где: С - массовая доля полимера;

М - молярная масса полимера;

R – универсальная газовая постоянная;

Т - абсолютная температура;

К - константа, отражающая свойства растворителя.

Из этой формулы видно, что чем выше молярная масса полимера, тем меньше осмотическое давление. Онкотическому давлению принадлежит основная роль в поступлении воды в кровяное русло из тканевой жидкости. Это обусловлено тем, что низкомолекулярные вещества плазмы, в основном, электролиты, являются осмотически неактивными в данных условиях по отношению к тканевой жидкости, т.к. они беспрепятственно проникают через стенки кровеносных капилляров.

Онкотическое или коллоидно-осмотическое давление крови человека примерно 30 мм рт.ст., а тканевой жидкости и лимфы величиной в 10 м рт.ст. Под действием разности онкотического давления крови и лимфы величиной в 20 мм рт.ст. вода поступает из лимфы в кровь, т.е. к месту большей концентрации белков. При понижении содержания белка в крови (т.е. при гипопротеиноанемиях) вследствие заболевания органов пищеварения или потери белка с мочой (при заболеваниях почек) возникает разница в онкотическом давлении в тканевой жидкости и в крови. Вода устремляется в сторону более высокого давления, и в ткани возникают онкотические отеки подкожной клетчатки ("голодные" и "почечные" отеки).

8.7. Мембранное равновесие Доннана

В живых тканях всегда наряду с растворами белков и их солей, присутствуют также ионы обычных электролитов (NaCI, KCI, CaСI₂, Na₂HPO₄, NaHCO₃).

Присутствие в организме солей белков, отделенных клеточной мембраной от растворов электролитов, приводит к перераспределению электролитов и соответственно влияет на осмотическое давление по обе стороны мембраны. Перераспределение электролитов подчиняется уравнению мембранного равновесия, выведенного Доннаном.

где: х – количество ионов, прошедших через мембрану внутрь клетки; С(Н) – количество ионов электролита снаружи мембраны; С(В) – количество ионов электролита внутри клетки.

В присутствии полиэлектролитов всегда наблюдается явление перераспределения ионов через мембрану (эффект Доннана), что будет сказываться на осмотическом давлении, величине биопотенциалов. Поэтому, в живом организме эффект Доннана является одной из причин сложных процессов изменения осмотического давления, изменения мембранного потенциала, ввиду перераспределения электролитов в присутствии полиэлектролитов - белков.

8.8. Специфические свойства растворов ВМС

В растворах ВМС часто можно наблюдать такое интересное явление как желатинирование, застудневание или гелеобразование. Суть его состоит в полной потере раствором текучести и приобретения твердообразности: раствор превращается в студень или гель.

К биологически важным гелям относятся гели, входящие в состав оболочки и ядра клетки. Стекловидное тело глаза – типичный гель, свернувшаяся кровь - гель, медуза - живой гель (99%-воды). К гелям относятся мармелад, кисломолочные продукты - кефир, простокваша, сыр.

---

Желатинированию способствует увеличению концентрации полимера в растворе, понижение температуры и отсутствие механического воздействия на него.

Упругие и эластичные свойства студней определяются прочностью и гибкостью макромолекулярной сетки, а также твердообразностью ориентированных слоев молекул растворителя. Гидратные оболочки, окружающие полярные группы, создают упругую водную сетку. Жидкость, заполняющую сетку студня, называют интермицеллярной. В нее входит свободная и связянная вода. Связанная вода - та часть воды, которая входит в состав сольватных оболочек. Связанная вода обладает особыми свойствами: большей плотностью, пониженной температурой замерзания, потерей растворяющей способности. Связанная вода студней и гелей играет большую роль в нашей жизни, ибо присутствует в почве, растениях и в живых организмах, обеспечивает морозоустойчивость, поддерживает "водные запасы", определяет морфологическую структуру клеток и тканей. В человеческом организме доля связанной воды составляет у младенца 70%, снижаясь к старости до 40%. Старение студней и гелей проявляется в синерезисе - процессе постепенного сжатия сетки студня. Этот процесс наблюдается при продолжительном стоянии желатинированного раствора полимера и представляет собой образование уплотнений в системе. Он объясняется медленным "углублением" структурирования раствора, начавшегося при его желатинировании. При этом происходит стягивание молекул полимера между собой, вследствие чего из гомогенной желатинированной системы выделяется плотное тело, копирующее форму сосуда, в котором находится система и жидкость. Происходит разделенные студня на две фазы: уплотненный гель и разведенный раствор ВМС, в состав которого входит интермицеллярная вода.

При этом, вначале отнимается свободная вода, а потом, частично, и связанная. Синерезис связан с увеличением числа контактов у частиц дисперсной фазы и выжиманием на структурной сетке геля части растворителя. В процессе старения изменяется величина электрического заряда и степень гидратации макромолекул.

