Тема 9. КОЛЛИГАТИВНЫЕ СВОЙСТВА РАСТВОРОВ
АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ
К коллигативным свойствам растворов, т.е. свойствам, зависящим от количества частиц, относятся осмотическое давление, диффузия, понижение температуры замерзания и повышение температуры кипения растворов по сравнению с чистым растворителем. Осмотическое давление обеспечивает упругость и эластичность тканей. Коллигативные свойства физиологических, гипертонических и гипотонических растворов определяют их клиническое применение. В медицинской практике широко используется криометрический метод определения осмотического давления по понижению температуры замерзания раствора (депрессия температуры замерзания). Определение депрессии крови, лимфы, мочи позволяет рассчитывать «осмотическую» концентрацию молекул и ионов в биологических жидкостях, которую невозможно определить другими методами.
ЦЕЛИ ОБУЧЕНИЯ
ОБЩАЯ ЦЕЛЬ.
Уметь интерпретировать коллигативные свойства растворов, которые используются в медицине и биологии.
КОНКРЕТНЫЕ ЦЕЛИ
УМЕТЬ.
1. Интерпретировать понятие коллигативных свойств растворов.
2. Трактовать депрессию температуры кристаллизации и повышение температуры кипения как количественные характеристики раствора.
3. Рассчитывать моляльную концентрацию раствора и молярную массу растворенного вещества по температурам кипения и кристаллизации раствора.
4. Трактовать явление осмоса и его биологическое значение.
5. Интерпретировать величину осмотического давления согласно закона Вант-Гоффа.
ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ.
1. Растворы. Роль растворов в жизнедеятельности организма.
2. Растворимость газов в жидкостях. Закон Генри. Газовая эмболия.
3. Коллигативные свойства растворов. Осмос. Осмотическое давление. Закон Вант-Гоффа.
4. Гемолиз и плазмолиз. Гипо-, гипер-, и изотонические растворы и их применение в медицине.
5. Закон Рауля. Эбулиоскопия и криоскопия (см. приложение 4).
6. Коллигативные свойства растворов электролитов. Изотонический коэффициент.
7. Биологическое значение коллигативных свойств растворов.
Основная литература.
1. Медицинская химия: учебник. Калибабчук В.А., Грищенко Л.И., Галинская В.И. и др. – К.: Медицина, 2008. – С. 126-141.
РЕШЕНИЕ ОБУЧАЮЩИХ ЗАДАЧ.
Задача 1.
Рассчитать температуру кипения раствора, который содержит 12 г мочевины в 500 г Н2О
(КЭ воды = 0,51).
Эталон решения:
1. Для успешного решения задачи необходимо записать ее краткое условие, позволяющее определить известные величины, а также неизвестные, которые необходимо вычислить в ходе решения:
Дано:
КЭ воды = 0,51
| Решение: |
| Ткип (раствор)=? |
2. Для определения повышения температуры кипения раствора неэлектролита используем второй закон Рауля:
Где 
– повышение температуры кипения раствора по сравнению с чистым растворителем, °С;
Сm – моляльная концентрация, моль/кг;
KЭ, – эбуллиоскопическая константа воды
3. Чтобы найти повышение температуры кипения раствора 
необходимо найти моляльную концентрацию раствора мочевины (см. Приложение 3):
4. Рассчитываем повышение температуры кипения:
°С
5. Повышение температуры киспения раствора по сравнению с чистым растворителем показывает, на сколько °С температура кипения раствора выше чем у чистого растворителя, следовательно:
Ткип (раствор) = Ткип (Н2О) + DТкип
Ткип (раствор) = 100 + 0,2 = 100,2ºС
Решенная задача оформляется по следующему образцу:
| Дано:
КЭ воды = 0,51
| Решение:
|
| Ткип (раствор)=? |
°С
Ткип (раствор) = Ткип (Н2О) + DТкип
Ткип (раствор) = 100 + 0,2 = 100,2ºС
|
Ответ: Температура кипения раствора составляет 100,2°С
Задача 2.
Рассчитайте осмотическое давление раствора глюкозы с массовой долей 1 % при температуре 37°С (плотность раствора 1,05 г/мл). Является ли этот раствор изотоническим по отношению к плазме крови?
Эталон решения:
1. Закон Вант-Гоффа для разбавленных растворов неэлектролитов может быть записан в виде:
С – молярная концентрация, моль/л;
R – универсальная газовая постоянная, R = 8,31 кПа∙л∙моль-1∙К-1;
Т – абсолютная температура, К., Т = tºС + 273
2. Определяем молярную концентрацию раствора глюкозы по формуле:
3. Определяем осмотическое давление раствора:
4. Осмотическое давление раствора меньше осмотического давления плазмы крови. Раствор является гипотоническим.
Задача 3.
Изотонический раствор хлорида натрия используется в качестве кровезаменителей и растворов для внутривенных инъекций. В 500 мл такого раствора содержится 4,45 г хлорида натрия. Определить молярную концентрацию раствора. Какое осмотическое давление он создаёт?
Эталон решения:
1. Определяем молярную концентрацию раствора:
2. Определяем изотонический коэффициент хлорида натрия:
NаСl ↔ Na+ + Cl- 
3. Рассчитываем осмотическое давление раствора:
, 