cursuri biofizica - prof. neagu
TRANSCRIPT
-
DISCIPLINADISCIPLINA DE BIOFIZICDE BIOFIZIC
DEPARTAMENTUL DE DEPARTAMENTUL DE TIINTIINE FUNCE FUNCIONALEIONALE
1
-
DISCIPLINA DEDISCIPLINA DE BIOFIZICBIOFIZIC
2
-
CCOLECTIVUL DISCIPLINEIOLECTIVUL DISCIPLINEI
ef disciplinef disciplinef disciplinef disciplinProf. dr. Prof. dr. Adrian Adrian NeaguNeagu (BF003)(BF003)
Cadre didactice:Cadre didactice:Cadre didactice:Cadre didactice:ConfConf.. drdr.. Monica Monica NeaguNeagu (BF004)(BF004).l..l. dr. dr. OanaOana MunteanuMunteanu (BF005)(BF005)Lector Lector dr. dr. EleonoraEleonora PredaPreda (BF201)(BF201)( )( )drddrd. . BogdanBogdan BarvinschiBarvinschi ((BF201)BF201)
3
-
Dotarea disciplineiDotarea disciplineippDou sli de laborator :Dou sli de laborator :
Sala Sala ))Sala Sala 11 ((parterparter))(BF001)(BF001)(BF001)(BF001)
4
-
Sala Sala 22 ((etajetaj IIII)) Dotarea disciplineiDotarea disciplinei(( jj ))((BF205)BF205)
pp
5
-
Activitatea de laboratorActivitatea de laborator
O iO i l ill il titioo OrganizareaOrganizarea lucrrilorlucrrilor practicepracticeoo PrelucrareaPrelucrarea datelordatelor experimentaleexperimentaleoo 4 4 sptmnisptmni lucrrilucrri pepe echipeechipeoo Test Test ii lucrarelucrare demonstrativdemonstrativ !!oo Test Test ii lucrarelucrare demonstrativdemonstrativ !!oo 4 4 sptmnisptmni lucrrilucrri pepe echipeechipe
T t T t ii ll d t ti d t ti !!oo Test Test ii lucrarelucrare demonstrativdemonstrativ !!oo RezolvriRezolvri de de problemeprobleme !!oo RecapitulriRecapitulri ((ii recuperrirecuperri))oo ExamenExamen practicpractic ((probaproba practicpractic))
6oo ExamenExamen practicpractic ((probaproba practicpractic))
-
BibliografieBibliografieg fg f
Monica Monica NeaguNeagu, , OanaOana MunteanuMunteanu, , DorinDorin DodenciuDodenciu, , I ifI if I N Ad iI N Ad i NNIosifIosif I. Nagy, Adrian I. Nagy, Adrian NeaguNeagu, , LucrriLucrri Practice de Practice de BiofizicBiofizic, , Edit raEdit ra E robitE robit TimioaraTimioara 2011;2011;EdituraEditura EurobitEurobit, , TimioaraTimioara, 2011;, 2011;
7
-
Desfurarea lucrrilor practiceDesfurarea lucrrilor practice
99 NoiuniNoiuni teoreticeteoretice99 ImportanaImportana medicalmedicalImportanaImportana medicalmedical99 DescriereaDescrierea aparatuluiaparatului99 M d lM d l d d ll99 ModulModul de de lucrulucru99 TesteTeste de de verificareverificare a a cunotinelorcunotinelor
99 FiaFia de de laboratorlaboratorFiaFia de de laboratorlaboratorrezumatrezumat redactatredactat nainteanaintea oreiorei de de laboratorlaborator !!!!predarepredare la la sfritulsfritul oreiorei !!!! 8predarepredare la la sfritulsfritul oreiorei !!!!
-
ExamenExamen practicpracticppEliminatoriu ! ! !
Proba practic Proba scris (gril)
APSPPNP ++= 1,04,05,0p (g )
NP = not examen practic;PP = nota obinut la proba practic;PP = nota obinut la proba practic;PS = nota obinut la proba scris;A = nota pe activitatea din timpul semestrului
l
A = nota pe activitatea din timpul semestrului.
9Condiia de promovare a examenului practic: 5PP
-
RegulamentRegulament de de laboratorlaborator
Halat
Telefoane mobile deconectate
Calculator
Creion, riglCre on, r gl
Tabelele i graficele n creion
Prezena obligatorie (maxim 2 absene
Tabelele i graficele n creion
10Prezena obligatorie (maxim 2 absenecare trebuiesc recuperate) ! ! !
-
Examen scrisExamen scrisntrebri (gril)
ProblemDurata: 1h 30min.
PINS += 4,06,0NS = nota pentru examenul scrisI b iI = nota pentru ntrebri;P = nota pentru problem;
11
-
BibliografieBibliografie
G. I. G. I. MihalaMihala, Monica , Monica NeaguNeagu, A. , A. NeaguNeagu, , Curs de Curs de BiofizicBiofizic, , EdituraEditura EurobitEurobit, , TimioaraTimioara, 2008;, 2008;
ParialParialar aar a
PrezenPrezenPrezenPrezen
NPNSN += 25,075,012N = nota final
-
BIOFIZICA BIOFIZICA caracter interdisciplinarcaracter interdisciplinar
TIINTIINE EXACTE:E EXACTE:
pp
MATEMATICMATEMATIC
CHIMIE CHIMIE FIZICFIZIC
INFORMATICINFORMATIC
TIINTIINEE BIOLOGICE:BIOLOGICE:
FIZIOLOGIEFIZIOLOGIE
BIOCHIMIEBIOCHIMIEBIOCHIMIEBIOCHIMIE
GENETICGENETIC
13DISCIPLINE MEDICALEDISCIPLINE MEDICALE
-
OBIECTIVEOBIECTIVE
CURSCURS
explicarea mecanismelor intime ale proceselor biologice explicarea mecanismelor intime ale proceselor biologice explicarea mecanismelor intime ale proceselor biologice explicarea mecanismelor intime ale proceselor biologice bazat pe utilizarea tehnicilor fizicebazat pe utilizarea tehnicilor fizice
LABORATOR LABORATOR LABORATOR LABORATOR
-- aprofundareaaprofundarea noiunilornoiunilor teoreticeteoretice prezentateprezentate lala curscurs;;-- formareaformarea deprinderilordeprinderilor dede utilizareutilizare aa aparaturiiaparaturii dindinlaboratorlaborator nn vedereavederea unorunor msurtorimsurtori ctct maimai preciseprecise;;-- exprimareaexprimarea rezultatelorrezultatelor experimentaleexperimentale pepe bazabazateorieiteoriei erorilorerorilor dede msuraremsurare ii prinprin reprezentareareprezentarea
14graficgrafic aa datelordatelor
-
TEMATICA CURSULUITEMATICA CURSULUI
PARTEA I BIOFIZICA MOLECULAR PARTEA I BIOFIZICA MOLECULAR PARTEA I BIOFIZICA MOLECULAR PARTEA I BIOFIZICA MOLECULAR PARTEA I. BIOFIZICA MOLECULAR PARTEA I. BIOFIZICA MOLECULAR 1. Atomi i molecule 1. Atomi i molecule 2 Apa 2 Apa 2. Apa 2. Apa 3. Termodinamic biologic 3. Termodinamic biologic 4. Echilibre chimice 4. Echilibre chimice 5. Echilibre acido 5. Echilibre acido -- bazice bazice 6. Fenomene de transport 6. Fenomene de transport 7 Si t di 7 Si t di 7. Sisteme disperse 7. Sisteme disperse
PARTEA II.PARTEA II. BIOFIZICA CELULAR BIOFIZICA CELULAR 8. Membrane biologice i fenomene de transport 8. Membrane biologice i fenomene de transport 9. Bioenergetica celular 9. Bioenergetica celular
15gg
10. Mecanismul contraciei musculare10. Mecanismul contraciei musculare
-
TEMATICA CURSULUITEMATICA CURSULUI
PARTEA III.PARTEA III. BIOFIZICA SISTEMELOR COMPLEXEBIOFIZICA SISTEMELOR COMPLEXE11. 11. BiociberneticaBiocibernetica12. 12. BiofizicaBiofizica senzorialsenzorial13. 13. BiofizicaBiofizica auzuluiauzului14. 14. BiofizicaBiofizica analizoruluianalizorului vizualvizual
PARTEA IV. BIOFIZICA AMBIENTAL PARTEA IV. BIOFIZICA AMBIENTAL 15 15 BazeleBazele biofizicebiofizice ale ale interaciuniiinteraciunii dintredintre radiaieradiaie15. 15. BazeleBazele biofizicebiofizice ale ale interaciuniiinteraciunii dintredintre radiaieradiaieii substansubstan16. 16. AplicaiiAplicaii ale ale biofiziciibiofizicii nn medicinmedicin ii tehnictehnic
1616. 16. AplicaiiAplicaii ale ale biofiziciibiofizicii nn medicinmedicin ii tehnictehnic
-
http://biofizica.umft.ro
Categorii de cursg
Medicina GeneralaMedicina Generala
Curs Biofizica Medicina GeneralaSeriile A B Seriile A, B
Guest access
17Parola: cb*mgab*2002
-
NTREBRINTREBRI
ntrebri cu o variant corect
A B C D EA B C D EX
4 PUNCTEX
0 PUNCTEA B C D EA B C D E
0 PUNCTEX XX
18
-
ntrebri cu mai multe variante corecte
A B C D EA B C D EX X
5 PUNCTEX X
A B C D E2 PUNCTE
X X X2 PUNCTE
19
-
PROBLEMPROBLEM
calcul de concentraie molar
calcul de pH la soluii de acizi i baze tari
calculul presiunii osmotice a soluieip
precizarea tipului soluiei (molecular, p p (m ,coloidal sau suspensie)
precizarea semnului sarcinii electrice a unei proteine avnd pHi dat, dizolvate
20p p i
ntr-o soluie de pH cunoscut
-
l l d H l i t t (f l calcul de pH la sisteme tampon (formula Henderson Hasselbalch)
calculul potenialului Nernst de echilibru pentru ionul permeantpentru ionul permeant
calculul volumului de ap ce trebuie l adugat n soluie pentru a modifica
pH-ul cu 1 unitate
precizarea formei ionice predominante a unui acid slab dizolvat ntr o soluie cu unui acid slab dizolvat ntr-o soluie cu pH cunoscut
21
-
B FTB FTBAFTBAFT
22
-
PARTEA I
BIOFIZICA MOLECULARBIOFIZICA MOLECULAR
1
-
CURSUL 1CURSUL 1
1 1 MsurareMsurare UnitiUniti de de msurmsur 1. 1. MsurareMsurare. . UnitiUniti de de msurmsur. . SistemeSisteme de de unitiuniti de de msurmsur. .
TransformriTransformri..
3
-
Msurare a mrimilor fizice
Exprimare n unitile de msur potrivite
(mrimi adimensionale)
Sistem Internaional de Uniti (SI)Sistem Internaional de Uniti (SI)
(mrimi adimensionale)
Sistem Internaional de Uniti (SI)Sistem Internaional de Uniti (SI)(1960, a 11-a Conferin General de Msuri i Greuti)
mrimi fundamentale mrimi derivate (aria, volumul, densitatea, viteza etc.) mrimi suplimentare (unghi plan i unghi solid) mrimi suplimentare (unghi plan i unghi solid)
4
-
Mrimi fundamentale ale S.I.Mrimi fundamentale ale S.I.
Mrime fizic Unitate de msur SimbolMrime fizic Unitate de msur SimbolMrime fizic Unitate de msur Simbollungime metru mmas kilogram kg
Mrime fizic Unitate de msur Simbollungimemasmas kilogram kgtimp secund s
i t it t t l i A
mastimp
i t it t t l i intensitatea curentului electric
amper A
temperatur absolut Kelvin K
intensitatea curentului electric
temperatur absoluttemperatur absolut Kelvin Kcantitate de substan mol moli t it t l i d l Cd
temperatur absolutcantitate de substani t it t l i intensitate luminoas candel Cdintensitate luminoas
5
-
Unitatea de lungime (metrul)
a 107 parte din distana dintre Polul Nord i Ecuator(1792);( )
distana dintre dou repere gravate n vecintateacapetelor unei bare confecionate dintr-un aliaj de platin icapetelor une bare confec onate d ntr un al aj de plat n iridiu (Biroul Internaional de Msuri i Greuti) (1889);
lungimea drumului parcurs de lumin n vid n timp de lungimea drumului parcurs de lumin n vid, n timp de1 / 299.792.458 secunde (1983) (Albert Michelson,Premiul Nobel n Fizic 1907 determinarea vitezeiPremiul Nobel n Fizic 1907 determinarea vitezeiluminii)
6
-
DeterminareaDeterminarea vitezeivitezei de de propagarepropagare a a luminiiluminii
Galileo Galileo GalileiGalilei (sec XVI)(sec XVI)
Ole Ole RomerRomer (1676)(1676)
sm81025,2 s
7
-
Armand Armand FizeauFizeau (1849)(1849) m81013,3 s
L i E (1950)L i E (1950) kmLouis Essen (1950)Louis Essen (1950)skm15,299792
8
-
Unitatea de mas
Unitatea fundamental (kilogramul)
masa unui litru de ap aflat la presiune atmosferic masa unui litru de ap aflat la presiune atmosfericnormal i temperatura de 3,98oC (1799);
masa unui cilindru avnd nlimea i diametrul egale cu 39 masa unui cilindru avnd nlimea i diametrul egale cu 39mm, confecionat dintr-un aliaj de platin i iridiu (BiroulInternaional de Msuri i Greuti) (1799)Internaional de Msuri i Greuti) (1799)
U it t s d ( it t t i d s)Unitatea secundar (unitatea atomic de mas)
a 12-a parte din masa izotopului 12C (1961).1 u. = 1 Da = 1,6605402 1027 kg
9
-
Ordinul de mrime
8299 792 458 2 99 10 810
Exemple:Exemple:
299.792.458 2,99 10= 10Exemple:Exemple:
134527 = ?134527 = ?0,000572 = ?0,000572 = ?
