При экспериментальных исследованиях и непосредственных измерениях в реальных условиях обнаружилось, что в растворах количество ионов данного элемента в подавляющем большинстве случаев меньше общей массы элемента в растворе, т. е. не соответствует теоретически предполагаемым величинам. Количество непосредственно реагирующих ионов создавало меньшую концентрацию, чем должно было дать общее количество элемента.

Такая концентрация была названа эффективной концентрацией или активностью иона. Последняя определяется произведением коэффициента активности (у) на общую концентрацию вещества (с), т. е. a=YiCi...

Равенство Гиббса—Доннана. Некоторые жидкости, в организме характеризуются тем, что содержат не только ионы и мелкие молекулы, но и крупные заряженные молекулы. Типичный пример — система «клетка — окружающая среда». В клетке всегда содержатся крупные многозарядные молекулы, наиболее ярким примером таких молекул являются молекулы белка.

Приведем упрощенную схему системы, состоящей из двух камер, разделенных перегородкой, проницаемой для воды, К+ и С1~, но непроницаемой для белка. В 1-й камере находится раствор КС1, во 2-й — этот же раствор и белок. Как было указано ранее, белок в условиях организма несет отрицательный заряд. Предположим, что каждая молекула белка несет v элементарных зарядов.

Ионы К+ будут притягиваться к ним, а ионы Сl- отталкиваться от них. Произойдет перераспределение ионов, изменение концентраций; возникает равновесное состояние, при котором вследствие перераспределения зарядов через мембрану между обеими ее сторонами возникает разность потенциалов со знаком «плюс» со стороны белка.
В силу макроскопического закона сохранения заряда суммарный положительный заряд в каждой камере равен суммарному отрицательному заряду.

Коэффициент отражения. Биологические мембраны имеют определенные функциональные характеристики. Одной из них является проницаемость. Крайними случаями является полное пропускание молекул через мембрану (характерно для воды) или полная непроницаемость (характерна для белка).

В общем случае проницаемость определяет, какая часть молекул какого-либо определенного вещества проходит через мембрану, а какая не проходит или «отражается» от нее. Осмотически активны только отраженные молекулы. Величина, указывающая непроникающую часть молекул, и называется коэффициентом отражения (а). Эта величина может колебаться от нуля (полная проницаемость, отсутствие перепада осмотического давления по данному виду молекул) до единицы (полное отражение, все количество частиц осмотически активно и вызывает перепад давления между сторонами мембраны).

Осмотическое давление биологических жидкостей как многокомпонентных растворов. В жидкостях организма в растворенном виде содержатся различные осмотически активные вещества: незаряженные молекулы, ионы, мелкие и крупные заряженные молекулы. Ионы образуются при растворении электролитов в воде.

Электролиты в растворе могут быть диссоциированы полностью, частично и мало, что обусловлено температурой растворов, силой внутримолекулярных взаимодействии электролита. Поэтому число ионов в раствора не всегда соответствует их количеству в молекуле электролита. Степень диссоциации учитывает коэффициент Вант — Хоффа (Ф). Он неодинаков для различных веществ.

- Читать далее "Осмотически активные вещества в организме. Осмолярность жидкостей детского организма"