Otázka: Galvanický článek a voda
Předmět: Biofyzika
Přidal(a): BobanCreed
Galvanický článek
– přeměna chemické energie na elektrickou
– vzniká kontaktem elektrolytů s neušlechtilými kovy
– typický model
– kovové elektrody v prostředí elektrolytu obsahujícího stejné ionty
– elektrody jsou vodivě spojeny = propustná membrána – můžou procházet ionty x nemísí se
– nespojené elektrody
– pomalý přesun iontů, vznik tepla
– na povrchu vzniká rovnovážný stav
– ionty kovu přechází do roztoku a zůstávají elektrony => elektrické napětí
– napětí zabraňuje dalšímu přesunu iontů
– spojené elektrody
– elektrony začnou přecházet tam, kde je jich relativně méně => porušení rovnováhy
– na jedné elektrodě se ionty uvolňují, na druhé vylučují jako kov
– Nernstova rce:
U = U° + RT/zF ln(aEeaFf/aBbaDd)
– standartní stav => stejné aktivity => ln=0 => U=U°
– koncentrační článek
– stejné elektrody v roztoku o různé aktivitě iontů
U = RT/zF ln(a2/a1)
= analogie membránového napětí
Voda
– vysoká polarita
– elektronegativní O => vazebné úhly 104,5°
– vysoká relativní permitivita (asi 80) = zeslabuje el. vedení => vazebné síly polárních molekul
=> dobré polární rozpouštědlo, hydrolýza elektrolytů, …
– vodíkové vazby
– nevazebná interakce mezi parciálním nábojem na O a H => tetraedrická struktura => => stabilní kapalná fáze; teplem se rozpadá na kompaktnější clusterovou strukturu =>
=> nejvyšší hustota vody je při 3,98°C – zachování života ve vodě, …
– velké povrchové napětí
– solvatační (hydratační) obal
– shluk molekul vody okolo polárních molekul, iontů a smáčivých povrchů
– 1 nebo více vrstev
– zvýšená hustota, jiné mechanické vlastnosti
– vysoká měrná tepelná kapacita
– tepelně stabilizační funkce – zpomaluje ochlazování i ohřívání
– odpařování vody => termoregulační ochlazování
– autoprotolýza vody
– 10-7 moll-1 OH– a H3O+
– voda v organismu
– v těle asi 80%-53% podle věku
– volná x vázaná voda (solvatační obaly, hydrofilní povrchy)
– fce: – rozpouštědlo, vznik elektrolytu => vedení proudu, biomembrány
– prostředí reakcí
– reaktant i produkt mnoha reakcí (hydrolýza, hydratace, … ; dýchací řetězec)
– umožňuje transportní procesy – tělní tekutiny (difúze, makroskopický transport)
– termoregulace – dobrá tepelná vodivost, vysoká kapacita
– hydratační obaly => stabilizace biopolymerů a funkčních molekulárních struktur