Multipli, submultipli
mcm 2101 = gkg 3101 =11
-
Prefix submultipli
P fi i i ili i d i
Prefix submultipli
Prefix submultiplu
pico nano micro mili centi deci
Si b l dSimbol p n m c d
Factor 1012 109 106 103 102 101conversie
om10A1 10
o =12
-
Prefix multipliPrefix multipli
Prefix multiplu
deca hecto kilo mega giga tera
Simbol da h k M G T Factor 101 102 103 106 109 1012Factor conversie
10 10 10 10 10 10
13
-
Metoda scrii (submultipli)
1 dm = ? mm1 dm = 102 mm
+2 cm = ? mm2 cm = 210 mm
+
-1 m = ? dm
3 mm = ? m1 m = 105 dm
3 mm = 3103 m3 mm = ? m3 mm = 310 3 m
14
-
Excepii:Excepii:
1 min. = 60 s
1 h = 60 min = 3600 s
1 zi = 24 h = 1440 min = 86400 s 1 zi = 24 h = 1440 min. = 86400 s
SiSi T lT l d d U i iU i i (C G S)(C G S)SistemSistem ToleratTolerat de de UnitiUniti (C.G.S)(C.G.S)
Mrime fizic Unitate de msur Simbollungime centimetru cmmas gram gtimp secund s
15
-
Mrimi fizice scalare vectoriale Mrimi fizice scalare vectoriale Mrimi fizice scalare, vectoriale. Mrimi fizice scalare, vectoriale. Mrimile scalare se specific prin valorile lor numerice Mr m sca ar s sp c f c pr n a or or num r c (temperatura, timpul, masa, numrul de molecule etc.)
kMrimile vectoriale sunt definite prin:
kg2=m
-modulul, care reprezint valoarea sa numeric, fiind un numr strict pozitiv egal cu lungimea segmentului orientat prin care se reprezint mrimea vectorial; rprin care se reprezint mrimea vectorial;
- direcia, reprezentat prin dreapta purttoare; N4FF == r
d rec a, reprezentat pr n dreapta purttoare; - sensul, specificat printr-o sgeat marcat la extremitatea segmentului orientat.
16
r m a a gm n u u r n a .
-
2 2 TeoriaTeoria atomistatomist a a structuriistructurii materieimateriei2. 2. TeoriaTeoria atomistatomist a a structuriistructurii materieimateriei..
F F int m l ulint m l ulForeFore intramoleculareintramoleculare..
17
-
Teoria atomist a structurii materiei
DemocritDemocrit (460(460 ))
ATOMOS = INDIVIZIBIL
Modelul mingii de biliard (1803)Modelul mingii de biliard (1803)
t sf i id i di i ibilatom = sfer rigid indivizibil
John Dalton
18(1766 1844)normal deuteranopie
-
ModelulModelul cozonaculuicozonacului cu cu stafidestafide (plum pudding,1904) (plum pudding,1904)
1906 P i l N b l Fi i 1906 Premiul Nobel n Fizic (descoperirea electronului i studii legate
de conducia electric n gaze)de conducia electric n gaze)
(1897)( )
tub Crookes
Joseph John Thomson(1856 1940)
19electroneutralitatea atomului !
-
*NNeNq =Ce 19106,1 =
(1923 (1923 P i lP i l N b l N b l Fi i Fi i ))20
(1923 (1923 PremiulPremiul Nobel Nobel nn FizicFizic))
-
Modelul Rutherford (1911)Modelul Rutherford (1911)
1908 Premiul Nobel n Chimie (cercetri n domeniul dezintegrrii elementelor i g
chimia substanelor radioactive)
Ernest Rutherford21
Ernest Rutherford(1871 1937)
-
l d i i di i i i
Modelul planetar al atomului
22nucleu de mici dimensiuni concentrat n centru i
electroni care graviteaz n jurul nucleului
-
ModelulModelul Bohr (1913)Bohr (1913)
1922 Premiul Nobel n Fizic (studii legate de structura atomului)g )
Niels Bohr(1885 1962)
1E 2E n
d t l t23
dou postulate
-
24
-
ModelulModelul orbitaluluiorbitalului atomic (atomic (noruluinorului electronic)electronic)
1924 Louis de Broglie dualismul und - corpuscul1920 principiul de incertitudine al lui Heisenberg
poziia electronului n atom
1920 principiul de incertitudine al lui Heisenberg
poziia electronului n atom
este descris n termeni de
probabilitate de localizare
1932 Premiul Nobel n Fizic- fondator al mecanicii cuantice
Werner Heisenberg
25
g(1901 1976)
-
1933 Premiul Nobel n Fizic1933 Premiul Nobel n Fizic- fondator al mecanicii cuantice
ecuaia lui Schrdinger (1926)- ecuaia lui Schrdinger (1926)
Erwin Schrdinger
26
g(1887 1961)
-
Orbital atomic = locul geometric al punctelor n care
electronul poate fi gsit cu maxim probabilitate
1) n numr cuantic principal: 1, 2, 3, definete dimensiunea orbitalilor- definete dimensiunea orbitalilor
2) l numr cuantic orbital: 0, 1, , n 1d fi t f bit lil- definete forma orbitalilor
- numrul de valori = numrul de tipuri de orbitali
) l l3) ml numr cuantic magnetic: l, , 0, + l- definete orientarea orbitalilor
numrul de valori = numrul de orbitali de acelai tip- numrul de valori = numrul de orbitali de acelai tip
4) ms numr cuantic de spin: - , +
27
-
orbitali de tip s
n fixat
l = 0m = 0ml = 0
28
-
px py
p
n fixat
l = 1 pzml = -1, 0, 1
29orbitali de tip p
-
orbitali d i dde tip d
n fixat
l = 2ml = -2, -1, 0, 1, 2
30
ml 2, 1, 0, 1, 2
-
forbitali de tip f
n fixat
l = 3
31
pml = -3, -2, -1, 0, 1, 2, 3
-
32
-
Structura atomului
ANUCLEU XAZ U23892
PROTONI 1
(99,9 %)
PROTONI mp = 1 u. qp = + e NEUTRONI mn = 1 u. qn = 0
NOR ELECTRONICNOR ELECTRONIC
ELECTRONI me = 1/1835 u. qe = - e
331 u. = 1,66 10 -27 kg; e = 1,6 10 -19 C
-
The Museum of Natural History
New York USA
35
New York, USA
-
Atomul de heliu
36
-
FORFORE INTRAMOLECULAREE INTRAMOLECULAREFORFORE INTRAMOLECULAREE INTRAMOLECULARE
LEGTURA IONIC LEGTURA COVALENT
ENERGIA DE LEGENERGIA DE LEGTURTURENERGIA DE LEGENERGIA DE LEGTURTUR
|W| = ENERGIA NECESAR RUPERII LEGTURII| |
|W| STABILITATEA
37
-
LEGTURA IONIC
MECANISM:MECANISM:Atracia electrostatic ntre ioni
221
41
rqq
Fro
= Legea lui Coulomb
EXEMPLU:EXEMPLU:NaCl Na (Z = 11): 1s2 2s2 2p6 3s1 [Ne] 3s1
Cl (Z = 17): 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5 [Ne] 3s2 3p5
ENERGIE DE LEGENERGIE DE LEGTURTUR::
3810 100 kcal/mol (1 cal = 4,18 J)
-
119 kcal/mol+ NaNa e1
84 kcal/mol+ ClCl e1energia potenial de interaciune
l t t ti di t i i electrostatic dintre ioni 188 kcal/mol
d = 2,76
energia de legtur la NaCl energia de legtur la NaCl 153 kcal/mol
39
-
CARACTERISTICI:CARACTERISTICI:CARACTERISTICI:CARACTERISTICI:DURITATEDURITATEDU EDU E
TEMPERATURTEMPERATUR DE TOPIRE RIDICATDE TOPIRE RIDICAT
DISOCIERE DISOCIERE N APN AP (PENTRU AP(PENTRU AP 80) 80)DISOCIERE DISOCIERE N APN AP (PENTRU AP(PENTRU AP rr = 80)= 80)
N AER (N AER (rr = 1)= 1) 221
41 qqFaer =(( rr )) 24 roaer
N APN AP ((rr = 80)= 80) 8041
221 aer
apaF
rqq
F == 40
804 ro r
-
41
-
LEGTURA COVALENTMECANISM:MECANISM:
Punere n comun de electroniPunere n comun de electroniTIPURI:TIPURI:
Dup direcia de ntreptrundere Legtur , 10 100 kcal/mol Legtur 30 70 kcal/mol Legtur , 30 70 kcal/mol
Dup simetrieo Legtur polar (atomi diferii)
L l ( i id i i)42
o Legtur nepolar (atomi identici)
-
43
-
EXEMPLE:EXEMPLE:
legturi covalente simple: g ppolare: HCl, HF, HBr, NH3, CH4
l H Clnepolare: H2, Cl2
legturi covalente duble: CO2, C2H4 , O2
l tu i c l nt t ipl : C H Nlegturi covalente triple: C2H2 , N2
44legturi coordinative: NH4+
-
45
-
Dup parcurgerea acestui curs studentul trebuie s:p p g
cunoasc mrimile fundamentale ale SistemuluiInternaional (SI) respectiv ale Sistemului Tolerat (CGS) iunitile lor de msur; transforme o unitate de msur n multiplii respectivsubmultiplii acesteia; fac diferena dintre mrimile scalare i cele vectoriale; cunoasc noiunile fundamentale legate de structura gatomic a substanei: caracteristici ale nucleului atomic,distribuia electronilor n atom i principiul de excluziune all i P li;lui Pauli; surprind diferena ntre modul de formare a legturii i nic sp cti c l nt ;
46
ionice, respectiv covalente;
-
Dup parcurgerea acestui curs studentul trebuie s:Dup parcurgerea acestui curs studentul trebuie s:
descrie modul de formare a legturii ionice s cunoasc descrie modul de formare a legturii ionice, s cunoascvaloarea energiei de legtur, s dea exemple de substane i s enumere caracteristicile cristalelor ionice; descrie modul de formare a legturilor covalente, scunoasc valoarea energiei de legtur, s dea clasificarea g g ,lor, preciznd exemple din fiecare clas;
47
-
CURSUL 2CURSUL 2
Fore intermoleculare.Fore intermoleculare.ApaApaApa.Apa.
1
-
FORFORE INTERMOLECULAREE INTERMOLECULAREd 3 4 raz de aciune
FORE DE TIP VAN DER WAALS
0,5 10 kcal/molenergie de interaciune
FORE DE TIP VAN DER WAALS
ii FFFrrr +=
JONES)(LENNARD)( BAU +respingereatractie FFF +=
JONES)-(LENNARD)( 126 rrrU +=
termen repulsiv
termen atractiv 3
-
http://phet.colorado.edu/index.php
4
-
I I IIFORE DE TIP ELECTROSTATIC
Ion Ion IonIonqQrU = 1)(energia potenial de interaciuner
rUro
ii = 4)(electrostatic ion ion Ion Ion DipolDipolIon Ion DipolDipol+q (moment electric dipolar)(moment electric dipolar)dq =q (moment electric dipolar)(moment electric dipolar)q
[ ] 1 D (D b )d . . .[ ] 1 D (Debye)C G S =[ ] 1 C m =
-qP t D b
. .[ ] 1S I C m =
5
Peter Debye(1884 1966)1936 Premiul Nobel n Chimie
-
DeducereaDeducerea formuleiformulei((facultativfacultativ))
1Qqro
k 41=
2rQq
kF =
Br
QkdQqkL 11 nu depinde de
==
Ar BABA rr
QqkdrrQqkL 112
nu depinde de traiectorie
BAAB LUUU == teorema variaiei energieipoteniale
rqQrU
roii = 4
1)(6
-
moleculmolecul biatomicbiatomic nepolarnepolarpp
moleculmolecul biatomicbiatomic polarpolar
moment electric dipolar permanentmoment electric dipolar permanentmoment electric dipolar permanentmoment electric dipolar permanent
moleculmolecul polarpolar frfr moment moment electric dipolar permanentelectric dipolar permanentelectric dipolar permanentelectric dipolar permanent
7
-
DipolDipol electricelectric
InteracInteraciuneiune ion ion dipoldipol pp
energia potenial de interaciune electrostatic ion dipol
Q1 8
rirQrU
roid
rr sdintreunghiulcos4
1)( 2 =
-
DeducereaDeducerea formuleiformulei((facultativfacultativ))
QqQq
22dr
Qqkdr
QqkUUU qQqQid =++
=+=
22
22
rQk
ddqQk =
2
4rdr
9
-
ExempluExemplu: : hidratareahidratarea ionilorionilor
n soluiile apoase ale cristalelor ionice
TriaTria interaciuniiinteraciunii ion ion dipoldipol depindedepinde de:de: momentulmomentul electric dipolarelectric dipolar densitateadensitatea de de sarcinsarcin electricelectric 3
1R
= R protonul H+ se gsete n soluiile apoase
10
p g pn exclusivitate n stare hidratat 0,88 fm
HR + =
-
Cifre de coordinaie:Cifre de coordinaie:
NaNa++ 8, 8,
f f
KK++ 4, 4,
ClCl 22ClCl 2, 2,
CaCa2+2+ 1010
11
-
hidratareahidratarea ionilorionilorhidratareahidratarea ionilorionilor12
-
DipolDipol DipolDipoli t i l d i t i l t t ti di l di l
)(1)( 21 fUenergia potenial de interaciune electrostatic dipoldipol
)(4
)( 321 frrU rodd =
ExempluExemplu: leg: legturatura de de hidrogenhidrogen
TriaTria legturiilegturii de de hidrogenhidrogen depindedepinde de:de: presiunepresiune temperaturtemperatur electronegativitateelectronegativitate
N N -- -- -- H H 1,9 kcal/mol1,9 kcal/mol electronegativitateaelectronegativitateaO O -- -- -- H (H (nn apap)) 4,3 kcal/mol4,3 kcal/molF F -- -- -- H H 40 kcal/mol40 kcal/mol
electronegativitateaelectronegativitatea
crcretetee 13
-
APAWaterWater isis lifeslifes mattermatter andand matrix,matrix, mothermother andand
APA
mediummedium.. ThereThere isis nono lifelife withoutwithout waterwater..(Albert(Albert SzentSzent GyGyrgyirgyi))
LichidulLichidul celcel maimai rrspspnditndit (75 %)(75 %)pp ( )( )
1937 - Premiul Nobel n Fiziologie i Medicin
Alb S G i16
Albert Szent Gyrgyi1893 - 1986
-
Discovery is seeing what everybody else has seen, and thinking what g
nobody else has thought.
