Beschreibung
InhaltsangabeEinleitung: Vom Sinn der physikalisch-chemischen Analyse biologischer Erscheinungen.- Erster Teil: Statik.- I. Teilchen und Kräfte in molekularen Dimensionen.- Dimensionen von Atom und Kern.- Isotope und Kernreaktionen.- Grundsätzliches zur Tracermethodik.- Atomhülle; Quantenzahlen.- Materiewellen.- Vom Wesen der chemischen Bindung.- Die Mehrfachbindung.- Das Valenzwinkelproblem.- Die polarisierte Bindung und das Dipolmoment.- Dispersionskräfte (van der Waals-Kräfte).- Paramagnetismus von Ionen und Molekeln, einschließlich Radikalen.- Mesomere Grenzzustände, Radikale.- Reaktionsmechanismen.- Die Wasserstoffbrückenbindung.- II. Wasser, Diffusion, Osmose.- Physikalische Eigenschaften und Assoziationsstruktur des Wassers.- Verteilung des Wassers im Körper.- Wasser als Partner bei biochemischen Reaktionen.- Wasserbewegungen im Körper und Wasserwechsel.- Irreversibilität und statistischer Charakter der Diffusion.- Der Diffusionskoeffizient; Permeabilitätskonstante von Membranen.- Konzentrationskurven verschiedener Diffusionssysteme.- Moleküldimensionen und Diffusionskoeffizient.- Die Diffusion im Gewebe.- Löslichkeit und Diffusion der Atemgase.- O2-Spannungsgefälle im Gewebe; die Grenzschnittdicke.- Besondere Diffusionsprobleme.- Kolligative Eigenschaften; Trennung der Komponenten einer Lösung.- Empirische Gesetze.- Dampfdruckerniedrigung; Konzentrationsmaße, Molenbruch.- Thermosmose.- Osmotische Arbeit; chemische Potentiale.- Theorie des osmotischen Druckes und seiner Messung.- Der osmotische Druck hochmolekularer Stoffe.- Osmotischer Druck in Zellen und Geweben.- Das Problem der Osmoregulation.- III. Die Elektrolyte.- Dissoziation, osmotischer Druck und Leitfähigkeit.- Potentiometrische Bestimmung von Elektrolytaktivitäten.- Elektroden zweiter Art.- Quantitative Theorie galvanischer Elemente.- Die Diffusionspotentiale.- Starke Elektrolyte; Aktivitäten und Aktivitätsfaktoren.- Theorie der interionischen Wechselwirkung.- Grundsätzliches zur biologischen Ionenwirkung.- Schwache Elektrolyte.- Thermodynamische und stöchiometrische Dissoziationskonstante.- Säure- und Basendissoziation als protolytischer Vorgang.- Protonenaffinität und chemische Struktur.- Die Dissoziation schwacher Elektrolyte im Wasser.- Der Begriff des pH und seine Messung.- pH-Wert von Säurelösungen; der Dissoziationsgrad.- Basen Verteilung zwischen verschiedenen Säuren; die Hydrolyse.- Stufentitration; ? bei mehrbasischen Säuren.- Die Ampholytdissoziation.- Titration von Komplexbildnern.- Die Pufferwirkung.- Die Pufferung im Organismus.- Das Puffersystem des Blutes.- Puffersysteme der Zellen; ihr pH-Wert.- Das Löslichkeits- oder Aktivitätenprodukt.- Löslichkeit und pH-Wert.- Löslichkeit der Kalksalze; die Knochenbildung.- IV. Phasen und Grenzflächen.- Gibbssches Phasengesetz.- Der Teilungskoeffizient; die Gegenstromverteilung.- Verteilungs- und Papierchromatographie.- Grenzflächenkräfte.- Grenzflächenspannung und Haftspannung.- Grenzflächenspannung an Mischphasen; die Adsorption.- Molekeln und Reaktionen in Grenzflächen.- Biologisch wichtige Grenzflächenreaktionen; Modellversuche.- Emulgierung; Netzung.- Spreitung; Filmbildung.- Platzbedarf und Zustand der Molekeln im Film.- Proteine in Grenzschichten.- Elektrische Erscheinungen an Grenzflächen.- Ableitbarkeit von Grenzflächenpotentialen.- Das elektrochemische Potential.- Phasengrenzpotentiale; Glaskette.- Adsorption, Potentialbildung, Doppelschicht.- Elektrokinetische Vorgänge.- Allgemeine Bedeutung der Elektrophorese.- Elektrolytadsorption 2.- Ionenaustauscher.- Das Donnan-Gleichgewicht.- Partielle Ionengleichgewichte an Membranen.- Selektivität und Ionenfluß.- Anomale Osmose.- V. Hochmolekulare Strukturbildner.- Größe und Form gelöster Makromolekeln; ihr Wassergehalt.- Osmotische und Ultrazentrifugenmethoden.- Optisches Verhalten; die Streulichtmethode.- Mittlere Molekulargewichte.- Erkennung der Teilchenform.- Das ReibungsVerhältnis.- Optische Dissymmetrie; Röntgenkleinwinkelstreuung.- Rotatorische Diffusio
Biologische Strukturen und biologische Funktionen sind nur fUr unsere schematisierende Analyse verschiedene Aspekte der lebenden Objekte. Der beschreibende Biologe empfindet ihre scheinbare Gegensatzlichkeit auch kaum. Derjenige aber, welcher sich bemuht, die physikalischen und chemischen Grund vorgange in seine Analyse des Lebendigen einzubeziehen, wird dabei immer die molekularen Feinheiten der biologischen Strukturen mit den sich an ihnen voll ziehenden chemischen Wandlungen und physikalischen Vorgangen verbinden mussen. Insbesondere dem Biochemiker wird es bei der gedanklichen Ver arbeitung seiner zahlreichen Einzelbefunde zunehmend bewuJ3t, daJ3 die Ver folgung des Weges von der chemischen Reaktion zum Verstandnis ihrer biologi schen Funktion cine Integration bedeutet, welche nur mit den Hilfsmitteln der physikalischen Chemic verstanden werden kann. Ihre DurchfUhrung gedanklich vOfzubereiten, fUr sic die wissensmaJ3igen Voraussetzungen zu schaffen und ihre Gestaltung an einigen Hauptproblemen zu umreiJ3en, wird hier als Aufgabe einer "Theoretischen Biochemic" angesehen. In ihr erfahren die aus der physikalischen Chemie - von NERNST (1893) "Theoretische Chemic" genannt - kommenden und zuerst von HOBER (1902) fUr den Gebrauch durch den Physiologen ge sichteten Gedankengange cine synthetisierende Vereinigung mit dem Wissensgut der deskriptiven und dynamischen Biochemie. Die vorliegende Darstellung nimmt auf die besondere Situation der Mediziner und Biologen Rucksicht. Sie setzt die Grundzuge der modernen Biochemie voraus; aber sie fUhrt in diejenigen Gebiete der physikalischen Chemie ein, die fUr den angesprochenen Kreis bedeutungsvoll sind.
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