняться в интервале температур.

Более точную зависимость констант скорости от t выражает уравнение Аррейнуса:

1) дифференциальная

d Ink/d*T=E/RT²

d Ink_p/d*T=∆_rH^o/RT²