Bruno Straub1914 - 1996
Biological Research Center SzegedBiological Research Center Szeged
STRUCTURA ATOMICSTRUCTURA ATOMIC
17
-
HHH 3121
11 ,, OOO
188
178
168 ,,6 x 3 = 18
TIPURI
IzotopomeriIzotopomeri aiai apeiapei
apaapa uoaruoar (H(H22O)O)pp s mis mi (HDO (HDO s us u 11HH22HO)HO)apaapa semigreasemigrea (HDO (HDO sausau 11HH22HO)HO)
apaapa greagrea (D(D22O O sausau 22HH22O)O)apaapa hipergreahipergrea (T(T22O O sausau 33HH22O)O)apaapa coninndconinnd oxigenuloxigenul greugreu (H(H221818O)O)
18
apaapa coninndconinnd oxigenuloxigenul greugreu (H(H22 O)O)apaapa dubludublu marcatmarcat (D(D221818O)O)
-
Apa semigrea apare n natur n proporie de 1 : 3200
Apa grea:p go 1 : 41 milioane moleculeo folosit n reactoarele nuclearefo ingerat n cantiti mari are efecte toxiceo temperatura de ngheare de 3,82oCo temperatura de ngheare de 3,82 Co densitatea 1,1056 g/cm3 (20oC)o temperatura la care densitatea e maxim 11 6oCo temperatura la care densitatea e maxim 11,6 Co vscozitatea 1,25 cP
Apa dublu marcat se folosete n practic n determinarea vitezei metabolice
19
-
STRUCTURA ELECTRONICSTRUCTURA ELECTRONIC
H (Z = 1): 1s1 O (Z = 8): 1s2 2s2 2px2 2py1 2pz1
electronii de pe orbitalii 2s i 2px ai atomului de O electroni neparticipani;electroni neparticipani;
electronii de pe orbitalii 2py i 2pz ai atomului de O implicai n legturile covalente;
20
p gelectronul de pe orbitalul 1s al atomului de H
se gsete mai aproape de O
-
21hibridizare sphibridizare sp33
-
22
-
LEGLEGTURI DE HIDROGENTURI DE HIDROGEN
1012 s
23http://www.youtube.com/watch?v=gmjLXrMaFTg&feature=related
-
24
-
PROPRIETPROPRIETI FIZICEI FIZICE
STSTRI DE AGREGARERI DE AGREGARE SOLIDSOLID (t < 0 (t < 0 00C)C) LICHIDLICHID (0 (0 10010000C)C) (p = 1 atm)(p = 1 atm)(( )) (p )(p ) GAZOASGAZOAS (t > 100 (t > 100 00C)C)
CCLDURLDUR SPECIFICSPECIFIC TcmQ =4185 J / kg 4185 J / kg K (foarte mare)K (foarte mare)
TcmQ =
moderator al climei terestremoderator al climei terestre mpiedic supranclzirea esuturilormpiedic supranclzirea esuturilor mpiedic supranclzirea esuturilormpiedic supranclzirea esuturilor
25
-
legtura de hidrogen: 4,3 kcal/mol
CCLDURI LATENTE SPECIFICELDURI LATENTE SPECIFICE CCLDURI LATENTE SPECIFICE:LDURI LATENTE SPECIFICE: de de topiretopire 340.000 J / kg340.000 J / kg tt mQ = de de vaporizarevaporizare 2.250.000 J / kg2.250.000 J / kg
26
-
DENSITATEDENSITATEhh (0 (0 00C ) 0 92 /C ) 0 92 / 33gheaghea (0 (0 00C ): 0,92 g/cmC ): 0,92 g/cm33
apap (3,98 (3,98 00C): 1 g/cmC): 1 g/cm3 3 ((importanimportan ecologicecologic))
densitateadensitatea apeiapei cretecrete nn intervalulintervalul (0 (0 3,983,98ooC)C)((anomaliaanomalia densitiidensitii apeiapei))
)(1 00
tt +=
27
-
28
-
PERMITIVITATE ELECTRICPERMITIVITATE ELECTRIC RELATIV RELATIV::rr = 80 (mare)= 80 (mare)
(apa este un bun solvent al cristalelor ionice)(apa este un bun solvent al cristalelor ionice)
1 qq
( p )( p )
221
41
rqq
Fo
aer =
12
21 aerapa
FqqF ==29
804 2roapa r
-
TENSIUNE SUPERFICIALTENSIUNE SUPERFICIAL = 72,8 = 72,8 mNmN/m (/m (dyndyn/cm)/cm)
PROPRIETI ELECTRICEPROPRIETI ELECTRICE99 rezistivitate electric mare: rezistivitate electric mare: 2525 = 18210 = 18210 33 mm99 conductivitate electric mic: conductivitate electric mic: 2525 = 5,510 = 5,510 66 11m m 1199 pot fi mbuntite prin dizolvarea de substane pot fi mbuntite prin dizolvarea de substane
ioniceionice
PROPRIETI DE SOLVENTPROPRIETI DE SOLVENT substane hidrofile: compui ionici i polarisubstane hidrofile: compui ionici i polari p p p p substane hidrofobe: lipidesubstane hidrofobe: lipide
CARACTER AMFOTERCARACTER AMFOTER30
-
A se A se citiciti din din carteacartea de curs:de curs:
Efecte ale solviilor asupra structurii moleculare a apei
Rolul biologic al apei i repartiia ei n organismg p p g
Aportul i eliminarea de ap din organismAportul i eliminarea de ap din organism
32
-
Dup parcurgerea acestui curs studentul trebuie s: defineasc dipolul electric i s scrie formula momentuluielectric dipolar, preciznd unitatea sa de msur; identifice tipurile de fore intermoleculare, s comparetria acestora, s cunoasc expresia matematic a energiei
t i l d i t i t fi i tipoteniale de interaciune corespunztoare fiecrui tip; explice efectul de hidratare a ionilor n soluii apoase; defineasc legtura de hidrogen i s enumere factorii decare depinde tria acesteia.
33
-
Dup parcurgerea acestui curs studentul trebuie s: descrie structura atomic i electronic a moleculei de ap; descrie structura atomic i electronic a moleculei de ap; enumere proprietile fizice ale apei i s expliceimportana lor biologic;importana lor biologic; descrie caracterul dinamic al legturilor de hidrogenformate ntre moleculele de ap;formate ntre moleculele de ap; surprind rolul legturilor de hidrogen n definireaproprietilor fizice ale apei;proprietilor fizice ale apei; descrie influena diferitelor categorii de solvii asuprastructurii moleculare a apei;structurii moleculare a apei; enumere rolurile biologice ale apei;
d fi hilib l i d hilib l hid i i defineasc echilibrul, respectiv dezechilibrele hidrice i sprecizeze cum se manifest acestea;
i d i tit ti il d i ti enumere i descrie cantitativ cile de ingerare, respectiveliminare de ap din organism. 34
-
CURSUL 3CURSUL 3
E B E E EECHILIBRE DE DIZOLVARE
1
-
SoluiiSoluii: : definiiedefiniie compoziiecompoziie exempleexempleSoluiiSoluii: : definiiedefiniie, , compoziiecompoziie, , exempleexemple
l il i mediu dispersant (solvent)mediu dispersant (solvent)
SoluiaSoluiap ( )p ( )
faz dispersat (solut, solvit)faz dispersat (solut, solvit)
AvantajeAvantaje practice ale practice ale soluiilorsoluiilor::
oo locullocul de de desfuraredesfurare a a majoritiimajoritii reaciilorreaciilor chimicechimice;;oo punctepuncte de de topiretopire//solidificaresolidificare maimai sczutesczute dectdect solventulsolventul purpur;;pp pp ppoo proprietiproprieti fizicefizice diferitediferite de ale de ale solventuluisolventului..
2
-
gazgaz sausau solid solid dizolvatdizolvat nn lichidlichid solvent = solvent = lichidullichidulii d d l l llaceeaiaceeai stare de stare de agregareagregare solvent = solvent = componentulcomponentul
care care predominpredomin cantitativcantitativ
Soluie Stare de agregare DescriereSoluie Stare de agregare DescriereSoluie Stare de agregare DescriereSoluie Stare de agregare Descriereaer gazoas amestec de gazeaer gazoas amestec de gaze
sifon lichid CO2 dizolvat n apaer gazoas amestec de gaze
sifon lichid CO2 dizolvat n apaer gazoas amestec de gaze
sifon lichid CO2 dizolvat n ap2 p2 psaramur lichid NaCl dizolvat n ap
2 psaramur lichid NaCl dizolvat n apamalgam solid Hg (lichid) i Agamalgam solid Hg (lichid) i Ag
(solid)
l l h d b d l l h d b d soluie lichid obinut din soluie lichid obinut din mixarea a dou solidemixarea a dou solide
3
-
Caracterizarea compoziiei unei soluiiCaracterizarea compoziiei unei soluii
C lit tiC lit ti
p p
Calitativ:Calitativ: soluii diluate (conin relativpuin substan dizolvat)
soluii concentrate (coninrelativ mult substan dizolvat)relativ mult substan dizolvat)
Exemple: HCl Exemple: HCl 37%; H37%; H SOSO 98% 98% Exemple: HCl Exemple: HCl 37%; H37%; H22SOSO44 98% 98%
Cantitativ:Cantitativ: concentraie = cantitatea de substan dizolvat ntr-o de substan dizolvat ntr-o cantitate dat de soluie (sau solvent)
4solvent)
-
Concentraia procentual de masConcentraia procentual de mas
100w/w% = mc d (% w/w)(% w/w)
Concentraia procentual de volumConcentraia procentual de volum
m
Concentraia procentual de volumConcentraia procentual de volum
Vd 100v/v% = VVc d (% v/v)(% v/v)
Concentraia molarConcentraia molar
(mol/L) sau M(mol/L) sau M)(
ggm
Vc dd ==
(mol/L) sau M(mol/L) sau M
)(LVmolgV
d
5[NaCl] = concentraia molar de NaCl
-
6
-
ExerciiiExerciii
1. 1. SS se se calculezecalculeze concentraiaconcentraia molarmolar a a uneiunei soluiisoluii de de volumvolumVV = 100 = 100 mLmL care care conineconine dizolvatdizolvat mm = 40 mg = 40 mg NaOHNaOHVVss = 100 = 100 mLmL care care conineconine dizolvatdizolvat mmdd = 40 mg = 40 mg NaOHNaOH((MMdd = 40 g/mol).= 40 g/mol). (Rspuns: 10-2 M)2. 2. CeCe volumvolum de de apap ii de de soluiesoluie stocstoc de de NaClNaCl cu cu concentraiaconcentraia ccss 5% 5% lili d d fi i l ifi i l i
(Rspuns: 10 M)
= 5% = 5% suntsunt necesarenecesare pentrupentru a a preparaprepara un un litrulitru de ser de ser fiziologicfiziologic((soluiesoluie apoasapoas de de NaClNaCl cu cu concentraiaconcentraia c = 0,9%)? c = 0,9%)? DiluateDiluatefiindfiind, , densitateadensitatea acestoracestor soluiisoluii esteeste aproximativaproximativ egalegal cu cu densitateadensitatea apeiapei..densitateadensitatea apeiapei..
33.. SS sese calculezecalculeze concentraiaconcentraia molarmolar aa seruluiserului fiziologicfiziologic(Rspuns: Vs = 0,18 L; Va = 0,82 L)
f gf g((solutiesolutie apoasapoas dede 00,,99%% NaClNaCl)).. MasaMasa molarmolar aa NaClNaCl esteesteMM == 5858 55 g/molg/mol 7MM == 5858,,55 g/molg/mol.. (Rspuns: 0,15 M)
-
Electrolii, neeelectroliiElectrolii, neeelectrolii
Teoria ionic a soluiilor (Svante Arrhenius, 1887)Teoria ionic a soluiilor (Svante Arrhenius, 1887)
ELECTROLIIELECTROLII 1903 Premiul Nobel (Chimie)ELECTROLIIELECTROLII
substane care la dizolvarea n ap disociaz n ioni
( )
substane care la dizolvarea n ap disociaz n ioni
Tipuri:
electrolii tarielectrolii tari
electrolii slabi
8
-
Electrolii tariElectrolii tari
la dizolvarea n ap disociaz total n ioni
AciziAcizi taritari: HClO: HClO44, HI, , HI, HBrHBr, H, H22SOSO4 4 ((fafa de de primulprimul proton) proton) HClHCl etcetcprimulprimul proton), proton), HClHCl etcetc
BazeBaze taritari: KOH, : KOH, BaBa(OH)(OH)22, , CsOHCsOH, , NaOHNaOH etcetc SruriSruri: : AgClAgCl, , NaClNaCl, NaHCO, NaHCO33, CH, CH33COOK etcCOOK etc
Electrolii slabiElectrolii slabi
la dizolvarea n ap disociaz parial n ioni
AciziAcizi slabislabi: CH: CH33COOH, HCOOH, H22COCO33, H, H33POPO4 4 etcetc9 BazeBaze slabeslabe: NH: NH33, H, H22O etcO etc
-
ObservaieObservaie: : Reaciile de disociere n ioni ale electroliilor Reaciile de disociere n ioni ale electroliilor 10ObservaieObservaie: : Reaciile de disociere n ioni ale electroliilor Reaciile de disociere n ioni ale electroliilor tari sunt tari sunt ireversibile !!!ireversibile !!!
