Неорганические вещества, входящие в состав клетки. 9 класс

Похожие презентации:

Эндокринная система

Анатомо — физиологические особенности сердечно — сосудистой системы детей

Хронический панкреатит

Топографическая анатомия верхних конечностей

Анатомия и физиология сердца

Мышцы головы и шеи

Эхинококкоз человека

Черепно-мозговые нервы

Анатомия и физиология печени

Топографическая анатомия и оперативная хирургия таза и промежности

Неорганические
вещества,
входящие в
состав клетки.
9 класс. Ахатова О.В.

2. Цели урока.

• 1.Показать многообразие химических
элементов и соединений, входящих в
состав живых организмов, значение их в
процессах жизнедеятельности.
• 2. Продолжить формирование умений и
навыков самостоятельной работы с
учебником, умение выделять главное,
формулировать выводы.
• 3.Воспитывать ответственное отношение к
выполнению полученных заданий.
• Жизнедеятельность всех живых систем
проявляется во взаимодействии молекул
различных химических веществ. В
составе живой природы обнаружено
более 80 химических элементов, 27 из
которых выполняют определенные
функции, остальные попадают в
организмы с пищей, водой, воздухом.

4. Все элементы по содержанию их в живых организмах разделяют на 3 группы.

Все элементы по содержанию их в
живых организмах разделяют на 3
группы.
Макроэлементы %
Микроэлементы %
Ультрамикроэлементы
%
Кислород 65-75
Углерод 15-18
Азот 1,5 – 3
Водород 8 -10
Магний 0,02 – 0,03
Калий 0,15-2,00
Натрий ),02 – 0,03
Кальций 0.04 -2,00
Железо 0,01 – 0,15
Сера 0,15 – 0,2
Фосфор 0.20 – 1,00
От 0,001 до
0,000001.
Бор
Кобальт
Медь
Молибден
Цинк
Ванадий
Йод
Бром
Не превышает 0,000001.
Уран
Радий
Золото
Ртуть
Берилий
Цезий
Селен

Содержание химических элементов
в теле человека.
Химические соединения,
содержащиеся в живых организмах (%).
Вода 75 — 85
Органические
вещества
Белки -10-20
Углеводы- 0,2-2,0
Нуклеиновые
кислоты -1-2
Жиры -1-5
Низкомолекулярные
органические
вещества -0,1-0,5
Минеральные соли
1,0 – 1,5



Название Особенности строения Функции
Вода
Строение молекулы
Н+
Н+
О—
Диполь
+
—
•Универсальный
растворитель;
•Выполняет функцию
терморегуляции;
•Обеспечивает гидролиз,
окисление
высокомолекулярных
органических соединений.
•Является осморегулятором,
влияет на физические
свойства клетки.
•Обеспечивает перенос и
выделение определенных
веществ из клетки и в клетку.
Молекула воды.
Название Особенности
строения
Мине
раль
ные
А) в
диссоциированном
состоянии:
в виде катионов: К+,
Na+, Ca++, Mg++;
соли
В виде анионов:
h3PO4-, Cl-, HCO3-,HP
Функции
Влияют на:
•Постоянство внутренней
среды клетки и
организма, обеспечивая
кислотно – щелочное
равновесие (буферность)
• Осмотичесое давление,
поступление воды в
клетку.
•Активируют ферменты.
Названи
е
Особенности строения
Функции
Мине
раль
ные
Б) в связанном с
органическими
веществами состоянии
обеспечивают многие
функции:
Магний
*участвует в построении
молекулы гемоглабина
*входит в состав
хлорофила.
•Входит в состав многих
окислительных
ферментов.
•Содержится в составе
молекул тироксина
•Обеспечивает
электрический заряд на
мембранах нервных
волокон
соли
Медь
Йод
Натрий и калий
Кобальт
1. Химический состав всех живых
• организмов сходен.
2. Кислород, углерод, азот, водород –
наиболее распространенные элементы в
живой природе.
3. Кислород, углерод, азот, водород –
элементы ,характерные только для
живой природы.
4. Вода – хороший растворитель.
5. Йод. Фтор, медь – микроэлементы.

15. Верно ли утверждение?

• 6. Фтор препятствует возникновению
кариеса зубов.
• 7.Йод необходим для работы щитовидной
железы.
• 8. Вода – диполь, т.е. молекула полярна.
• 9.Среда в клетке кислая.
• 10. Сходство химического состава клеток
растений и животных говорит о единстве
органического мира.

