Эволюция коллоидных систем в процессе развития жизни на земле доклад
Обновлено: 05.07.2024
Коллоидная химия — наука, изучающая физикохимические свойства гетерогенных дисперсных систем (см. Гетерогенные и гомогенные системы) и некоторых высокомолекулярных продуктов, а также поверхностные явления — физико-химические процессы, протекающие на границе раздела фаз.
Дисперсные системы, являющиеся основным объектом изучения коллоидной химии, состоят из двух или большего числа фаз. В дисперсной системе, по крайней мере, одна из фаз — дисперсная фаза — распределена в виде мелких частиц в другой, сплошной фазе — дисперсионной среде. Дисперсные системы по размерам частиц делятся на грубодисперсные и высокодисперсные, или коллоидные, системы. В грубодисперсных системах частицы имеют размер от см и выше, в коллоидных — от до см.
По агрегатному состоянию дисперсионной среды различают газодисперсные системы — аэрозоли, пыль; жидкодисперсные — золи, суспензии, эмульсии, пены; твердодисперсные — стеклообразные или кристаллические тела с включениями мельчайших твердых частиц, капель жидкости или пузырьков газа.
Коллоидные растворы образуют клеи, крахмал, белки, многие полимеры. Коллоидные частицы не оседают даже при длительном хранении из-за непрерывных соударений частиц с молекулами растворителя за счет теплового движения. Они не слипаются и при ударении друг с другом из-за наличия одноименных поверхностных электрических зарядов.
Коагуляция — явление слипания коллоидных частичек в частицы более крупного размера — происходит при нейтрализации зарядов этих частичек, когда в коллоидный раствор добавляют электролит (см. Электролиты). При этом раствор превращается в суспензию. Некоторые органические коллоиды коагулируют при нагревании (клей, яичный белок) или изменении концентрации ионов водорода (водородного показателя, см.) в растворе.
Первоначально под коллоидами понимали особую группу веществ, которые в растворе диффундируют очень медленно и не проходят через полупроницаемые перегородки, например пергамент. Однако в начале XX в. было доказано, что в виде коллоида может быть получено любое вещество и, следовательно, нужно говорить не о коллоидных веществах, а о коллоидном состоянии вещества. Это состояние является универсальным, поскольку при соответствующих условиях в него может перейти практически любое твердое тело или жидкость. Многие минералы, природные воды, вирусы, мышечные и нервные клетки, кровь — все это коллоидные системы. Установлена связь между коллоидно-химическими свойствами почвы и ее плодородием. Историю развития жизни на Земле одновременно можно считать и историей эволюции коллоидного состояния вещества.
Для изучения коллоидных систем созданы специальные методы: ультрацентрифугирование, ультрафильтрация, диализ и электродиализ, электроосмос, электрофорез и др.
Нет ни одной отрасли практики, где не приносило бы реальной пользы знание закономерностей коллоидов. Они помогают бурить горные породы и обрабатывать особо твердые сплавы, способствуют выбору наиболее рациональных путей использования поверхностно-активных веществ.
Коллоидную химию интересуют такие, казалось бы, разнородные явления, как самопроизвольное образование или разрушение эмульсий, флотация, застудневание жидких дисперсных систем, образование оползней и плывунов. От коллоидно-химических свойств исходных материалов зависит качество цемента, фарфора, красок, синтетических волокон. Наряду с биохимией коллоидная химия составляет фундамент учения о биологических структурах.
Принципы коагуляции широко используют при очистке сточных вод промышленных предприятий, особенно в производствах органического синтеза.
Люди, верящие в эволюцию, самые настоящие сказочники, потому что всё существующее говорит о сотворении!
Теория эволюции , это вечный двигатель, изобретёный атеистами. Всё из ничего появилось, и так отлаженно функционирует. Это противоречит первому и второму законам термодинамики.
Эх.. . писал ведь уже один раз, ну да ладно ещё раз напишу, вкратце.
Так, сперва о коллоидных системах. Вообще к ним относятся и клетки и многоклеточные организмы, так что тема широкая.
Как упомянул один из предыдущих ораторов, Опарин действительно создал первую теорию происхождения жизни, а равно и поставил эксперимент в ходе которого из неорганического вещества было синтезировано органическое. Т. е. была взята смесь газов, состав варьируется в разных экспериментах но компоненты следующие - аммиак, углекислый газ, пары воды и т. д. после чего через эту смесь пропускаются электрические разряды. В качестве продуктов реакции образуются различные органические вещества.
