background image

        Medical Chemi

s

tr

y

 Lecture B

y

 

:

 

Asst.

 

Lect.

 

Tariq Al Mgheer 

 

  

 

 

College of Medicine- Bab

y

lon Universit

y

 

Matter And Energy

 

M

atter define as anything that has mass and occupies space. 

PROPERTIES OF MATTER                - 

A  particular  kind  of  matter,  such  as  water,  gold,  silver,  salt,  or  sugar,  is  called  a 

substance. Every substance has a characteristic set of properties that makes it different 

from all other substances. These properties give it a unique identity. For example, sugar 

is an odorless, white solid that has a sweet taste. When heated, sugar melts and turns 

brown. The properties of a substance that are characteristic of that substance are called 

its  intrinsic  properties. 

The^e

  properties  do  ,

".

ot  depend  on  the  size  or  shape  of  the 

substance. 

Some 

i

ntrinsic properties are more 

uSefU

 

i

ha

n

 others 

i

n de

s

cribing matter, such as 

melting,  bo

i

ling  points  and  densities.  They  are  easi

l

y  measured  and  expressed  in 

numbers, it is give numerical values. For example t

 specific 

pi-operties

 

o

f water are its 

boil

i

ng  po

i

nt  (100° 

C),

  melting  point  (0° 

C),

  and  d

e

n

s

ity  (1.0 

g/rnL

  at  4°C

)

.  No  other 

substance has exactly this set of propertie

s

 Th

e

se intrin

s

ic pr

o

perties are called physical 

properties. 

Many substances react, either alone or with other  matter, to form new materials. 

These  reactions  are  c

a

lled 

tne

  chemical  prop 

srties

  of  a 

s

ubst

a

nc

e

CLSSIFYING

 

MATTER 

Matter is 

ciassified

 a

s

 either a m

i

xture or a pure substance. A mi

x

ture contains a 

number of different sub

s

tances mixed together. A mixture has no unique set of propert

i

es. 

Rath

e

r, 

i

t has the properties of a

!!

 the substances that are a part of it. 

A m

i

xtur

e

 

i

s either heterogeneous or homogeneous. The parts of a heterogeneous 

mixture  ;

r

e  visibly  different,  and  the  parts  of  a  h

o

mogeneous  mixture  cannot  be 

detected even with a microscope. 

mi/ture

 can be separated into its parts by using the di

f

ferences in the physical 

properties of the parts. For 

exampic,

 when the temperature of air is lowered, water vapor 

sepa

r

ates as liquid (rain) or soli

d

 water (snow). 

W

hen the air is cooled stil

l

 furt

h

er solid 

carbon  dioxid

e

  (dry  ice)  form.  Fina

l

ly, 

^

  oven  lower  temperatures,  the  rest  of  the  a

i

becomes liquid. Thus, the differences in the physical propertie

s

 of the substances in the 

mixture 

a

llow us to separate them 

Pure  substances  are  cl

ass

if

i

ed  as  e

i

ther  elements  or  compounds.  COMPOSITION  OF 

MATTER

 

Atoms are 

^:»

 fundamenta

l

 un

i

t

s

 of 

l.

l

ler

rl

erlts.

 An 

e

l

e

ment is a substance that con

t

a

i

ns 

only one kind of atom. Today, there are only 106 elements. 

 

Medical  Chemistry  Lecture  By 

:

 

Asst.

 

Lect.Tariq  Al  mgheer-

  College  of 

Medicine- Babylon University 
 


background image

Atoms combine to form molecules. A substance that contains only one kind of 

molecule is called a pure compound. A molecule is the smallest particle that has the 

properties of a pure compound. STATES OF MATTER 

 

All the elements and most simple compounds can exist as a gas, liquid, or, sold. 

These are the three states of matter. Water is a familiar example of a compound that 

exists  in  the  three  states.  Liquid  water  is  the  most  common  form.  Yet  when  the 

temperature  is  lowered,  water freezes  to  form  ice,  the  solid  form  of  water. When 

water evaporates or is heated to its boiling point, it exists as water vapor, the gaseous 

form of water. 

Not all substances can exist in three states. Many large and complex molecules 

exist only in the solid or liquid state because they are unstab

l

e when heated to their 

melt

i

ng or boiling point. For example, sugar decomposes instead of melting when 

heated. 

A plasma is typically an ionized gas, and is usually considered to be a distinct 

phase of matter (the fourth state of matter) in contrast to so

l

ids, liquids, and gases 

because  of  its  unique  properties

.

  Chemist  and  physicist  use  the  name  plasma  to 

describe this region containing balanced ch

a

rges of ions and electrons. PHYSICAL 

AND CHEMICAL CHANGES 

Everything in the world undergoes change. These changes can be classified as 

either physical or chemical. Chemical changes result in the disappearance of one or 

more substances and the formation of new ones. 

Chemical changes are usually called chemical reaction. 
No new substances are formed in a physical change However, a physical

 

change 

often results in the change of some intrinsic properties. For example, the density of 

ice is 0.917 g/mL

,

 which is different from that of liquid water. 

During  chemical  reactions  and  physical 

c

hanges,  energy  is  either  released  or 

absorbed. We get the energy we need for our world from chemical reactions. Our 

bodies get the energy they need from the food we eat. But what is energy? 

 


background image

 

Medical Chemistr

y

 Lecture B

y

 

:

 

Asst.

 

Lect.

 

Tariq Al Mgheer-

 

College of Medicine- Bab

y

lon Universit

 

ENERGY AND ITS TRANSFER 

 

The word energy is used to denote activity. We also speak of the energy that can 

be obtained from petroleum. But we cannot see, taste, or smell energy. Unlike matter, 

energy does not occupy space; yet we can feel its effects. Energy is not a th

i

ng but 

is more like a characteristic of a substance. 

All m&iter has energy. This energy has many forms. potential, kinetic, chemical, 
atomic,  and  radiant  energy  are  common  types.  An  object  has  potential  energy 
because 

 

of its position. For example, water at the top of a waterfall has potential energy as a result 

of its position above the surface of the earth. An object has kinetic energy as a result of 

its motion. A moving car and an airplane in flight all have kinetic energy. Chemical energy 

is the energy stored in the molecule as a result of the kinds and pos

i

t

i

ons of its atoms. 

Atomic or nuclear energy is associated with the structure of atoms. Radiant energy is 

the energy of light. 

The  energy  of  any  object  changes  whenever  it  undergoes  a  chemical  reaction  or 

phys

i

cal change. This energy change occurs by transferring energy. For example, part of 

the energy of wood is transferred to the surrounding air when 

i

t is burned. The energy is 

transferred by several methods. Four of the most common are work, heat, sound, and 

light These are all visible signs of a transfer of energy. 

It  is 

i

mportant  to  realize  that,  although  a  substance  may  contain  energy,  it  never 

contains heat or work. Heat and work are evident only when the energy of the material 

changes and a transfer of energy occur. The terms heat content and work content of 

substances are often used. These terms mean that the change in energy of a substance 

will occur in the form of heat or work. 

Chem

i

cal reactions involved in our body also demonstrate the transfer of energy. The 

food we eat provides the energy that allows our bodies to carry out the normal work of 

contraction  and  motion  Food  also  provides  us  with  heat  to  maintain  a  constant  body 

temperature. Food undergoes a series of chemical reactions in our bodies that result in 

the transfer of part of the chemical energy to muscles to do work and to the surroundings 

as heat.  

 


background image

UNITS OF ENERGY 

Heat 

i

s one of the most easily measured forms of energy. The most common unit of 

measurement of heat is the calorie. Its symbol is 

cal.

 A calorie is defined as the amount 

of heat needed to raise the temperature of 1 g of water from 14.5° to 15.5° C

Although is 

the exact definition of a calorie, approximately 1 calorie is needed to ra

i

se the temperature 

of 1 g of water by 1° C at any temperature between 0 and 70° C. Most chem

i

cal reactions 

release several thousand calories; as a result, quantities of heat are usually reported as 

kilocalones

 (1 

kcal

 

=

 1000 cal). The 

Sl

 unit of energy is the joule. Its symbol is 

J

 There 

are 

exacdy

 4

.

184 

J

 in 1 cal. Be careful in using the calor

i

e as a unit, because there are 

actually two calories in use: 

the one defined above, and the Calorie (with a capital C), used in nutrition. One 

Calorie is equal to 1 kcal. 

EXARCISE:

 How much heat, in 

cai

 and kcal, is needed to ra

i

se the temperature of 1000 

g

 of water from 1°to25

0

 

C?

 

1 calorie is needed to raise the temperature of 1 g of water 

1000  g 

X

  1 

calone/1

  g 

=

  1000 

cal

  or  1 

kcal 

1  kcal  X24= 

24kcal 

=

 24000 cal  

 

THE BODY AND HEAT TRANSFER 

The human body at rest gets its energy by means of a series of complex chemical 

reactions  called  metabolism.  The  body  gets  its  heat  from  a  part  of  this  energy.  The 

temperature of the body must stay fairly constant to function properly. Either too much or 

too  little  heat  can  be  lethal.  The  body  gets  rid  of  excess  heat  by  transferring  it  to  the 

surroundings in a number of ways. 

Evaporation of water from the skin is one way the body loses heat. This process takes 

advantage of the fact that heat is needed to transform liquid water into its vapor. The heat 

needed to carry out this physical change is called the heat of vaporization It 

i

s defined 

as the number of calories needed to change 1 g of substance from the liquid to the vapor 

state at its normal boiling point. The heats of vaporization of a number of compounds used 

in medic

i

ne are given in Table 1. 

 

 

 

 

 


background image

 

Table 1 Heats of Vaporization of Various Compounds 

Compounds 
 

Hear of Vaporization Compound (cal 

/

g) 

 

Water 
 

540 
 

IsopropyI

 alcohol 

 

159 
 

Diethyl

 ether 

 

84 
 

Ethyl chloride 
 

93 
 

Chloroform 
 

59 
 

Ethyl alcohol 
 

204 
 

Notice  that  the  heat  of  vaporization  of  water  is  higher  than  that  of  the  other 

compounds. This means that it takes more heat to vaporize 1g of water than 1g 

OT

 

most 

other compounds. 

The body also transfers hear to its surroundings by radiation The body is like a hot water 

radiator used in cars. Both give off heat. The heat radiated from the body accounts for 

much  of  its  heat  loss,  particularly  during  cold  weather.  Much  heat  is  lost  from  an 

uncovered head. Th

i

s loss can be greatly reduced simply by wearing a hat. 

Heat is transferred from one substance to another substance that is colder. This is 

called heat conduction This is another way that heat can be transferred to

'

 or from the 

body. For example, when an ice pack is placed on the skin, heat is transferred from the 

skin to the 

i

ce and the skin becomes cool. 

Water is the most abundant compound in the body. Body water can act internally to 

control  body  temperature  because  it  can  absorb  a  fairly  large  amount  of  heat  with 

relat

i

vely  little  change  in  temperature.  The  amount  of  heat  needed  to  raise  the 

temperature of 1 

g

 of a substance by 1° Celsius is called its 

specilic

 heat. Water has a 

higher specific heat than most compounds (1 

cal/g

 

X

 °C). 

Forexample,

 it takes 10 times 

as much heat to raise the temperature of a quantity of water by 1° than it does to 

i

ncrease 

the temperature of the same amount of copper by 1 

°

 (0.0949 

cal

 

/

 g X °C). This means 

that  water  in  the  body  can  absorb  a  fairly  large  amount  of  heat  without  changing 

temperature. In this way, water acts as an internal temperature regulator. 

 

 

 

 

 

 


background image

Buffer solution:- 

A buffer solution is an aqueous solution consisting of a mixture of a weak acid and its 
conjugate base, or vice versa. Its pH changes very little when a small amount of strong 
acid or base is added to it. 

 

What is buffer solution example? 

For example, a mixture of acetic acid and sodium acetate acts as a buffer solution 
with a pH of about 4.75. ... For example, a mixture of ammonium chloride and 
ammonium hydroxide acts as a buffer solution with a pH of about 9.25. Buffer 
solutions
 help maintain the pH of many different things. 

 

What is a buffer solution used for? 

buffer is a solution that can resist pH change upon the addition of an acidic or basic 
components. It is able to neutralize small amounts of added acid or base, thus 
maintaining the pH of the solution relatively stable. This is important for processes 
and/or reactions which require specific and stable pH ranges. 

 

Is blood a buffer? 

Blood. Human blood contains a buffer of carbonic acid (H 

2

CO 

3

) and bicarbonate anion 

(HCO 

3

 

-

) in order to maintain blood pH between 7.35 and 7.45, as a value higher than 7.8 or 

lower than 6.8 can lead to death. In this buffer, hydronium and bicarbonate anion are in 
equilibrium with carbonic acid. 

 

What is a buffer and how does it work in the blood? 

Buffers in the Human Body help maintain the bloods pH at 7.4. If blood pH falls below 
6.8 or rises above 7.8, one can become sick or die. The bicarbonate neutralizes excess 
acids in the blood while the carbonic acid neutralizes excess bases 

 

What is the buffer system in blood? 

Buffer Systems in the Body. ... The buffer systems functioning in blood plasma 
include plasma proteins, phosphate, and bicarbonate and carbonic acid buffers. The 
kidneys help control acid-base balance by excreting hydrogen ions and generating 
bicarbonate that helps maintain blood plasma pH within a normal range. 
 

 

How is pH maintained in the body? 
The lungs control your body's pH balance by releasing carbon dioxide. Carbon dioxide 
is a slightly acidic compound. ... Your brain constantly monitors this in order to 
maintain the proper pH balance in your body. The kidneys help the lungs maintain 
acid-base balance by excreting acids or bases into the blood. 
 
 
 

 

 

 


background image

Osmolality:-  

refers to the concentration of dissolved particles of chemicals and minerals -- such as 
sodium and other electrolytes -- in your serum. Higher osmolality means more 
particles in your serum. Lower osmolality means they're more diluted. 

 

What is the osmolality of blood?

 

Osmolality is a measure of the number of dissolved particles in a fluid. A test for 
osmolality measures the amount of dissolved substances such as sodium, potassium, 
chloride, glucose, and urea in a sample of blood and sometimes in urine.

 
 
 

What is the difference between osmolarity and osmolality? 
Osmolarity refers to the number of solute particles per 1 L of solvent, 
whereasosmolality is the number of solute particles in 1 kg of solvent.

 

 

 

What causes high blood osmolality? 
In healthy people, when osmolality in the blood becomes high, the body releases 
antidiuretic hormone (ADH). This hormone causes the kidneys to reabsorb water. This 
results in more concentrated urine. ... Dilute urine is passed to get rid of the excess 
water, which increases blood osmolality back toward normal.

 

 

 

 

 




رفعت المحاضرة من قبل: علي الشبري
المشاهدات: لقد قام عضوان و 64 زائراً بقراءة هذه المحاضرة








تسجيل دخول

أو
عبر الحساب الاعتيادي
الرجاء كتابة البريد الالكتروني بشكل صحيح
الرجاء كتابة كلمة المرور
لست عضواً في موقع محاضراتي؟
اضغط هنا للتسجيل