Конкуренция за катион или анион.

1) изолированное гетерогенное равновесие – образование в системе одного малорастворимого электролита: В растворе присутствуют в равных концентрациях ионы натрия Na+ и серебра Ag+. При введении хлорид-ионов Cl- образуется хлорид серебра. В реальных системах встречается редко.

2) совмещенное гетерогенное равновесие – образование в системе нескольких мало­растворимых электролитов, в первую очередь образуется менее растворимое соединение (с меньшим значением K_S), затем более растворимое (с бóльшим значением K_S). Происходит дробное осаждение.

а) исходная система – раствор ионов:

В растворе присутствуют в равных концентрациях карбонат-ионы CO32- и сульфат-ионы SO42-. При введении ионов кальция в первую очередь в осадок переходит карбонат кальция, т.к. KS (CaCO3) < KS(CaSO4), а затем выпадает сульфат кальция	В растворе присутствуют в равных концентрациях ионы стронция Sr2+ и кальция Ca2+. При введении фосфат ионов PO43- в первую очередь в осадок переходит фосфат стронция, т.к. KS(Sr3(PO4)2) < KS(Ca3(PO4)2), а затем выпадает фосфат кальция.

б) исходная система – насыщенный раствор малорастворимого электролита над осадком. Растворение осадка.

↓ CaSO₄ + Na₂CO₃ ↔ ↓ CaCO₃ + Na₂SO₄

насыщ. р-р

эта реакция идет легко и практически до конца в направлении слева направо (при нагревании, действием концентрированного раствора соды), т.к. K_S(CaSO₄) / K_S(CaCO₃) ≈ 5000. Т.к. сульфаты щелочноземельных металлов не растворяются в кислотах и щелочах, их перевод в легко растворимые карбонаты имеет практическое значение.

Важно учитывать при расчетах:

1. Значение К_s.
2. Концентрации веществ.
3. Электролитный фон: I(КРОВИ) = 0,167, γ(Ca²⁺) = 0,42.

6. Условия растворения и образования осадков.

Для образования осадка используют:

1) понижение t° (уменьшается растворимость), в редких случаях для уменьшения растворимости необходимо повысить температуру,

2) создание центров кристаллизации,

3) добавление одноименных ионов. Например, к BaSO_4насыщ добавляют K₂SO₄ и выпадает допол­нительное количество BaSO₄. Присутствие одноименного иона понижает растворимость малорастворимого электролита.

При растворении осадка раствор над осадком становится ненасыщенным. Для растворения осадка применяют:

1) разведение раствора – добавление воды;

2) удаление или связывание одного из ионов в более прочное соединение (выделение газа, образование слабого электролита, воды, комплексного иона):

CaCO₃ + 2HCl = CaCl₂ + CO₂­ + H₂O, CaCO₃^2- + 2H⁺ = CO₂ + H₂O + 2Сa²⁺,

Mg(OH)₂ + 2HCl = MgCl₂ + 2H₂O, Mg(OH)₂ + 2H⁺ = Mg²⁺ + 2H₂O,

AgCl + 2(NH₃ ∙ H₂O) = [Ag(NH₃)₂]Cl + 2H₂O,

AgCl + 2(NH₃ ∙ H₂O) = [Ag(NH₃)₂]⁺ + Cl^- + 2H₂O;

3) солевой эффект – повышение растворимости малорастворимых электролитов, находящихся в равновесии с осадком, при добавлении к ним других сильных электролитов, не имеющих одноименных ионов. Это связано с увеличением ионной силы. Коэффициент активности отличается от 1, т.е. активности ионов не равны концентрациям, меньше их. К насыщенному раствору сульфата бария добавляют хлорид калия, нитрат натрия, нитрат магния, осадок растворяется. a = γ ∙ C. П_С = γ(Вa²⁺) · γ(SO₄^2-) [Вa²⁺]×[SO₄^2-]. K_S >П_С, осадок растворяется.

7. Реакции, лежащие в основе образования неорганического вещества костной ткани

Формирование костной ткани начинается с плазмы крови, содержащей катионы кальция – C(Ca²⁺)_общ. = 2,5 ∙ 10^-3 моль/л, C(Ca²⁺)_иониз. = 1,1 ∙ 10^-3 моль/л и гидрофосфат-ионы С(HPO₄^2-) = 2,9 ∙ 10^-4 моль/л, а также другие катионы (Na⁺, K⁺) и анионы (Cl^-, HCO₃^-, H₂PO₄^-). В плазме образуется пересыщенный раствор гидрофосфата кальция,

т.к. K_S(CaHPO₄) = 2,7 ∙ 10^-7 < П_с = [Ca²⁺] ∙ [HPO₄^2-] = 3,2 ∙ 10^-7. Но процесс кристаллизации ограничивается образованием частиц коллоидного размера, стабилизированных кальциевыми и фосфатными ионами, а также белками.

Минерализация – образование костной ткани, происходит в клетках костной ткани – остеобластах, омываемых кровью. В остеобластах рН=8,3 – щелочная среда; повышенная концентрация гидрофосфат ионов HPO₄^2-. Основной компонент костной ткани – Ca₅(PO₄)₃(OH) - гидроксидфосфаткальция или гидроксиапатит. K_S (Ca₅(PO₄)₃(OH)) = 1,6 ∙ 10^-58.

Запись формулы, отражающей состав:

[3Ca₃(PO₄)₂ ∙ Ca(OH)₂ → Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂ –→ Ca₅(PO₄)₃(OH)].

Суммарная схема образования костной ткани:

минерализация

остеобласты→

5 Ca²⁺ + 3HPO₄^2- + 4OH^- ←——————→ Ca₅(PO₄)₃(OH) + H₂O

←остеокласты

резорбция

резорбция – рассасывание костной ткани, за резорбцию отвечают остеокласты – клетки костной ткани.

Сдвиг рН в кислую сторону способствует разрушению костной ткани: H⁺ + OH^- = H₂O

Полагают, что остеокласты выделяют СО₂, а фермент карбоангидраза, способствует образованию кислоты (Н₂СО₃) и растворению кальциевых соединений. Один остеокласт может разрушить столько кости, сколько создают 100 остеобластов за это же время. Функции остеобластов и остеокластов взаи­мосвязаны и коррелируют с участием гормонов (вещества органической природы, влияют на обмен веществ и физиологические функции), простагландинов (жирные кислоты), функ­циональной нагрузкой, витаминами и др.

Костная ткань взрослого человека в физиологических условиях находится в стационарном состоянии – поток массы по кальцию составляет 700-800 мг в сутки. Полная перестройка костной ткани происходит каждые 10 лет.