Синерезис наблюдается у сгустка крови (геля) при 35-40^оС, когда происходит выделение слегка окрашенной, почти прозрачной сыворотки. Синерезисом, протекающим в мышечных и костных тканях, объясняют изменение в них при старении, мясо старых животных намного плотнее, чем у животных молодого возраста.

Разрушение студня может наблюдаться не только при усилении гидрофобных взаимодействии (при старении, т.е. при синерезисе) или при повышении температуры, но и при механическом разрушении межмолекулярных связей. Явление механического разрушения структурной сетки носит название тиксотропии.

Этот процесс также обратим: в состоянии покоя раствор снова желатинируется. Способность растворов полимеров многократно желатинироваться в состоянии покоя и разжижаться при механическом вохдействии на них, называется тиксотропией. Явление тиксотропии наблюдается в протоплазме. Раздражая иголкой тело малых лимфоцитов, можно наблюдать быстрое разжижение их протоплазмы, но вскоре она снова уплотняется.

---

В растворах ВМС можно при определенных условиях (рН, температура, добавление низкомолекулярных веществ), наблюдать явление коацервации. Коацервация - это разделение гомогенного раствора ВМС на две фазы. Одна фаза - это раствор ВМС в растворителе, другая фаза - это раствор растворителя в ВМС (верхняя часть). Оба слоя гомогенны, но различаются содержанием ВМС в каждой фазе, т.е. вязкостью. Вязкая фаза, содержащая почти все высокомолекулярные вещества, называется коацервантом. Коацервация отличается тем, что высокомолекулярное вещество не отщепляется от растворителя, а собирается в капельки больших размеров, пока не произойдет расслоение. Если изменить условия в сторону усиления дегидратации ВМС, то можно вызвать разрушение коацервативных капель и вызвать полное осаждение ВМС. Комплексная коацервация имеет место в протоплазме. В истории возникновения жизни на Земле процесс коацервации имел исключительное большое значение.

8. Классификация и номенклатура органических соединений

9.1. Классификация органических соединений

Органические соединения – это соединения углерода и водорода. Теория химического строения была сформулирована А.М.Бутлеровым в 1861г. Сущность этой теории заключается в следующих положениях:

1. Молекула обладает определенным химическим строением, под которым подразумевается определенный порядок расположения в ней атомов.

2. Свойства веществ зависят не только от состава, но и от химического строения их молекул.

3. Все атомы оказывают влияние друг на друга.

4. Углерод в органических соединениях четырехвалентен.

5. Изомерия объясняется различным химическим строением молекул одинакового состава.

6. Углеродные атомы соединяются в длинные цепи – линейные, разветленные, циклические.

Органические соединения отличаются своей многочисленностью и разнообразием. Поэтому необходима их систематизация. Органические соединения классифицируют, учитывая два основных структурных признака:

- строение углеродной цепи (углеродного скелета);

- наличие и строение функциональных групп.

Углеродный скелет (углеродная цепь) - последовательность химически связанных между собой атомов углерода.

Функциональная группа - атом или группа атомов, определяющие принадлежность соединения к определенному классу и ответственные за его химические свойства.

Классификация органических соединений приведена в схеме 1.

Схема 1. Классификация органических соединений.

Ациклические или алифатические углеводороды представляют собой линейные или разветвленные цепочки и не содержат циклических фрагментов, они образуют две крупные группы.

Предельные или насыщенные углеводороды представляют собой цепочки атомов углерода, соединенных простыми связями и окруженных атомами водорода. Данный гомологический ряд называется алканами, который приведен в таблице 1. Общая формула – С_пН_2п+2. Например:

---

Таблица 1. Названия алканов

Значение n в формуле CnH2n+2	Название вещества	Молекулярная формула
1	Метан	СН4
2	Этан	С2Н6
3	Пропан	С3Н8
4	Бутан	С4Н10
5	Пентан	С5Н12
6	Гексан	С6Н14
7	Гептан	С7Н16
8	Октан	С8Н18
9	Нонан	С9Н20
10	Декан	С10Н22

2. Ненасыщенные углеводороды содержат двойные или тройные связи между атомами углерода. Гомологический ряд углеводородов, содержащих двойные связи, называется алкенами. Общая формула – С_пН_2п. Гомологический ряд углеводородов, содержащих две двойные связи, называется алкадиенами. Общая формула – С_пН_2п-2. Гомологический ряд углеводородов, содержащих тройные связи, называется алкинами. Общая формула – С_пН_2п-2. Например:

II. Циклические соединения делятся на две группы: карбоциклические и гетероциклические.

Карбоциклические углеводороды содержат циклические фрагменты, образованные только атомами углерода. Они образуют две крупные группы.