1, 2, 4 ,5,
6, 7, 8,
10.

Глав 9.
П. 21.
Вопросы 1-5.
Молодцы
!

English     Русский Правила

Урок биологии в 9 классе по теме «Химическая организация клетки. Неорганические вещества»

Урок биологии в 9 классе по теме «Химическая организация клетки. Неорганические вещества»

12+  Свидетельство СМИ ЭЛ № ФС 77 — 70917 Лицензия на образовательную деятельность №0001058

Пользовательское соглашение     Контактная и правовая информация

 

Педагогическое сообщество УРОК.РФ

Бесплатные всероссийские конкурсы

Бесплатные сертификаты за публикации

Нужна помощь? Инструкции для новых участников

Бесплатная   онлайн-школа для 1-4 классов

Всё для аттестацииПубликация в сборникеВебинарыЛэпбукиПрофтестыЗаказ рецензийНовости

Библиотека

▪Методические разработки

▪Уроки

Материал опубликовала

5

#9 класс #Биология #ФГОС #Методические разработки #Урок #Методист #Учитель-предметник #Студент-практикант #Школьное образование #УМК Н. И. Сонина

Нажмите, чтобы скачать публикацию
в формате MS WORD (*.DOC)

Размер файла: 17.29 Кбайт

Презентация к Модулю 2.
PPT / 626 Кб

/data/files/p1669399251.ppt (Презентация к Модулю 2.)Модуль 2. Тема «Химическая организация клетки. Неорганические вещества».

Дидактические цели: в результате овладения содержанием модуля вы узнаете элементарный состав клетки, строение и функции воды и минеральных солей в процессах жизнедеятельности клетки; продолжите развитие навыков самостоятельной работы.

Литература: Мамонтов С.Г. и др. Биология. Общие закономерности. 9 класс. Москва. Дрофа, 2014 г.

№УЭ	Учебный элемент с указанием заданий	Рекомендации	«Ключи» к источнику информации
УЭ – 0 (2 мин)	Цель: В процессе работы с учебными элементами вы изучите элементарный состав клетки и будете иметь представление о роли неорганических веществ в клетке.	Внимательно прочитайте цель урока. Познакомьтесь с модулем.
УЭ – 1 (5 мин)	Цель: Актуализировать знания, полученные ранее при изучении темы «Химические вещества в клетке». Задание 1. Заполните схему «Химические вещества»	Работайте в контрольной тетради. Используйте аббревиатурные обозначения. Взаимопроверка. 7 – 8 верных ответов – оценка «5», 5 – 6 – оценка «4», 3 — 4 – оценка «3». Ваша оценка: Перенесите схему в рабочую тетрадь.	Слайд 2.
УЭ – 2 (10 мин)	Цель: Познакомиться с основными группами неорганических компонентов живых организмов – макро-, ультра-, микроэлементами, рассмотреть на конкретных примерах их важную роль в различных биологических процессах. Задание 1. Используя текст учебника, заполните таблицу «Химические элементы в клетке». Смотри Приложение 1. Задание 2. Используя материал, занесённый в таблицу, ответьте на следующие вопросы: 1. Недостаток какого элемента у растений вызывает пожелтение листьев? 2. Недостаток какого элемента в организме человека вызывает базедову болезнь? 3. Какой химический элемент входит в состав эритроцитов человека? 4. Недостаток какого элемента вызывает кариес?	Смотри и работай в таблице – Приложение 1. Ответы запишите в контрольную тетрадь. Самопроверка. Всё верно – «5», 3 верных ответа – оценка «4», 2 — «3» . Ваша оценка:	Стр. 104 – 105 Слайд 3.
УЭ – 3 (10 мин)	Цель: Изучить строение и функции воды. Задание 1. Прослушайте рассказ учителя о строении молекулы воды. Задание 2. Составьте конспект «Биологическая роль воды».	Зарисуйте за учителем строение молекулы воды. Работайте в тетрадях. Найдите не менее 4 значений воды.	Слайд 4. Стр. 105 — 106 от слов «Вода – превосходный…» до конца пункта.
УЭ – 4 (8 мин)	Цель: Изучить роль минеральных солей в обеспечении процессов жизнедеятельности клетки. Задание 1. Составьте конспект «Биологическая роль минеральных солей». Запишите понятие буферность.	Работайте в тетрадях. Найдите не менее 3 значений минеральных солей.	Стр. 106 – 107
УЭ – 5 (6 мин)	Цель: Закрепить полученные знания. Задание 1. Ответьте на следующие вопросы выходного контроля: 1.Какие химические элементы составляют большую часть массы клетки? 2. Почему «вода – сама жизнь»? 3. Какие вещества обусловливают буферные свойства клетки?	Устно. Обсудите вопросы и ответы с одноклассником. Оцените свою работу. Ваша оценка:	Пользуйтесь текстом учебника и записями в тетради.
УЭ – 6 (4 мин)	Цель: Подведение итогов урока. Задание 1. Прочитайте цель урока. Достигли мы её? В какой степени? Задание 2. Оцените свою работу на уроке: «отлично», «хорошо», «удовлетворительно». Задание 3 (Домашнее). Если тебе не удалось ответить на вопросы выходного контроля или ты не успел поработать со всеми учебными элементами, поработай с модулем дома.	Работай вместе с классом. Ваша оценка: Сдайте работу на проверку учителю в индивидуальном порядке.

