doporučená literatura
DESCRIPTION
Doporučená literatura. Dostál, Paulová, Slanina, Táborská: Biochemie pro bakaláře (2005). Texty přednášek na http://www.is.muni.cz/ Student Studijní materiály (e-learning) Otázky ke zkoušce na http://www.is.muni.cz/. Základní pojmy. Stavba látek všechny látky jsou složeny z atomů - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
![Page 1: Doporučená literatura](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022070401/5681369d550346895d9e3fca/html5/thumbnails/1.jpg)
1
Doporučená literaturaDoporučená literatura
• Dostál, Paulová, Slanina, Táborská: Biochemie pro bakaláře (2005).
• Texty přednášek na http://www.is.muni.cz/– Student– Studijní materiály (e-learning)
• Otázky ke zkoušce na http://www.is.muni.cz/
![Page 2: Doporučená literatura](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022070401/5681369d550346895d9e3fca/html5/thumbnails/2.jpg)
2
Základní pojmyZákladní pojmy
• Stavba látek– všechny látky jsou složeny z atomů– atom je nejmenší částice, která si zachovává
chemické vlastnosti prvku
• Molekuly látek jsou tvořeny z atomů
• Látka složená z atomů stejného druhu - prvek
• Látka složená z atomů různých druhů- sloučenina
![Page 3: Doporučená literatura](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022070401/5681369d550346895d9e3fca/html5/thumbnails/3.jpg)
3
LátkaLátka
prvek(atomy stejného druhu)
sloučenina(atomy různého druhu)
O2, He, N2 CO2, H2O, HCl
OH H
NN
![Page 4: Doporučená literatura](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022070401/5681369d550346895d9e3fca/html5/thumbnails/4.jpg)
4
Stavba atomuStavba atomu
Atom: jádro (obsahuje protony a neutrony)
elektronový obal (obsahuje elektrony)
![Page 5: Doporučená literatura](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022070401/5681369d550346895d9e3fca/html5/thumbnails/5.jpg)
5
Stavba atomuStavba atomu
Atom: jádro (obsahuje protony a neutrony)
elektronový obal (obsahuje elektrony)
Základní částice atomu
částice symbol hmotnost náboj
elektron e- 9,1 .10-31 kg - 1,6.10-19 C
proton p (p+) 1,67.10-27 kg+ 1,6.10-19 C
neutron n 1,67.10-27 kg 0
![Page 6: Doporučená literatura](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022070401/5681369d550346895d9e3fca/html5/thumbnails/6.jpg)
6
• Nuklid 612C
U atomů: počet protonů = počet elektronů
protonové (atomové) číslo
počet protonů
nukleonové (hmotnostní) číslopočet protonů + neutronů
Existuji i isotopy 611C, 6
13C, 614C
![Page 7: Doporučená literatura](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022070401/5681369d550346895d9e3fca/html5/thumbnails/7.jpg)
7
Hmotnost atomů
Hmotnost: m(11 H) = 1,674 .10-24 g
m(612C) = 1,392 . 10-23 g
Absolutní hmotnosti atomů jsou velmi malá čísla
![Page 8: Doporučená literatura](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022070401/5681369d550346895d9e3fca/html5/thumbnails/8.jpg)
8
Atomová hmotnostní jednotka mu
mu = 1/12 m(612C) = 1,66 . 10-24 g
Relativní atomová hmotnost
- zavádí se místo absolutních hmotností
- udává kolikrát je atom těžší než
Odpovídá hmotnosti 1/12 atomu uhlíku s nukleonovým číslem 12 (izotop 6
12C).
![Page 9: Doporučená literatura](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022070401/5681369d550346895d9e3fca/html5/thumbnails/9.jpg)
9
Jeden atom 12C je hypoteticky rozdělen na 12 stejných dílů. Hmotnost jednoho dílu odpovídá atomové hmotnostní jednotce mu (1,66 . 10-24 g ).