Видимо примерно так оно и было. Т. е. первоначально шло накопление разнообразного органического материала. Оно происходило в растворённом состоянии - в мировом океане.
РНК - первая самодостаточная молекула. Она одновременно и фермент и геном. Как она появилась? Пока что это главная непонятная вещь. Возможно ей предшествовали полимеры более простого устройства.
Молекулы РНК могут самопроизвольно обмениваться своими участками - прототип рекомбинации. Обмен позволяем комбинировать признаки и отбирать лучшие, т. е. РНК в принципе уже способны к эволюции. РНК могут обладать различными ферментативными активностями. Т. е. РНК одновременно и ферментативная активность и наследственная информация об этой активности. Первоначально, видимо жизнь представляла некое сообщество РНК, выполнявших различные функции, как то воспроизведение себе подобных, синтез метаболитов и т. д. а также кодировавших самих себя. Т. е. жизнь представляла набор метаболических потоков в мировом океане. Такой системе естественно выгоднее представлять из себя не только функциональное целое, но и структурное.
Т. о. следующий этап - компартментализация. Первоначально, видимо, происходил как адсорбция на неких субстратах. А следующая стадия - окружение мембраной, т. е. структурное объединение метаболических потоков.
Белки являются более мощными катализаторами, чем РНК, а ДНК - более стабильна молекула.
И то и другое было "изобретено" молекулами РНК для удовлетворения своих потребностей - синтеза метаболитов и долговременного хранения. Скорее всего первыми появились белки, затем ДНК.
На какой стадии компартментализации появились белки? Не совсем ясно, для функциональной мембраны одних лиидов недостаточно, нужны ещё "ворота" для входа и выхода метаболитов, могут ли РНК связываться с липидами? Некоторые работы говорят, что могут.
Т. е. примерно картина такая: РНК - клетки на базе только РНК - появление белков - появление ДНК.
После появления клеток эволюция пошла привычным ходом. А РНК стали "заложниками" порождённых ими клеток.
Какие остатки мира РНК дошли до наших дней.
Каталитические РНК - белок синтезируется только с помошью каталитических РНК - других механизмов в природе нет. Также РНК учавствуют в созревании других РНК, но это отдельный большой вопрос.
Регуляторные РНК - многие биохимические процессы регулируются с помощью РНК, нпример - активность генов и синтез белка.
Энергетические и сигнальные молекулы - мономеры РНК
Паразитические РНК - паразитируют на вирусах.
Раствором называют гомогенную систему, состоящую из двух и более веществ.
Растворы всегда однофазны, то есть представляют собой однородный газ, жидкость или твердое вещество. Это связано с тем, что одно из веществ распределено в массе другого в виде молекул, атомов или ионов (размер частиц менее 1 нм).
Растворы называют истинными, если требуется подчеркнуть их отличие от коллоидных растворов.
Растворителемсчитают то вещество, агрегатное состояние которого не изменяется при образовании раствора. Например, вода в водных растворах поваренной соли, сахара, углекислого газа. Если же раствор образовался при смешении газа с газом, жидкости с жидкостью и твердого вещества с твердым, растворителем считают тот компонент, которого больше в растворе. Так, воздух — это раствор кислорода, благородных газов, углекислого газа в азоте (растворитель). Столовый уксус, в котором содержится от 5 до 9% уксусной кислоты, представляет собой раствор этой кислоты в воде (растворитель — вода). Но в уксусной эссенции роль растворителя играет уксусная кислота, так как ее массовая доля составляет 70— 80%, следовательно, это раствор воды в уксусной кислоте.
При кристаллизации жидкого сплава серебра и золота можно получить твердые растворы разного состава.
Растворы подразделяют на:
• молекулярные — это водные растворы неэлектролитов — органических веществ (спирта, глюкозы, сахарозы и т. д.);
• молекулярно-ионные — это растворы слабых электролитов (азотистой, сероводородной кислот и др.);
• ионные — это растворы сильных электролитов (щелочей, солей, кислот — NaOH, K2S04, HN03, НС1О4).
Раньше существовали две точки зрения на природу растворения и растворов: физическая и химическая. Согласно первой растворы рассматривали как механические смеси, согласно второй — как нестойкие химические соединения частиц растворенного вещества с водой или другим растворителем. Последняя теория была высказана в 1887 г. Д. И. Менделеевым, который посвятил исследованию растворов более 40 лет. Современная химия рассматривает растворение как физико-химический процесс, а растворы как физико-химические системы.
Более точное определение раствора таково:
Раствор — гомогенная (однородная) система, состоящая из частиц растворенного вещества, растворителя и продуктов их взаимодействия.
Это явление называют эффектом Тиндаля. Более крупные, чем в истинном растворе, частицы дисперсной фазы золя отражают свет от своей поверхности, и наблюдатель видит в сосуде с коллоидным раствором светящийся конус.
В истинном растворе он не образуется. Аналогичный эффект, но только для аэрозольного, а не жидкого коллоида, вы можете наблюдать в кинотеатрах при прохождении луча света от киноаппарата через воздух кинозала.
Вопросы для самоконтроля
1.Что такое дисперсные системы?
2.При повреждении кожи (ранке) наблюдается свертывание крови — коагуляция золя. В чем сущность этого процесса? Почему это явление выполняет защитную функцию для организма? Как называют болезнь, при которой свертывание крови затруднено или не наблюдается?
3.Расскажите о значении различных дисперсных систем в быту.
4.Проследите эволюцию коллоидных систем в процессе развития жизни на Земле
5.Что такое дисперсная система, среда, фаза?
6.Какие вы знаете дисперсные системы в зависимости от агрегатного состояния?
7.Какие вы знаете дисперсные системы в зависимости от размера частиц дисперсной фазы?
ТЕСТИРОВАНИЕ
1. К газообразным дисперсным системам относится атмосферный туман. Туман представляет из себя распределение мельчайших частиц:
А) твердого вещества в газе
Б) жидкости в газе.
Г) жидкости в жидкости.
2. Эмульсиями называются дисперсные системы, в которых:
A) газообразные частицы распределены в жидкости. Б) газообразные частицы распределены в газе.
B) одна жидкость раздроблена в другой, не растворяющей её жидкости.
Г) твердые частицы распределены в жидкости.
3. В лаборатории в химическом стакане на пламени газовой горелки нагревается вода. Температура кипения жидкости повысится, если:
A) накрыть стакан с водой крышкой.
Б) увеличить пламя газовой горелки.
B) уменьшить пламя газовой горелки.
Г) добавить поваренной соли в воду.
4. Суспензиями называются такие дисперсные системы, в которых:
A) газообразные частицы распределены в жидкости.
Б) газообразные системы распределены в газе.
B) жидкость раздроблена в другой жидкости не растворяющей её жидкости.
Г) твердые частицы распределены в жидкости.
5. Раствор хлорида калия оставили в склянке. Через несколько недель в склянке образовался осадок. Раствор над осадком является:
6. Зимой во время гололеда обледенелую дорогу посыпают поваренной солью или хлоридом кальция, при этом лед тает. Это объясняется тем, что:
A) образуется раствор, температура замерзания которого выше, чем у растворителя.
Б) образуется раствор, температура замерзания которого ниже, чем у растворителя.
B) происходит выделение теплоты.
Г) происходит поглощение теплоты.
ПЛАН ЗАНЯТИЯ № 11
Дисциплина: Химия.
Тема:Вода. Растворы. Растворение.
Цель занятия:
Предметные: сформированность представлений о месте химии в современной научной картине мира; понимание роли химии в формировании кругозора и функциональной грамотности человека для решения практических задач;
Метапредметные: использование различных источников для получения химической информации, умение оценить ее достоверность для достижения хороших результатов в профессиональной сфере;
Личностные: чувство гордости и уважения к истории и достижениям отечественной химической науки; химически грамотное поведение в профессиональной деятельности и в быту при обращении с химическими веществами, материалами и процессами;
Норма времени:2 часа
Вид занятия:Лекция.
План занятия:
1. Вода как растворитель.
2. Растворимость веществ.
3. Насыщенные, ненасыщенные, пересыщенные растворы.
4. Зависимость растворимости газов, жидкостей и твердых веществ от различных факторов.
5. Массовая доля растворенного вещества.
Оснащение:Периодическая система химических элементов, таблица растворимости кислот, солей, оснований.
