Шпаргалка по "Физике"

36. Для жестких частиц характерны высокий заряд и малая поляризуемость. Для мягких – большой радиус низкий заряд, высокая поляризуемость и большая ЭО. Наиболее прочной связью будет обладать связь жесткой кислоты и жесткого основания и мягкой кислоты с мягким основанием(подобное к подобному).

Na>K>Mg>Ca жесткие                        F>OH>H2O>Cl>Br>I жесткие

Fe>Co>Ni>Zn средние                        RCOO>NR3>R-SH мягкие

Cd>Pb>Hgмягкие

Ионы натрия и калия не образуют устойчивых комплексов с биосубстратами(мягкими основаниями), а находятся в виде аквакомплексов, так как вода является жестким основанием.

Магний и кальций могут находиться в составе аква- и комплексов с белками.

Ионы д-лементов образуют с субстратами довольно прочные комплексы.

Ионы-токсиканты(мягкие кислоты) в организме вытесняют металлы жизни из активных центров ферментов, так как образуют с белками еще более прочные комплексы, чем природные биометаллы. Этим объясняется их токсический эффект.

37. Константа нестойкости является характеристикой прочности комплексных соединений. Чем она меньше, тем прочнее соединение, однако такая закономерность справедлива только для однотипных комплексов(имеющих одно количество лиганд во внутренней сфере).

Кнест. = с(А+)с(Б-)/с(АБ)

Более прочный [Fe(CN)6]3-

38. Дентатность лиганда определяется числом координационных мест, занимаемых лигандом в координационной сфере комплексообразователя. Различают монодентатные лиганды, связанные с центральным атомом через один из своих атомов, то есть одной ковалентной связью, бидентатные, три- , тетрадентатные и т. д.

1) Монодентатные лиганды. Такие лиганды бывают нейтральными (Н2О, NH3, CO, NO) и заряженными (ионы CN−, F−, Cl−, OH−, SCN−).

2) Бидентатные лиганды. Примерами служат лиганды: ион аминоуксусной кислоты H2N — CH2 — COO−, оксалатный ион −O — CO — CO — O−, карбонат-ион СО32−, сульфат-ион SO42−, тиосульфат-ион S2O32−.

3) Полидентатные лиганды. Например, комплексоны — органические лиганды, содержащие в своём составе несколько групп −С≡N или −COOH (этилендиаминтетрауксусная кислота — ЭДТА). Циклические комплексы, образуемые некоторыми полидентатными лигандами, относят к хелатным (гемоглобин и др.).

Вода монодентатна, щавелевая кислота – бидентатна.

39. Выведение ионов-токсикантов наиболее эффективно в присутствии хелатирующих реагентов. Как правило, хелатные комплексы более устойчивы чем моно- или бидентатные лиганды, они содержат большее число ковалентных связей, обладают липофильностью, что позволяет им проникать внутрь клетки через мембрану.

Любой белок является хелатирующим агентом по отношению к ионам тяжелых металлов(пример с профссором, который выпил растовр яичного белка в качестве антидота после глотка хлорида ртути).

Для выведения ионов меди ртути и свинца используется пеницилламин(связывает ионы железа и кальция, что является его побочным действием), этилдиаминтетраацетатня кислота(ЭДТА) используется в лекарственных средствах(большое количество опасно в связи со способностью связывать ионы цинка и кальция. ЭДТА:

Основные принципы хелатотерапии: вводимый детоксикант должен прочно связываться с ионами-токискантами, а вновь образующиеся соединения должны быть прочнее тех, что существовали до этого в организме; вводимый детоксикант не должен разрушать жизненнонеобходимые комплексные соединения.

40. Для формирования костной ткани необходимы строгая ориентация коллагеновых волокон, гормональная регуляция, ряд других факторов. Клетки костной ткани вследствие локальных изменений рН, концентрации ионов кальция и фосфатов, активности ферментов могут легко ускорять процессы минерализации или деминерализации, проходящей уже в остеокластах. Растворение костной ткани происходит из-за повышения кислотности среды. Вначале отдаются катионы кальция, а затем происходит полный распад. Костную ткань можно рассматривать как кальциевый буфер.

Регуляторами данного обмена кальцием и фосфатами в организме являются: витамин D(процесс всасывания ионов кальция и фосфатов из кишечника), гормоны паратирин,  кальцитонин(подавляет активность остеокластов и ингибирует освобождение ионов Ca2+ из костной ткани), йодсодержащие гормоны щитовидной железы - тироксин (Т4) и трийодтиронин (Т3) обеспечивают оптимальный рост костной ткани, лактоферрин выполняет роль фактора роста кости и её здоровья. Благодаря им поддерживается постоянная концентрация этих ионов в сыворотке крови, межклеточной жидкости и тканях.

41. Если к раствору, содержащему смесь ионов, осаждаемых одним и тем же ионом осадителя, добавлять этот осадитель, то образование осадков малорастворимых электролитов происходит ступенчато: первым осаждается тот электролит, для достижения константы растворимости которого требуется наименьшая концентрация ионов осадителя. Соответсвенно, сначала осаждается иодид серебра, затем бромид и хлорид. Конкуренцию за общий катион выигрывает тот электролит, который лучше связывается ионом осадителя.