-
11
-
ObservaieObservaie: : Reaciile de disociere n ioni ale electroliilor Reaciile de disociere n ioni ale electroliilor ObservaieObservaie: : Reaciile de disociere n ioni ale electroliilor Reaciile de disociere n ioni ale electroliilor slabi sunt slabi sunt reversibile !!!reversibile !!!
NeelectroliiNeelectrolii
la dizolvarea n ap nu disociaz n ioni
glucozaglucoza ureeaureea
12
-
Legea aciunii maselor
)(3)( 2 gHgCO + )()( 24 gOHgCH + 1k
)(3)( 2 gHgCO + )()( 24 gOHgCH +2k
14Cato Guldberg, Peter Waage (1867)Cato Guldberg, Peter Waage (1867)
-
Reacie chimic reversibil:Reacie chimic reversibil:
2211 AA + 1k 4433 AA + d h l b d h l b
2k
33
Constanta de echilibru:Constanta de echilibru:
21
4343
ccccKc = 21
21 cc
interpretarea calitativ a desfurrii reaciei;interpretarea calitativ a desfurrii reaciei; precizarea sensului de desfurare a reaciei;precizarea sensului de desfurare a reaciei; precizarea sensului de desfurare a reaciei;precizarea sensului de desfurare a reaciei; calculul concentraiilor de echilibru.calculul concentraiilor de echilibru.
15
-
ReacieReacie reversibilreversibil cu cu atingereaatingerea striistrii de de echilibruechilibru dinamicdinamic
16
-
ReacieReacie ireversibilireversibil rapidrapid
17
-
SolubilitateaSolubilitatea
A (A ( ) ) A (A ( ll ii ))
SolubilitateaSolubilitatea
A (A (purpur) ) A (A (solusoluieie))
solutiec ][
][KAA=
pur][A
const.A =pur][ pur][
AsA == solutiecK ][18
-
VariaiaVariaia cu cu temperaturatemperatura a a solubilitiisolubilitii unorunor compuicompui ioniciionici19
-
T T T mare T mare agitaieagitaie termictermic puternicputernic probabilitateprobabilitate mare de mare de dislocaredislocare a a
moleculelormoleculelor de de solutsolut din stare din stare cristalincristalin
http://phet.colorado.edu/index.php
proceseprocese de de dizolvaredizolvare: : proceseprocese de de dizolvaredizolvare: : -- exotermeexoterme ((NaOHNaOH, CaCl, CaCl22, MgSO, MgSO44))
d td t (NH(NH NONO )) 20-- endotermeendoterme (NH(NH44NONO33))
-
oo NesaturateNesaturate
Soluii:Soluii: oo SaturateSaturate
oo SuprasaturateSuprasaturate
Ex: NaEx: Na22SS22OO33 s(20s(20ooC) = 500 g/LC) = 500 g/L
oo SuprasaturateSuprasaturate
Ex: NaEx: Na22SS22OO33 s(20s(20 C) 500 g/LC) 500 g/L
s(100s(100ooC) = 2300 g/LC) = 2300 g/L
21
-
Produs de solubilitateProdus de solubilitate
AB (pur) AB (pur) AA++ + B+ B-- (solutie)(solutie)AB (pur) AB (pur) AA + B+ B (solutie)(solutie)
ABPBAK == + l til ti ][][ ABc PBAK solutiesolutie ][][oo Ex: Formarea calculilor renaliEx: Formarea calculilor renali
22
-
Formul chimicFormul chimic Produs de solubilitate Produs de solubilitate (M(M22))
CHCH33COOAgCOOAg 210 210 33
MgCOMgCO 1010 55MgCOMgCO33 10 10 CaSOCaSO44 2,410 2,410 55
SOSO 1 1 101 1 10 1010BaSOBaSO44 1,110 1,110 1010
AgClAgCl 1,810 1,810 1010
CuSCuS 610 610 3636
HgSHgS 1 6101 610 5252HgSHgS 1,6 10 1,6 10
23
-
oo Efectul de ion comunEfectul de ion comun
291083 MP ) ?=C COsExemplu
108,33
MPCaCO =a) n apb) n Na2CO3 0,1 M
?3CaCOs
) 2 3 ,
a) n ap+ + 22 COCaCaCO + 33 COCaCaCO
DizolvareaDizolvarea are loc are loc pnpn cndcnd::DizolvareaDizolvarea are loc are loc pnpn cndcnd::
3][][ 23
2CaCOPCOCa = +
s1 s124MPs CaCO 51 101,63
==
-
b) n Na2CO3 0,1 M
+ + 2332 2 CONaCONaMCONaCO 1,0][][ 321
23 ==
Dizolvarea are loc pn cnd:
3][][ 23
2CaCOtotal PCOCa = + 3
s2 s2+[CO32-]1
Ms 82 108,3= (soluia ecuaiei de gradul II)(soluia ecuaiei de gradul II)
25MPs CaCO 51 101,63==
-
Solubilitatea gazelorSolubilitatea gazelor
A (gaz) A (soluie)gazl tigaz][ s
gaz
gaz
gaz
solutiegaz][ps
pKH ==
oo Legea lui HenryLegea lui HenrygazHgaz pKs =26oo Solubilitatea gazelor crete cu creterea presiuniiSolubilitatea gazelor crete cu creterea presiunii
-
dependenadependena de de presiunepresiune a a solubilitiisolubilitii gazelorgazelor28
p p pp gg
-
oo Solubilitatea gazelor scade cu creterea temperaturiiSolubilitatea gazelor scade cu creterea temperaturii
EfecteEfecte ale ale modificriimodificrii presiuniipresiunii asupraasupra solubilitiisolubilitii gazelorgazelor::-- scafandriiscafandrii de mare de mare adncimeadncime
29-- anesteziceanestezice aflateaflate nn stare stare gazoasgazoas
-
oo CoeficientulCoeficientul luilui Bunsen: Bunsen:
( )numar volume gazoo CoeficientulCoeficientul luilui Bunsen: Bunsen:
( )( )
numar volume gaz1 volum solutie
=
Ex: Ex: (CO(CO22) = 0,52; ) = 0,52; (O(O22) = 0,024) = 0,02422 22
V R T V:gaz gaz gazp V R T V =
gaz gazps
K R T =g ggazs R T= gaz HK R T =30
-
oo AplicaAplicaii ale ii ale legiilegii luilui HenryHenry
31
-
Repartiia unei substane ntre doi solveniRepartiia unei substane ntre doi solveni
A (solvent A (solvent ) ) A A (solvent (solvent ))A (solvent A (solvent ) ) A A (solvent (solvent ))
Coeficient de partiie:Coeficient de partiie:
PAK ][ :c PAK ==
][][
Octanol: COctanol: C88HH1717OH (similitudini cu lipidele)OH (similitudini cu lipidele)Octanol COctanol C88HH1717OH (similitudini cu lipidele)OH (similitudini cu lipidele)
A][ octapaoct A
AP][][
: =32apa
A][
-
Clasificarea solviilor:Clasificarea solviilor:
-- Hidrofili:Hidrofili: 1apa:octanol P-- Hidrofobi:Hidrofobi: 1apa:octanol >P
33
-
S diS di i di id li di id lStudiuStudiu individualindividual
MihalaMihala et al., Curs de et al., Curs de BiofizicBiofizic, , EdituraEditura EurobitEurobit, , TimiTimioaraoara, p. 51, p. 51--52: 52: TimiTimioaraoara, p. 51, p. 51 52 52 ConcentraiiConcentraii: : problemeleproblemele 1 1 ii 44
SolubilitateaSolubilitatea gazelorgazelor: : problemaproblema 11
RepartiiaRepartiia uneiunei substanesubstane ntrentre doidoi solvenisolveni: : problemaproblema 11RepartiiaRepartiia uneiunei substanesubstane ntrentre doidoi solvenisolveni: : problemaproblema 11
34
-
DupDup parcurgereaparcurgerea acestuiacestui curscurs studentulstudentul trebuietrebuie ss:: cunoasc definiia i compoziia unei soluii dnd exemple; cunoasc definiia i compoziia unei soluii, dnd exemple; caracterizeze calitativ o soluie; scrie formulele de definiie pentru concentraia procentual scrie formulele de definiie pentru concentraia procentualde mas, de volum i concentraia molar i s aplice acesteformule n rezolvrile de probleme;formule n rezolvrile de probleme; caracterizeze evoluia n timp a unei reacii chimicereversibile;reversibile; scrie expresia matematic a legii aciunii maselor; defineasc electroliii i neelectroliii, dnd exemple de clasedefineasc electroliii i neelectroliii, dnd exemple de clasede substane din fiecare tip; defineasc solubilitatea unei substane ntr-un solvent i s identifice factorii de care depinde aceasta; cunoasc noiuni legate de dizolvarea electroliilor respectiv g pgazelor ntr-un solvent; descrie repartiia unei substane ntre doi solveni
35p
nemiscibili.
-
CURSUL 4CURSUL 4CURSUL 4CURSUL 4
ECHILIBRE ECHILIBRE ACIDO ACIDO BAZICEBAZICE
1
-
Disocierea apei
2 H2 H22O O HH33OO++ + OH+ OH-- HH33OO++ HH++ PRODUS IONIC AL APEI:PRODUS IONIC AL APEI:
)25(10][][ 2142
CMPOHHK oOHc+ === )(
2OHc
7 N APA PURN APA PUR MPOHH OH
710][][2
+ ===
MH 710][ + > NTRNTR--O SOLUIE ACIDO SOLUIE ACID MH 10][ >7+
NTRNTR O SOLUIE ACIDO SOLUIE ACID
2MH 710][ +
-
APLICAIEAPLICAIE
SS se se precizezeprecizeze naturanatura uneiunei soluiisoluii care care conineconine: : SS se se precizezeprecizeze naturanatura uneiunei soluiisoluii care care conineconine: : a) [OH a) [OH ] = 10 ] = 10 55 MMb) [H b) [H ++] = 10 ] = 10 44 MMc) [OH c) [OH ] = 10 ] = 10 22 MM
P 14M
OHP
H OH 9514
101010
][][ 2
+ ===a)a)OH 10][
MH 710][ + < soluie bazicsoluie bazic3
-
HH22SOSO44, HNO, HNO33 (1300)(1300)22 44,, 33 ( )( )acidus = acru (latin)
TEORIA ARRHENIUS (1890)TEORIA ARRHENIUS (1890)
Acidul este o substan care produce Acidul este o substan care produce ioni de hidrogen cnd este dizolvat n apioni de hidrogen cnd este dizolvat n apioni de hidrogen cnd este dizolvat n apioni de hidrogen cnd este dizolvat n ap
Baza este o substan care produce Baza este o substan care produce Baza este o substan care produce Baza este o substan care produce ioni hidroxil cnd este dizolvat n apioni hidroxil cnd este dizolvat n ap
TEORIA BRNSTED TEORIA BRNSTED LOWRY (1923)LOWRY (1923)
Acid = substan capabil s cedeze protoni (HCl)Acid = substan capabil s cedeze protoni (HCl)
4Baz = substan capabil s accepte protoni (NHBaz = substan capabil s accepte protoni (NH33))
-
Forme ionice ale unui acid
OHHA 2+ + + OHA 3OHHA 2+ + OHA 3
PP form protonat form protonat ( id)( id)
D D formform deprotonatdeprotonat((bb j tj t))(acid)(acid) ((bazabaza conjugatconjugat))
AcidAcid Baz conjugatBaz conjugatHH OO OH OH ]][[ AHK
+=HH22OO OH OH
HH22COCO33 HCOHCO33][HA
Ka =22 33 33
NHNH44++ NHNH33KKaa -- constantconstant de de
aciditateaciditate
5CHCH33COOHCOOH CHCH33COO COO
-
Tria unui acid
OHHCl + + + OHClOHHCl 2+ + OHCl 3OHCOOHCH 23 + + + OHCOOCH 33
Acid tareAcid tareAcid tareAcid tare Acid slabAcid slabAcid tareAcid tareechilibru deplasat echilibru deplasat
puternic spre dreaptaputernic spre dreapta
Acid tareAcid tare Acid slabAcid slabechilibruechilibru deplasatdeplasat
puternicputernic sprespre dreaptadreaptaechilibruechilibru deplasatdeplasat
puternicputernic sprespre stngastngaputernic spre dreaptaputernic spre dreapta
baz conjugat slabbaz conjugat slab
puternicputernic sprespre dreaptadreapta puternicputernic sprespre stngastnga
baz conjugat slabbaz conjugat slab baz conjugat tarebaz conjugat tarej gj g
Ka > 1 (valoare mare)Ka > 1 (valoare mare)
j gj g j gj g
KKaa > 1 (> 1 (valoarevaloare mare)mare) KKaa < 1 (< 1 (valoarevaloare micmic))
6
-
Noiunea de pH
E E E E E E PENTRU ORICE SOLUIE APOASPENTRU ORICE SOLUIE APOAS::
+ ][lg += HpH][l OHOH ][lg= OHpOH
RELAIA DINTRE pH I pOH (25RELAIA DINTRE pH I pOH (25ooC)C):
14=+ pOHpHRELAIA DINTRE pH I pOH (25RELAIA DINTRE pH I pOH (25 C)C):
14+ pOHpH
7(S(SRENSEN, 1909)RENSEN, 1909)
-
lg10][][ 14 = + OHH g][][1410lg][lg][lg + =OHH 10lg][lg][lg = OHH
14=+ pOHpHExprimarea [H+] ntr-o soluie cu pH cunoscut Exprimarea [H ] ntr-o soluie cu pH cunoscut
][lg += HpH pHH =+ ][lg8pHH + =10][
-
Funcia logaritmicFuncia logaritmic
xb xb =log b baza logaritmului (b > 0, b 1)b baza logaritmului (b 0, b 1)x argument x > 0
xbyx yb ==logLogaritmiLogaritmi uzualiuzuali
zecimallogaritmlglog10 xx =2 bazain logaritmlog2 x
9naturallogaritmlnlog xxe =
-
Proprieti ale funciei logaritmiceProprieti ale funciei logaritmice
baba ccc loglog)(log)1 +=
ba lll)2 bab ccc logloglog)2 =
aba cb
c log)(log)3 =aa cb log)(log)4
ba cbc
g)(log)4 =1log)5 =cc
1001log)6 =c
-
Scara pHScara pH
[ H[ H+ + ] 10] 1000 . . . . 10. . . . 10 --77 . . . . 10. . . . 10 -- 1414[ H[ H+ + ] 10] 1000 . . . . 10. . . . 10 --77 . . . . 10. . . . 10 -- 1414[ H[ H+ + ] 10] 1000 . . . . 10. . . . 10 --77 . . . . 10. . . . 10 -- 1414
pHpH 0 7 140 7 14pHpH 0 7 140 7 14pHpH 0 . . . . 7 . . . . 140 . . . . 7 . . . . 14pHpH 0 . . . . 7 . . . . 140 . . . . 7 . . . . 14
pOHpOH 14 . . . . 7 . . . . 014 . . . . 7 . . . . 0
NEUTRUNEUTRU
11ACIDACID BAZICBAZIC
-
99 pH = 7 (soluie neutr)pH = 7 (soluie neutr)99 H 7 ( l d)H 7 ( l d)99 pH < 7 (soluie acid)pH < 7 (soluie acid)99 pH > 7 (soluie bazic)pH > 7 (soluie bazic)
creterea concentraiei [Hcreterea concentraiei [H++] determin scderea pH ] determin scderea pH uluiului
][lg += HpHObs.
