химический каталог




Биофизика

Автор М.В.Волькенштейн

эффективная концентрация в реальном растворе, в котором молекулы взаимодействуют. Активность пропорциональна молярной концентрации:

If — коэффициент активности. В растворах, близких к идеальным,, ?у « 1, а « с. Поэтому

[Н+}а = #[НА], (2.3 >

и, обозначив рК = —lg К, имеем

pH = 72(pK-lg[HA]). (2.4)

Степень ионизации слабой кислоты в воде есть

= [а~~] 4- [НА] Тна] ~ V [наТ* <2-5>

Степень диссоциации или сила кислоты растет с К, т. е. убывает с ростом рК, сила основания убывает сростом Я, т. е. растет с pIC Условие [А~] = [Н+] справедливо лишь для нейтрального раствора. Вообще говоря,

аА

pH = pK±lg^- (2.6>

или (в идеальном растворе)

pH = pK±lgr^. (2.7

Знак плюс отвечает кислоте, знак минус — основанию, для которого

[A-j+lHA]' '

чт*о соответствует обратной реакции А~ + Н+=^НА, где А~— основание.

В неидеальном растворе активности отличны от концентраций. Имеем

pH = pK + Ig^-±lgr^. (2.9)

Неидеальность раствора электролита определяется взаимодействием ионов друг с другом и с молекулами растворителя. При достаточно высокой концентрации ионов каждый из них окружен ионной атмосферой — ионами противоположного знака.

Теория Дебая — Хюккеля, исходящая из классической статистической механики и электростатики, позволяет определить свободную энергию взаимодействия ионов в растворе. Рассматривается система, состоящая из центрального иона и окружающей его атмосферы противоионов. Свободная энергия взаимодействия, приходящаяся на единицу объема раствора,

G = — KW12JT, (2.10)

где к — постоянная Больцмана, Т — температура, а и — параметр Дебая — Хюккеля, называемый радиусом ионной атмосферы, во имеющий размерность, обратную длине. Параметр х выражается через заряды ионов е\ и их. число в единице объема гц:

h 1

i . . * .;

где е — диэлектрическая проницаемость растворителя; суммирование производится по всем сортам ионов i. Коэффициент активности данного сорта ионов находится из изменения свободной энергии при удалении иопа из раствора

§Г~^=-4^-"»Т,. (2.42).

где \е\—абсолютное значение заряда электрона, Zj — валентность иона..

Имеем ;

In у. = - -1 —= - / /1/2- (2.13).

Здесь / — так называемая ионная сила раствора

/ = V22^2f. 1 (2.14).

г

Размерность / обратна размерности объема. Ионная сила характеризует общее число ионных зарядов в единице объема, независимо от их знаков. Ионная сила и величины рН и рК — важнейшие характеристики ионного раствора.

Таким образом, коэффициент активности ионов данного сорта зависит от концентрации ионов всех сортов.

Теория Дебая — Хюккеля справедлива для сильных электролитов. Аминокислоты — слабые электролиты. Однако при больших ионных силах коэффициенты активности аминокислот отличны от единицы. При малых ионных силах Л* ~ YHA « 1 к |(ср, (2.9))

pH^pKilg^. (2.15).

При титровании слабой кислоты сильным основанием, скажем, NaOHj-идет реакция

НА + Na+ + ОН" А" + Na+ ?+ Н20.

Следовательно, [А~]« [Na+]. Степень ионизации а равна отношению концентраций сильного и слабого электролитов:

а —

[А-]+1НА] 1НАГ

(2.16)

Определение а, рН и, следовательно, рК производится путем титрования кислоты щелочью или основания кислотой. Для грубых определений применяются химические индикаторы, для точных — потенциометрические методы, основанные на регистрации потенциала на электроде, опущенном в раствор. Потенциал меняется при титровании. Для определения рН пользуются стеклянным электродом. Этот электрод и электрод сравнения (обычно жаломельный) помещаются в раствор с известной концентрацией исследуемого вещества. Разность потенциалов при надлежащей градуировке измеряется непосредственно в единицах рН.

Таблица 2.2. Электрохимические константы аминокислот

Аминокислот а рк2

Глицин 2,35 9,78 6,1

Алании 2,34 •9,87 6,1

Валин 2,32 9,62 6,0

Лейцин 2,36 9,60 6,0

Серии 2,21 9,15 5,7

Пролин 1,99 10,60 6,3

Триптофан 2,38 9,39 5,9

Аспарагиновая 9,82(ГШ+)

кислота 2,09 3,87 (СОО-)

3,0

Глутаминовая кис- *

лота 2,19 4,28(СОО~) 9,66(ГШ+) 3,2

Тирозин 2,20 9,ll(NH+) io.i(o-) 5,7

Дистеин 1,96 8,18(NH3+) !0,28(S-) 5,1

Аргинин 2,02 9,04(NH+) 12,48(гуанидпн) 10,8

Лизин 2,18 8,95(ГШ+) 10,53(NH+) 9.7

Гистядин 1,77 бДО(имидазол) 9,18(NH+) 7,6

Аминокислоты — амфотерные электролиты, характеризуемые двумя значениями рК, отвечающими титрованию кислотных групп СОО~ щелочью (pKt) и титрованию основных групп N+Hs кислотой (рК2). В табл. 2.2 приведены некоторые значения pKt, pKs, рК9 (для аминокислот с ионогенными радикалами), а также pHi, отвечающие изо электрической точке. Если аминокислота заряжена положительно, она движется к катоду, если отрицательно — к аноду. В изоэлектрической точке молекула амфотерного электролита нейтральна и не участвует в электропроводности. Имеем для нейтральных аминокислот

pH, = VI(pK, + pK1). (2.17)

Изучение электрохимических свойств аминокислот доказывает их диполярное строение (с. 25). Теплоты реакций ионизации органических кислот

RCOOH RCOO- + Н+

малы, они

страница 12
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228

Скачать книгу "Биофизика" (6.44Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
курсы системы автоматизации
электросамокат inmotion l6
мусорная урна
панели с подсветкой по размеру

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(28.04.2017)