С пасибо за работу!

П риложение 1 к Модулю 2. Таблица «Химические элементы в клетке»

Группа	Пример химических элементов	Количество в клетке	Значение отдельных элементов
Макроэлементы	1. 2. 3. 4.		1.
Ультраэлементы	1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.		1. 2. 3. Са 4. 5. Mq
Микроэлементы	1. 5. 2. 6. 3. 7. 4. 8.		1. 2. 3.

Работа выполнена……………………………………. Самооценка………………………. Оценка учителя……………………..

Опубликовано 25.11.22 в 21:01 в группе «Урок биологии»

Чтобы написать комментарий необходимо авторизоваться.

Закрыть

Глава 4. Неорганические соединения, необходимые для жизнедеятельности человека. Биология. 140. Биология человека. OpenStax CNX. 25 февраля 2016 г. http://cnx.

org/contents/e4e45509-bfc0-4aee-b73e-17b7582bf7e1@4. © 25 февраля 2016 г. OpenStax. Контент учебников, созданный OpenStax, находится под лицензией Creative Commons Attribution License 4.0.

Цели обучения

• Сравнение неорганических и органических соединений
• Определите свойства воды, которые делают ее необходимой для жизни
• Объясните роль солей в функционировании организма
• Различать кислоты и основания и объяснять их роль в рН
• Обсудите роль буферов в поддержании организмом гомеостаза pH

 

Понятия, которые вы уже изучили в этой главе, управляют всеми формами материи и могут служить основой как для геологии, так и для биологии. Этот раздел главы сужает фокус до химии человеческой жизни; то есть соединения, важные для структуры и функций организма. Как правило, эти соединения являются либо неорганическими, либо органическими.

• Неорганическое соединение    – это вещество, которое не содержит ни углерода, ни водорода. Многие неорганические соединения содержат атомы водорода, такие как вода (H ₂ O) и соляная кислота (HCl), вырабатываемая желудком. Напротив, только несколько неорганических соединений содержат атомы углерода. Углекислый газ (CO ₂ ) является одним из немногих примеров.
• Таким образом, органическое соединение   представляет собой вещество, содержащее как углерод, так и водород. Органические соединения синтезируются посредством ковалентных связей в живых организмах, в том числе в организме человека. Вспомните, что углерод и водород являются вторым и третьим по распространенности элементами в вашем теле. Вскоре вы обнаружите, как эти два элемента сочетаются в продуктах, которые вы едите, в соединениях, составляющих структуру вашего тела, и в химических веществах, питающих ваше функционирование.

В следующем разделе рассматриваются три группы неорганических соединений, необходимых для жизни: вода, соли, кислоты и основания. Органические соединения рассматриваются далее в этой главе.

Вода

До 70 процентов массы тела взрослого человека составляет вода. Эта вода содержится как внутри клеток, так и между клетками, из которых состоят ткани и органы. Несколько ее функций делают воду незаменимой для жизнедеятельности человека.

Вода в качестве смазки и прокладки

Вода является основным компонентом многих смазывающих жидкостей организма. Подобно тому, как масло смазывает дверные петли, вода в синовиальной жидкости смазывает движения суставов тела, а вода в плевральной жидкости помогает легким расширяться и сжиматься при дыхании. Водянистые жидкости способствуют прохождению пищи по пищеварительному тракту и обеспечивают движение соседних органов брюшной полости без трения.

Вода также защищает клетки и органы от физических травм, например, амортизирует мозг внутри черепа и защищает нежную нервную ткань глаз. Вода смягчает развивающийся плод и в утробе матери.