1/12
![Page 10: Doporučená literatura](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022070401/5681369d550346895d9e3fca/html5/thumbnails/10.jpg)
10
Relativní atomová hmotnost Ar
Ar (X) = m(x) / mu
udává kolikrát je atom těžší než mu
např. pro vodík 11H:
absolutní hmotnost: m(11H) = 1,674 .10-24 g
relativní hmotnost:
Ar (11H) = 1,674 .10-24 g/ 1,66 . 10-24 g = 1,0078
![Page 11: Doporučená literatura](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022070401/5681369d550346895d9e3fca/html5/thumbnails/11.jpg)
11
Relativní atomová hmotnost (Ar)
Zapamatovat si
Prvek převládající izotop Ar (přibližně)
Vodík 11H 1
Uhlík 612C 12
Dusík 714N 14
Kyslík 816O 16
![Page 12: Doporučená literatura](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022070401/5681369d550346895d9e3fca/html5/thumbnails/12.jpg)
12
Relativní molekulová hmotnost
Mr(XY) = m(xy)/ mu
• Mr udává kolikrát je molekula těžší než mu
• Mr je součet relativních atomových hmotností atomů vázaných v molekule
Ar, Mr - bezrozměrné veličiny !
![Page 13: Doporučená literatura](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022070401/5681369d550346895d9e3fca/html5/thumbnails/13.jpg)
13
Př.: Jaká je relativní hmotnost kys. dusičné?
Mr (HNO3) = Ar(H) + Ar(N) + 3·Ar(O) =
= 1 + 14 + 3.16 = 1 + 14 + 48 = 63
![Page 14: Doporučená literatura](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022070401/5681369d550346895d9e3fca/html5/thumbnails/14.jpg)
14
Chemické reakce
Při chemické reakci reagují atomy nebo molekuly a vznikají, či zanikají sloučeniny. Atomy či molekuly spolu reagují vždy v určitém poměru
CO2 + H2O → H2CO3
2 H2 + O2 → 2 H2O
![Page 15: Doporučená literatura](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022070401/5681369d550346895d9e3fca/html5/thumbnails/15.jpg)
15
Množství látky, které vstupuje do reakce se dá vyjádřit
hmotností
objemem
počtem částic
Který údaj nejlépe vystihuje poměr mezi množstvím reagujících látek ?
![Page 16: Doporučená literatura](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022070401/5681369d550346895d9e3fca/html5/thumbnails/16.jpg)
16
Jednotkou je moljednotka vztahující se k počtu částic
Jeden mol je takové množství látky, které obsahuje tolik základních částic (molekuly, atomy, ionty), kolik je atomů ve 12 g izotopu 12C
Látkové množstvíLátkové množství
![Page 17: Doporučená literatura](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022070401/5681369d550346895d9e3fca/html5/thumbnails/17.jpg)
17
12 g uhlíku nuklidu 12C
Spočítejte počet atomů !!!!!!!
Nelze !
Přibližná hodnota 6,022 . 1023 atomů
![Page 18: Doporučená literatura](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022070401/5681369d550346895d9e3fca/html5/thumbnails/18.jpg)
18
Jestliže každá jiná látka obsahuje právě tolik atomů (molekul, iontů …) jako 12 g uhlíku nuklidu 12C
jedná se o 1 mol látky
![Page 19: Doporučená literatura](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022070401/5681369d550346895d9e3fca/html5/thumbnails/19.jpg)
19
Co mají společného 1 mol železa
1 mol Na+
1 mol glukosy
Hmotnost ? Objem ?
Obsahují stejný počet částic
![Page 20: Doporučená literatura](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022070401/5681369d550346895d9e3fca/html5/thumbnails/20.jpg)
20
Částice musí být specifikovány
1 mol železa - 1 mol atomů
1 mol Na+ - 1 mol iontů Na+
1 mol glukosy - 1 mol molekul glc
![Page 21: Doporučená literatura](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022070401/5681369d550346895d9e3fca/html5/thumbnails/21.jpg)
21
Avogadrova konstanta
přibližný počet částic obsažených v l molu látky
NA = 6,022 . 1023
Počet molů látky n
n = N/NA
N - počet částic v látce
![Page 22: Doporučená literatura](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022070401/5681369d550346895d9e3fca/html5/thumbnails/22.jpg)
22
Molová hmotnost (M)
je absolutní hmotnost 6,022 .1023 částic, tj. 1 molu látky
Jednotkou je g/mol
je číselně rovna relativní atomové nebo molekulové hmotnosti
![Page 23: Doporučená literatura](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022070401/5681369d550346895d9e3fca/html5/thumbnails/23.jpg)
23
Hmotnost jednoho molu látky je pro praxi velmi důležitý údaj
![Page 24: Doporučená literatura](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022070401/5681369d550346895d9e3fca/html5/thumbnails/24.jpg)
24
Ar (Na) = 23
hmotnost 1 molu Na = 23 g/mol
Mr(H2O) = 18
hmotnost 1 molu H2O = 18 g/mol
Jak zjistíme hmotnost 1 molu ?
