УДК 544(075.8)

Предисловие. 3

ХИМИЧЕСКАЯ ТЕРМОДИНАМИКА, КАК ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ОСНОВА БИОЭНЕРГЕТИКИ 5

Предмет, методы и основные понятия химической термодинамики.. 6

Термодинамические системы: изолированные, закрытые, открытые, гомогенные, гетерогенные. 8

Термодинамические параметры.. 11

Внутренняя энергия системы.. 14

Форма обмена энергии с окружающей средой. 16

Первое начало термодинамики. Тепловые эффекты химических
реакций.. 20

Изобарный и изохорный процессы. Энтальпия. Тепловые эффекты химических реакций 21

Термохимия. Закон Гесса. 24

Влияние температуры и давления на тепловой эффект реакции. 31

Использование закона Гесса в биохимических исследованиях. 32

Энтропия. Второй закон термодинамики.. 35

Энтропия. 35

Второе начало термодинамики. Свободная энергия Гиббса. 43

Принцип энергетического сопряжения. 49

Химическое равновесие. 51

Обратимые и необратимые реакции. Константа равновесия. 51

Смещение химического равновесия. Принцип Ле-Шателье. 58

УЧЕНИЕ О РАСТВОРАХ.. 63

Растворы... 64

Физические свойства Н₂О и строение ее молекул. 66

Механизм образования растворов. 68

Растворимость веществ. Факторы, влияющие на растворимость. 73

Влияние природы веществ на растворимость. 74

Влияние давления на растворимость веществ. 75

Влияние температуры на растворимость веществ. 77

Влияние электролитов на растворимость веществ. 78

Взаимная растворимость жидкостей. 79

Способы выражения состава растворов. 82

Термодинамические аспекты процесса растворения.
Идеальные растворы.. 85

Коллигативные свойства разбавленных растворов.. 87

Диффузия и осмос в растворах. 87

Роль осмоса в биологических процессах. 93

Давление насыщенного пара растворителя над раствором.
Закон Рауля. 98

Следствия из закона Рауля. 101

Применение методов криоскопии и эбуллиоскопии. 105

Коллигативные свойства растворов электролитов. Изотонический коэффициент Вант-Гоффа. 107

Электролитическая диссоциация. 110

Электролиты и неэлектролиты. Теория электролитической диссоциации. 110

Общая характеристика электролитов. 113

Слабые электролиты.. 114

Сильные электролиты.. 120

Диссоциация воды. Водородный показатель. 125

Теория кислот и оснований. Буферные растворы... 130

Теория кислот и оснований. 130

Буферные растворы.. 141

Определение буферных систем и их классификация. 141

Механизм действия буферных систем.. 145

Вычисление рН и рОН буферных систем. Уравнение Гендерсона-Гассельбаха 147

Буферная емкость. 152

Буферные системы человеческого организма. 155

Нарушения кислотно-оснóвного равновесия крови. Ацидоз. Алкалоз. 159

ХИМИЧЕСКАЯ КИНЕТИКА И КАТАЛИЗ.. 161

Кинетика химических реакций.. 162

Понятие о скорости химической реакции. Закон действующих масс. 163

Кинетическая классификация химических реакций. Понятие о молекулярности и порядке химической реакции. 169

Порядок и молекулярность простых химических реакций. 169

Понятие о сложных химических реакциях. 171

Классификация сложных реакций. 173

Измерение скорости химической реакции. 180

Влияние температуры на скорость химической реакции. 185

Катализ. 194

Общие положения и закономерности катализа. 194

Механизм гомогенного и гетерогенного катализа. 199

Особенности каталитической активности ферментов. 201

ФИЗИЧЕСКАЯ ХИМИЯ ДИСПЕРСНЫХ СИСТЕМ.. 203

Определение дисперсных систем.. 204

Классификация дисперсных систем и их общая характеристика. 210

Классификация дисперсных систем по агрегатному состоянию вещества дисперсной фазы и дисперсионной среды.. 214

Классификация по взаимодействию между частицами дисперсной фазы или степени структурированности системы.. 216

Классификация по характеру взаимодействия дисперсной фазы с дисперсионной средой 217

Методы получения дисперсных систем.. 218

Диспергирование жидкостей. 220

Диспергирование газов. 220

Конденсационные методы.. 221

Методы физической конденсации. 222

Методы химической конденсации. 223

Очистка золей. 224

Компенсационный диализ и вивидиализ. 227

Молекулярно-кинетические свойства золей.. 229

Броуновское движение. 229

Диффузия. 232

Седиментация в золях. 233

Осмотическое давление в золях. 234

Оптические свойства золей. 235

Рассеяние света (опалесценция) 236

Оптические методы исследования коллоидных систем.. 238

Механизм образования и строение коллоидной частицы – мицеллы... 240

Электрокинетические свойства золей.. 249

Устойчивость гидрофобных коллоидных систем. Коагуляция золей.. 256

Виды устойчивости золей. 256

Теория коагуляции Дерягина-Ландау-Фервея-Овербека. 259

Влияние электролитов на устойчивость золей. Порог коагуляции. Правило Шульца-Гарди 262