modificarea pH modificarea pH ului cu 1 unitate corespunde modificrii ului cu 1 unitate corespunde modificrii pp ppconcentraiei [Hconcentraiei [H++] cu 1 ordin de mrime] cu 1 ordin de mrime Obs.
1' += pHpH 10][ =+H
12pp 10
]'[=+H
-
pH ul soluiilor de acizi tari
((PrincipiulPrincipiul luilui LE CHATELIER)LE CHATELIER)
p
(( pp ))
2 H2 H22O O HH33OO++ + OH+ OH--22 33
MOHH 710][][ + == ][][21410][][ MOHH + =
EXCEPIE FCND SOLUIILE FOARTE DILUATE 13
EXCEPIE FCND SOLUIILE FOARTE DILUATE, DISOCIEREA APEI SE NEGLIJEAZ
-
Calculul pH ului soluiilor de acizi tarip
HA HA AA + H+ H ++ ][lg += HpHIniIniialial: c 0 0: c 0 0IniIniialial: c 0 0: c 0 0
FinalFinal: 0 c c: 0 c c
cHpH lg][lg == +
ExempleExemple:: HClOHClO44, HI, , HI, HBrHBr, H, H22SOSO4 4 ((pentrupentru primulprimult )t ) HClHCl HNO HNO 14proton),proton), HClHCl, HNO, HNO33
-
pH ul soluiilor de baze tari
Calculul pH ului soluiilor de baze tari
p
++
Calculul pH ului soluiilor de baze tari
BOH BOH BB++ + OH+ OHll 0 00 0IniIniialial: c 0 0: c 0 0IniIniialial: c 0 0 : c 0 0
FinalFinal: 0 c c: 0 c c
cOHpOH lg][lg == p g][gpOHpH = 14
17EXEMPLE: NaOH, KOH, Ca(OH)EXEMPLE: NaOH, KOH, Ca(OH)22, Ba(OH), Ba(OH)22
-
Soluiile srurilor provenite dintrSoluiile srurilor provenite dintr--un acid tare i o baz tareun acid tare i o baz tarepH = 7 (soluii neutre)pH = 7 (soluii neutre)
Exemple: NaCl, KCl, NaNOExemple: NaCl, KCl, NaNO33, KNO, KNO33, NaI, KI, CaCl, NaI, KI, CaCl22 etc.etc.pp 33 33
Soluiile srurilor provenite dintrSoluiile srurilor provenite dintr--un acid tare i o baz slabun acid tare i o baz slabpH < 7 (soluii acide)pH < 7 (soluii acide)pH 7 (soluii acide)pH 7 (soluii acide)
Exemple: NHExemple: NH44Cl, NHCl, NH44NONO33, etc., etc.
AplicaieAplicaie ((facultativfacultativ): ): AplicaieAplicaie ((facultativfacultativ): ): SS se se calculezecalculeze pH pH ulul uneiunei soluiisoluii de NHde NH44Cl de Cl de concentraieconcentraie
d d d d dd ll0,1 M 0,1 M dacdac pentrupentru NHNH44++ constantaconstanta de de aciditateaciditate are are valoareavaloareaKa = 5,5610 Ka = 5,5610 1010. .
20
-
SoluiileSoluiile srurilorsrurilor proveniteprovenite dintrdintr--un acid slab un acid slab ii o o bazbaz taretarepH > 7 (pH > 7 (soluiisoluii bazicebazice))pp
ExempleExemple: NaHCO: NaHCO33, CH, CH33COONa, KCN, COONa, KCN, NaFNaF, KF, , KF, NaCNNaCN etc.etc.
Soluiile srurilor provenite dintrSoluiile srurilor provenite dintr--un acid slab i o baz slabun acid slab i o baz slabsoluii neutre dac Ka = Kbsoluii neutre dac Ka = Kbsoluii neutre dac Ka = Kbsoluii neutre dac Ka = Kbacide, dac Ka > Kbacide, dac Ka > Kbb i d K Kbb i d K Kbbazice, dac Ka < Kbbazice, dac Ka < Kb
21
-
pH ul soluiilor de acizi slabi
HAHAAA-- + H+ H ++p
HA HA AA + H+ H
I iI ii li l 0 00 0I iI ii li l 0 00 0IniIniialial: c 0 0: c 0 0IniIniialial: c 0 0: c 0 0
FinalFinal: c : c x x xx x x
2xHA
AHKa ==+ 2
][][][LEGEA ACIUNII LEGEA ACIUNII
MASELORMASELORxcHAa ][
22
-
cxcx 0CHCH33COOHCOOH33
c = 1 Mc = 1 M c = 10 c = 10 33 MMpH = 2 38pH = 2 38 pH = 3 91pH = 3 91pH = 2,38pH = 2,38 pH = 3,91pH = 3,91
CHCH33COOH 99,59 %COOH 99,59 % CHCH33COOH 87,78 %COOH 87,78 %CHCH33COOCOO 0,41 %0,41 % CHCH33COOCOO 12,22 %12,22 %
HH22COCO33c = 1 Mc = 1 M c = 10 c = 10 33 MMc = 1 Mc = 1 M c = 10 c = 10 33 MM
pH = 3,18pH = 3,18 pH = 4,69pH = 4,69HH22COCO33 99,93 %99,93 % HH22COCO33 97,95 %97,95 %HCOHCO33 0,066 %0,066 % HCOHCO33 2,052 %2,052 %
2333 33
COCO3322 5,610 5,610 99 %% COCO3322 5,610 5,610 66 %%
-
SubstanaSubstana FormulaFormula KKaa pKpKaaSubstanSubstanaa FormulaFormula KKaaAcid Acid aceticacetic
CHCH33COOHCOOH 1,7 101,7 10--55 4,84,8Acid Acid aceticacetic
CHCH33COOHCOOH 1,7 101,7 10--55
Acid Acid carboniccarbonic
HH22COCO33 4,3 104,3 10--774 8 104 8 10--1111
6,16,110 210 2
Acid Acid carboniccarbonic
HH22COCO33 4,3 104,3 10--774 8 104 8 10--11114,8 104,8 10 10,210,2
Acid Acid f f if f i
HH33POPO44 6,9 106,9 10--33 2,12,14,8 104,8 10
Acid Acid f f if f i
HH33POPO44 6,9 106,9 10--33fosforicfosforic 6,2 106,2 10--88
4,8 104,8 10--13137,27,2
12,312,3fosforicfosforic 6,2 106,2 10--88
4,8 104,8 10--1313,, ,,
ACIZI POLIBAZICIACIZI POLIBAZICI
,,
aa KpK lg=2 3 3 1 6,1H CO HCO H pK
+ + =TREAPTA ITREAPTA I 2 3 3 1 ,p2 10 2HCO CO H pK + + =TREAPTA IITREAPTA II
253 3 2 10,2HCO CO H pK + =TREAPTA IITREAPTA II
-
Calculul pH ului soluiilor de acizi slabi
HA HA AA-- + H+ H ++A.A. Se Se cunosccunosc [HA] [HA] ii pKpKaa
][lg][ 2 HApKH +2
][lg][
][ HApKpHHAHK aa ==
B.B. Se Se cunosccunosc [HA], [A [HA], [A ] ] ii pKpKaa][lg][][ DpKpHAHK +==
+
][lg
][ PpKpH
HAK aa +==
26FORMULA HENDERSON - HASSELBALCH
-
Forma ionic predominantp
][][lg DpKpH a += ][g Ppp a
][][ PDpKpH
DACDAC
][][ PDpKpH a >>
2710lg
-
CHCH COOHCOOH HH ++ + CH+ CH COOCOO CHCH33COOH COOH H H + CH+ CH33COO COO
pHpHpKpKa a = 4,8 = 4,8
pHpHCHCH33COOHCOOH CHCH33COO COO
33
(forma (forma protonatprotonat))33
(forma deprotonat(forma deprotonat))
PentruPentru pH < pH < pKpKaa predominpredomin CHCH33COOHCOOH
PentruPentru pH > pH > pKpKaa predominpredomin CHCH33COOCOO
28
-
EXEMPLUEXEMPLU
1,64,7 1 == pKpH?][][ 3 =
COHHCO ,, 1pp][ 32COH
1,61332 =+ + pKHHCOCOH][HCO
][][lg
32
31 COH
HCOpKpH +=][ 32
2010][][
13 ==
pKpH
COHHCO
29][ 32COH
-
12K 27K 312K1,21 =pK 2,72 =pK 3,123 =pK
30
-
Soluii tampon
DEFINIIEDEFINIIE
p
DEFINIIEDEFINIIE
MENIN CONSTANT pH MENIN CONSTANT pH ULUL
COMPOZIIE:COMPOZIIE: ACID SLAB (A) + SAREA SA (S)ACID SLAB (A) + SAREA SA (S)
BAZBAZ SLABSLAB (B) SAREA SA (S)(B) SAREA SA (S) BAZBAZ SLABSLAB (B) + SAREA SA (S)(B) + SAREA SA (S)
DISOCIERE: A, B DISOCIERE: A, B PARIAL, S PARIAL, S TOTALTOTAL31
-
Calculul pH ului sistemelor tampon
][l DKH FORMULA HENDERSON FORMULA HENDERSON ][][lg
PDpKpH a += FORMULA HENDERSON FORMULA HENDERSON HASSELBALCHHASSELBALCH
CAPACITATE DE TAMPONARECAPACITATE DE TAMPONARE:: pHVi
=pH
ObservaieObservaie: : CapacitateaCapacitatea de de tamponaretamponare esteeste optimoptim la la introducereaintroducereapp pp ppsistemuluisistemului tampon tampon ntrntr--un un mediumediu avndavnd pH pH ulul apropiatapropiatde de valoareavaloarea pKpK a a aciduluiacidului slabslab
32de de valoareavaloarea pKpKaa a a aciduluiacidului slab.slab.