Литература:
1. Химия 11 класс: учеб. для общеобразоват. организаций Г.Е. Рудзитис, Ф.Г. Фельдман. – М.:Просвещение, 2014. -208 с.: ил..
Преподаватель: Тубальцева Ю.Н.
Конфликтные ситуации в медицинской практике: Наиболее ярким примером конфликта врача и пациента является.
Опасности нашей повседневной жизни: Опасность — возможность возникновения обстоятельств, при которых.
Презентация на тему: " Дисперсныесистемы Дисперсные системы Учитель Химии МБОУ-гимназии 19 г.Орла Иванова Любовь Викторовна." — Транскрипт:
1 Дисперсныесистемы Дисперсные системы Учитель Химии МБОУ-гимназии 19 г.Орла Иванова Любовь Викторовна
3 Земля – это часть… …Солнечной системы
4 Дисперсные системы можно разделить по: агрегатному состоянию агрегатному состоянию величине частиц величине частиц степени взаимодействия степени взаимодействия
5 Виды систем Грубодисперсные (частицы более 100 нм); Грубодисперсные (частицы более 100 нм); Коллоидные (частицы от 1 до 100 нм); Коллоидные (частицы от 1 до 100 нм); Тонкодисперсные (частицы менее 1 нм). Тонкодисперсные (частицы менее 1 нм).
6 Грубодисперсные системы Различают 2 вида: 1).Эмульсии2).Суспензии
7 эмульсии Капельки жира в воде Косметические средства Пестецидные препараты суспензии Промывочные жидкости Линименты Пасты
8 Коллоидные системы Гели Золи
9 Коллоидные растворы, или золи: Кровь, лимфа, цитоплазма, ядерный сок, клеи, белки и т.д.
10 Классификация золей: Аэрозоли Аэрозоли Твердые золи Твердые золи Гидрозоли Гидрозоли Пыль под микроскопом
11 Гели Гели пищевые косметические минеральные биологические медицинские Классификация гелей
12 Пищевые гели Пищевые гели
13 Историю развития жизни на Земле можно одновременно считать историей эволюции коллоидного состояния вещества. Историю развития жизни на Земле можно одновременно считать историей эволюции коллоидного состояния вещества.
14 Солнце в разрезе
17 Вопрос: Что такое дисперсные системы? Ответ: Дисперсными называют гетерогенные системы, в которых одно вещество в виде очень мелких частиц равномерно распределено в объеме другого. Ответ: Дисперсными называют гетерогенные системы, в которых одно вещество в виде очень мелких частиц равномерно распределено в объеме другого.
18 Вопросы: При повреждении кожи (ранке) наблюдается свертывание крови – коагуляция золя. 1.В чем сущность этого процесса? 2.Почему это явление выполняет защитную функцию для организма? 3.Как называют болезнь, при которой свертывание крови затруднено или не наблюдается?
19 Ответы: 1. Этот процесс (сворачивания крови) является для организма защитным, т. к. образующиеся при этом крупные частицы закрывают просвет ранки и препятствуют дальнейшей потере крови организмом и проникновению в рану различных возбудителей болезней и грязи, препятствуя таким образом образованию гноя.
20 2. Болезнь, при которой в организме свертывание крови затруднено или не наблюдается, называется гемофилией. 3. Коагуляция явление слипания коллоидных частиц и выпадения их в осадок.
21 Вопрос: Расскажите о применении различных дисперсных систем в быту Ответ: Примерами дисперсных систем, применяемых в быту, могут служить: известковое молоко для побелки (суспензия), желатин в кондитерских изделиях (гель), косметические средства (мази, крема) (гель), дезодоранты, освежители воздуха (аэрозоль), столовый уксус (раствор), клейстер (золь).
22 Вопрос: Вопрос: Проследите эволюцию коллоидных систем в процессе развития жизни на Земле. Ответ: В процессе развития жизни на Земле коллоидные системы эволюционировали от более мелких частиц фазы к более крупным, от золей к гелям.
23 Список использованных источников: А) Использованный печатный источник - Габриелян О.С., Лысова Г.Г. Химия 11 кл. Б) Активные ссылки на использованные изображения Изображение Солнца sun x768.jpg Изображение Земли Изображение Земли Изображение Солнечной системы content/uploads/2010/08/sistemsolarzg6.jpg
Читайте также: