Електродні процеси, їх біологічна роль та застосування в медицині. (Лекція 6)

Август 4, 2022

Главная
Медицина
Електродні процеси, їх біологічна роль та застосування в медицині. (Лекція 6)

Содержание

2. План лекції Роль електрохімічних явищ в медицині. Електродні потенціали. Електроди . Окисно-відновні реакції. Прогнозування напрямку окисно-відновних
3. Електропровідність – це здатність речовини проводити електричний струм. Електропровідність L – це величина обернена опору провідника
4. Провідники струму: Провідники 1 роду – проводять електричний струм за рахунок електронів і при цьому не
5. Питома електропровідність (χ) –електропровідність 1 м3 розчину електроліту, розміщеного між двома електродами, що мають площу 1
6. В реальних умовах вимірюють опір, який залежить від довжини провідника (l) і площі його поперечного перерізу
7. Питома електропровідність залежить від концентрації електроліту і від сили електроліту (досягає певного максимального значення а при
8. Молярна еквівалентна електропровідність (λс) - це електропровідність 1 моля розчиненого електроліту розміщеного між електродами розміщенні на
9. Молярна електропровідність досягає максимуму коли всі молекули розпадуться на йони. При такому розведенні, яке називають граничним,
10. Відповідно, ступінь дисоціації буде мати вигляд: Тоді, константа дисоціації:
11. Електропровідність різних тканин і біологічних рідин неоднакова. Високу електропровідність має спинно-мозкова рідина, лімфи, кров. Нижча електропровідність
12. Електрохімічна реакція – це різновид окисно-відновної реакції, особливість якої у взаємному переході хімічної енергії в електричну
13. Окисно-відновні процеси – це процеси, що супроводжуються зміною ступеня окиснення атомів. Відновники – речовини, які в
14. Електрохімічна система складається з 2 частин: електроду та електроліту. Електрод – це двохвазний прилад, в якому
15. Електродний потенціал - це різниця електричних потенціалів між електродомце різниця електричних потенціалів між електродом та електролітом,
16. Якщо пластинку металу (нап. Zn), занурити у воду, то йЯкщо пластинку металу (нап. Zn), занурити у
17. Абсолютні значення окисно-відновних потенціалів виміряти неможливо, тому порівнюють різні окисно-відновні пари із стандартною парою (стандартним електродом).
18. На величину електродного потенціалу впливають: температура; концентрація; активність металу; активність йонів металу; середовище розчину.
19. рівняння Нернста-Петерса: виражає кількісну залежність між величиною потенціалу, співвідношенням окисленої і відновленої форми і температурою: де
20. Якщо підставити в це рівняння числові значення константи і від натуральних логарифмів перейти до десяткових, то
21. Електроди діляться на Електроди І роду - це металеві пластинки занурені в розчин власних йонів. Схематично
22. Стандартний (нормальний) водневий електрод являє собою платинову пластинку, покриту платиною, занурену в розчин кислоти активність іонів
23. Електрод, потенціал якого визачають, називають електродом визначення. Інший електрод з відомим значенням електродного потенціалу називають електродом
24. Найбільш широке застосування мають хлор срібний і каломельний електроди.
25. Потенціал спокою – 75 МВ Цей потенціал виміряний у стані фізіологічного спокою клітини. Якщо нервову тканину
26. Изобретение відноситься до медицини і біології, зокрема до реєстрації біоелектричних сигналів і до електротерапії.
28. Скачать презентацию

Слайд 2

План лекції
Роль електрохімічних явищ в медицині.
Електродні потенціали. Електроди .
Окисно-відновні реакції.
Прогнозування напрямку

окисно-відновних процесів за величиною потенціалу.
Потенціометрія.
Біопотенціали.

Слайд 3

Електропровідність – це здатність речовини проводити електричний струм.
Електропровідність L – це

величина обернена опору провідника струму:
де R – опір провідника.
Розмірність 1 Ом-1 = 1 см (сименс)

Слайд 4

Провідники струму:
Провідники 1 роду – проводять електричний струм за рахунок електронів

і при цьому не змінюються (метали, карбіди і нітриди металів, графід, йод, деякі оксиди).
Провідники 2 роду – проводять електричний струму за рахунок руху заряджених йонів. Це розчини кислот, основ, солей, які називають електролітами.
Швидкість руху в них менша, бо відбувається розклад провідників за рахунок проходження хімічних реакцій.