-
SISTEME TAMPON ALE SSISTEME TAMPON ALE SNGELUINGELUI:: HH22COCO33 + HCO+ HCO33
HH22POPO44 + HPO+ HPO44 22 HbHb acidacid + + hemoglobinathemoglobinat de Kde K
2010][ 13
pKpHHCO 2010][
1
32
3 == ppCOH
[H[H22COCO33] controlat prin procesul de respiraie] controlat prin procesul de respiraie[H[H22COCO33] controlat prin procesul de respiraie] controlat prin procesul de respiraie[HCO[HCO33] reglat prin eliminare pe cale renal] reglat prin eliminare pe cale renal
33
-
3,123 =pK
2,72 =pK1,21 =pK
2
36
-
pH ul unor medii biologice
SSNGE:NGE: 7 38 7 38 7 437 43 SSNGE:NGE: 7,38 7,38 7,437,43 MEDIU INTRACELULAR:MEDIU INTRACELULAR: 6,9 6,9 7,07,0 SUC GASTRIC:SUC GASTRIC: 1 1 22
SALIV:SALIV: 7,1 7,1 7,4 7,4 SUC PANCREATIC:SUC PANCREATIC: 8 8 99 SUC PANCREATIC:SUC PANCREATIC: 8 8 99 URINURIN:: 5,8 5,8 6,26,2 UMOARE APOAS, LIMF:UMOARE APOAS, LIMF: 7,97,9
ACIZI BILIARI:ACIZI BILIARI: 3 8 3 8 4 3 4 3 ACIZI BILIARI:ACIZI BILIARI: 3,8 3,8 4,3 4,3
37
-
38
-
Dup parcurgerea acestui curs studentul trebuie s:
scrie formula de definiie a produsului ionic al apei; defineasc pH ul i pOH ul unei soluii i s scrie relaiade legtur ntre cele dou mrimi; reprezinte scara pH, delimitnd domeniile sale; aplice n probleme procedura de calcul a pH ului unei soluii aplice n probleme procedura de calcul a pH ului unei soluiide acid tare;
li bl d d l l H l i i l ii aplice n probleme procedura de calcul a pH ului unei soluiide baz tare; defineasc i s descrie compoziia unui sistem tampon; calculeze pH ul unui sistem tampon s dea exemple de calculeze pH ul unui sistem tampon, s dea exemple de sisteme tampon sanguine i s cunoasc valorile pH ului unormedii biologice.
39medii biologice.
-
CURSUL 5CURSUL 5
TEME D PER ETEME D PER ESISTEME DISPERSESISTEME DISPERSE
-
pH pH UL IZOELECTRIC AL PROTEINELORUL IZOELECTRIC AL PROTEINELOR
CARACTER AMFOTER:CARACTER AMFOTER:
)) GRUPGRUPRI CARBOXIL (RI CARBOXIL ( COOH)COOH)(( t tt t id)id)((comportamentcomportament acid)acid)
)) GRUPRI AMINO (GRUPRI AMINO ( NHNH22))((comportamentcomportament bazicbazic))
COOH COO H + +2 3NH H NH
+ + +
-
SEMNUL SARCINII ELECTRICE DEPINDE DE pHSEMNUL SARCINII ELECTRICE DEPINDE DE pH
DEFINIIE (DEFINIIE (pIpI sausau pHpHii):):
pp
DEFINIIE (DEFINIIE (pIpI sausau pHpHii):):
DETERMINARE EXPERIMENTAL: ELECTROFOREZ DETERMINARE EXPERIMENTAL: ELECTROFOREZ
PRECIZAREA SEMNULUI SARCINII ELECTRICE PRECIZAREA SEMNULUI SARCINII ELECTRICE ZZ::
DETERMINARE EXPERIMENTAL: ELECTROFOREZ DETERMINARE EXPERIMENTAL: ELECTROFOREZ
PRECIZAREA SEMNULUI SARCINII ELECTRICE PRECIZAREA SEMNULUI SARCINII ELECTRICE ZZ::
)) pH < pH < pIpI ZZ > 0> 0pp pp)) pH = pH = pIpI ZZ = 0= 0)) pH > pH > pIpI ZZ < 0< 0
-
1. pH < 1. pH < pIpI ((mediumediu acid; [Hacid; [H++] ] -- mare)mare)
COOH COO H + +ProbabilitateProbabilitate micmic de de deprotonaredeprotonare
2 3NH H NH+ + + 2 3
Probabilitate mare de protonareProbabilitate mare de protonare
Z > 0Z > 0Z > 0Z > 0
-
2. 2. pH > pI (mediu bazic; [HpH > pI (mediu bazic; [H++] ] -- micmic))
COOH COO H + +Probabilitate mare de deprotonareProbabilitate mare de deprotonare
2 3NH H NH+ + + 2 3
Probabilitate micProbabilitate mic de protonarede protonare
Z < 0Z < 0Z < 0Z < 0
-
Z = 0Z > 0 Z < 0pH
Z 0
(NH(NH ++))
Z > 0 Z < 0
(NH(NH ))pI(NH(NH33 ))xxRR
(NH(NH22))xxRR
pI
(COOH)(COOH)yy (COO (COO ))yy
-
DETERMINARE PRIN ELECTROFOREZDETERMINARE PRIN ELECTROFOREZ
-
ClasificareaClasificarea soluiilorsoluiilor nn funciefuncie de de
masamasa molecularmolecular (M) (M) ii
diametruldiametrul (() al ) al particulelorparticulelor fazeifazei dispersatedispersatediametruldiametrul (() al ) al particulelorparticulelor fazeifazei dispersatedispersate
MOLECULARE: M < 10 3 Da, ,
< 10
COLOIDALE: 10 3 Da < M < 10 8 Da,
10 < < 10 3 10 < < 10 3
SUSPENSII: M > 10 8 Da,
> 10 3
-
SOLUSOLUII MOLECULARE:II MOLECULARE:-- NU SUNT RENU SUNT REINUTE DE FILTRE;INUTE DE FILTRE;
-- NU SEDIMENTEAZ;NU SEDIMENTEAZ;
-- DIFUZEAZ UDIFUZEAZ UOR;OR;
-- SUNT OPTIC VIDE.SUNT OPTIC VIDE.
SOLUSOLUII COLOIDALE:II COLOIDALE: SOLUSOLUII COLOIDALE:II COLOIDALE:-- VIZIBILE LA ULTRAMICROSCOP;VIZIBILE LA ULTRAMICROSCOP;-- FENOMENE INTERFACIALE;FENOMENE INTERFACIALE;
-- COAGULARE;COAGULARE;
-- ELECTROFOREZ.ELECTROFOREZ.
-
SUSPENSIISUSPENSII::-- VIZIBILE LA MICROSCOPUL OPTIC;VIZIBILE LA MICROSCOPUL OPTIC;-- SEDIMENTEAZ;SEDIMENTEAZ;
-- SUNT RESUNT REINUTE PRIN FILTRARE.INUTE PRIN FILTRARE.
-
a) S se precizeze tipul unei soluii (molecular, coloidal sau
i ) i di lsuspensie) care conine dizolvate:
CaCl2 (M1 = 111 g/mol)
NaOH (M2 = 40 g/mol)
C6H12O6 (M3 = 180 g/mol).
b) Se modific tipul soluiei dac n ea se introduc macromolecule
proteice avnd M4 = 55 kDa?proteice avnd M4 55 kDa?
c) Dar dac se adaug bacterii cu diametrul = 8 m ?
-
PROPRIETPROPRIETI ALE SOLUIILOR COLOIDALE I ALE SOLUIILOR COLOIDALE
MIMICAREA BROWNIANCAREA BROWNIANT T vv
COAGULAREACOAGULAREA
T T vv
pH = pH = pIpI Z = 0Z = 0 FFRR = 0= 0((separareasepararea uneiunei proteineproteine dintrdintr un un amestecamestec))((separareasepararea uneiunei proteineproteine dintrdintr--un un amestecamestec))
((ovalbuminaovalbumina)) ((caseinacaseina))
-
EFECTUL TYNDALL EFECTUL TYNDALL FARADAY FARADAY
2
0VnkII =
-
mprtiereamprtierea RayleighRayleigh
-
SEDIMENTAREA SEDIMENTAREA I ULTRACENTRIFUGAREA I ULTRACENTRIFUGAREA
-
The Svedberg
-
( ) RmRmF == 22 2 ( ) RmRmFcf == 2
= sTRM
=sD
M 1 d
m t d d p p ti l l f i di p t metod de separare a particulelor fazei dispersate dup masa molecular
-
SCHIMBSCHIMBRI DE STARRI DE STARE N SOLUIILE COLOIDALEE N SOLUIILE COLOIDALE
-
SOL SOL PROPRIETPROPRIETI DE LICHIDI DE LICHID
GELGELGELGEL
NU CURGENU CURGE ELASTIC LA DEFORMELASTIC LA DEFORMRI MICIRI MICI PLASTIC LA DEFORMPLASTIC LA DEFORMRI MARIRI MARI PLASTIC LA DEFORMPLASTIC LA DEFORMRI MARIRI MARI CONDUCTIBILITATE ELECTRICCONDUCTIBILITATE ELECTRIC BUNBUN MEDIU IDEAL PENMEDIU IDEAL PENTRU REACTRU REACIIII PERMITE DIFUZIAPERMITE DIFUZIA PERMITE DIFUZIAPERMITE DIFUZIA NU PERMITE CONVECNU PERMITE CONVECIAIAPRECIPITAT PRECIPITAT PROPRIETPROPRIETI DE SOLIDI DE SOLID
-
CITOPLASMACITOPLASMA
NTRE SOL NTRE SOL I GELI GEL
SOLUSOLUIIE MOLECULARE MOLECULAR: : (molecule mici microioni)(molecule mici microioni)(molecule mici, microioni)(molecule mici, microioni)
E E SOLSOLUUIIE COLOIDALE COLOIDAL: : (macromolecule proteice(macromolecule proteice))
SUSPENSIE:SUSPENSIE:( l l( l l ) ) (organite celulare(organite celulare) )
-
PREPARAREA I PURIFICAREA SOLUIILOR PREPARAREA I PURIFICAREA SOLUIILOR COLOIDALECOLOIDALECOLOIDALECOLOIDALE
PREPARAREA:PREPARAREA:
DIZOLVARE (COLOIZI LIOFILI)DIZOLVARE (COLOIZI LIOFILI)
OPERAII SUPLIMENTARE (COLOIZI LIOFOBI):OPERAII SUPLIMENTARE (COLOIZI LIOFOBI): OPERAII SUPLIMENTARE (COLOIZI LIOFOBI):OPERAII SUPLIMENTARE (COLOIZI LIOFOBI):
TRATAMENT CU ULTRASUNETETRATAMENT CU ULTRASUNETE
AGITARE MECANICAGITARE MECANIC PUTERNICPUTERNIC
ADADUGARE DE AGENI TENSIOACTIVIUGARE DE AGENI TENSIOACTIVI
-
PURIFICAREA:PURIFICAREA:
FILTRAREAFILTRAREA
ULTRAFILTRAREAULTRAFILTRAREAULTRAFILTRAREAULTRAFILTRAREA
DIALIZA (DIALIZA EXTRARENAL)DIALIZA (DIALIZA EXTRARENAL)
ELECTRODIALIZAELECTRODIALIZA
-
FILTRAREAFILTRAREA
P Permite separarea particulelor n
suspensiesuspensie
-
DIALIZADIALIZA
-
DIALIZA EXTRARENALDIALIZA EXTRARENAL
-
ELECTRODIALIZAELECTRODIALIZA
Permite eliminarea rapid a ionilorPermite eliminarea rapid a ionilor
-
DupDup parcurgereaparcurgerea acestuiacestui curscurs studentulstudentul trebuietrebuie ss::
defineascdefineasc pHpH ulul izoelectricizoelectric alal uneiunei proteineproteine ii ss descriedescrie pepe
scurtscurt tehnicatehnica experimentalexperimental dede determinaredeterminare aa acestuiaacestuia;;scurtscurt tehnicatehnica experimentalexperimental dede determinaredeterminare aa acestuiaacestuia;;
precizezeprecizeze semnulsemnul sarciniisarcinii electriceelectrice aa uneiunei proteineproteine cucu pHpH
i l t ii l t i d td t i t d i t d t t didi dd HH ttizoelectricizoelectric datdat introdusintrodus ntrntr--unun mediumediu dede pHpH cunoscutcunoscut;;
clasificeclasifice sistemelesistemele dispersedisperse ii ss deadea exempleexemple;;
enumereenumere ii descriedescrie pepe scurtscurt proprietileproprietile soluiilorsoluiilor coloidalecoloidale;;
denumeascdenumeasc schimbrileschimbrile dede starestare nn soluiilesoluiile coloidalecoloidale;;
descriedescrie metodelemetodele dede prepararepreparare ii purificarepurificare aa soluiilorsoluiilor
coloidalecoloidale ii ss expliceexplice principiulprincipiul dede funcionarefuncionare aa rinichiuluirinichiului pp p n p up n p u fun nfun n n u un u u
artificialartificial;;
-
CURSUL 6CURSUL 6
TERMODINAMICTERMODINAMICFENOMENE DE TRANSPORT: FENOMENE DE TRANSPORT: FENOMENE DE TRANSPORT: FENOMENE DE TRANSPORT:
DIFUZIADIFUZIADIFUZIADIFUZIA
1
-
Stri de agregare ale substanei
a) Starea solid:
au form proprie;
rigiditate;rigiditate;
au volum propriu (incompresibilitate).
b) Starea lichid:b) Starea lichid:
nu au form proprie;
2au volum propriu (incompresibilitate).
-
c) Starea gazoas:
nu au form proprie;
nu au volum propriu.nu au volum propriu.
Modelul de gaz ideal:Modelul de gaz ideal:1. numr foarte mare de particule identice;2 dimensiunile moleculelor sunt neglijabile (puncte 2. dimensiunile moleculelor sunt neglijabile (puncte materiale);3 micare brownian (micare de agitaie termic);3. micare brownian (micare de agitaie termic);4. forele intermoleculare se neglijeaz;5 traiectoriile moleculelor ntre dou ciocniri succesive 5. traiectoriile moleculelor ntre dou ciocniri succesive sunt rectilinii;6 ciocnirile ntre molecule i pereii vasului se consider
36. ciocnirile ntre molecule i pereii vasului se consider perfect elastice.
