1

Biofizica - Conf. Dr. Constanta GANEA - Curs 2 NOTIUNI DE FIZICA SISTEMELOR DISPERSE Sistem dispers - amestec de dou sau mai multe substane, avnd dou componente: dispersant i dispersat. Prima o conine pe cealalt, care se afl sub form de particule, mai mult sau mai puin fine. Criterii de clasificare a sistemelor disperse, n funcie de: 1. Dimensiunile particulelor: grad de dispersie = 1/d, d - diametrul particulei - soluii adevrate (moleculare) > 109 m-1, d < 1 nm - soluii coloidale 107 m-1 < < 109 m-1, 1 nm < d < 100 nm , ultramicroscop - suspensii < 107 m-1, d > 100 nm, microscop optic Acest criteriu de clasificare nu se poate aplica moleculelor lungi (hidrocarburi) 2. Starea de agregare a dispersantului - gazoas - lichid - solid 3. Faze (faz - parte a unui sistem separat de celelalte pri prin interfee - suprafee la nivelul crora se produce o modificare brusc a proprietilor fizico-chimice): - monofazice, care pot fi omogene ( proprieti identice n toate punctele sistemului) i neomogene (proprietile difer de la un punct la altul) - polifazice - heterogene : ntre prile componente exist suprafee de separare. 4. Afinitatea dintre componeni: - liofile (afinitate ntre solvit - solvent) - liofobe (nu exista afinitate ntre solvit i solvent) n organism exist toate cele trei clase: soluii adevrate, coloizi, suspensii. De exemplu sngele este: - soluie pentru cristaloizi (Na, Cl, K..)

2

- coloid (proteine: serumalbumine, globuline..) - dispersie (elemente figurate) n sistemele biologice prezint interes deosebit cazul n care dispersantul este lichid. Soluii moleculare (adevrate) Soluie molecular - caz limit al unei dispersii n care componenta dispersat ajunge la nivel molecular. Soluia molecular - amestec omogen cuprinznd mai muli constitueni dintre care unul este numit solvent iar ceilali - solvii. Dac unul dintre constitueni este lichid, acesta este solventul. Dac doi sau mai muli constitueni sunt lichide, solventul este, prin definiie, cel care se afl n cantitatea cea mai mare. Excepie, apa, care este ntotdeauna solventul. Concentraia unei soluii - caracterizeaz soluia din punct de vedere cantitativ. Cteva moduri de a o aprecia: - concentraie molar (molaritate) CM = - concentraie molal - n volum - n greutate solvit solvit solvit

/Vsolutie ( n SI mol/m3)

/Vsolvent (molalitate)

/ msolvent

- procentual (formal) - n volum msolvit/Vsolutie - n greutate msolvit/msolutie - normal (echivalent)(normalitate) z - valena, n - numr de ioni - fracie molar F = cea a presiunii pariale) Soluie ideal - soluie diluat al crei comportament poate fi prevzut teoretic. Pe msur ce soluia este mai concentrat, comportamentul ei se ndeparteaz de cel al soluiei ideale. Solubilitate - peste o anumit cantitate de solvit acesta nu mai este dizolvat , precipit. Se ajunge la o soluie saturat. Concentraia limit a soluiei saturate se numete solubilitate. Depinde de ;solvit ech.solvit

/Vsolutie = Cn = nzCM

/

total soluie

(semnificaie asemntoare cu

3

-natura presiune

solventului,

natura

solvitului,

temperatur, uneori

de

Soluii de gaz n lichid Legea lui Henry - cantitatea de gaz ce se dizolv n unitatea de volum de lichid este proporional cu presiunea gazului (sau cu presiunea parial la amestecuri). Coeficient de solubilitate - volumul de gaz (n condiii normale de presiune i temperatur) care se dizolv ntr-un litru de lichid. Solubilitatea gazelor scade cu creterea temperaturii. Dintre gazele atmosferice cea mai mare solubilitate o are CO2 (n ap i lichidele biologice). Dizolvarea gazelor n snge i esuturi Hiperbarism - crete solubilitatea gazelor n snge dup o lege exponenial, constanta de timp a procesului fiind funcie de tipul de esut. Efecte posibile - hiperoxia - efecte toxice asupra SNC ( la p> 1,7 atm) ( grea, ameeli, convulsii). Mecanism neelucidat. Radicali liberi. Creterea presiunii gazelor inerte - beia adncurilor - simptome similare primelor stadii ale anesteziei generale. Acioneaz asupra SNC. Efectul narcotic: He - ultrafiltrarea apei cu moleculele i ionii dizolvai, ctre spaiul extravascular. La captul venos p < - rentoarcerea apei n compartimentul vascular mpreun cu produii de catabolism prin osmoz (fig). Cnd reabsorbia apei este perturbat n capilarul venos, aceasta se acumuleaz n lichidul interstiial - edeme.

14

n capsula lui Bowmann din rinichi, presiunea efectiv n cavitate (urina primar) este 5 mm Hg, iar n capilarul sanguin = 75 mm Hg. p = 75 -5 = 70 mm Hg Dar = 28 mm Hg < p - la nivelul capsulei - ultrafiltrare (depinznd de presiunea arterial) - sub o presiune : p - = 42 mm Hg