Вода как поглотитель тепла

Поглотитель тепла — это вещество или объект, который поглощает и рассеивает тепло, но не подвергается соответствующему повышению температуры. В организме вода поглощает тепло, выделяемое химическими реакциями, без значительного повышения температуры. Более того, когда температура окружающей среды резко возрастает, вода, хранящаяся в организме, помогает охлаждать тело. Этот охлаждающий эффект возникает, когда теплая кровь из ядра тела течет к кровеносным сосудам прямо под кожей и переносится в окружающую среду. В то же время потовые железы выделяют теплую воду вместе с потом. Когда вода испаряется в воздух, она уносит тепло, а затем более холодная кровь с периферии циркулирует обратно к ядру тела.

Вода как компонент жидких смесей

Смесь представляет собой комбинацию двух или более веществ, каждое из которых сохраняет свою химическую идентичность. Другими словами, составляющие вещества не связаны химически в новое, более крупное химическое соединение. Эту концепцию легко представить, если подумать о порошкообразных веществах, таких как мука и сахар; когда вы перемешиваете их вместе в миске, они, очевидно, не связываются, образуя новое соединение. Комнатный воздух, которым вы дышите, представляет собой смесь газов, состоящую из трех отдельных элементов — азота, кислорода и аргона — и одного соединения — двуокиси углерода. Существует три типа жидких смесей, все из которых содержат воду в качестве ключевого компонента. Это растворы, коллоиды и суспензии.

Чтобы клетки тела выжили, их необходимо поддерживать во влажном состоянии в жидкости на водной основе, называемой раствором. В химии жидкий раствор состоит из растворителя, растворяющего вещество, называемое растворенным веществом. Важной характеристикой растворов является их однородность; то есть молекулы растворенного вещества равномерно распределены по всему раствору. Если бы вы размешали чайную ложку сахара в стакане воды, сахар растворился бы в молекулах сахара, разделенных молекулами воды. Отношение сахара к воде в левой части стакана будет таким же, как отношение сахара к воде в правой части стакана. Если бы вы добавили больше сахара, соотношение сахара и воды изменилось бы, но распределение — при условии, что вы хорошо перемешали — все равно было бы равномерным.

Вода считается «универсальным растворителем», и считается, что жизнь не может существовать без воды из-за этого. Вода, безусловно, самый распространенный растворитель в организме; практически все химические реакции в организме происходят между соединениями, растворенными в воде. Поскольку молекулы воды полярны, с областями положительного и отрицательного электрического заряда, вода легко растворяет ионные соединения и полярные ковалентные соединения. Такие соединения называются гидрофильными или «водолюбивыми». Как было сказано выше, сахар хорошо растворяется в воде. Это связано с тем, что молекулы сахара содержат области полярных водородно-кислородных связей, что делает его гидрофильным. Неполярные молекулы, плохо растворяющиеся в воде, называются гидрофобными или «водобоязненными».

Концентрации растворенных веществ

В химии описаны различные смеси растворенных веществ и воды. Концентрация данного растворенного вещества — это количество частиц этого растворенного вещества в данном пространстве (кислород составляет около 21 процента атмосферного воздуха). В кровотоке человека концентрация глюкозы обычно измеряется в миллиграммах (мг) на децилитр (дл), а у здорового взрослого человека она составляет в среднем около 100 мг/дл. Другой метод измерения концентрации растворенного вещества — его молярность, то есть количество молей (М) молекул на литр (л). Моль элемента — это его атомный вес, а моль соединения — это сумма атомных весов его компонентов, называемая молекулярной массой. Часто используемый пример — расчет моля глюкозы с химической формулой C ₆ Н ₁₂ О ₆ . Используя периодическую таблицу, атомный вес углерода (С) составляет 12,011 грамма (г), а в глюкозе шесть атомов углерода, что дает общий атомный вес 72,066 г. Делая те же расчеты для водорода (H) и кислорода (O), молекулярная масса равна 180,156 г («молекулярная масса грамма» глюкозы). При добавлении воды для получения одного литра раствора получается один моль (1М) глюкозы. Это особенно полезно в химии из-за связи молей с «числом Авогадро». В моле любого раствора содержится одинаковое количество частиц: 6,02 × 10 ²³ . Многие вещества в кровотоке и других тканях тела измеряются тысячными долями моля или миллимолями (мМ).