Слайд 5

Питома електропровідність (χ)
–електропровідність 1 м3 розчину електроліту, розміщеного між двома електродами,

що мають площу 1 м2 і віддалені один від одного на 1 м.
χ , см*м-1
де ρ – питомий опір.

Слайд 6

В реальних умовах вимірюють опір, який залежить від довжини провідника (l)

і площі його поперечного перерізу (S):
або при постійних значення х l і S:
R = K/χ ,
де К – константа електродної посудини

Слайд 7

Питома електропровідність залежить
від концентрації електроліту і від сили електроліту (досягає певного

максимального значення а при збільшенні концентрації зменшується)
від температури (підвищення температури приводить до зростання електропровідності).

Слайд 8

Молярна еквівалентна електропровідність (λс) -
це електропровідність 1 моля розчиненого електроліту розміщеного

між електродами розміщенні на віддалі 1 м.
λс= χ/С
якщо χ в см/м, а С – концентрація моль/м3,
то λс= χ/С●1000, см●моль-1*м2

Слайд 9

Молярна електропровідність досягає максимуму коли всі молекули розпадуться на йони.
При такому

розведенні, яке називають граничним, електропровідність залежить тільки від природи електролітів.
Закон Кольрауша - гранична електропровідність (λ∞) складається
із незалежних одна від одної рухливостей катіонів і аніонів:
λ∞ = λ+ + λ-

Слайд 10

Відповідно, ступінь дисоціації буде мати вигляд:
Тоді, константа дисоціації:

Слайд 11

Електропровідність різних тканин і біологічних рідин неоднакова.
Високу електропровідність має спинно-мозкова рідина,

лімфи, кров.
Нижча електропровідність легенів, серця, печінки.
Дуже низька у жирової і кісткової тканини.
За визначенням питомої електропровідності сечі та крові можна визначити наявність різних хворіб та патологій.

Слайд 12

Електрохімічна реакція – це різновид окисно-відновної реакції, особливість якої у взаємному

переході хімічної енергії в електричну і навпаки.

Ці перетворення відбуваються в електрохімічних системах, які в залежності від напряму переходу форм енергії ділять на 2 типи:
1) електрична енергія переходить в хімічну (під дією електричного струму проходять хімічні реакції) – процеси електролізу;
2) хімічна енергія переходить в електричну (в результаті протікння хімічних реакцій виникає струм) – гальвнічні елементи, акумулятори.

Слайд 13

Окисно-відновні процеси – це процеси, що супроводжуються зміною ступеня окиснення атомів.
Відновники

– речовини, які в процесі реакції віддають електрони. Окисники – приймають електрони.
В організмі людини розрізняють 3 типи окисно-відновних реакцій:
за участі атомів кисню, що супроводжуються утворенням нових зв’язків кисню з атомами карбону:
ферментативний відрив водню
Н2
перенос електронів без участі кисню і водню при процесах дихання в ділянці цитохромів:
цит(Fe+3) + e → цит(Fe+2)

Слайд 14

Електрохімічна система складається з 2 частин: електроду та електроліту.
Електрод – це

двохвазний прилад, в якому одною фазою є метал бо напівпровідник, іншою – розчин бо розплав електроліту.

Слайд 15

Електродний потенціал -
це різниця електричних потенціалів між електродомце різниця електричних потенціалів

між електродом та електролітом, в контакті з яким він знаходиться (найчастіше всього
між металомміж металом і розчином електроліту).

Слайд 16

Якщо пластинку металу (нап. Zn), занурити у воду, то йЯкщо пластинку

металу (нап. Zn), занурити у воду, то йониЯкщо пластинку металу (нап. Zn), занурити у воду, то йони цинку, під дією полярних молекул води гідратуються - деяка їх кількість, відірветься від металу і перейде у воду, а на металі залишиться еквівалентна кількість електронів:
Zn = Zn2+ + 2e-
Між катіонами металу, що перейшли у воду, і негативно зарядженою пластинкою виникає електростатичне притягання, яке зумовлює зворотній процес — перехід йонів металу на пластинку; в системі встановлюється хімічна рівновага.

