КОНЦЕНТРАЦИЯ

КОНЦЕНТРАЦИЯ в химии — величина, характеризующая относительное содержание данного компонента в смеси или в растворе. Понятие «концентрация веществ в биол, системах» распространяется не только на р-ры, т. е. на биол, жидкости, но также на клетки и ткани, которые можно рассматривать как смеси веществ. Отклонения К. веществ в биол, жидкостях и тканях от нормы служат одним из показателей патол, изменений, происходящих в организме. Определение этих К. входит в задачу клин, биохимии. Постоянство К. метаболитов в организме — одно из проявлений гомеостаза (см.). К классическим примерам относится постоянство К. хлористого натрия в крови. К. веществ учитывают при дозировке лекарственных препаратов. На измерении К. основана количественная характеристика компонентов окружающей среды.

Измерение К. веществ непосредственно в биол, структурах осуществляется гистохим, или изотопными методами. Однако большей частью К. веществ определяется в пробах, полученных после гомогенизации тканей (см. Авторадиография), ферментативные и биол, методы. Биол, методы предполагают использование изолированных органов или тест-культур микроорганизмов для определения К. гормонов, витаминов и антибиотиков. Если в сложных смесях биогенных соединений невозможно определить К. индивидуальных веществ, определяют, напр., К. органического фосфата, общего азота и т. д.

Существует три главных принципа выражения К. Первый основан на весовых единицах (микрограммы, миллиграммы, граммы и килограммы). Второй — на атомных, молекулярных, эквивалентных и ионных единицах (грамм-атом, моль, грамм-эквивалент, грамм-ион). Третий основан на объемных единицах (микро-литры, миллилитры, литры). Можно выражать количества данного компонента и всей смеси в одинаковых единицах или использовать смешанные способы выражения К. В медико-биол. исследованиях наиболее часто применяют следующие способы.

Весовая процентная концентрация по массе (вес. % или а%) выражается числом единиц массы (напр., количеством граммов вещества, растворенных в 100 ед. массы, напр, г р-ра); 100 г 0,9% р-ра поваренной соли (физиол. р-р) содержат 99,1 г воды и 0,9 г NaCl. К. разбавленных р-ров выражают числом миллиграммов растворенного вещества в 100 г р-ра или в миллиграмм-процентах (амг%). Напр., в норме К. холестерина плазмы составляет 100—250 мг%. Устаревший способ выражения К. в промилле (а‰) означает число единиц массы растворенного вещества на 1000 ед. массы р-ра.

Процентная концентрация по объему (об.% или v%) указывает, сколько объемов вещества приходится на 100 объемов р-ра или смеси. Напр., выдыхаемый легкими воздух содержит 16,4% кислорода и 4,1% двуокиси углерода по объему.

Молярная концентрация (молярность р-ра, М) выражается числом молей растворенного вещества (см. Молекулярный вес), содержащихся в 1 л р-ра. Одномолярным называют р-р, имеющий К., равную 1 М. Р-ры, имеющие К. 0,1, 0,01 и 0,001 М, называют соответственно деци-, санти- и миллимолярными. Напр., для приготовления 1 л 0,4 М р-ра сахарозы ее навеску, равную 0,4 моля сахарозы, т. е. 0,4 • 342,3 г, переносят в мерную колбу на 1 л и доводят растворителем до метки. Ранее в некоторых случаях пользовались понятим «моляльность» (числом молей растворенного вещества в 1000 г растворителя).

Осмомолярная концентрация. Один осмомоль равняется количеству вещества в 1 л р-ра, создающему в нем при 0° осмотическое давление (см.), равное 22,4 атм. Большие молекулы создают относительно небольшое осмотическое давление. Белки плазмы крови, напр., содержатся в количестве 7 г в 100 мл (в среднем), их мол. вес (масса) равняется 70 000 — 1 000 000, и они обусловливают осмотическое давление, равное только 2 миллиосмомолям на 1 л. Для недиссоциирующих веществ понятия «моль» и «осмомоль» совпадают. В то же время 1 М р-р полностью диссоциирующего на ионы NaCl создает в 1 л осмотическое давление, равное 44,8 атм, и содержит 2 осмомоля.

Нормальная концентрация (нормальность р-ра, н.) выражается числом грамм-эквивалентов растворенного вещества, г-экв (см. Эквивалент химический), содержащихся в 1 л р-ра. Наряду с названиями одно- и двунормальный р-р используют названия деци-, санти- и миллинормальный р-р.

Титр раствора (Т) — это число граммов растворенного вещества в 1 мл р-ра. Напр., титр р-ра едкого натра, равный 0,04, означает, что в 1 мл р-ра содержится 0,04 г NaOH. Титр и нормальность используют для выражения К. в титриметрическом анализе (см.).

На практике применяют и такие качественные характеристики К. р-ров, как «разбавленный» и «концентрированный». К. некоторых соединений может определяться по их активности. К. радиоактивных изотопов, широко применяемых в медико-биол. исследованиях, выражают в кюри или в импульсах в единицу времени на единицу массы или объема вещества. В некоторых биохим, исследованиях К. радиоактивной АТФ, напр., меченной по концевому фосфату, составляет 1000 имп/мин/мг, а среднегодовая допустимая К. 60Co в воде открытых водоемов равняется 3,5*10^-8 кюри/л. К. ферментов в тканях или экстрактах можно выражать числом специфических единиц активности на единицу массы или объема; напр., активность рибонуклеазы в мышце желудочка сердца в норме равняется 101 ед/г.

Библиография: Биохимические методы исследования в клинике, под ред. А. А. Покровского, с. 392, М., 1969; Гороновский И. Т., Назаренко Ю. П. и Некряч Е. Ф. Краткий справочник по химии, Киев, 1974.

Е. В. Раменский.