42. Сравнивать разнотипные электролиты можно только сопоставив их равновесные концентрации в насыщенном растворе, которую часто называют молярной растворимостью. Ее можно рассчитать

Ag2SO4⇄ 2Ag+ (р-р)+ SO42-(р-р)

Ks(Ag2SO4)=(C2Ag+)*(CSO42)=(2s) 2*s=4s3=s=3√1.8*10-5:4

S(Ag2SO4)= 0.01651моль/л

CaSO4⇄Ca2+(р-р)+ SO42-(р-р)

Ks=C(Ca2+)C(SO42-)=S*S=S2=S=√Ks

S(CaSO4)= √Ks=√2.4*105

S(CaSO4)=0.005моль/л

S(Ag2SO4)>S(CaSO4)

43. Явление изоморфизма лежит в основе патологического процесса, при котором происходит замещение ионов кальция в гидроксиапатите на ионы фтора(он резко уменьшает растворимость гидрокисапатитов в кислой среде; заболевание при высоких концентрациях фтора называется флюорозом).

Наиболее опасным видом изоморфизма является замещение ионов кальция на ионы стронция. Вследствие большего радиуса это вызывает ломкость костей(стронциевый рахит). А при замещение на изотоп стронций-90 происходит облучение костного мозга, что приводит к лейкемии и саркоме. Период полураспада составляет почти 28 лет.

Остеотропность заключается в способности замещать кальций в гидроксиапатите. Остеотропные элементы можно разделить на заменяющие элементы, изменяющие физиологическое состояние кости(свинец, ртуть, алюминий…); щелочные земельные и другие элементы, образующие катионы с диаметром, равным норме и способностью замещать в минерале кости; элементы, образующие микроколлоиды, способные абсорбироваться на поверхности кости.

Нарушение коллоидного равновесия вызывается уменьшением толщины защитного слоя из ионов стабилизатора и белковой защиты вокруг соединения, что приводит к их слипанию с образованием более крупных кристаллов. Например, почечнокаменная болезнь связана с образованием в мочевых органах камней различного состава. При повышении концентрации мочевой кислоты образуются ее малорастворимые соли – ураты кальция. Малорастворимые оксалаты могут образовываться в щелочной и кислой среде. Считают, что ыедущую роль в развитии мочекаменной болезни играют внешние факторы: качество пищи и воды, климат, условия работы. Потребление жесткой воды и пищи, богатой солями, усиленное потоотделение способствуют увеличению концентрации в моче ионов, способных образовывать камни.

Кальций - макроэлемент, участвующий в формировании костной ткани.При взаимодействии раствора кальция хлорида(10%) с солями магния, щавелевой и фтористой кислотами образуются нерастворимые соединения, что позволяет применять раствор кальция хлорида в качестве антидота. Ca+ C2O4 = CaC2O4; Ca+2F = CaF2

Сульфат магния(1%) используют при отравлении солями бария. Токсичный барий при этом связывается с сульфат-ионом, образуя нерастворимый осадок.Ba+SO4 = BaSO4

44. Стронций является щелочноземельным металлом с высокой химической активностью. Входит в состав 40 минералов. По свойствам близок к барию и кальцию. Взаимодействует с кислотами, вытесняет тяжелые металлы из их солей. Ионы кальция могут быть замещены ионами стронция(стронциевый рахит с ломкостью костей или изотопом стронций-90, который облучает костный мозг) или бериллия(рахит).

45. Для формирования костной ткани необходимы строгая ориентация коллагеновых волокон, гормональная регуляция, ряд других факторов. Клетки костной ткани вследствие локальных изменений рН, концентрации ионов кальция и фосфатов, активности ферментов могут легко ускорять процессы минерализации или деминерализации, проходящей уже в остеокластах.

В растворе одновременно существуют гидро- и дигидрофосфат-ионы. Гидрофосфат кальция менее растворимая соль.В остеобластах происходит минерализация. Основной компонент костной ткани – Ca5(PO4)3OH гидроксиапатит.

Ca+HPO4 = CaHPO4 далее происходит депротонирование гидрофосфат-иона 3CaHPO4+2OH+Ca = Ca4H(PO4)3+2H2O;   Ca4H(PO4)+2OH+Ca=Ca5(PO4)3OH+H2O

Предполагают, что ингибитором процесса оссификации является P2O7(4-).

46. При соприкосновении  разнородных фаз, содержащих заряженные  частицы, вследствие стремления  системы к максимуму энтропии  происходит переход заряженных  частиц через поверхность раздела  из одной фазы в другую. Создается  избыток носителей электричества  данного знака по одну сторону  и недостаток по другую. Изменение потенциала при переходе через границу происходит резко, поэтому говорят, что имеет место скачок потенциала.

Стандартный электродный потенциал – скачок на границе раздела метал-раствор соли этого металла.

Зависит от:

1.Природы окисленной  и восстановленнойформой сопряж.пары.

2.соотношения концентраций

3.Температуры.

Окислительно-восстановительный потенциалявляется мерой химической активности элементов или их соединений в обратимых химических процессах,связанных с изменением заряда ионов в растворах. Стандартный восстановительный потенциал-концентрация реагентов  1моль/л, температура 298К. Уравнение Нернста-Петерса является одним из следствии второго начала термодинамики(значение электродного потенциала, возникающего на границе металл-раствор, зависит от температуры, природы металла, активности его ионов).

47. ЭДС – электродвижущая  сила. Это способность гальванической  цепи к переносу электрических  зарядов. Определяется как разность потенциалов катода и анода(Е= фк-фа). В гальванической цепи, работающей самопроизвольно, ЭДС положительная. Реакция идет до тех пор, пока потенциалы обеих пар не станут равными. Если ЭДС является отрицательной величиной, то реакция идет в обратом направлении.

Изменение стандартной энергии Гиббса связано с ЭДС ОВР соотношением G=zFE.

48. SnCl2 + FeCl3 SnCl4 + FeCl2 , если φ0(Sn4+/Sn2+) = +0,15 B; φ0(Fe3+/Fe2+) = +0,77самопроизвольный процесс 0.77-0.54=0.13Е положительная 

49.