![Page 25: Doporučená literatura](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022070401/5681369d550346895d9e3fca/html5/thumbnails/25.jpg)
25
Jaká je hmotnost 1 molu glukosy ?
Mr(glukosa) = 180
1 mol glukosy má hmotnost:
……………………….
![Page 26: Doporučená literatura](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022070401/5681369d550346895d9e3fca/html5/thumbnails/26.jpg)
26
Objem l molu plynu (Avogadrův zákon)
Objem 1 mol ideálního plynu za STP je 22,4 litrů
platí pouze pro plyny!
Pro orientační výpočty považujeme plynné látky za ideálně se chovající
Člověk denně vydýchá cca 20 molů CO2. Jaký je to objem ?
20 x 22,4 = 448 l CO2
![Page 27: Doporučená literatura](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022070401/5681369d550346895d9e3fca/html5/thumbnails/27.jpg)
27
Chemická vazba
• Téměř všechny atomy jsou navzájem spojeny chemickými vazbami
• Výjimka: vzácné plyny (He, Ne, Ar …)
• Základní typy - kovalentní
iontové
![Page 28: Doporučená literatura](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022070401/5681369d550346895d9e3fca/html5/thumbnails/28.jpg)
28
Kovalentní vazba
• Společné sdílení elektronového páru
• Vzniká překryvem dvou orbitalů (každý obsahuje 1 elektron)
• Možnosti: jednoduchá
násobná vazba
![Page 29: Doporučená literatura](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022070401/5681369d550346895d9e3fca/html5/thumbnails/29.jpg)
29
Jednoduchá vazba (σ)
• K překryvu dochází na spojnici jader atomů• Vazba se nazývá σ (sigma)
Př: H + H → H―H
překryv s-s na spojnici jader
![Page 30: Doporučená literatura](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022070401/5681369d550346895d9e3fca/html5/thumbnails/30.jpg)
30
Násobná vazba
• Skládá se z jedné vazby σ a jedné nebo 2 vazeb π (pí)
• U vazby π dochází k překryvu nad a pod spojnici jader atomů
Vznik π vazby překryvem p-p mimo spojnici jader
+
+
![Page 31: Doporučená literatura](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022070401/5681369d550346895d9e3fca/html5/thumbnails/31.jpg)
31
Roztoky a jejich koncentrace
Pravý roztok je homogenní směs dvou nebo více látek
Kapalné roztoky: rozpouštědlo (je v nadbytku)
rozpuštěná látka
Roztoky: pravé,
koloidní,
hrubé disperse
![Page 32: Doporučená literatura](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022070401/5681369d550346895d9e3fca/html5/thumbnails/32.jpg)
32
Koncentrace roztoků Jedn.
Látková koncentrace c = nB/V (mol/l)
Hmotnostní koncentrace cm= mB/V (g/l)
Hmotnostní zlomek w = mB/m bezrozměr.
Hmotnostní procenta = mB/m x100 (%)
Promile = mB/m x1000 (‰)
Parts per milion (ppm) = mB/m x106 (ppm)
![Page 33: Doporučená literatura](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022070401/5681369d550346895d9e3fca/html5/thumbnails/33.jpg)
33
Látková koncentrace:
• udává počet molů látky v litru roztoku
![Page 34: Doporučená literatura](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022070401/5681369d550346895d9e3fca/html5/thumbnails/34.jpg)
36
Hmotnostní zlomek (%)
• udává podíl hmotnosti látky na celé hmotnosti roztoku
Ve 200 g roztoku je obsaženo 5 g látky.
Jaký je hmotnostní zlomek látky v roztoku.
Kolik % látky roztok obsahuje ?
![Page 35: Doporučená literatura](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022070401/5681369d550346895d9e3fca/html5/thumbnails/35.jpg)
37
Jak připravíte 250 g 5% roztoku KCl ve vodě ?