 Коллоид – это смесь, похожая на тяжелый раствор. Частицы растворенного вещества состоят из крошечных сгустков молекул, достаточно больших, чтобы сделать жидкую смесь непрозрачной (поскольку частицы достаточно велики, чтобы рассеивать свет). Знакомыми примерами коллоидов являются молоко и сливки. В щитовидной железе гормон щитовидной железы хранится в виде густой белковой смеси, также называемой коллоидом.

Суспензия – это жидкая смесь, в которой более тяжелое вещество временно взвешено в жидкости, но со временем оседает. Такое отделение частиц от суспензии называется седиментацией. Пример оседания происходит в анализе крови, который устанавливает скорость оседания или скорость седации. Тест измеряет, как быстро эритроциты в пробирке оседают из водянистой части крови (известной как плазма) в течение установленного периода времени. Быстрое осаждение клеток крови обычно не происходит в здоровом организме, но аспекты некоторых заболеваний могут вызывать слипание клеток крови, и эти тяжелые скопления клеток крови оседают на дно пробирки быстрее, чем нормальные клетки крови.

Роль воды в химических реакциях

Два типа химических реакций связаны с образованием или потреблением воды: дегидратация, синтез и гидролиз.

• В синтезе дегидратации один реагент отдает атом водорода, а другой реагент отдает гидроксильную группу (ОН) при синтезе нового продукта. При образовании их ковалентной связи в качестве побочного продукта выделяется молекула воды (рис. 1). Это также иногда называют реакцией конденсации.
• При гидролизе молекула воды разрушает соединение, разрывая его связи. Вода сама расщепляется на Н и ОН. Затем одна часть разорванного соединения связывается с атомом водорода, а другая часть связывается с гидроксильной группой.

Эти реакции являются обратимыми и играют важную роль в химии органических соединений (которая будет обсуждаться в ближайшее время).

Дегидратация, синтез и гидролиз

 

Рисунок 1: Мономеры, основные единицы для построения более крупных молекул, образуют полимеры (два или более химически связанных мономера). (а) При дегидратационном синтезе два мономера ковалентно связываются в результате реакции, в которой один отдает гидроксильную группу, а другой — атом водорода. Молекула воды высвобождается как побочный продукт при реакциях дегидратации. (б) При гидролизе ковалентная связь между двумя мономерами расщепляется за счет присоединения атома водорода к одному и гидроксильной группы к другому, что требует вклада одной молекулы воды.

Соли

Напомним, что соли образуются, когда ионы образуют ионные связи. В этих реакциях один атом отдает один или несколько электронов и, таким образом, становится положительно заряженным, тогда как другой принимает один или несколько электронов и становится отрицательно заряженным. Теперь вы можете определить соль как вещество, которое при растворении в воде диссоциирует на ионы, отличные от H ⁺  или OH ^– . Этот факт важен для отличия солей от кислот и оснований, о чем пойдет речь далее.

Типичная соль NaCl полностью диссоциирует в воде (рис. 2). Положительные и отрицательные участки молекулы воды (концы водорода и кислорода соответственно) притягивают отрицательные ионы хлорида и положительные ионы натрия, отталкивая их друг от друга. Опять же, в то время как неполярные и полярные ковалентно связанные соединения распадаются на молекулы в растворе, соли диссоциируют на ионы. Эти ионы являются электролитами; они способны проводить электрический ток в растворе. Это свойство имеет решающее значение для функции ионов в передаче нервных импульсов и стимулировании сокращения мышц.

Диссоциация хлорида натрия в воде

 

Рисунок 2: Обратите внимание, что кристаллы хлорида натрия диссоциируют не на молекулы NaCl, а на катионы Na ⁺ и анионы Cl ^– , каждый из которых полностью окружен молекулами воды.

Многие другие соли важны для организма. Например, соли желчных кислот, вырабатываемые печенью, помогают расщеплять пищевые жиры, а соли фосфата кальция образуют минеральную часть зубов и костей.

Кислоты и основания

Кислоты и основания, как и соли, диссоциируют в воде на электролиты. Кислоты и основания могут очень сильно изменять свойства растворов, в которых они растворены.

Кислоты

Кислота – это вещество, которое высвобождает ионы водорода (H ⁺ ) в растворе (рис. 3а). Поскольку атом водорода имеет только один протон и один электрон, положительно заряженный ион водорода — это просто протон. Этот уединенный протон с большой долей вероятности может участвовать в химических реакциях. Сильные кислоты — это соединения, которые высвобождают весь свой H ⁺ в растворе; то есть они полностью ионизируются. Соляная кислота (HCl), которая высвобождается из клеток слизистой оболочки желудка, является сильной кислотой, поскольку она высвобождает все свои H ⁺  в водянистой среде желудка. Эта сильная кислота способствует пищеварению и убивает проглоченные микробы. Слабые кислоты полностью не ионизируются; то есть некоторые из их водородных ионов остаются связанными внутри соединения в растворе. Примером слабой кислоты является уксус или уксусная кислота; его называют ацетатом после того, как он отдает протон.

