5-Mavzu: Elektr o'tkazuvchanlik

5-Mavzu: Elektr o'tkazuvchanlik

Reja

1. 
   Membrana sirt yuzasidagi elektron potensial
   
2. 
   Qutublanish hodisasi
   
3. 
   Elektr o'tkazuvchanlik va uning disperizatsiyasi
   
4. 
   Hujayrava to'qimalar elektr o'tkazuvchanligi
   
5. 
   Hujayra impedansi
   

Tayanch iboralar: Kuchsiz elektrolitlar, noelektrolitlar, dissotsilanish, temperature, dissotsiatsiyalanish konstanta, Ostvald, teskari proporsional, tuzlar, ishqorlar, kislotalar, konduktometrik titrlash, fizioterapiyada, o‘zgarmas tok, Biogen elementlar.

Ma’lumki, moddalar elektrolit va noelektrolitlarga bo'linadi. Suyuqlanma yoki eritma holida elektr tokini yaxshi o ‘tkazadigan moddalar elektrolitlar deyiladi.

Elektrolitlar eritmada to’liq yoki qisman ionlarga ajraladi. Kuchli elektrolitlar ionlarga to‘liq, kuchsiz elektrolitlar esa qisman ajraladi.
Kuchsiz elektrolitlar dissotsiatsilanish darajasi a bilan tavsiflanadi:
a = c/c'
bu yerda: c-ionga ajralgan molekulalar soni; d-eritmadagi ionlarning umumiy soni.
Dissotsilanish darajasi a elektrolit va erituvchi tabiatiga, eritma konsentratsiyasiga va temperaturaga bog‘liq. Eritma qanchalik suyultirilgan bo’lsa, shunchalik ko‘p dissotsiatsiya ro‘y beradi.
Konsentratsiya ortishi bilan esa dissotsilanish darajasi kamayadi. Elektrolit to‘liq dissotsiatsiyalanganda a = 1 bo‘ladi.
Temperatura ortishi bilan dissotsiatsiyalanish darajasi ortadi.
Kuchsiz elektrolitlar dissotsiatsiyalanish konstantasi bilan tavsiflanadi:

MA <=> M + + A ,

K _ c (M + ) c (A -)
c(MA)
Elektrolitlarning kuchli va kuchsiz elektrolitlarga ajralishi shartli bo‘lib, u faqat elektrolit tabiatiga bog'liq bo‘lmay, balki erituvchining tabiati va boshqa omillarga ham bog‘liq.
Dissotsiatsiyalanish darajasi va dissotsiatsiyalanish konstanta orasidagi bog‘lanish Ostvald tenglamasi orqali ifodalanadi:
Juda kuchsiz elektrolitlar uchun a birdan ancha kichik, shuning uchun maxrajda a ning qiymatini e’tiborga olmaCa ham bo‘ladi, chunki 1- a = 1 bo‘lib, tenglama quyidagi ko‘rinishga keladi:
K = c ■ a2.
Bundan
Bu qonun Ostvaldning suyultirish qonuni deyiladi va quyidagicha o‘qiladi: kuchsiz binar elektrolitlarning dissotsiatsilanish darajasi ular konsentratsiyalarining kvadrat ildiziga teskari proporsional yoki suyultirishning kvadrat ildiziga to‘g‘ri proportsional bo’ladi.
Elektrolit eritmalarining solishtirma elektr o‘tkazuvchan!igi. Barcha moddalar elektr o'tkazuvchanligi jihatidan o‘tkazgich, yarim o‘tkazgich va izolyatorlar (dielektriklar)ga bo‘linadi. 0‘tkazgichlar o‘z navbatida birinchi va ikkinchi tur o‘tkazgichlarga bo‘linadi.
Birinchi tur o‘tkazgichlar faqat erkin elektronlar harakati tufayli elektrBarcha moddalar elektr o'tkazuvchanligi jihatidan o‘tkazgich, yarim o‘tkazgich va izolyatorlar (dielektriklar)ga bo‘linadi. 0‘tkazgichlar o‘z navbatida birinchi va ikkinchi tur o‘tkazgichlarga bo‘linadi.
Birinchi tur o‘tkazgichlar faqat erkin elektronlar harakati tufayli elektr tokini o‘tkazadi. Ularga metallar, metallarning qotishmalari, ko‘mir, grafit va boshqalar misol bo‘ladi. Bunday moddalardan elektr toki o‘tganda hech qanday kimyoviy o ‘zgarish sodir bo'lmaydi.
Ikkinchi tur o‘tkazgichlarga elektrolitlar eritmasi: tuzlar, ishqorlar, kislotalarning suyuqlanmalari va eritmalari misol bo’ladi. Bularda elektr toki elektrolit ionlari orqali uzatiladi va natijada modda kimyoviy jihatdan o‘zgaradi.
Har qanday moddaning tashqi elektr maydon ta’sirida o‘zidan elektr tokini o'tkaza olish xossasi elektr o‘tkazuvchanlik yoki qarshilik deyiladi. Elektr o‘tkazuvchanlik (L) qarshilikka teskari proporsionaldir:
0‘tkazgichning uzunligi (/) ga to‘g‘ri proporsional va ko‘ndalang kesimining yuzasi (5)ga teskari proporsional kattalik qarshilik (R) deyiladi. Uning o ‘lchov birligi Om dir:
bu tenglamada p - solishtirma qarshilik, ya’ni uzunligi 1 sm va ko'ndalang kesimi 1 sm2 bo‘lgan o‘tkazgichning qarshiligi (1) tenglamaga R ning qiymatini qo‘yilsa:
Solishtirma qarshilikka teskari bo‘lgan qiymat 1/p solishtirmaelektr o'tkazuvchanlik deyiladi va yunolcha kappa — % harfi bilan belgilanadi.
Solishtirma elektr o‘tkazuvchanlik 1sm3 eritmaning elektr o‘tkazuvchanligi bo‘lib, birligi Oitt1 • sm”1.
Eritmaning solishtirma elektr o ‘tkazuvchanligi hajm birligidagi eritmada mavjud bo‘lgan ionlar konsentratsiyasiga va ularning harakat tezligiga bog'liq.
Ionlarning konsentratsiyasi qancha yuqori bo’lsa, solishtirma elektr o'tkazuvchanlik shuncha katta boladi. O‘z navbatida ionlarning harakat tezligi ularning o‘lchamlari, gidratlanish darajasi, eritmaning temperaturasi va qovushqoqligiga bog‘liq boiadi. Ionlarning harakat tezligi ortishi bilan solishtirma elektr o‘tkazuvchanlik ham ortadi.
Tirik organizm to‘qimalaridagi elektr o‘tkazuvchanlik hodisalarini o‘rganish katta ahamiyat kasb etib, bu usul hujayra va to‘qimalardagi jarayonlarni o‘rganishda keng qo‘llanadi.
