1612728178-53963d5cec0ee64b4f3b962055980e37 (827705), страница 5
Текст из файла (страница 5)
Если в цилиндр вставить плотный поршень и приложить кнему силу, равную весу столба жидкости, находящейся в цилиндре выше уровняводы в основном резервуаре, мы восстановим status quo (условия начала эксперимента). Получим исходные количества дистиллированной воды и раствораглюкозы исходной концентрации. Если, конечно мембрана не лопнет.121) Цилиндр с полупроницаемым дном, заполненный раствором глюкозы, и ёмкость с дистиллированной водой;2) Цилиндр, заполненный раствором глюкозы, погружён в ёмкость с дистиллированной водой, начался осмос;3543) Осмос остановился, осмотическое давление равно весу поднятого раствора,деленному на площадь сечения цилиндра;4) Эквивалент веса раствора, поднятого осмотическим давлением;5) Цилиндр с поршнем, на который действует груз;Водно-электролитные нарушения в нейрореанимации21ЧАСТЬ I.
Законы природы и единицы измерения676) Груз действует на поршень в цилиндре, уравновешивая осмотическоедавление, вода выходит в резервуар, глюкоза остаётся в цилиндре. Этофизическое явление называют «обратный осмос» или «фильтрация»;7) Наступило равновесие, восстановлено исходное состояние. Давление напоршень равно осмотическому давлению, осмос остановлен.Осмотическое давление (обозначается π) – избыточное гидростатическое давление на раствор, отделённый от чистого растворителя полупроницаемоймембраной, при котором прекращается диффузия растворителя через мембрану.
Это давление стремится уравнять концентрации обоих растворов вследствиевстречной диффузии молекул растворённого вещества и растворителя.Давление измеряют в разных единицах, но все эти единицы измерения,в конечном счёте, получаются из отношения силы к площади, на которую эта силадействует. Например 1паскаль(1Па) – это ньютон на квадратный метр, 1бар – это1×106 дин/см2 или 1Па×10-5, одна атмосфера равна одному бару или 760mmHg.ст., а один сантиметр водного столба равен одному миллибару и так далее.Закон Ван-ГоффаДля того, чтобы узнать, какое осмотическое давление (π) возникнетпри использовании определенного раствора определенной концентрации,пользуются справочными таблицами или рассчитывают по формуле:π=i×C×R×Tгде i – изотонический коэффициент раствора; C – молярная концентрацияраствора, выраженная через комбинацию основных единиц СИ, то есть, вмоль/м3, а не в привычных моль/л; R – универсальная газовая постоянная; T –термодинамическая температура раствора.В результате этих расчётов получаются весьма внушительные цифры.Осмотическое давление жидкостей в организме составляет ≈ 7,7 атм.
Если бытакое давление было приложено к мембранам клеток и стенкам капилляров содной стороны всё бы разорвалось. К счастью в большинстве ситуаций давлениепо обе стороны мембран организма одинаковое.В условиях живого организма температура по обе стороны мембранодинакова, R – это константа, меняются только C – молярная концентрация, иi – изотонический коэффициент раствора, поскольку растворы состоят из разных22И.А.
Савин, А.С. Горячевосмос§9веществ. То есть в условиях живого организма по разные стороны мембранменяется только эта часть формулы, (i × C) описывающей осмотическое давление.Произведение молярной концентрации на изотонический коэффициентраствора – это показатель осмотической концентрации.Водно-электролитные нарушения в нейрореанимации23ЧАСТЬ I. Законы природы и единицы измеренияI.10 Осмотическая концентрация или отчего зависит осмотическоедавление?Осмотическая концентрация – это суммарная концентрация всехрастворённых частиц.В том случае, если изотонический коэффициент раствора равен 1(i = 1),осмотическая концентрация равна молярной концентрации. Это означает, чтопри растворении молекулы данного вещества не распадаются на ионы. Так растворяются сахара́, например глюкоза.
Если взять один моль (грамм-молекулу)глюкозы, в нём будет 6,02214179(30)×1023 молекул (число Авогадро NA). Послеполного растворения моля глюкозы в дистиллированной воде в растворе будетнаходиться такое же количество (NA) осмотически активных частиц.1грамм-мольNaCl2 осмоляВ том случае, если при растворении каждая молекула распадается надва иона, как это происходит при растворении поваренной соли (NaCl → Na+ + Cl-),изотонический коэффициент раствора равен 2 (i = 2).1грамм-мольСаCl23 осмоляА если растворять хлористый кальций, то из каждой молекулы сухоговещества получится три иона (CaCl2 → Ca+2 + Cl- + Cl-), поэтому изотоническийкоэффициент раствора хлористого кальция равен 3 (i = 3).24И.А.
Савин, А.С. Горячев§ 1.10осмотическая концентрация1грамм-мольглюкозы1 осмольКакой смысл в этих знаниях для понимания осмоса?Осмос и осмотическое давление зависят от количества осмотическиактивных частиц в растворе. Вне зависимости ион это или недиссоциированная молекула. Более того, размер молекулы не имеет значения, важно толькоколичество. Осмос зависит от кинетической энергии растворённых молекул илиот температуры раствора (это, в сущности, одно и то же).
Температура вещества определяется кинетической энергией молекул, его образующих (E = mv2/2).Энергия (E) у всех молекул в растворе одинаковая, просто, если масса (m) большая, то скорость (v) маленькая, а если масса маленькая, то скорость большая.Осмотическую концентрацию измеряют в осмолях по отношению к количеству раствора или к количеству растворителя. Чтобы не запутаться, нужнопонять, что такое осмоль.Осмоль – это 6,02214179(30)×1023 (число Авогадро NA) осмотически активных частиц в растворе.Осмоль – это единица осмотической концентрации, получаемая прирастворении одного моль неэлектролита.