Кислоты и основания

Рис. 3: (a) В водном растворе кислота диссоциирует на ионы водорода (H ⁺ ) и анионы. Почти каждая молекула сильной кислоты диссоциирует, образуя высокую концентрацию H ⁺ . (б) В водном растворе основание диссоциирует на гидроксильные ионы (ОН ^– ) и катионы. Почти каждая молекула сильного основания диссоциирует, образуя высокую концентрацию ОН ^– .

Основания

Основание – это вещество, которое высвобождает гидроксильные ионы (OH ^–) в растворе или принимает H ⁺ , уже присутствующие в растворе (см.  Рисунок 3b). Ионы гидроксила или другое основание объединяются с присутствующими H ⁺ с образованием молекулы воды, тем самым удаляя H ⁺  и снижая кислотность раствора. Сильные основания высвобождают большую часть или все свои гидроксильные ионы; слабые основания выделяют только некоторые гидроксильные ионы или поглощают только несколько H ⁺ . Пища, смешанная с соляной кислотой из желудка, обожгла бы тонкую кишку, следующую за желудком часть пищеварительного тракта, если бы не выделение бикарбоната (HCO ₃ ^— ), слабая база, притягивающая H ⁺ . Бикарбонат принимает часть протонов H ⁺  , тем самым снижая кислотность раствора.

Понятие рН

Относительная кислотность или щелочность раствора может быть указана его рН. pH раствора – это отрицательный логарифм по основанию 10 концентрации ионов водорода (H ⁺ ) в растворе. Например, раствор с pH 4 имеет концентрацию H ⁺ , которая в десять раз выше, чем у раствора с pH 5. То есть раствор с pH 4 в десять раз более кислый, чем раствор с pH 5. Концепция pH станет более понятной, когда вы изучите шкалу pH, как показано на Рисунке 4. Шкала состоит из ряда приращений от 0 до 14. Раствор с рН 7 считается нейтральным — ни кислым, ни щелочным. Чистая вода имеет рН 7. Чем меньше число ниже 7, тем более кислый раствор или тем выше концентрация Н ⁺ . Концентрация ионов водорода при каждом значении рН в 10 раз отличается от следующего значения рН. Например, значение рН 4 соответствует концентрации протонов 10 ^–4 М, или 0,0001 М, а значение рН 5 соответствует концентрации протонов 10 ^–5 М, или 0,00001 М. Чем выше число выше 7, тем более щелочным (щелочным) является раствор, или ниже концентрация H ⁺ . Человеческая моча, например, в десять раз более кислая, чем чистая вода, а HCl в 10 000 000 раз более кислая, чем вода. 9Рисунок 4 При этом слегка щелочном рН кровь может снизить кислотность, возникающую из-за того, что углекислый газ (CO ₂ ) постоянно выделяется в кровоток триллионами клеток тела. Гомеостатические механизмы (наряду с выдыханием CO ₂ при дыхании) обычно удерживают pH крови в этом узком диапазоне. Это очень важно, потому что колебания — слишком кислые или слишком щелочные — могут привести к опасным для жизни расстройствам.

Все клетки организма зависят от гомеостатической регуляции кислотно-щелочного баланса при рН примерно 7,4. Таким образом, в организме есть несколько механизмов для этой регуляции, включая дыхание, выделение химических веществ с мочой и внутреннее высвобождение химических веществ, которые в совокупности называются буферами, в жидкости организма. Буфер представляет собой раствор слабой кислоты и сопряженного с ней основания. Буфер может нейтрализовать небольшое количество кислот или оснований в жидкостях организма. Например, если есть даже незначительное снижение рН жидкости организма ниже 7,35, буфер в жидкости — в данном случае действующий как слабое основание — будет связывать избыток ионов водорода. Напротив, если pH поднимается выше 7,45, буфер будет действовать как слабая кислота и вносить ионы водорода.