Чередование зон коагуляции. 265

Коагуляции золей смесями электролитов. 266

Скорость коагуляции. 267

Коллоидная защита. 268

Роль процессов коагуляции в промышленности, медицине, биологии. 270

Растворы высокомолекулярных соединений.. 273

Общая характеристика высокомолекулярных соединений. 275

Классификация полимеров. 277

Набухание и растворение ВМС.. 281

Термодинамические аспекты процесса набухания. 286

Давление набухания. 287

Свойства растворов высокомолекулярных соединений. 288

Осмотическое давление растворов ВМС.. 289

Онкотическое давление крови. 290

Вязкость растворов полимеров. 291

Свободная и связанная вода в растворах. 294

Полиэлектролиты.. 295

Факторы, влияющие на устойчивость растворов полимеров.
Высаливание. 299

ЭЛЕКТРОХИМИЯ.. 301

Растворы электролитов как проводники второго рода. Электропроводность растворов электролитов.. 302

Эквивалентная электропроводность растворов. 307

Практическое применение электропроводности. 310

Равновесные электродные процессы... 313

Металлический электрод. 313

Измерение электродных потенциалов. 319

Окислительно-восстановительные электроды.. 322

Диффузионный и мембранный потенциалы.. 327

Химические источники электрического тока. Гальванические
элементы... 332

Потенциометрия. 338

Учебное издание

Болтромеюк Виктор Васильевич

ОБЩАЯ ХИМИЯ

Пособие для студентов лечебного, педиатрического,
медико-психологического и медико-диагностического
факультетов

Ответственный за выпуск В.А.Снежицкий

Компьютерная верстка А.В.Яроцкая

Корректор Л.С.Засельская

Подписано в печать 26.11.2009. Формат 60х84/16.

Гарнитура Таймс. Ризография.

Усл. печ. л. 20,0. Уч.-изд. л. 12,4. Тираж 99 экз. Заказ 165 п.

Издатель и полиграфическое исполнение

учреждение образования

«Гродненский государственный медицинский университет».

ЛИ № 02330/0548511 от 16.06.2009. Ул. Горького, 80, 230009, г. Гродно.

[1] В химической практике нелетучим обычно считают вещество, температура кипения которого не менее чем на 150^оС выше температуры кипения растворителя.

УДК 544(075.8)

ББК 24

ISBN 978-985-496-561-1

Ó Болтромеюк В.В., 2009. Ó УО «ГрГМУ», 2009.

Предисловие

Химия – одна из фундаментальных естественнонаучных дисциплин, занимающая важное место в подготовке современного врача. Она закладывает физико-химическую основу для изучения на молекулярном уровне механизма осуществления широкого круга процессов в биологических системах.

Сегодня изучать причину возникновения и особенности протекания того или иного заболевания, назначать эффективные методы и средства их лечения без должной физико-химической подготовки невозможно.

Теоретической основой для решения данных задач является общая или физическая химия.

Физическая химия представляет собой науку, объясняющую химические явления и устанавливающую их закономерности на основе общих принципов физики.

Объектами физической химии являются любые системы живой и неживой природы, в которых могут протекать химические превращения.

Физическая химия изучает происходящие в этих системах изменения, сопровождающиеся переходом химической энергии в её различные физические формы: тепловую, лучистую, электрическую, механическую и т.д. Физическая химия изучает химические процессы не сами по себе, а в неразрывной связи с сопровождающими их физическими явлениями – выделением (поглощением) теплоты, образованием электрического заряда, прохождением электрического тока и т.п.

Основной задачей современной физической химии является установление детального механизма, изучение и объяснение основных закономерностей, определяющих направление химических процессов, скорости их протекания, влияния на них характера среды, примесей, температуры, излучения и других внутренних и внешних факторов.

Главными разделами физической химии являются химическая термодинамика и химическая кинетика. Наряду с ними она включает в себя учение о строении атома, ионов, молекул, учение о механизме образования химической связи, коллоидную химию, электрохимию, учение об истинных растворах низкомолекулярных соединений и полимеров.

Физическая химия служит теоретической основой неорганической, органической, фармацевтической и аналитической химии, а также химической и физико-химической технологий.

Изучение основ физической химии оказывает существенное влияние на формирование естественно-научного стиля мышления студентов медицинских вузов, даёт им необходимые знания для рассмотрения физико-химической сущности и механизмов процессов, происходящих в организме человека на молекулярном и клеточном уровнях.