-
Sisteme termodinamice
Termodinamica
ramur a fizicii care studiaz procesele termice care nsoesc fenomenele din naturcare nsoesc fenomenele din natur
Sistem termodinamic
ansamblu bine delimitat
de corpuri macroscopice
4
-
Tipuri de sisteme termodinamice
IZOLATEIZOLATE nu schimb nici energie nici mas
Ex: fluid nchis ntr o incint cu perei rigizi i5
Ex: fluid nchis ntr-o incint cu perei rigizi itermoizolani
-
Tipuri de sisteme termodinamice
NCHISENCHISE schimb energie dar nu schimb mas
6Ex: gaz nchis ntr-un cilindru cu piston mobil
-
Tipuri de sisteme termodinamice
DESCHISEDESCHISE schimb att energie ct i mas
7Ex: celul bacterian n mediul de cultur
-
EXTENSIVI:EXTENSIVI:Parametri de stare
Proporionali cu cantitatea de substan
Au proprietatea de aditivitate:: E = EE = E11 + E+ E22Exemple: V, m, N, , E, S etc.
INTENSIVIINTENSIVIINTENSIVI:INTENSIVI:
Nu depind de cantitatea de substanNu depind de cantitatea de substan
Nu au proprietatea de aditivitate:: I I II11 + I+ I22Exemple: p, T, n, , c, , etc.
8Pot fi exprimai ca raportul a doi parametri extensivi
-
m = m1 + m2
mm11 mm22
T T1 + T2mm11(T(T11))
mm22(T(T22))
Ecuaia termic de stare:Ecuaia termic de stare:
0...),,,( =TVpfLegea gazului ideal: (1834, Emile Clapeyron)Legea gazului ideal: (1834, Emile Clapeyron)
TRVp = JR 83149Kkmol
R = 8314
-
Ecuaia termic de stare a gazului real Ecuaia termic de stare a gazului real
(1873, Johannes van der Waals)(1873, Johannes van der Waals)
(1910 Premiul Nobel n Fizic)(1910 Premiul Nobel n Fizic)(1910, Premiul Nobel n Fizic)(1910, Premiul Nobel n Fizic)
( ) TRbVVap mm
=
+ 2Vm
VV = volum molarvolum molarVm = volum molarvolum molara a msur a forelor de atracie intermolecularemsur a forelor de atracie intermoleculare
b b volumul exclus de un mol de particule de gaz volumul exclus de un mol de particule de gaz 10
b b volumul exclus de un mol de particule de gaz volumul exclus de un mol de particule de gaz
-
Stri termodinamice
Stri de echilibru
Parametrii intensivi au aceeai valoare n toate prile sistemuluiprile sistemului
Nu trec fluxuri prin sistem
Nu se modific atta vreme ct nu se schimb condiiile externe
Stri de neechilibru Stri staionare
Exist gradieni nenuli Exist gradieni constani
11 Evolueaz n timp Reclam consum energetic
-
Procese termodinamice
CVASISTATICECVASISTATICE
D f t l t t il i t di t fi Decurg foarte lent, strile intermediare pot fi considerate stri de echilibru
NESTATICENESTATICE
Trecerea din starea iniial n starea final se face Trecerea din starea iniial n starea final se face printr-o succesiune de stri de neechilibru
12
-
13
-
14
-
REVERSIBLEREVERSIBLE
Sistemul poate reveni n starea iniial trecnd prin aceleai stri intermediare ca n procesul directaceleai stri intermediare ca n procesul direct
IREVERSIBLEIREVERSIBLE
Starea iniial nu poate fi atins pe aceeai cale, iar p f p ,strile intermediare sunt de neechilibru
15
-
Fore i fluxuri termodinamice
Flux Flux termodinamictermodinamic::C tit tC tit t d d b t b t (( i i l t i l t i ii CantitateaCantitatea de de substansubstan ((sarcinsarcin electricelectric, , energieenergie, , etc) care etc) care traverseaztraverseaz unitateaunitatea de de suprafasuprafa normal normal l l tt it tit t d d titi ((JJ ))la la aceastaaceasta nn unitateaunitatea de de timptimp ((JJii))
ForFor termodinamictermodinamic::GradientulGradientul unuiunui parametruparametru intensivintensiv (X(Xii))
16
-
ForFor FluxFlux FenomenFenomen
pp JJvv CurgereCurgereTT JJ T f d T f d ldld TT JJqq Transfer de cTransfer de cldurldurcc (()) JJii DifuzieDifuziecc (()) JJii DifuzieDifuzie II Curent electricCurent electric JJww OsmozOsmoz
AAii //TT vvii Reacie chimicReacie chimic
J = 117tS
Ji =
-
FENOMENE DE TRANSPORT: DIFUZIA
DEFINIIE:DEFINIIE:
TRANSPORTUL DE SUBSTANTRANSPORTUL DE SUBSTAN SUB SUB ACIUNEA GRADIENTULUI DE ACIUNEA GRADIENTULUI DE ACIUNEA GRADIENTULUI DE ACIUNEA GRADIENTULUI DE
CONCENTRAIE DIN ZONELE DE CONCENTRAIE DIN ZONELE DE CONCENTRACONCENTRAIE MARE CTRE CELE DE IE MARE CTRE CELE DE CONCENTRACONCENTRAIE MARE CTRE CELE DE IE MARE CTRE CELE DE
CONCENTRACONCENTRAIE MIC DATORITIE MIC DATORITAGITAAGITAIEI TERMICEIEI TERMICEAGITAAGITAIEI TERMICEIEI TERMICE
CARACTERISTICCARACTERISTIC::
GAZELORGAZELOR
19LICHIDELORLICHIDELOR
-
20
-
mm11 mm2211(p(p11))
22
(p(p22))(p(p11)) (p(p22))
21
-
22
-
Adolf Adolf EugenEugen FICKFICK1829 1829 19011901
Ad lf G st n Ad lf G st n Eu nEu n FICKFICK1855 1855 legilelegile difuzieidifuziei
Adolf Gaston Adolf Gaston EugenEugen FICKFICK1852 1852 19371937 ((legilelegile luilui FickFick))
tonometrultonometrul231887 1887 lentilalentila de contactde contact
tonometrultonometrul
-
dd1LEGEA I A LUI FICK:LEGEA I A LUI FICK:
xdcdD
tdd
S=1
scmD SGC
2
... =xdtdS sSGC ...
Flux (Jx) For (gradxc)
kdzdcj
dydci
dxdcc
rrr ++=gradLEGEA II A LUI FICK:LEGEA II A LUI FICK:
dzdydx
2
2 cdDcd =242xd
Dtd
-
COEFICIENT DE DIFUZIECOEFICIENT DE DIFUZIE
MICROMOLECULE (M < 10MICROMOLECULE (M < 1033 Da):Da):
108 5 /scm108 25
MD = /scm10 25D
MACROMOLECULE (10MACROMOLECULE (1033 Da < M < 10Da < M < 1088 Da):Da):
/scm102,3 235
D= /scm10 28D
PARTICULE SFERICEPARTICULE SFERICE
3 M/scm10D
PARTICULE SFERICE:PARTICULE SFERICE:
TkD k Ei i 25rD 6= Stokes - Einstein
-
Studiu individualStudiu individual
1 S se calculeze coeficientul de difuzie pentru:1. S se calculeze coeficientul de difuzie pentru:a) micromolecule: O2 (M = 32), N2 (M = 28), CO2 (M = 44)
b) macromolecule: protein avnd M = 8 106
2 Problemele 1 2 3 4 pag 69 (Curs de Biofizic)2. Problemele 1, 2, 3, 4 pag 69 (Curs de Biofizic)
26
-
ROBERT BROWNROBERT BROWN
1773 1773 -- 185818581773 1773 18581858
271827
-
2 Einstein Einstein -- SmoluchowskiSmoluchowskitD2x2 =D = 10 5 cm2/s
t = 50 ms = 10 3 cm (celul bacterian)
t = 50 ms
D = 10 5 cm2/st 14 h
d = 1 cm (organism pluricelular)
t2=
28SISTEM CIRCULATORSISTEM CIRCULATOR Dt
2
-
CIRCULAIA SISTEMICCIRCULAIA SISTEMIC
Snge oxigenatSnge oxigenati i ( t i l t i t t ) i i ( t i l t i t t ) t i t iinim (ventricul stng prin artera aorta) inim (ventricul stng prin artera aorta) esuturiesuturiSnge deoxigenat:Snge deoxigenat:
29g gg g
esuturi esuturi inim (atriul drept prin vena cava)inim (atriul drept prin vena cava)
-
CIRCULAIA PULMONARCIRCULAIA PULMONAR
Snge deoxigenatSnge deoxigenati i ( t i l d t i t l l ) i i ( t i l d t i t l l ) l il iinim (ventricul drept prin arterele pulmonare) inim (ventricul drept prin arterele pulmonare) plmniplmniSnge oxigenat:Snge oxigenat:
30g gg g
plmniplmni inim (atriul inim (atriul stngstng prin venele pulmonare)prin venele pulmonare)
-
Schimbul de gaze la nivelul alveolelor pulmonareSchimbul de gaze la nivelul alveolelor pulmonarei al esuturilori al esuturilor
300 milioane300 milioanesuprafasuprafa 50 50 100 m100 m22suprafasuprafa 50 50 100 m100 m22puternic vascularizateputernic vascularizateperete subperete subire (30 ire (30 m)m)
31perete subperete subire (30 ire (30 m)m)
-
Oxigenul este transportat:Oxigenul este transportat:Oxigenul este transportat:Oxigenul este transportat:2% dizolvat 2% dizolvat n plasmn plasm98% sub forma complexului Hb(O98% sub forma complexului Hb(O ))
3298% sub forma complexului Hb(O98% sub forma complexului Hb(O22))44
-
difuzia COdifuzia CO22 din din esut esut n plasmn plasmpp
Dioxidul de carbon este transportat:Dioxidul de carbon este transportat:7 % dizolvat 7 % dizolvat n plasmn plasm7 % dizolvat 7 % dizolvat n plasmn plasm23 % sub forma complexului HbCO23 % sub forma complexului HbCO2270 % sub forma ionului HCO70 % sub forma ionului HCO --
3370 % sub forma ionului HCO70 % sub forma ionului HCO33
-
difuziadifuzia COCO22 din din snge nsnge nalveolele pulmonarealveolele pulmonare
34
-
Traversarea fantei sinaptice a plcii motorii Traversarea fantei sinaptice a plcii motorii de ctre moleculele de AChde ctre moleculele de AChde ctre moleculele de AChde ctre moleculele de ACh
35
-
DupDup parcurgereaparcurgerea acestuiacestui curscurs studentulstudentul trebuietrebuie ss::
clasifice sistemele termodinamice i s dea exemple; enumere, clasifice i caracterizeze parametrii ce definesct i i t t di istarea unui sistem termodinamic;
caracterizeze tipurile de stri termodinamice, cu referire lastarea staionar a sistemelor vii;starea staionar a sistemelor vii; defineasc i caracterizeze tipurile de procesetermodinamice; defineasc forele i fluxurile termodinamice i s deaexemple;
d fi dif i i d l defineasc difuzia i s dea exemple; s enune legile care descriu fenomenul, cu aplicarea lor lasisteme biologice;sisteme biologice; s defineasc coeficientul de difuzie i s precizeze factoriide care depinde acesta;
36p
s cunoasc i aplice formula Einstein Smoluchowski pentrucalculul duratei procesului de difuzie n situaii concrete.
-
CURSUL 7CURSUL 7CURSUL 7CURSUL 7
FENOMENE DE TRANSPORT: FENOMENE DE TRANSPORT: FENOMENE DE TRANSPORT: FENOMENE DE TRANSPORT:
OSMOZAOSMOZAOSMOZAOSMOZA
-
OSMOZA
Dispozitiv experimental, definiie
WILHELM PFEFFERWILHELM PFEFFER 1877WILHELM PFEFFERWILHELM PFEFFER1845 1845 -- 19201920
18772
-
hg= hgSgSh
SgV
Sgm
SGp =====
hg = SSSS
hOsmometru DUTROCHET
h3
HENRI DUTROCHETHENRI DUTROCHET
1776 1776 -- 18471847
-
DEFINIIE:DEFINIIE:
TRANSPORTUL MOLECULELOR DE SOLVENTTRANSPORTUL MOLECULELOR DE SOLVENTPRINTR-O MEMBRAN SEMIPERMEABILDINTR-O SOLUIE MAI DILUAT NTR-O DINTR O SOLUIE MAI DILUAT NTR O
SOLUIE MAI CONCENTRAT
SOLUIE DILUATSOLUIE DILUAT
SOLVENTSOLVENT
SOLUIE CONCENTRATSOLUIE CONCENTRATSOLUIE CONCENTRATSOLUIE CONCENTRAT
4
-
pP i ti i t Presiunea osmotic reprezint presiunea mecanic necesar stoprii osmozei
5
-
Formula presiunii osmotice
VTRVp := TRc =LEGEA VANT HOFFLEGEA VANT HOFF
)25(molatmL25 CtTR o==
mol
1901 1901 Premiul Nobel (Chimie)Premiul Nobel (Chimie)
JACOBUS HENRICUS JACOBUS HENRICUS VANT HOFFVANT HOFFVAN T HOFFVAN T HOFF
1852 1852 -- 19111911 7
-
cTR = osmcTR = = iiosm cnc i
iiosm
LEGEA VANT HOFF GENERALIZATLEGEA VANT HOFF GENERALIZAT
ni > 1 pentru electroliii tari
ni 1 pentru electroliii slabi
ni = 1 pentru neelectroliini 1 pentru neelectrolii
8
-
?APLICAIEAPLICAIE
)111(111 MC ClmLV 100=
?=osc )111(111 121 == MCaClmgm)60(60 22 == Mureemgm )( 22 g)17(17 333 == MNHmgm
32 12
2 =+ + nClCaCaCl12 = nureeuree
133 nslabelectrolitNHosMcncncncos
2332211 105
=++=
-
)25(l
atmL25 CtTR o==
mol
atmmolatmL
LosmolRTcos 25,125105
2 =
==
-
1 METODE DIRECTE (OSMOMETRU)Metode de determinare a presiunii osmotice
1. METODE DIRECTE (OSMOMETRU)
hh
hg = 12
-
k Pamsm
mkghgp 523
3 10)(101010 =
==
-
E D EB P E D EB P
2. METODE INDIRECTE
A. METODA EBULIOSCOPICA. METODA EBULIOSCOPIC
l tl ti pursolventf
solutiefeb ttt =
osebeb cKt = )(/52,0 apaMCK oeb =LEGEA LUI RAOULTLEGEA LUI RAOULT
ebtTR )(32)(52,0 2
CClinCt
OHinCto
b
oeb
==
eb
eb
KTR = )(32 4CClinCteb =
14
-
B. METODA CRIOSCOPICB. METODA CRIOSCOPIC
solutiet
pursolventtcr ttt =
cKt =LEGEA LUI RAOULTLEGEA LUI RAOULT
oscrcr cKt )(/86,1 apaMCK ocr =LEGEA LUI RAOULTLEGEA LUI RAOULT
APLICAII: APLICAII:
crtTR =-- antigelulantigelul
-- topireatopirea gheiigheii ((NaClNaCl sausau CaClCaCl22 ?)?)
crKTR= pp g g (( 22 ))
-- determinareadeterminarea maseimasei molecularemoleculare15
-
1)1) METANOL CHMETANOL CH33OHOH
toxic;toxic; toxic;toxic; foarte volatil;foarte volatil; i fl bili fl bil
2) ETILENGLICOL (CH2) ETILENGLICOL (CH22))22(OH)(OH)22
inflamabil.inflamabil.
