Предмет: Экология
Тип: Курсовая работа
Объем: 22 стр.
|
Закрыть
|
Теория кислот
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ 3
1. ПРОТОЛИТИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ 5
2. БУФЕРНЫЕ СИСТЕМЫ КРОВИ 6
3. КИСЛОТНОЕ ОСНОВНОЕ РАВНОВЕСИЕ В ПРОЦЕССАХ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ 9
4. МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ PH 13
5. МЕХАНИЗМ ДЕЙСТВИЯ БУФЕРНОЙ СИСТЕМЫ ОРГАНИЗМА В ПРОЦЕССАХ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ 16
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 21
ЛИТЕРАТУРА 22
ВВЕДЕНИЕ
Для решения волнующих все мировое сообщество экологических проблем и выработки стратегии жизнедеятельности человечества необходимо формирование у подрастающего поколения нового мировоззрения, основанного на представлении единой картины мира. Нужны не фрагментарные, а системные знания с учетом взаимосвязанности, вечности и бесконечности материи. Особую роль на этом пути должны играть химические знания, дающие основу для понимания сути природных явлений, их систематизации.
1. ПРОТОЛИТИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ
Организм человека располагает тонкими механизмами координации происходящих в не физиологических и биохимических процессов и поддержания постоянства внутренней среды (оптимальных значений рН и уровней содержания различных веществ в жидкостях организма, температуры, кровяного давления и т. д.). Эта координация названа, по предложению В. Кеннона (1929), гомеостазисом (от греч. "гомео" – подобный; "стазис" – постоянство, состояние). Она осуществляется путем гуморальной регуляции (от лат. "гумор" – жидкость), т. е. через кров, тканевую жидкость, лимфу и т. д. с помощью биологически активных веществ (ферментов, гормонов и др.) при участии нервных регулирующих механизмов. Гуморальные и нервные компоненты тесно взаимосвязаны между собой, образуя единый комплекс нейро-гуморальной регуляции. Примером гомеостазиса является стремление организма к сохранению постоянства температуры, энтропии, энергии Гиббса, содержания в крови и межтканевых жидкостях различных катионов, анионов, растворенных газов и др., величины осмотического давления и стремление поддерживать для каждой из его жидкостей определенную оптимальную концентрацию ионов водорода. Сохранение постоянства кислотности жидких сред имеет для жизнедеятельности человеческого организма первостепенное значение, потому что, во-первых, ионы Н+ оказывают каталитическое действие на многие биохимические превращения; во-вторых, ферменты и гормоны проявляют биологическую активность только в строго определенном интервале значений рН; в-третьих, даже небольшие изменения концентрации ионов водорода в крови и межтканевых жидкостях ощутимо влияют на величину осмотического давления в этих жидкостях.
2. БУФЕРНЫЕ СИСТЕМЫ КРОВИ
Буферными называют растворы, рН которых практически на изменяется от добавления к ним небольших количеств сильной кислоты или щелочи, а также при разведении. Простейший буферный раствор – это смесь слабой кислоты и соли, имеющей с этой кислотой общий анион (например, смесь уксусной кислоты СН3СООН и ацетата натрия СН3СООNa), либо смесь слабого основания и соли, имеющей с этим основанием общий катион (например, смесь гидроксида аммония NH4OH с хлоридом аммония NH4Cl).
С точки зрения протонной теории буферное действие растворов обусловлено наличием кислотно-основного равновесия общего типа:
3. КИСЛОТНОЕ ОСНОВНОЕ РАВНОВЕСИЕ В ПРОЦЕССАХ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ
Нормальное значение рН плазмы крови составляет 7,40 ± 0,05. Этому соответствует интервал значений активной кислотности а (Н+) от 3,7 до 4,0 ´ 10-8 моль/л. Так как в крови присутствуют различные электролиты - НСО3-, Н2СО3, НРО42-, Н2РО4-, белки, аминокислоты, это означает, что они диссоциируют в такой степени, чтобы активность а (Н+) находилась в указанном интервале.