![Page 36: Doporučená literatura](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022070401/5681369d550346895d9e3fca/html5/thumbnails/36.jpg)
43
Rozpouštění látek ve vodě
látky rozpustné látky nerozpustné
při rozpouštění se nemění
při rozpouštění se štěpí na ionty
neelektrolyty elektrolyty
![Page 37: Doporučená literatura](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022070401/5681369d550346895d9e3fca/html5/thumbnails/37.jpg)
44
Elektrolytylátky, které se ve vodném roztoku štěpí na ionty
(roztoky těchto látek vedou elektrický proud - vodiče II.třídy)
= elektrolytická disociace
![Page 38: Doporučená literatura](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022070401/5681369d550346895d9e3fca/html5/thumbnails/38.jpg)
45
ELEKTROLYTICKÁ DISOCIACE
H―Cl → H+ + Cl–
při interakci s molekulami polárního rozpouštědla se elektrolyty štěpí (disociují) na ionty
Solvatační obal iontů
![Page 39: Doporučená literatura](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022070401/5681369d550346895d9e3fca/html5/thumbnails/39.jpg)
46
Které látky patří mezi elektrolyty ?
sloučeniny iontového charakteru ( např. NaCl, KOH, (NH4)2SO4 atd.)
látky, v jejichž molekulách se nachází velmi polární kovalentní vazba (např. HCl, HNO3, CH3COOH atd.).
![Page 40: Doporučená literatura](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022070401/5681369d550346895d9e3fca/html5/thumbnails/40.jpg)
47
Dělení elektrolytů podle míry disociace
silné slabé
Štěpení na ionty je úplné
Část molekul zůstává nedisociována
AB A+ + B- AB A+ + B-
![Page 41: Doporučená literatura](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022070401/5681369d550346895d9e3fca/html5/thumbnails/41.jpg)
48
Příklady silných elektrolytů
Silné kyseliny
HNO3 - kys. dusičná
H2SO 4 - kys.sírová
HClO4 - kys. chloristá
HCl, HBr, HI - halogenovodíkové kyseliny kromě fluorovodíkové
HNO3 NO3- + H+
H2SO4 2H+ + SO42-
HClO4 H+ + ClO4-
HCl H+ + Cl-
![Page 42: Doporučená literatura](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022070401/5681369d550346895d9e3fca/html5/thumbnails/42.jpg)
49
Příklady silných elektrolytů
Silné zásady
NaOH - hydroxid sodný
KOH- hydroxid draselný
Mg(OH)2- hydroxid hořečnatý
Ca(OH)2- hydroxid vápenatý
Ba(OH)2- hydroxid barnatý
NaOH Na+ + OH-
Mg(OH)2 Mg2+ + 2 OH-
![Page 43: Doporučená literatura](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022070401/5681369d550346895d9e3fca/html5/thumbnails/43.jpg)
50
Příklady silných elektrolytů
Prakticky všechny soli:
KCl, Na2CO3, Na2SO4, CH3COONa
KCl K+ + Cl–
Na2CO3 2Na+ + CO32–
CH3COOH CH3COO– + Na+
![Page 44: Doporučená literatura](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022070401/5681369d550346895d9e3fca/html5/thumbnails/44.jpg)
51
Silné elektrolyty
NaCl → Na+ + Cl–
Př.: V roztoku je obsažen chlorid sodný o koncentraci 0,1 mol/l. Jaká je koncentrace iontů Na+ v roztoku ?
Př.: Jaká je koncentrace iontů K+ v roztoku K2SO4 o koncentraci 0,2 mol/l ?
Koncentrace Na+ v roztoku je 0,1 mol/l
K2SO4 → 2 K+ + SO42–
c (K+) = 2 c(K2SO4) = 2 * 0,2 mol/l = 0,4 mol/l
![Page 45: Doporučená literatura](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022070401/5681369d550346895d9e3fca/html5/thumbnails/45.jpg)
52
Příklady slabých elektrolytů
Slabé kyseliny (většina kyselin):
HNO2 - kyselina dusitá
H2CO3- kyselina uhličitá
H2S – sulfan (kyselina sirovodíková)
většina organických kyselin (CH3COOH, kys. mléčná ….)