Odam organizmidagi turli to‘qima va biologik suyuqliklarning solishtirma elektr
o‘tkazuvchanligi bir-biridan farq qiladi.
Masalan, orqa miya suyuqligi, qon zardobi, limfa, o‘t suyuqligining elektr o‘tkazuvchanligi katta. Muskul, bosh miyaning kulrang moddasining elektr
o‘tkazuvchanligi nisbatan katta, o‘pka, yurak, jigarning elektr o‘tkazuvchanligi ancha kichik. Yog‘, suyak, asab to‘qimalari, ayniqsa teri (shox qavati) elektr to‘kini yomon o‘tkazadi. Quruq epidermisning elektr o‘tkazuvchanligi eng kichik.
Hujayralar o ‘rtasida boladigan suyuqlik hujayra suyuqliklariga qaraganda to ‘kni yahshiroq o‘tkazadi, chunki hujayra membranalari atrofida bir xil zaryad belgisiga ega bo‘lgan ionlarning yig‘ilishi hisobiga qutblanish hosil bo‘ladi, oqibatda to‘qimalardan o‘tayotgan o‘zgarmas tok kuchi kamayadi. To‘qimalardan (hujayralardan) yuqori chastotali o‘zgaruvchan tok oson o‘tadi, chunki tok yo‘nalishining qisqa vaqt ichida tez-tez o‘zgarib turishi qutblanish hosil bolishiga to‘sqinlik qiladi.
O‘zgarmas tok elektrodlari qo‘yilganda to‘qimalardagi harakatchan 1 valentli H +, Na+ va K.+ ionlari katod ostida to'planib, konsentratsiyasi ortadi. Natijada 2 valentli kationlar anod ustida ko‘payadi.
Na+ va K+ ionlari katod atrofidagi hujayra qobiqlarini bo‘shashtirib, ularning o‘tkazuvchanligini oshiradi. Bu esa o‘z navbatida katod ostiga turli dorivor moddalarni joylashtirib ularning elektr to‘qimalarga oson va tez o'tkazish orqali davolash imkonini beradi. Anod oldida yig‘ilgan 2 valentli Ca2+ va Mg2+ ionlari hujayra membranalarining zichligini oshiradi va elektr o‘tkazuvchanlikni pasaytiradi. Elektrod qutblarini almashtirish ionlarning teskari taqsimlanishi va dastlabki holatning qayta tiklanishiga olib keladi. Bu usullar fizioterapiyada to‘qimalarning faoliyatini tiklash, og‘riqni qoldig`i rish, moddalar almashinuvini yaxshilash orqali shamollash oqibatlarini kamaytirish, chandiqlarni so‘rilishini tezlatishda keng qo‘llanadi.
Konduktometrik titrlash usuli yordamida biologik suyuqliklarning elektr
o‘tkazuvchanligini aniqlash mumkin. Sog‘lom kishining siydigining solishtirma elektr o'tkazuvchanligi oralig‘ida bo‘ladi. Buyrak funksiyasi buzilgan bemorlar siydigining solishtirma elektr o‘tkazuvchanligi 1 sm 1 gacha kamayib ketadi. Bunga Sabab, noelektrolit oqsil miqdori ortib, kuchli elektrolit NaCl ning konsentratsiyasi kamayishidir. Qandli diabetga chalingan bemorlar siydigining elektr o'tkazuvchanligi noelektrolit bo‘lgan qand miqdorining ortishi hisobiga kamayadi.ganizmning normal hayot faoliyati uchun zarur bo‘lgan va ularning tanqisligi ba’zi patologik holatlarga olib keladigan, organik va noorganik birikmalar asosini tashkil etuvchi elementlar biogen
elementlar deyiladi. Organizmda biogen elementlar ishtirokida boradigan reaksiyalarni bionoorganik kimyo fani o‘rganadi. Elementlarning biologik ahamiyati ularning fizik-kimyoviy xossalari bilan belgilanadi.
Biogen elementlar tirik organizmdagi hayotiy jarayonlarda ahamiyatiga ko‘ra 3 guruhga bo‘linadi:
1. Tirik organizmlarning asosini tashkil qiladigan va ularning yetishmasligi patologik holatlarni keltirib chiqaradigan elementlar. Ularga: H, O, N, C, P, S, F, Cl, I, Se, Na, K, Mg, Ca, Mn, Fe, Co, Cr, V, Cu, Zn, Mo, Ti, B, Si kiradi.
2. Biogen boim agan, ammo dorivor preparatlar tarkibiga kiradigan elementlar. Ularga: Ag, Au, Al, Pb, Sb, Bi, Pt kiradi.