Водородкарбонатная (гидро-, бикарбонатная) буферная система НСО3-/Н2СО3 плазмы крови характеризуется равновесием молекул слабой угольной кислоты Н2СО3 с образующимися при ее диссоциации гидрокарбонат-ионами НСО3-(сопряженное основание):
НСО3- + Н+ Û Н2СО3
НСО3- + Н2О Û Н2СО3 + ОН-
4. МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ PH
В основе расчета рН буферных систем лежит закон действующих масс для кислотно-основного равновесия.
Для буферной системы 1-го типа, например, ацетатной, концентрацию ионов Н+ в растворе легко вычислит, исходя из константы кислотно-основного равновесия уксусной кислоты:
5. МЕХАНИЗМ ДЕЙСТВИЯ БУФЕРНОЙ СИСТЕМЫ ОРГАНИЗМА В ПРОЦЕССАХ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ
Организм человека располагает тонкими механизмами координации происходящих в не физиологических и биохимических процессов и поддержания постоянства внутренней среды (оптимальных значений рН и уровней содержания различных веществ в жидкостях организма, температуры, кровяного давления и т. д.). Эта координация названа, по предложению В. Кеннона (1929), гомеостазисом (от греч. "гомео" – подобный; "стазис" – постоянство, состояние). Она осуществляется путем гуморальной регуляции (от лат. "гумор" – жидкость), т. е. через кров, тканевую жидкость, лимфу и т. д. с помощью биологически активных веществ (ферментов, гормонов и др.) при участии нервных регулирующих механизмов. Гуморальные и нервные компоненты тесно взаимосвязаны между собой, образуя единый комплекс нейро-гуморальной регуляции. Примером гомеостазиса является стремление организма к сохранению постоянства температуры, энтропии, энергии Гиббса, содержания в крови и межтканевых жидкостях различных катионов, анионов, растворенных газов и др., величины осмотического давления и стремление поддерживать для каждой из его жидкостей определенную оптимальную концентрацию ионов водорода. Сохранение постоянства кислотности жидких сред имеет для жизнедеятельности человеческого организма первостепенное значение, потому что, во-первых, ионы Н+ оказывают каталитическое действие на многие биохимические превращения; во-вторых, ферменты и гормоны проявляют биологическую активность только в строго определенном интервале значений рН; в-третьих, даже небольшие изменения концентрации ионов водорода в крови и межтканевых жидкостях ощутимо влияют на величину осмотического давления в этих жидкостях.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Таким образом, общим в процессах, определяющих кислотно-основные свойства и буферность конденсированных природных сред (водных сред, иловых отложений, почв), является ведущая роль карбонатной и карбонатно-кальциевой систем, способных изменить степень кислотности вод и актуальную кислотность почв и илов в широких пределах. Своеобразием формирования кислотности почв и илов и их буферности является могущая играть значительно большую роль потенциальная кислотность как результат ионообменной способности почвенного поглощающего комплекса, представляющего собой совокупность органических кислот, минеральных и органоминеральных компонентов почв - носителей обменных позиций.
ЛИТЕРАТУРА
1. Степин Б. Д., Цветков А. А. Неорганическая химия: Учеб. для хим. и химико-технол. спец. вузов. - М.: Высш. шк., 1994. - 608 с.: ил.
2. Хьюи Дж. Неорганическая химия. Строение вещества и реакционная способность. Учебник для вузов (Мэрилендский университет, США). Перевод с англ.под ред. Б.Д.Степина и Р.А.Лидина. - М.: Химия, 1987, 696 с.: ил.
3. Лидин Р. А., Молочко В. А., Андреева Л. Л. Задачи по неорганической химии: Учеб. пособие для хим.-технол. вузов. - М.: Высш. шк., 1990. - 319 с.; ил.
4. Лидин Р. А., Аликберова Л. Ю., Логинова Г. П. Неорганическая химия в вопросах: Учеб. пособие для вузов. - М.: Химия, 1991. - 256 с.
5. Лидин Р. А., Андреева Л. Л., Молочко В. А. Справочник по неорганической химии. Константы неорганических веществ. Справочное пособие. - М.: Химия, 1987. - 320 с.
6. Лидин Р. А., Молочко В. А., Андреева Л. Л. Химические свойства неорганических веществ: Учеб. пособие для вузов. - М.: Химия, 1996, 480 с.: ил.