) E LE L L () E LE L L ( 22))22( )( )22 folosit din 1926;folosit din 1926; foarte solubil n ap;foarte solubil n ap; foarte solubil n ap;foarte solubil n ap; toxic (toxic (insuficien renal)insuficien renal)
3) PROPILENGLICOL (CH3) PROPILENGLICOL (CH22))33(OH)(OH)22 f l it i d t i li t f l it i d t i li t folosit n industria alimentar, folosit n industria alimentar, farmaceutic i cosmeticfarmaceutic i cosmetic 16
-
Presiunea osmotic a plasmei sanguine
COMPOZIIECOMPOZIIE
IONI: NaIONI: Na++, K, K++, Cl, Cl, Ca, Ca2+2+MOLECULE MICI: GLUCOZMOLECULE MICI: GLUCOZ UREE UREEMOLECULE MICI: GLUCOZMOLECULE MICI: GLUCOZ, UREE, UREE PROTEINE: ALBUMINE, GLOBULINEPROTEINE: ALBUMINE, GLOBULINE
PRESIUNE OSMOTICPRESIUNE OSMOTIC
++= PROTEINEMICIMOLECULEIONIPLASMA ++ PROTEINEMICIMOLECULEIONIPLASMA 18
-
SOLUT PLASM LICHID
INTERSTIIAL CITOPLASM SOLUT PLASM (mosM)
INTERSTIIAL (mosM)
CITOPLASM (mosM)
Na+ 144 137 10Na+ 144 137 10K+ 5 4,7 141
C 2+ 4Ca2+ 2,5 2,4 10 -4Cl- 107 112 4
AMINOACIZI 2 2 8ATP 5
GLUCOZ 5,6 5,6 PROTEINE 1,45 0,2 4
UREE 4 4 4
-
osll cTR =Mos 3030
plasmaplasma cTR=
673030425
osMcosplasma 303,0=atmplasma 6,7303,04,25 ==
20
-
CLASIFICAREA SOLUIILOR N RAPORT CU SNGELECLASIFICAREA SOLUIILOR N RAPORT CU SNGELE
HIPOTONICEHIPOTONICE)67(
)3,0( osMccosos
osplasma
ossolutie
21
-
osll cTR =Mos 3030
plasmaplasma cTR=
673030425
osMcosplasma 303,0=atmplasma 6,7303,04,25 ==
SERUL FIZIOLOGIC (SERUL FIZIOLOGIC (soluiesoluie 0,9% 0,9% NaClNaCl)) !!!!!!
StudiuStudiu individualindividual: S se calculeze concentraia procentual
a unei soluii de glucoz izotonice cu sngele de densitate
1,091 g/mL .23
-
26
-
PRESIUNEA COLOID PRESIUNEA COLOID -- OSMOTICOSMOTIC
atmcTR t iplasma 036,01045,125 3 === atmcTR proteineco 036,01045,125
lplasma
plasmaco mmHg %5,028 ==
27
-
ROLUL ROLUL co N SCHIMBURILE CAPILAREco N SCHIMBURILE CAPILARE
mmHgp cavavena 10=mmHgpaorta 100=
-
h dp cahidrostatip
co
-
CAPCAPT ARTERIAL:T ARTERIAL:
S l i i l l
p >Soluia micromolecular
(ap + substane nutritive)cocahidrostatip > p iese din capilar
ULTRAFILTRAREULTRAFILTRARE
CAPCAPT VENOS:T VENOS:Soluia micromolecular
( d i t b li i)cocahidrostatip < (ap + produi catabolici)intr n capilar p
REABSORBIE
-
n cazul hemoragiilor:n cazul hemoragiilor:-- volumul sanguinvolumul sanguin volumul sanguinvolumul sanguin-- presiunea hidrostaticpresiunea hidrostatic-- fluxul de ultrafiltrarefluxul de ultrafiltrare-- fluxul de reabsorbiefluxul de reabsorbie
crete volumul de plasm circulantcrete volumul de plasm circulant
nn cazulcazul deshidratrilordeshidratrilor::-- volumulvolumul plasmeiplasmei sanguinesanguine-- concentraiaconcentraia proteinelorproteinelor plasmaticeplasmatice- presiuneapresiunea coloidcoloid -- osmoticosmotic-- fluxulfluxul de de ultrafiltrareultrafiltrare fl lfl l d d b b ib b i-- fluxulfluxul de de reabsorbiereabsorbie
cretecrete volumulvolumul de de plasmplasm circulantcirculant 32
-
n cazul malnutriiei:n cazul malnutriiei: sinteza proteinelor plasmaticesinteza proteinelor plasmatice-- sinteza proteinelor plasmaticesinteza proteinelor plasmatice
-- presiunea coloid presiunea coloid osmotic osmotic -- fluxul de ultrafiltrarefluxul de ultrafiltrarefluxul de ultraf ltrarefluxul de ultraf ltrare-- fluxul de reabsorbiefluxul de reabsorbie
acumularea de lichid nacumularea de lichid n cavitatea abdominalcavitatea abdominal
33
-
ncornee = 1,38
numoare = 1,34
-
DupDup parcurgereaparcurgerea acestuiacestui curscurs studentulstudentul trebuietrebuie ss::
defineasc osmoza; descrie experimentul de evideniere a fenomenului de osmoz i s descrie experimentul de evideniere a fenomenului de osmoz i sdea formula de calcul a presiunii osmotice; aplice legea Vant Hoff generalizat n rezolvrile de probleme; descrie metodele directe i indirecte de determinare a presiuniiosmotice a unei soluii; cunoasc compoziia plasmei sanguine i formula general de calculcunoasc compoziia plasmei sanguine i formula general de calcula presiunii sale osmotice; tie valoarea presiunii osmotice a plasmei sanguine i concentraiasa osmolar;sa osmolar; s clasifice soluiile n raport cu sngele; descrie comportamentul unei hematii introduse n diferite tipuri desoluii (hipo / izo / hipertonice); s dea definiia i s tie valoarea presiunii coloid osmotice i sevidenieze importana sa n schimburile de substan la nivelulevidenieze importana sa n schimburile de substan la nivelulcapilarelor sanguine; s defineasc procesele de ultrafiltrare i reabsorbie.
-
CURSUL 8CURSUL 8CURSUL 8CURSUL 8
MEMBRANE BIOLOGICE MEMBRANE BIOLOGICE I I MEMBRANE BIOLOGICE MEMBRANE BIOLOGICE I I FENOMENE DE TRANSPORTFENOMENE DE TRANSPORT
1FENOMENE DE TRANSPORTFENOMENE DE TRANSPORT
-
CELULACELULACELULACELULA
E EE E l dl dERITROCITEERITROCITE 25.000 25.000 miliardemiliardeCELULE GLIALECELULE GLIALE 1.000 1.000 miliardemiliardeNEURONINEURONI 100 100 miliardemiliardeHEPATOCITEHEPATOCITE 100 100 miliardemiliardeHEPATOCITEHEPATOCITE 100 100 miliardemiliarde
ESUTESUTCeluleCelule
ESUTESUT MatriceMatrice extracelularextracelular
2LichidLichid interstiinterstiialial
-
3
-
Parametrii fizici ai celulei:Parametrii fizici ai celulei: FORMFORM
Adi iAdi iCeluleCelule sanguinesanguine
AdipociteAdipocite
M l itM l itMelanociteMelanocite
CeluleCelule muscularemuscularescheletalescheletale
NeuronNeuron
4
-
DIMENSIUNEDIMENSIUNEneuronineuroni 3 3 4 4 mm
DIMENSIUNEDIMENSIUNE
limfocitelimfocite 6 6 88 mmadipociteadipocite 60 60 120 120 mmadipociteadipocite 60 60 120 120 mm
fibrafibra muscularmuscular 50 50 100 100 mmovulovul 200 200 mm
5
-
VVSCOZITATE SCOZITATE condicondiionat de vrst, stare normal sau ionat de vrst, stare normal sau
t l i t t t l i t t patologic, temperaturpatologic, temperatur
H H l MEDIULUI INTRACELULARl MEDIULUI INTRACELULAR pH pH ul MEDIULUI INTRACELULARul MEDIULUI INTRACELULARslab acidslab acidslab acidslab acid
TIMP DE VIATIMP DE VIA TIMP DE VIATIMP DE VIAtrombocitetrombocite 5 5 -- 9 9 zilezileit d iiit d ii 21 21 ililmitocondriimitocondrii 21 21 zilezile
eritrociteeritrocite 100 100 -- 120 120 zilezileli f itli f it tt ii ii
6limfocitelimfocite ssptptmmnini aniani
-
Pri componente ale celulei:Pri componente ale celulei:Membrana celularMembrana celularCitoplasmapNucleulO it l l lOrganitele celulare:
MitocondriiMitocondriiReticul endoplasmaticReticul endoplasmaticLizozomiLizozomiLizozomiLizozomiAparat GolgiAparat Golgi
CitoscheletCitoscheletCitoscheletCitoscheletFilamente de actinFilamente de actinMicrotubuliMicrotubuli
7MicrotubuliMicrotubuliFilamente intermediareFilamente intermediare
-
MEMBRANA CELULARMEMBRANA CELULAR
MEMBRANA MEMBRANA MEMBRANA MEMBRANA MEMBRANA MEMBRANA PLASMATICPLASMATIC ORGANITELORORGANITELORCELULARECELULARECELULARECELULARE
20 % DIN MASA CELULEI20 % DIN MASA CELULEI
ORGANISM ADULT: ORGANISM ADULT: 10 kg10 kgORGANISM ADULT: ORGANISM ADULT: 10 kg10 kg
100 ha !!!100 ha !!!8
100 ha !!!100 ha !!!
-
MicroscopieMicroscopie electronicelectronic
TEM (Transmission Electron Microscopy)( py)
SEM (Scanning Electron Microscopy)
9Radiolarian (Radiolarian (ProtozoarProtozoar))
-
DifracieDifracie de raze Xde raze Xmetod de determinare a distribuiei atomilor n cristal
1) obinerea cristalului adecvat;1) obinerea cristalului adecvat;
2) incidena fasciculului de raze X;
3) analiza computerizat a datelor ielaborarea modelului de distribuieelaborarea modelulu de d str bu eatomic
www rcsb orgwww rcsb orgProtein Data Bank (PDB)Protein Data Bank (PDB)
10www.rcsb.orgwww.rcsb.org
-
LIPIDELE MEMBRANARELIPIDELE MEMBRANARE
ROL:ROL: Matrice de fixareMatrice de fixare
Tipul celulei Proteine Lipide Carbohidrai
eritrocite 49 % 43 % 8 %
hepatocite 54 % 36 % 10 %
teaca de mielin 18 % 79 % 3 %mielin
DEN EDEN E 55 101066 l l /l l / 2211
DENSITATEDENSITATE:: 55101066 molecule/molecule/mm22
-
LIPIDELE MEMBRANARELIPIDELE MEMBRANARE
TITIPURIPURI TITIPURI:PURI:FOSFOLIPIDELE: 50 FOSFOLIPIDELE: 50 -- 80 %80 %FOSFOLIPIDELE: 50 FOSFOLIPIDELE: 50 80 %80 % FOSFATIDIL FOSFATIDIL -- COLINACOLINA FOSFATIDIL FOSFATIDIL SERINASERINA FOSFATIDIL FOSFATIDIL -- SERINASERINA FOSFATIDIL FOSFATIDIL -- ETANOLAMINAETANOLAMINA
FOSFATIDIL FOSFATIDIL INOSITOLINOSITOL FOSFATIDIL FOSFATIDIL -- INOSITOLINOSITOL SFINGO SFINGO -- MIELINAMIELINA
COLESTEROL: 10 COLESTEROL: 10 -- 30 %30 %
13GLICOLIPIDE: 0 GLICOLIPIDE: 0 -- 12 %12 %
-
CaracterCaracterffamfipaticamfipatic
mediul extracelularmediul extracelular
Dublu strat Dublu strat fosfo