![Page 46: Doporučená literatura](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022070401/5681369d550346895d9e3fca/html5/thumbnails/46.jpg)
53
Příklady slabých elektrolytů
Slabé zásady:
NH3 - amoniak
CH3NH2- methylamin
![Page 47: Doporučená literatura](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022070401/5681369d550346895d9e3fca/html5/thumbnails/47.jpg)
54
Neelektrolyty
Všechny látky, které ve vodě nevytvářejí ionty (nedisociují)
Pouze se hydratují („obalují molekulami vody“)
příklady: glukosa, močovina, ethanol, methanol, acetaldehyd ad.
![Page 48: Doporučená literatura](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022070401/5681369d550346895d9e3fca/html5/thumbnails/48.jpg)
55
Osmotický tlak roztokupíst
Polopropustná membrána
osmóza
Tlak
![Page 49: Doporučená literatura](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022070401/5681369d550346895d9e3fca/html5/thumbnails/49.jpg)
56
Zjištění osmotického tlaku
• měření
• výpočet
![Page 50: Doporučená literatura](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022070401/5681369d550346895d9e3fca/html5/thumbnails/50.jpg)
57
= i . c. R.T. (kPa)
Osmotický tlak (přibližný výpočet)
Slabé elektrolyty
i = 1 + αc
i …..koeficient, udávající počet částic vzniklých disociací
Silné elektrolyty: i = 2,3,….
Platí pro zředěné roztoky: c ac - koncentrace mol.l-1
![Page 51: Doporučená literatura](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022070401/5681369d550346895d9e3fca/html5/thumbnails/51.jpg)
58
pro roztok obsahující více látek
= R.T i . c suma koncentrací všech osmoticky aktivních částic
R - universální plynová konstanta 8,341 J.mol-1.K-1
T - teplota (K)
![Page 52: Doporučená literatura](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022070401/5681369d550346895d9e3fca/html5/thumbnails/52.jpg)
59
Koncentrace osmoticky aktivních částic
Osmolalita
i. c……….mmol/kg (rozpouštědla)
zjistí se kryoskopicky, ebulioskopicky
Osmolarita
i.c………..mmol/l (roztoku)
vypočítá se z hodnot molárních koncentrací
Vždy vyšší než odpovídá reálným vlastnostem roztoku
Osmol -zkr. Osm
jednotka osmoticky účinného množství látky
= i . c. R.T. (kPa)
![Page 53: Doporučená literatura](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022070401/5681369d550346895d9e3fca/html5/thumbnails/53.jpg)
62
Existence buněk
podmínka izotonicity
Hypertonické prostředí - smršťování buněk
Hypotonické prostředí - lýza
![Page 54: Doporučená literatura](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022070401/5681369d550346895d9e3fca/html5/thumbnails/54.jpg)
63
Osmotický tlak krevní plazmy - přísná regulace (795 kPa)
Osmolalita krevní plazmy 280–295 mmol.kg-1 H2O
Roztoky izotonické s krevní plazmou:
155 mmol/l NaCl (0,9 %)
310 mmol/l glukosa
![Page 55: Doporučená literatura](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022070401/5681369d550346895d9e3fca/html5/thumbnails/55.jpg)
64
osmolalita plazmy (mmol.kg-1H2O) - výpočet
≈ 2 [Na+] + [glukosa] + [močovina]
≈ 1,86 [Na+] + [glukosa] + [močovina] + 9
![Page 56: Doporučená literatura](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022070401/5681369d550346895d9e3fca/html5/thumbnails/56.jpg)
65
Bílkoviny v krevní plazmě
koloidně osmotický tlak ( 0,5% z celkového tlaku)
podílí se hlavně albumin
při poklesu koncentrace bílkovin v krvi dochází k přesunům vody z plazmy do intersticia
![Page 57: Doporučená literatura](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022070401/5681369d550346895d9e3fca/html5/thumbnails/57.jpg)
66
Struktura chrupavkyvysoký obsah glykosaminoglykanů (obsahují početné skupiny uronových kyselin, kys. sírové), vysoký obsah iontů Na+, Mg2+, Ca2+
váže velké množství vody - vysoký osmotický tlak
při zatížení vytlačení vody
uvolnění zátěže návrat vody