Гомеостатический дисбаланс: кислоты и основания

---

Повышенная кислотность крови и других жидкостей организма известна как ацидоз. Распространенными причинами ацидоза являются ситуации и расстройства, которые снижают эффективность дыхания, особенно способность человека полностью выдыхать, что вызывает накопление CO ₂  (и H ⁺ ) в кровотоке. Ацидоз также может быть вызван метаболическими проблемами, которые снижают уровень или функцию буферов, действующих как основания, или которые способствуют выработке кислот. Например, при тяжелой диарее организм может терять слишком много бикарбоната, что приводит к накоплению кислот в жидкостях организма. У людей с плохо управляемым диабетом (неэффективное регулирование уровня сахара в крови) кислоты, называемые кетонами, вырабатываются в качестве топлива для организма. Они могут накапливаться в крови, вызывая серьезное состояние, называемое диабетическим кетоацидозом. Почечная недостаточность, печеночная недостаточность, сердечная недостаточность, рак и другие заболевания также могут вызывать метаболический ацидоз.

Напротив, алкалоз представляет собой состояние, при котором кровь и другие жидкости организма имеют слишком щелочную реакцию (щелочную реакцию). Как и в случае с ацидозом, респираторные расстройства являются основной причиной; однако при респираторном алкалозе уровень углекислого газа падает слишком низко. Заболевания легких, передозировка аспирина, шок и обычное беспокойство могут вызвать респираторный алкалоз, который снижает нормальную концентрацию H ⁺ .

Метаболический алкалоз часто возникает в результате длительной сильной рвоты, которая вызывает потерю ионов водорода и хлора (как компонентов HCl). Лекарства также могут вызвать алкалоз. К ним относятся мочегонные средства, которые заставляют организм терять ионы калия, а также антациды, принимаемые в чрезмерных количествах, например, при постоянной изжоге или язве.

 

Обзор главы

Неорганические соединения, необходимые для жизнедеятельности человека, включают воду, соли, кислоты и основания. Эти соединения неорганические; то есть они не содержат ни водорода, ни углерода. Вода является смазкой и подушкой, теплоотводом, компонентом жидких смесей, побочным продуктом реакций дегидратационного синтеза, реагентом в реакциях гидролиза. Соли – это соединения, которые при растворении в воде диссоциируют на ионы, отличные от Н ⁺ или OH ^– . Напротив, кислоты выделяют H ⁺ в раствор, делая его более кислым. Основания принимают H ⁺ , тем самым делая раствор более щелочным (едким).

pH любого раствора равен его относительной концентрации H ⁺ . Раствор с рН 7 нейтрален. Растворы с рН ниже 7 являются кислотами, а растворы с рН выше 7 — щелочами. Изменение на одну цифру шкалы pH (например, с 7 до 8) соответствует десятикратному увеличению или уменьшению концентрации H ⁺ . У здорового взрослого человека рН крови колеблется от 7,35 до 7,45. Механизмы гомеостатического контроля, важные для поддержания крови в здоровом диапазоне pH, включают химические вещества, называемые буферами, слабыми кислотами и слабыми основаниями, высвобождаемыми, когда pH крови или других жидкостей организма колеблется в любом направлении за пределами этого нормального диапазона.

Разница между органическими и неорганическими соединениями

Соединения содержат углерод в качестве одного из своих основных компонентов, независимо от того, находится ли он в твердом, газообразном или жидком состоянии, называется органическим соединением. Приводятся различные теории органических соединений, связанные с их структурными формулами, моделями с заполнением пространства и структурами Льюиса.

Неорганическая химия — это часть химии, которая фокусируется на соединениях, в которых отсутствует углерод. Неорганические вещества идентифицируются по отсутствию связи углерода и водорода. Примерами неорганических соединений являются соли, химические вещества и металлы.

Типы соединений

Ассоциация атомов различных элементов приводит к образованию соединений. В зависимости от вида притяжения, которое существует между атомами соединения, соединения подразделяются на четыре основные категории. Они заключаются в следующем.

1. Covalent compounds

2. Ionic compounds

3. Metallic compounds

4. Coordinate covalent compounds

1. Covalent compounds: In covalent compounds, atoms of different elements share their electrons to attain stability

2. Ионные соединения: В ионных соединениях атомы различных элементов связаны друг с другом посредством полной передачи их электронов.

3. Соединения металлов: Соединения металлов характеризуются ассоциацией атомов различных металлов сильными металлическими силами

4. Ковалентно-ковалентные соединения.

(Изображение будет загружено в ближайшее время)

Синтез органических соединений

Открытие мочевины произвело революцию в области органической химии. В 1845 году это открытие помогло Кольбе работать над получением уксусной кислоты в лаборатории, а Хеннель успешно работал над получением этилового спирта.

