Lékařská chemie Podzimní semestr 2012/2013

Doporučená literatura: Táborská E., Sláma J. a kolektiv: Lékařská chemie I (Obecná a anorganická chemie), Brno – 2007 Dostál J., a kolektiv : Biochemie pro bakaláře, Brno 2009,2012 Podklady: IS MUNI BLKL0111p Lékařská chemie-přednáška (podzim 2012) – studijní materiály

© Biochemický ústav LF MU (E.T.) 2012 1. přednáška Základní pojmy. Disperzní soustavy. Koncentrace roztoků. © Biochemický ústav LF MU (E.T.) 2012

Základní pojmy

Hmotnost atomů Hmotnost: m(11 H) = 1,674 .10-24 g Absolutní hmotnosti atomů jsou velmi malá čísla Hmotnost: m(11 H) = 1,674 .10-24 g m(612C) = 1,392 . 10-23 g

Hg O H C Ca Co najdeme v periodické tabulce? 80 Uhlík 200,59 8 Uhlík  80 Hg Uhlík 200,59  8 O Uhlík 15,9994  1 H Uhlík 1,0078  6 C Uhlík 12.0107  20 Ca Uhlík 40,078 Relativní atomové hmotnosti

Relativní atomová hmotnost Ar - zavádí se namísto absolutních hmotností Atomová hmotnostní jednotka u mu = 1/12 m (612C) = 1,66 . 10-24 g Odpovídá hmotnosti 1/12 atomu uhlíku s izotopovým číslem 12.

Atomová hmotnostní jednotka Atom 12C 1/12 = 1,66 . 10-24 g Jeden atom 12C je hypoteticky rozdělen na 12 stejných dílů. Hmotnost jednoho dílu odpovídá atomové hmotnostní jednotce u (1,66 . 10-24 g ).

Relativní atomová hmotnost Ar (X) Ar (X) = m(x) / mu např. pro vodík 11 H : absolutní hmotnost: m(11 H) = 1,674 .10-24 g relativní hmotnost: 1,674 .10-24 g/ 1,66 . 10-24 g = 1,0078 u

Chemické reakce C + O2  CO2 4 FeO + O2  2Fe2O3 Při chemické reakci reagují atomy nebo molekuly a vznikají, či zanikají sloučeniny. Atomy či molekuly spolu reagují vždy v určitém poměru C + O2  CO2 4 FeO + O2  2Fe2O3

Který údaj nejlépe vystihuje poměr mezi množstvím reagujících látek ? Množství látky, které vstupuje do reakce se dá vyjádřit hmotností objemem počtem částic Který údaj nejlépe vystihuje poměr mezi množstvím reagujících látek ?

Mol jednotka vztahující se k počtu částic v určitém objemu nebo určité hmotnosti dané látky Jeden mol obsahuje tolik základních částic, kolik je atomů ve 12 g izotopu 12C

12 g uhlíku nuklidu 12C Nelze ! Spočítejte počet atomů !!!!!!! Nelze ! Přibližná hodnota 6,023 . 1023 atomů = Avogadrova konstanta

jedná se o jeden mol látky Jestliže každá jiná látka obsahuje právě tolik atomů nebo molekul jako 12g uhlíku nuklidu 12C jedná se o jeden mol látky

Co mají společného ? 1mol železa 1 mol kyslíku 1 glukosy Hmotnost ? Objem ? Obsahují stejný počet částic

Částice musí být specifikovány 1 mol železa - 1 mol atomů 1 mol kyslíku - 1 mol molekul O2 1 mol glukosy - 1 mol molekul

Avogadrova konstanta n = N/NA přibližný počet částic obsažených v l molu látky NA = 6,023 . 1023 Počet molů látky n N – celkový počet částic v daném množství látky n = N/NA

Hmotnost jednoho molu látky je pro praxi velmi důležitý údaj Počítáme z ní koncentrace

Jak zjistíme hmotnost 1 molu ? Ar (Na) = 23 hmotnost 1 molu Na = 23g Mr(H2O) = 18 hmotnost 1 molu H2O = 18g

každá částice má absolutní hmotnost Ar  u Proč je hmotnost jednoho molu číselně rovna relativní atomové nebo molekulové hmotnosti ? 1 mol obsahuje NA částic každá částice má absolutní hmotnost Ar  u pak tedy hmotnost jednoho molu: M = Ar ∙ u ∙ NA = Ar · 1,66 ·10−27 · 6,022 · 1023 kg mol−1 = Ar · 1,66 · 10−24 · 6,022 · 1023 g mol−1  1

Objem l molu plynu (Avogadrův zákon) 1 mol ideálního plynu za STP je rovný 22,4 l/mol 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

Roztoky a jejich koncentrace

Roztoky jsou typy disperzních soustav Disperzní prostředí Dispergované částice

Disperzní soustavy Slitiny, sklo tuhé Tuhé emulze (máslo) kapalné plynné Houby, frity tuhé Suspenze, roztoky tuhé kapalné Emulze, roztoky kapalné plynné Pěny, roztoky plynů tuhé Kouře, aerosoly kapalné plynné Mlha,aerosoly plynné Směsi plynů

Kapalné disperzní soustavy < 1 nm analytické soustavy, pravé roztoky 1-500 nm koloidní soustavy > 500 nm hrubé disperze Rozdíly: viditelnost dispergovaných částic, sedimentace, difuze, optické vlastnosti

Vlastnosti kapalných disperzních soustav Charakteristika Pravý roztok Koloidní disperze Hrubá disperze Velikost částic Viditelnost částic Sedimentace Difuze Kolig. vlastnosti Transparentnost Příklad: < nm Ne Rychlá Významné Ano Roztoky NaCl, glukosy, sacharosy, močoviny…. 1-500 nm Elektr.mikroskop Při ultracentrifugaci Pomalá Málo významné Ne (opalescence) Roztok škrobu, krevní sérum, roztok mýdla….. 500 nm Opt.mikroskop Nemá význam Nevýznamné Ne (zákal) Mléko,

Koncentrace roztoků Látková koncentrace c = nB/V mol/l Hmotnostní koncentrace cm= mB/V g/l Molalita m = nB/mr mol/kg Hmotnostní zlomek w = mB/m g/g Hmotnostní procenta = mB/m x100 % Promile mB/m x1000 Parts per miliom mB/m x106 Procvičení na semináři