Осмотическая работа, определени

Раньше для определения молекулярной массы растворенного вещества можно было пользоваться лишь методом определения плотности газа или пара. Это позволяло работать только с газообразными веществами или с веществами, переходящими в газообразное состояние без разложения. После работ Ф. Рауля и Я. Вант-Гоффа молекулярную массу летучих и нелетучих веществ, находящихся в растворе, можно было определять путем измерения 1) осмотического давления 2) понижения растворимости 3) понижения температуры замерзания 4) понижения давления пара 5) повышения температуры кипения. [c.308]

Таким образом, хотя каждая форма клеточной энергии может быть использована для осуществления химической, механической и осмотической работы, между ними существует определенное разделение труда , например, большинство биосинтезов обеспечивается энергией АТФ, активный транспорт — энергией Дрн+-Из этого следует, что клетке необходимо всегда иметь определенное количество энергии в той и другой легко мобилизуемой форме. Это может быть одной из причин существования в клетке двух взаимосвязанных энергетических пулов (резервуаров), между которыми при необходимости легко может осуществляться перекачка энергии (см. рис. 27). Емкость обоих энергетических пулов невелика. Например, величина Арн+ поддерживается на уровне 200—250 мВ. Внутриклеточная концентрация АТФ составляет около 2 мМ. Это также указывает на каталитическую роль АТФ в клетке. Подсчитано, что для удвоения клеточной массы молекула АТФ должна около 10000 раз участвовать в реакциях гидролиза и синтеза. [c.106]

Помимо энергетических затрат на биосинтетические процессы, связанные с ростом, определенная часть клеточной энергии всегда тратится на процессы, не связанные непосредственно с ростом. Последние получили название процессов поддержания жизнедеятельности. К специфическим функциям поддержания жизнедеятельности относятся обновление клеточного материала, осмотическая работа, обеспечивающая поддержание концентрационных градиентов между клеткой и внешней средой, подвижность клетки и др. Энергию, расходующуюся на осуществление перечисленных функций, обозначают как энергию поддержания жизнедеятельности. [c.107]

Энергия 1 моль любого незаряженного компонента раствора (и не только раствора) характеризуется химическим потенциалом, т. е. молярной свободной энергией Гиббса. Энергия Гиббса оценивает способность системы производить определенное количество полезной работы (приложение А). В данном случае полезной работой может быть осмотическая работа. Если раствор отделен от другого, более разбавленного раствора мембраной, проницаемой только для одного общего для обоих растворов компонента, то разность осмотических давлений может быть использована для совершения механической работы (например, чтобы поднять поршень, помещенный в вертикальную трубку рис. 15). [c.82]

Для поддержания жизни все организмы должны обладать определенными механизмами, с помощью которых энергия, освобождающаяся в результате таких химических реакций, как окисление пищевых веществ, могла бы использоваться в реакциях и процессах, протекающих с потреблением энергии, вместо того чтобы рассеиваться в виде тепла. Энергия необходима для биосинтеза, когда новое живое вещество образуется в процессах роста и воспроизведения, для осмотической работы, связанной с поглощением и секрецией, для механической работы при движении, особенно развитом у высших животных, а также для таких специальных процессов, как биолюминесценция у светляков или возникновение разрядов в электрических органах рыб. [c.77]

Изучение интенсивности света, рассеянного растворами полимера или белка, дает важное средство для определения молекулярного веса и формы больших молекул. Часть света рассеивается даже совершенно чистой жидкостью, так как она неоднородна по молекулярной шкале, т. е. число молекул в очень малом элементе объема не является постоянной величиной из-за флюктуаций, которые происходят вследствие теплового движения молекул. Рассеяние света раствором больше из-за локальных различий в показателях преломления, обусловленных флюктуациями концентраций. Величина флюктуаций связана с осмотической работой, необходимой для того, чтобы вызвать изменение концентрации. Это позволило Эйнштейну установить соотношение между интенсивностью света, рассеянного раствором, осмотическим давлением раствора и изменением показателя преломления, вызванным растворенным веществом. [c.608]

Определенная часть клеточной энергии затрачивается на процессы, не связанные непосредственно с ростом. Их называют процессами поддержания жизнедеятельности (осмотическая работа, подвижность, обновление клеточного материала и т.д.). Затраты на поддержание жизнедеятельности составляют 10—20% всех энергетических расходов. [c.45]

