54. Роль биогенных элементов в организме: классификации, топография химических элементов, содержащихся в организме человека. Биологическая роль макро- и микроэлементов.

Существуют различные классификации химических элементов, содержащихся в организме человека. Так, В. И. Вернадский в зависимости от среднего содержания (массовой доли  %) в живых организмах делил элементы по декадной системе. Соответственно этой классификации элементы, содержащиеся в живых организмах, делятся три группы:

1. Макроэлементы. Это элементы, содержание которых в организме выше 10-2 %. К ним относятся кислород, углерод, водород, азот, фосфор, сера, кальций, магний, натрий и хлор.

2. Микроэлементы. Это элементы, содержание которых в ор­ганизме находится в пределах от 10~3 до 10-5%. К ним относятся иод, медь, мышьяк, фтор, бром, стронций, барий, кобальт.

3. Ультрамикроэлементы. Это элементы, содержание которых в организме ниже 10-5%. К ним относятся ртуть, золото, уран, торий, радий и др.

В настоящее время в литературе ультрамикроэлементы объединены с микроэлементами в одну группу.

Однако эта классификация отражает только содержание элементов в живых организмах, но не указывает на биологическую роль и физиологическое значение того или иного элемента.

В. В. Ковальский, исходя из значимости для жизнедеятельности, подразделил химические элементы на 3 группы.

1. Жизненно необходимые (незаменимые) элементы. Они постоянно содержатся в организме человека, входят в состав ферментов, гормонов и витаминов: Н, О, Са, N, К, Р, Nа, S, Мg, С1, С, I, Мn, Сu, Со, Fе, Zn, Мо, V. Их дефицит приводит к нарушению нормальной жизнедеятельности человека.

2. Примесные элементы. Эти элементы постоянно содержатся в организме животных и человека: Gа, Sb, Sr, Вг, F, В, Ве, Li, Si, Sn, Cs, Аl, Ва, Gе, Аs, Rb, Рb, Rа, Bi, Cd, Сг, Ni, Тi, Ag, Th, Нg,U, Se. Биологическая роль их мало выяснена или неизвестна.

3. Примесные элементы (Sс, Тl, In, Lа, Рг, Sm, W, Rе, Tb и др.). Обнаружены в организме человека и животных. Данные о количестве и биологическая роль не выяснены.

Элементы, необходимые для построения и жизнедеятельности различных клеток и организмов, называют биогенными элементами.

55. Какие явления относятся к поверхностным?

Поверхностные явления - эго физико-химические явления, которые обусловлены особыми (по сравнению с объемными) свойствами поверхностных слоев жидкостей и твердых тел. Различают следующие виды поверхностных явлений.

К поверхностным явлениям, связанных с уменьшением поверхности, можно отнести

1. стремление капель жидкости или пузырьков газа принять сферическую форму;

2. слипание твердых частиц дисперсной фазы (коагуляция);

3. слипание капель в ээмульсиях или пузырьков газа в пенах (коалесценция);

4. рост кристаллов.

56. Поверхностное натяжение жидкостей (определение и формула для расчета). Механизм возникновения поверхностного натяжения. Факторы, влияющие на величину поверхностного натяжения.

Поверхностное натяжение – это удельная свободная поверхностная энергия, т.е. свободная поверхностная энергия, приходящаяся на единицу межфазной поверхности.

Бесконечно малое изменение поверхностной энергии Гиббса (dG) с изменением величины площади поверхности при постоянных р и Т равно

dG = ζdS,

где dS –бесконечно малое изменение площади поверхности; ζ – коэффициент поверхностного натяжения. Из приведённого выражения следует (при постоянстве числа молей компонентов n):

Таким образом,

поверхностное натяжение можно представить как частную производную от величины энергии Гиббса по величине межфазной поверхности при р = const и Т=const и постоянных числах молей компонентов.

Коэффициент поверхностного натяжения или просто поверхностное натяжение ζ, является важной характеристикой любой жидкости. Физический смысл поверхностного натяжения может иметь энергетическое и силовое выражения.

Согласно энергетическому выражению, поверхностное натяжение ζ есть поверхностная энергия Гиббса единицы поверхности (т.е. удельная поверхностная энергия Гиббса). В таком случае σ равно работе, затраченной на образование единицы поверхности. Энергетической единицей σ является Дж/м2.

Силовое определение поверхностного натяжения формулируется так: ζ – это сила, действующая на поверхности по касательной к ней и стремящаяся сократить свободную поверхность тела до наименьших возможных пределов при данном объёме. В этом случае единицей измерения ζ является Н/м.

Энергетическое и силовое выражения ζ эквивалентны, и численная величина совпадает в обеих размерностях.

При площади поверхности раздела фаз S и поверхностном натяжении ζ поверхностная энергия Гиббса выражается таким образом: GS = ζS.