Бертло в 1856 году успешно получил метан в лаборатории без использования живых организмов.

 

Новая версия органической химии

После успешного синтеза различных органических соединений в лаборатории теория жизненной силы была полностью проигнорирована. Углубленное изучение органических соединений показало, что эти соединения в основном состоят из углерода. Изучение соединений углерода в основном известно как органическая химия.

Здесь следует отметить одну вещь: простое присутствие углерода в соединении не указывает на то, что соединение является органическим. Например, CO ₂ содержит углерод, но является неорганическим соединением.

Глубокое понимание структуры органических соединений показывает, что все органические соединения состоят из углерода в качестве основного компонента, который также неизменно связан с водородом. Эти органические соединения, состоящие в основном из углерода и водорода, называются углеводородами.

Существует большое количество органических соединений, которые содержат неорганические частицы, такие как азот, сера, фосфор и т. д. Но эти соединения являются производными только углеводородов и, следовательно, считаются органическими соединениями.

Следовательно, органическая химия определяется как химия углеводородов и их производных.

 

Разница между органическими и неорганическими соединениями

В первые годы развития химии химики предприняли множество безуспешных попыток синтезировать органические соединения в лаборатории. После многочисленных неудач все их усилия оказались тщетными, и они были вынуждены поверить, что органические соединения могут быть синтезированы по особому механизму, который возможен только внутри живых существ. Следовательно, в отличие от неорганических соединений, органические соединения не могут быть получены в лаборатории. Все организмы в основном состоят из органических молекул. Органические молекулы, которые очень важны для нас, — это в основном углеводы, белки, липиды и т. д.

 

История органической химии насчитывает около 200 лет. В конце семнадцатого века химики всего мира начали проводить различие между органическими соединениями, полученными из растений и животных, и неорганическими молекулами, полученными из минеральных ресурсов.

Различия между органическими и неорганическими соединениями приведены ниже в табличной форме для лучшего понимания.

Параметры	Органическое соединение	Неорганическое соединение
Состав	В основном содержит углерод, водород и кислород.	Обычно не содержит углерода.
Природа соединений	Ковалентное соединение	Электровалентные/ионные/ковалентные соединения0009	Low	High
Solubility in water	Insoluble	Soluble
Solubility in organic solvents	Soluble	Insoluble
Электропроводность	Плохие проводники	Хорошие проводники
Combustibility	Combustible	Non-Combustible
Volatile nature	Volatile	Non-volatile
Catenation	exhibited	Не экспонируется
Изомерия	Экспонируется	Не экспонируется

 

Причины присутствия большого количества органических соединений

Поскольку мы знаем, что органические соединения в основном состоят из углерода и водорода, основные свойства углерода приводят к образованию такого большого количества соединения.

1. Четырехвалентность: Атомный номер углерода равен 6. Это означает, что он содержит 4 электрона в своей валентной оболочке. Чтобы удовлетворить свою валентность, углерод подвергается образованию ковалентной связи.

2. Малый размер углерода: Из-за небольшого размера углерода его ядро ​​более открыто и позволяет углероду разместить вокруг себя четыре разновидности, чтобы удовлетворить свою валентность.

3. Катетерация: Это свойство углерода самосвязываться, которое позволяет ему соединяться с большим количеством углерода для удовлетворения его валентности.

 

Три указанные выше причины однозначно оправдывают наличие на Земле большого количества органических соединений.

 

С другой стороны, неорганические соединения естественным образом встречаются в минералах земной коры, поэтому их количество ограничено. Большинство неорганических соединений не проявляют четырехвалентности и цепной связи, поэтому их количество ограничено.

Типы органических соединений

Как известно, большинство органических соединений являются производными углеводородов, поэтому для изучения типов органических соединений начнем с типов углеводородов.

Эти два типа углеводородов в основном классифицируются на основе количества связей между присутствующими в них атомами углерода.

(Изображение будет загружено в ближайшее время) атомы углерода известны как алканы. Они имеют максимальное количество атомов водорода, связанных с атомами углерода.

Общая формула соединений этого семейства Cnh3n+1 т.е. последовательные соединения алканов отличаются друг от друга по составу на -СН ₂ группа.

2. Ненасыщенные углеводороды

Те органические соединения, которые имеют недостаточное количество атомов водорода, подвергаются образованию двойной и тройной связи для удовлетворения своей валентности, известны как ненасыщенные углеводороды.