Работа 4. Определение осмотической концентрации раствора [c.28]

Работа проводится следующим образом. Приготовляется 1,5 дм раствора электролита (например НС1) определенной концентрации (по указанию преподавателя). На полученном растворе готовится 40—50 см 1%-ного раствора желатины. Далее коллодиевый мешочек, закрытый резиновой пробкой, вместимостью 40—50 см , наполняется раствором желатины, после чего в пробку вставляется капилляр (для этой цели можно использовать капиллярную пипетку на 1 см ). Мешочек помещается в стакан объемом 1 дм , до уровня пробки (рис. 135). Стакан заполняется раствором приготовленного электролита. Система оставляется в покое на 1—2 дня для достижения равновесия, что может быть установлено по постоянству высоты мениска жидкости в капилляре, характеризующей величину осмотического давления. После достижения равновесия капилляр удаляется и вместо него в отверстие пробки вставляется маленькая воронка. Путем сдавливания мешочка можно добиться поднятия жидкости в воронку, после чего производится измерение э. д. с. с помощью двух каломельных электродов. [c.311]

РАБОТА 13. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСМОТИЧЕСКОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ РАСТВОРА МЕТОДОМ КРИОМЕТРИИ [c.51]

Можно, однако, осуществить процесс выравнивания концентраций равновесно или, по крайней мере, почти равновесно и заставить систему совершать работу за счет выравнивания концентраций. Это возможно, если располагать перегородкой (мембраной), проницаемой только для одного из компонентов (полупроницаемая мембрана). Практически можно приготовить мембрану, проницаемую для растворителя и непроницаемую для растворенного вещества. Для определенности будем далее рассматривать водные растворы и мембраны, проницаемые для воды. Рассмотрим раствор, находящийся в замкнутом объеме, отгороженном полупроницаемой мембраной, по другую сторону которой находится вода. В растворе химический потенциал воды ниже, чем в чистой воде, Поэтому вода начнет поступать в раствор. Из-за малой сжимаемости раствора возникнет давление на мембрану со стороны раствора. Если мембрана жестко зафиксирована, то это давление уравновесится сопротивлением мембраны. Разность давлений раствора и растворителя на полупроницаемую мембрану называется осмотическим давлением. [c.209]

Работа 56. Определение осмотического давления [c.170]

Непрерывный режим действия установки достигается за счет постоянного сцеживания определенной доли задержанного остатка из контура циркуляции [155]. В этом случае модуль работает в условиях постоянной концентрации в индивидуальном контуре. Колебания осмотического давления в соответствии с концентрацией вынудили разработать многоярусную установку для получения желательной конечной концентрации (рис. 9.43). Изменения [c.444]

Экспериментальные методы определения активностей для смесей полимеров включают измерение давления пара, осмотического давления, понижения температуры замерзания и взаимной растворимости в то же время измерение равновесия пар — жидкость, как правило, не проводится в силу того, что полимеры по существу нелетучи. Подробный анализ этих вопросов содержится, например, в работах [54]. [c.456]

При отделении воды от растворенного вещества требуются затраты энергии по крайней мере не ниже определенного минимального ее количества, которое можно определить термодинамическим расчетом, поскольку оно равно количеству энергии, необходимому для обратимого отделения воды. Протекание процесса обратного осмоса приближается к обратимому, если внешнее приложенное давление едва превышает осмотическое. Если через мембрану проходит 1 моль растворителя, объем раствора уменьшается на 1 и соверш енная работа по переносу равна Пь, - Использование значений П к приводит к минимальному значению работы разделения морской воды, равному 25,1 0,018 л-бар/моль = 45,2 Дж/моль, что составляет - 0,58 кВт-ч/1 м воды. Так как этот уровень рассчитан из термодинамических параметров, он относится ко всем процессам разделения морской воды, а не только к обратному осмосу. [c.121]

В 1886 году точка зрения Аррениуса была подкреплена работами Вант-Гоффа, который установил, что отклонения электролитов от простых законов Рауля могут быть выражены некоторым фактором, который может б ытъ определен из осмотических или криоскопических данных, [c.28]