Это верно потому, что если вещество –неэлектролит, значит оно не диссоциирует на ионы, и при растворении одногомоля такого вещества мы получим 6,02214179(30)×1023 (число Авогадро NA)осмотически активных частиц в растворе.Если мы будем растворять один моль электролита с изотоническим коэффициентом 2, например, поваренную соль (NaCl → Na+ + Cl-), мы получимраствор, в котором будет 2 NA осмотически активных частиц. Таким образом,растворив один моль электролита, диссоцирующего на два иона, в растворе мыполучим два осмоля.Продолжим: Если мы будем растворять один моль электролита с изотоническим коэффициентом 3, например, Хлорид кальция (CaCl2 → Ca+2 + Cl- + Cl-), мыполучим раствор, в котором будет 3 NA осмотически активных частиц. В результате, растворив один моль электролита, диссоцирующего на три иона, в растворемы получим три осмоля.Соответственно для того, чтобы получить один осмоль из электролита, диссоцирующего на два иона (изотонический коэффициент 2), нужно взятьВодно-электролитные нарушения в нейрореанимации25ЧАСТЬ I.
Законы природы и единицы измерения1⁄2молясухого вещества (например NaCl). А если нужно получить один осмольиз электролита диссоцирующего на три иона (изотонический коэффициент 3),нужно взять 1⁄3 моля сухого вещества (например CaCl2).В физиологии используют две единицы осмотической концентрации:осмоляльность и осмолярность.Осмоляльность – молярное количество осмотически активных частицна килограмм растворителя, илиОсмоляльность – количество осмолей на килограмм растворителя размерность – осм/кгОсмолярность – молярное количество осмотически активных частицна литр раствора, илиОсмолярность – количество осмолей на литр раствора,размерность – осм/лПочувствуйте разницу: в первом случае на килограмм растворителя, аво втором на литр раствора.
Кстати, -ляльность и -лярность здесь такая же как вмоляльности и молярности. Молярное количество частиц – это число Авогадро,NA = 6,02214179(30)×1023А теперь, чтобы закрепиться на завоёванном плацдарме знаний примеры: У нас есть три одномолярных раствора (1моль вещества на литр раствора) глюкозы, поваренной соли и хлористого кальция. Какая осмолярность?Ответ: раствор глюкозы – 1осм/л, раствор поваренной соли – 2осм/л, растворхлористого кальция – 3осм/л.В физиологии осмотическую концентрацию измеряют в миллиосмоляхна литр или на килограмм.Главное не забывать графа Амедео Авогадро(Lorenzo Romano Amedeo Carlo Avogadro di Quaregna e Cerreto)и число Авогадро NA = 6,02214179(30)×102326И.А.
Савин, А.С. Горячевв чем сложность?§ 1.11I.11 В чем сложность?Ближе к телу! Или приближаемся к клинической реальности.Работа клинициста довольно сильно отличается от чистого лабораторного эксперимента• Во-первых: Все жидкие среды организма являются сложными растворами, содержащими ионы, недиссоциирующие молекулы и коллоидные частицы.•••••Во-вторых: Реальные мембраны организма имеют разную проницаемость для разных компонентов раствораВ-третьих: И в норме, и в патологии проницаемость мембран в организме меняется (нагрузка, возбуждение, передача импульса, период рефрактерности, воспаление, метаболические нарушения, интоксикации и т.
д.)В-четвертых: Существует активный транспорт через мембраны (белкипереносчики нередко работают против градиента концентрации)В-пятых: И в норме и в патологии градиент гидростатического давления по сторонам мембраны меняется в зависимости от функциональной нагрузки. (Меняется скорость диффузии и даже – направление)В-шестых: И в норме, и в патологии электрический заряд (поляризация мембраны или каналов) по сторонам мембраны меняется в зависимости от функциональной нагрузки.
(Меняется скорость диффузии и даже – направление)Что измеряют осмометром?Напрашивается очевидный ответ – осмоляльность. Это так, но осмометр определяет «абсолютную», «общую», «идеальную» осмоляльность.Прибор очень хороший, но он не знает, в каком состоянии находятсяклеточные мембраны, поэтому та цифра, которую он выдаёт – это осмоляльность раствора при условии, что мембрана «идеальная» и пропускает тольководу, а все растворенные вещества отражает (не пропускает). Напомним:Для того, чтобы мог существовать осмос,необходима мембрана, проницаемая для воды инепроницаемая для растворенного вещества.В связи с тем, что мембраны в организме проницаемы для некоторыхрастворённых веществ существует термин, Эффективная осмоляльность.Эффективная осмоляльность – это осмоляльность раствора по отношению к данной мембране.
Или это суммарная осмоляльность тех компонентовраствора, для которых мембрана не проницаема.Тоничность – термин, используемый только для сравнения осмотической активности растворов. Такой узкоспециальный термин. Чаще всегоВодно-электролитные нарушения в нейрореанимации27ЧАСТЬ I. Законы природы и единицы измерениясравнение идёт с осмоляльностью плазмы или внутриклеточной жидкости (цитоплазмы). Термин тоничность не предполагает какого-либо обозначения концентрации. Если говорят «гипертонический раствор» – это значит, что его эффективная осмоляльность больше, чем у того раствора, с которым сравнивают.Если говорят «гипотонический раствор» – это значит, что его эффективная осмоляльность меньше, чем у того раствора, с которым сравнивают. Когда делодоходит до конкретики, все равно приходится называть числовое значение осмоляльности.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