1. Алициклические (т.е. и алифатические и циклические одновременно) углеводороды. В этих соединениях циклические фрагменты могут содержать как простые, так и кратные связи. Кроме того, соединения могут содержать несколько циклических фрагментов. К названию этих соединений добавляют приставку «цикло», простейшее алициклическое соединение – циклопропан.

Ароматические углеводороды - это соединения, содержащие бензольное кольцо. Сейчас бензольные циклы чаще изображают не с помощью чередующихся простых и двойных связей, а используют кольцевой символ внутри цикла. Этот гомологический ряд называется аренами. Общая формула – С_пН_2п-6.

Например:

бензол нафталин антрацен

2. Гетероциклические соединения это соединения, содержащие в цикле кроме атомов углерода, другие гетероатомы – кислород, серу, азот.

В зависимости от природы функциональной группы производные углеводородов делят на классы, которые приведены в таблице 2.

Таблица 2. Классы органических соединений.

Функциональная группа	Название класса	Общая формула класса
-F, -CI, -Br, -I (HaI) Галогены	Галогенопроизводные	R - HaI
-OH Гидроксильная	Спирты, фенолы	R –OH
- ОR Алкоксильная	Простые эфиры	R-OR
- SH Тиольная	Тиолы (тиоспирты, меркаптаны)	R-SH
- SR Алкилтиольная	Тиоэфиры (сульфиды)	R-SR
- SO3H Сульфоновая	Сульфокислоты	R- SO3H
Амино	Амины	R – NH2 R2NH R3N
- NO2 Нитро	Нитросоединения	R – NO2
Циано	Нитрилы
Карбонильная	Альдегиды Кетоны
Карбоксильная	Карбоновые кислоты
Алкоксикарбоксильная	Сложные эфиры
Карбоксамидная	Амиды

---

9.2. Номенклатура органических соединений

Номенклатура – это система правил для составления однозначного названия соединения. В настоящее время общепринятой номенклатурой является систематическая заместительной номенклатура ИЮПАК. Однако, часто используются и тривиальные названия соединений. Тривиальные названия – это исторически сложившиеся названия. Они отражают способ или источник получения, свойства вещества, область применения. Например, лактоза выделена из молока, глицерин, в переводе с греческого, - сладкий, пировиноградная кислота получена пиролизом виноградной кислоты. Тривиальные названия часто употребляются для аминокислот, углеводов, терпенов и стероидов.

При составлении названий по системе ИЮПАК используют понятия:

органический радикал – нейтральный остаток органической молекулы, образованный после удаления одного или нескольких атомов водорода;

родоначальная структура – это химическая структура, лежащая в основе соединения. В ациклических соединениях это углеродная цепь, в циклических соединениях – цикл;

характеристическая группа – функциональная группа, определяющая принадлежность соединения к определенному классу;

заместитель – любая функциональная группа или углеводородный радикал, присоединенные к родоначальной структуре.

Для составления названия соединения по заместительной номенклатуре ИЮПАК нужно:

1. Определить старшую характеристическую функциональную группу по порядку старшинства функциональных групп (табл.3). Старшая группа обозначается в названии окончанием и цифрой при атоме углерода, у которого она находится.

СН₃^_СН₂^_ СН₂^_ОН пропанол-1.

Таблица 3. Порядок старшинства функциональных групп

Функциональная группа	Префикс	Окончание
-СООН	Карбокси	карбоновая кислота
-SO3H	Сульфо	сульфоновая кислота (сульфокислота)
	-	нитрил
	Окси	аль
	Формил	карбальдегид
(C)=O	Оксо	он
-OH	Гидрокси	ол
-SH	Меркапто	тиол
-NH2	Нитро	амин
-F, -CI, -Br, -I (HaI)	Фтор, хлор, бром, йод
- ОR	Алкокси
- SR	Алкилтио
- NO2	Нитро

2. Определяют родоначальную структуру – главную цепь или цикл – по следующим критериям:

1) максимальное число характеристических групп;

2) максимальное число кратных связей;

3) максимальное число заместителей;

4) максимальная длина цепи.

Каждый последующий критерий используется только в том случае, если предыдущий не дает однозначного ответа.

3. Проводят нумерацию так, чтобы старшая характеристическая группа получила наименьший номер. Если это правило не действует, то нумеруют так, чтобы заместители получили наименьшие номера.

4. Определяют название родоначальной структуры и характеристической группы. Наличие двойной связи отражается суффиксом –ен, тройной –ин и т.д.

---

Смотрите также файлы

• OZ_Ekzamen.doc

• Testy_Itog_OZ_MPD_s_02_04_2014.doc

• Patologicheskaya_anatomia_RK-2.doc

• OM_OG_RK_2_raspech3.doc

• Ekonom_rubezh_2.doc