Экспериментальное и теоретическое обоснование существования свободных ионов в растворах дал Аррениус в 1886 г. Еще в 1883 г. Аррениус, закончив свои экспериментальные исследования по проводимости электрического тока через растворы, пришел к выводу, что в растворе имеются активные и неактивные части электролита активная, переносящая электрический ток, и неактивная, не проводящая тока, и предположил наличие равновесия между диссоциированными и недиссоциированными частицами. В 1886 г. точка зрения Аррениуса была подкреплена работами Вант-Гоффа, установившего, что отклонения электролитов от простых законов Рауля могут быть выражены некоторым фактором, который может быть определен из осмотических или криоскопических данных. [c.21]

Основные научные работы связаны с изучением направленности биохимических реакций в пространстве относительно определенных внутриклеточных ориентиров. Положил начало новой отрасли науки — векторной биологии, разработав (1961—1966) свою хеми-осмотическую теорию окислительного фосфорилирования. [c.338]

Работа . Определение молекулярного веса растворенного вещества, степепн диссоциации и осмотической концентрации по понижению температуры замерзания раствора. .........................6 [c.150]

Однородное движение частиц является результатом равновесия между трением и движущей силой, которая в этом случае распадается на электрическую и осмотическую. Работа последней по перемещению частицы на расстояние . отождествляется со скачком химического потенциала — ц,-. Таким образом, в теорию Вагнера вместо градиента концентраций вводится градиент химического потенциала. Однако формулы для потоков частиц разных сортов или для суммы потоков получаются аналогичными в обеих теориях— диффузионной и термодинамической [11, 12]. Диффузионная теория может быть воспроизведена при использовании термодинамической формулировки первого закона Фика, но благодаря дополнительным постулатам теория Вагнера дает выражение для термодинамических диффузионных коэффициентов в зависимости от электрических свойств исследуемых фаз — чисел переноса, парциальных удельных электропроводностей, зарядов ионов — и, наконец, в зависимости от коэффициентов самодиффузии. Тем не менее эта теория требует введения определенных приближений равновесия на границах раздела фаз, условия стационарности, электронейтральности в каждой точке слоя, квазистехиометрии состава продукта в слое. [c.308]

Предположим, что мы имеем большую живую клетку, мембрана которой легко проницаема для воды (рис. 1). Клетка окружена водной средой, состоящей из разбавленного заствора веществ А и Б. Хлетка имеет внутри фермент, который может превращать А в Б или Б ъ А так, что оба эти вещества всегда находятся в равновесии друг с другом внутри клетки. Положим, что клетка начинает накоплять определенный объем водной среды в вакуоле и этим концентрирует раствор по отношению к А так, что концентрация делается равной его концентрации в цитоплазме клетки. Конечно, при этом клетка совершает осмотическую работу. Затем клетка без производства дополнительной работы доставляет этот малый объем раствора А к цитоплазме, где он реагирует, давая Б. Избыток Б, полученный таким образом, удаляется клеткой во вторую вакуоль, где имеется та же концентрация по отношению к Б, что и в цитоплазме. При этом не производится работы. Теперь клетка в состоянии производить осмотическую работу путем [c.32]

Интересно, что отдельные компоненты Na+-циклa можно найти у такого нейтрофила, как Е. oli, которая накапливает определенные метаболиты в симпорте с Na+. Этот способ совершения осмотической работы является основным для многих морских и галофильных бактерий, а также для внешней мембраны животных клеток (см. разд. 7.2.1). Здесь также очевидно, что использование натриевой энергетики обусловлено причинами иными, чем приспособление к щелочным условиям среды. [c.228]

Другой пример монофункциональной протонной мембраны приведен на рис. 59, Б. Здесь Ар,Н, создаваемая ДцН-генератором, используется для концентрирования определенных соединений (осмотическая работа). У прокариот примером подобной системы могут быть анаэробные бактерии, образующие АТФ посредством субстратного фосфорилирования (например, при гликолизе). У эукариот та же схема применима к внешней клеточной мембране и то-нопласту растений и грибов, а также мембранам лизосом и секреторных гранул некоторых животных клеток (например, хромаффинных гранул). В этих случаях роль Д лН-генератора играет Н+-АТФа-за, а роль потребителей A iH — (Н+, метаболит)-симпортеры. [c.232]