3. Hozirgi kunda dorivor preparatlar tarkibiga kirmaydigan va ahamiyati oxirigacha o‘rganilmagan elementlar.
Odam organizmidagi turli o'rganlar ba’zi elementlarni o‘zida tutib qolib, ma’lum miqdorda to‘playdi va shu organ faoliyati uchun bu elementlar ahamiyatga ega bo‘ladi. Organizmda bu elementlar miqdorining kamayishi patologik holat keltirib chiqaradi. Shuning uchun bu elementlarni organizmga kiritish (yoki chiqarib yuborish) tibbiyot ilmining muhim masalalaridan hisoblanadi.
Hozirgi kunda 110 dan ortiq kimyoviy elementlar ma’lum bo‘lib,
ulardan 92 tasi tabiatda uchraydi. Yarmidan ko‘pi esa biologik sistcmalar tarkibiga kiradi. 18 ta element organizmdagi biologik muhim funksiyalarni bajaradi. Ulardan 6 tasi (H, C, O, P, S, N) oqsillar, nuklein kislotalar tarkibiga kiradi. Qolgan 12 ta elementlar (Na, K, Ca, Mg, Mn, Fe, Co, Cu, Zn, Mo, Cl, 1) organizmning hayot faoliyatida ishtirok etadi. Ulardan 10 ta metall biometallaràeb ataladi.
Bu elementlar bir-biridan atom tuzilishi, kimyoviy xossalari va organizmdagi miqdorlari bilan farqlanadi.
O‘simlik va hayvon organizmlari atrof muhitdan turli elementlarni o‘zlashtiradi va o‘zida to‘playdi.
Kimyoviy elementlarning organizmdagi miqdori turlicha bo‘lishiga quyidagi omillar ta’sir etadi:
• Yer qobig'ida elementning tarqalganligi;
• tabiatdagi birikmalarining agrégat holati;Tirik organizmda tabiatda kolp uchraydigan elementlar (kislorod, uglerod, vodorod, azot, kalsiy, magniy, natriy, fosfor, oltingugurt, xlor) ko‘p miqdorda bo‘ladi.
Biogen elemetlarning sinflanishi quyidagi hususiyatlariga ko‘ ra olib boriladi,
Elektron tuzilishiga ko‘ra:
• biogen s- elementlar: Li, Na, K, Mg, Ca va boshqalar;
• biogen p- elementlar: O, C, S, CI, P va boshqalar;
• biogen d- elementlar: Mn, Fe, Zn, Co, Cu, Ni, Cr, Mo va boshqalar.
Bu elementlar organizmdagi miqdoriga ko ‘ra:
• makrobiogen elementlar — organizmdagi umumiy miqdori0,01% va undan ko‘p boMgan elementlar. Ularga: O, C, H, N, S, P, Ca, Na, K, Mg va boshqalar kiradil
• mikrobiogen elementlar - organizmdagi umumiy miqdori 10 105 % bo’lgan elementlar. Ularga: Mn, Co, Cu, Mo, Zn, F, 1 va boshqalar kiradi.
• ultramikrobiogen elementlar — organizmdagi umumiy miqdori 10~5 % dan kam boMgan elementlar. Ularga: Au, Sc, Bi, Hg va boshqalar kiradi.
Biogen elementlar tirik organizmda bajaradigan funksiyasi, ahamiyati bo‘yicha quyidagi 3 guruhga bo’linadi:
• organizmning hayot faoliyatida muhim rolo'ynaydigan, hayotiy zarur elementlar. Ularning organizmda yetishmasligi turli patologik holatlarga olib keladi. Bularga ko‘pchilik makrobiogen va ba’zi mikrobiogen elementlar kiradi. Masalan: Na, K, Mg, Ca, Co, Cu, Fe, Zn va boshqalar;
• organizmning hayot faoliyatida ahamiyatga ega boiishi mumkinboigan elementlar. Ularga organizmning biologik sistemalarida mavjud bo‘lib, ishtiroki, ahamiyati oxirigacha o'rganilmagan elementlar kiradi. Masalan: Cr, Ni, Cd va boshqalar;
• biologik faoliyati aniqlanmagan elementlarga shu kungacha to'qimalarda uchrashi, ammo faoliyati o’rganilmagan elementlar kiradi.
Masalan: TI, In, La, Te, W va boshqalar.
Sinov savollari

1. 
   Kuchsiz elektrolitlar haqida tushuncha bering.
   
2. 
   Konduktometrik titrlash usuli haqida tushuncha bering.
   
3. 
   Biogen elemetlar haqida tushuncha bering.
   
4. 
   Solishtirma elektr o‘tkazuvchanlik nima?
   
5. 
   Elektr o'tkazuvchanlik sturuktura asoslari haqida tushuncha bering.