Схема утворення подвійного електричного шару

подвійний електричний шар

Zn2+

Слайд 17

Абсолютні значення окисно-відновних потенціалів виміряти неможливо, тому порівнюють різні окисно-відновні пари

із стандартною парою (стандартним електродом).

Таке вимірювання проводять за допомогою приладу – гальванометру.

Zn2+

Cu2+

Слайд 18

На величину електродного потенціалу впливають:
температура;
концентрація;
активність металу;
активність йонів металу;
середовище розчину.

Слайд 19

рівняння Нернста-Петерса: виражає кількісну залежність між величиною потенціалу, співвідношенням окисленої і

відновленої форми і температурою:
де Е - окислювально відновний потенціал даної пар;
Е0 – нормальний (стандартний потенціал виміряний за T=250C і р=1атм., а с=1моль/л);
[окисл.] – концентрація окисленої форми в моль/л;
[відновл.] – концентрація відновленої форми в моль/л;
R – газова стала, 8,314 кДж/моль;
T – абсолютна температура, К;
n – число електронів прийнятих (або відданих).

Слайд 20

Якщо підставити в це рівняння числові значення константи і від натуральних

логарифмів перейти до десяткових, то для температури 250С одержимо:
якщо [окисл.]= [відновл.], то = 0 і Е=Е0

Слайд 21

Електроди діляться на
Електроди І роду - це металеві пластинки занурені

в розчин власних йонів. Схематично записують:
Ме/Меn+
Електроди ІІ роду - складаються із металу покритого його важкорозчинною сполукою (сіллю, оксидом, гідроксидом) і зануреного в розчин добре розчиненої сполуки з тим же аніоном. Схематично зображають так:
Ме/МеAn, Ann-

Слайд 22

Стандартний (нормальний) водневий електрод
являє собою платинову пластинку, покриту платиною, занурену в

розчин кислоти активність іонів Н+ у якому дорівнює 1 моль/л. Через розчин пропускають водень під тиском 101325 Па (1 ат.).

Слайд 23

Електрод, потенціал якого визачають, називають електродом визначення. Інший електрод з відомим

значенням електродного потенціалу називають електродом порівняння.

Слайд 24

Найбільш широке застосування мають хлор срібний і каломельний електроди.

Слайд 25

Потенціал спокою – 75 МВ Цей потенціал виміряний у стані фізіологічного

спокою клітини.
Якщо нервову тканину збуджувати електрично, хімічно чи механічно, клітинна мембранна стає більш прониклою для йонів Na+, що приводить до зміни мембранного потенціалу, який становить 50 МВ.
Отже, між між мембранний потенціал змінюється від –75 до +50 МВ. Таке раптове підвищення чи падіння мембранного потенціалу називають потенціалом дії.

Слайд 26

Изобретение відноситься до медицини і біології, зокрема до реєстрації біоелектричних сигналів

і до електротерапії.

Електродні процеси, їх біологічна роль та застосування в медицині. (Лекція 6)

Содержание

План лекції Роль електрохімічних явищ в медицині.Електродні потенціали. Електроди .Окисно-відновні реакції.Прогнозування напрямку

Електропровідність – це здатність речовини проводити електричний струм. Електропровідність L – це

Провідники струму:Провідники 1 роду – проводять електричний струм за рахунок електронів

Питома електропровідність (χ)–електропровідність 1 м3 розчину електроліту, розміщеного між двома електродами,

В реальних умовах вимірюють опір, який залежить від довжини провідника (l)

Питома електропровідність залежитьвід концентрації електроліту і від сили електроліту (досягає певного

Молярна еквівалентна електропровідність (λс) -це електропровідність 1 моля розчиненого електроліту розміщеного

Молярна електропровідність досягає максимуму коли всі молекули розпадуться на йони.При такому

Відповідно, ступінь дисоціації буде мати вигляд:Тоді, константа дисоціації:

Електропровідність різних тканин і біологічних рідин неоднакова.Високу електропровідність має спинно-мозкова рідина,