При помощи этого, а также ряда других методов удалось не только подтвердить сам факт обмена ионами, но и количественно оценить его. Поскольку в обмене участвуют заряженные частицы, то его интенсивность можно выразить в токовых единицах и охарактеризовать токами обмена / . Токи обмена относят к I см2 (I и ) поверхности раздела электрод — раствор они служат кинетической характеристикой равновесия между электродом и раствором при равновесном значении электродного потенциала и обозначаются / . Одни из первых работ по определению токов обмена были выголнены В. А. Ройтером с сотр. (1939). Значения токов обмена для ряда электродов приведены в табл. 10.2. Интенсивность обмена зависит от материала электрода, природы реакции и изменяется в широких пределах. По третьему принципу осмотической теории Нернста токи обмена возникают в результате существования сил осмотического давления раствора и электролитической упругости растворения металла. [c.218]

В заключение упомянем еще два метода определения молекулярного веса, которые также основаны на уравнении (55.5), но практически (так же как непосредственное измерение осмотического давления) применяются только для растворов макромолекулярных соединений. Первым из них является рассмотренное в 54 седиментационное равновесие в ультрацентрифуге. Этот метод, как было упомянуто, не имеет пока большого значения. Второй метод использует измерення рассеяния света растворами. Общие основы теории изложены в более подробных работах по статистической термодинамике, в то время как применение к растворам макромолекулярных соединений следует искать в специальной литературе. [c.291]

Выполнение работы. Метод криометрии используют для определения эффективной концентрации биологических, агрономических и лекарственных сред (кровь, молоко, клеточный сок, растворы для инъекций, почвенные растворы) так называемой осмотической концентрации оси- Природа растворенных веществ и их соотношения в растворе не даны. Величина Сосм представляет собой суммарную концентрацию частиц в растворе (молекул и ионов). Она выражается в условных единицах моль/1000 г растворителя, так как молекулярные веса компонентов неизвестны. Температуру кристаллизации определять, как описано в работе И. В пробирку 1 (см. рис. 12, а) налить около 20 мл воды, не взвешивая. Определить температуру кристаллизации о, вылить воду, сполоснуть пробирку несколько раз испытуемым раствором. Налить около 20 мл этого раствора и определить температуру его кристаллизации t. Рассчитать А кр = о—t и осмотическую концентрацию раствора по уравнению (1У.9). [c.52]

РАБОТА 1. КРМОСКОПИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОЛЕКУЛЯРНОГО ВЕСА, МОЛЬНОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ И ОСМОТИЧЕСКОГО ДАВЛЕНИЯ РАСТВОРА [c.213]

Молекула АТФ обладает определенными свойствами, которые и привели к тому, что в процессе эволюции ей была отведена столь важная роль в энергетическом метаболизме клеток. Термодинамически молекула АТФ нестабильна, что вытекает из большой отрицательной величины ДСее гидролиза. В то же время скорость неферментативного гидролиза АТФ в нормальных условиях очень мала, т.е. химически молекула АТФ высокостабильна. Последнее свойство обеспечивает эффективное сохранение энергии в молекуле АТФ, поскольку химическая стабильность молекулы препятствует тому, чтобы запасенная в ней энергия бесполезно рассеивалась в виде тепла. Малые размеры молекулы АТФ позволяют ей легко диффундировать в различные участки клетки, где необходим подвод энергии извне для выполнения химической, осмотической, механической работы. [c.99]

Единственный способ найти эту связь — приготовить узкие фракции полимера, установить для них константы седиментации и молекулярные веса, для чего, кроме седиментации, необходимо измерить для каждой фракции диффузию или характеристическую вязкость либо применить осмотический или нефелометриче-ский метод определения молекулярного веса. Только после того как будет проделана такая большая предварительная работа для данной комбинации полимер—растворитель, можно будет перестроить распределение ф (я) в искомое распределение (М). После проделанной работы с помош ью ультрацентрифуги можно получить дифференциальное молекулярновесовое распределение любого образца полимера путем одного опыта — центрифугирования нефракционированного полимера. Искомая функция распределения по молекулярным весам [c.135]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология