Notae Exhaustivae Chemiae et Pathophysiologiae Universitariae

Termodynamicae Principia et Systemata Physico-Chemica

• Lex Prima Termodynamicae: In systematibus thermodynamicis, energia neque creatur neque deletur; solum commutatur. Haec lex dicit mutatio energiae internae ($\Delta U$) aequalis est summae algebraicae omnium formarum energiae (caloris et laboris) cum ambiente commutatarum. In processibus ubi volumen constans est, formula scribitur ut $\Delta U = Q_V$.   

• Lex Zero Termodynamicae: Si duo systemata in aequilibrio thermico cum tertio systemate sunt, ipsa inter se in aequilibrio thermico esse debent.

• Lex Tertia Termodynamicae: Entropia substantiae purae in forma crystalli idealis in temperatura zero absoluta ($0\,K$) nihili aequalis est.

• Parametra et Functio Statuum: Proprietates systematis per parametra thermodynamica sicut temperatura ($T$), volumen ($V$), pressio ($P$), et concentratio ($C$) definiuntur. Functiones statuum principales includunt Enthalpiam ($H$), Entropiam ($S$), et Energiam Internam ($U$).

• Typi Systematum:

  • Systema Apertum: Materiam et energiam cum ambiente commutat (exemplum: corpus humanum, aqua fervens in vase aperto).
  • Systema Clausum: Energiam tantum commutat, materiam non commutat (exemplum: thermometrum, aqua in vase hermetico).
  • Systema Segregatum (Isolatum): Neque materiam neque energiam cum ambiente commutat (exemplum: vas vacuum, sphaera cum gaso clausa, aut apparatus thermostaticus idealis).

• Entropia et Enthalpia: Entropia ($S$) est mens inordinationis systematis. Quo maior inordinatio, eo maior entropia. Enthalpia ($H$) mutationem caloris in pressione constante repraesentat. Processus endotermici valorem $\Delta H > 0$ habent, dum exotermici valorem $\Delta H < 0$ habent.

Thermochimia: Leges et Calores Reactionum

• Lex Gess (Hess): Calor effectus reactionis chemicae tantum a statu initiali et finali substantiarum dependet, non autem a via vel gradibus intermediis quos reactio percurrit. Haec lex adhibetur ad calculandum mutationem enthalpiae ($\Delta H$).

• Factores Caloris: Secundum legem Gess, calor reactionis dependet a natura substantiarum et statu earum aggregato, sed non a gradibus transitus.

• Aequatio Gibbs: Spontaneitas processus definitur per energiam liberam Gibbs ($\Delta G$). Relatio inter entropiam et enthalpiam est $\Delta G = \Delta H - T\Delta S$.

Proprietates Colligativae et Osmosis

• Pressio Osmotica: Pressio quae motum solventis per membranam semipermeabilem sistit. In corpore humano (sanguine), pressio osmotica est inter $755\,kPa$ et $796\,kPa$. Pressio oncotica (pars pressio osmoticae a proteinis creata) est inter $2.9\,kPa$ et $3.9\,kPa$.

• Lex Vant-Goff: Pressio osmotica ($R_{\text{osm}}$) directe proportionalis est concentrationi molaris ($C$) et temperaturae ($T$). Formula est:   $R_{\text{osm}} = CRT$   vel pro electrolytis:   $R_{\text{osm}} = iCRT$

• Typi Solutionum:

  • Solutio Isotonica (Physiologica): Pressio osmotica aequalis est pressioni sanguinis. Exempla: $NaCl\,0.9\%$, Glycosa $4.5\text{--}5\%$. In his solutionibus status izoosmia servatur.
  • Solutio Hypotonica: Pressio osmotica minor est pressione sanguinis. Inducit gemoliz (rupturam cellularum propter ingressum aquae).
  • Solutio Hypertonica: Pressio osmotica maior est pressione sanguinis. Inducit plazmoliz (contractionem cellularum propter exitum aquae).

• Lex Raul (Raoult): Mutatio puncti ebullitionis et solidificationis solutionis. Ebullioscopia adhibetur ad massam molecularem inuenientem per augmentum temperaturae ebullitionis.   

• Lex Sechenov: Solubilitas gasorum in liquidis decrescit coram electrolytis.

• Morbus Kesson (Caisson): Accidit cum corpus e pressione alta ad pressionem normalem subito mouetur, efficiens bullas azoti ($N_2$) in sanguine quae vasa laedere possunt.

Chemia Analytica: Titrimetria et Tahlil

• Titrimetria: Usus solutionum indicatorum ad quantitatem acidorum vel basium determinandam. Punctum aequivalens identificatur per mutationem coloris indicatoris.   

• Neytrallanish (Neutralizatio):

  • Alkalimetria: Usus basis (exemplum: $NaOH$ vel $KOH$) ut solutio operans ad acida determinanda.
  • Atsidimetria: Usus acidi (exemplum: $HCl$ vel $H_2SO_4$) ad bases determinandas.
  • Indicatoria: Phenolphthaleinum, Methyl orange, Methyl ruber, Lacmus.

• Argentometria: Fundatur in reactionibus praecipitationis halidorum (Chloridum, Bromidum) cum argento nitrico ($AgNO_3$). Punctum aequivalens indicatur formatione praecipitati colorati (e.g., $K_2CrO_4$ ut indicator).

• Complexonometria (Chelatometria): Determinatio duritiei aquae per Trilon B (sal dinatricum EDTA). Indicator est Eriochromum nigrum.

• Oxidimetria: Fundatur in reactionibus redox.

  • Permanganatometry: Usus $KMnO_4$ in medio acido (solet $H_2SO_4$). Solutio ipsa agit ut indicator (color violaceus evanescit).
  • Producta Mn: In medio acido $Mn^{2+}$, in neutro $MnO_2$, in alkalino $MnO_4^{2-}$.

Elementa Biogenica et Toxica

• Macroelementa: $H, O, C, N, Ca, P, K, Na, Mg, Cl$. Ad pressionem osmoticam servandam $Na$ et $K$ (elementa s-block) crucialia sunt.

• Microelementa: $Fe, Cu, Zn, Co, Mn, Mo$.

  • Ferrum (Fe): Deficientia ducit ad anemiam. Reagentia qualitativa: $K_4[Fe(CN)_6]$ pro $Fe^{3+}$ (caeruleum Berolinense) et $K_3[Fe(CN)_6]$ pro $Fe^{2+}$ (caeruleum Turnbull).
  • Cuprum (Cu): Excessus efficit morbum Wilson. Particeps est in respiratione textuum.
  • Iodum (I): Deficientia ducit ad strumam endemicam.
  • Fluor (F): Excessus inducit fluorosim.
  • Carbon (C): Pulvis carbonis in pulmonibus inducit anthracosim.
  • Berillium (Be): Inducit rachitem berillicam et berilliosim.

Complexa Coordinationis et Metalloproteinata

• Theoria Werneriana: Complexum constat ex sphaera interna (ion centrale et ligandi) et sphaera externa.
• Markaziy Atom (Ion Centrale): Typice elementa d-block (e.g., $Fe, Cu, Co, Zn$).
• Ligandi: Moleculae vel iones directe ligati (e.g., $NH_3, H_2O, Cl^-, CN^-$).
• Numerus Coordinationis: Numerus ligandorum (commune $2, 4, 6$).
• Chelata: Complexa cyclicis ligando (e.g., Chlorophyllum cum $Mg$, Haemoglobinum cum $Fe$, Vitaminum $B_{12}$ cum $Co$).

Systemata Bufferia et pH

• Valor pH: pH sanguinis arterialis est $7.4$, venae $7.35$. pH succi gastrici est $1.49\text{--}1.8$.
• Systemata Bufferia Sanguinis:
  • Bicarbonas: $NaHCO_3 + H_2CO_3$ (praecipue extra cellulas).
  • Phosphas: $Na_2HPO_4 + NaH_2PO_4$ (intra cellulas et in urina).
  • Proteinum: Amfoterica natura proteinorum ($PtCOOH / PtCOONa$).
  • Hemoglobinum/Oxyhemoglobinum.
• Capacitas Bufferia: Quantitas acidi fortis vel basis quae addi potest antequam pH significanter mutetur, calculata per $V = C / |pH_1 - pH_0|$ pro $1\,L$ solutionis.

Chemia Organica: Structura et Reactivitas

• Nomenclatura et Isomeria: Systema IUPAC. Isomeria structurata et spatialis (enantiomeri, diasteriomeri). Isomeria opticalis requirit atomum carbonii asymmetriticum (xiralem) cum quattuor ligandi differentibus.

• Effectus Electronici:

  • Inductivus ($I$): Per vincula sigma ($\sigma$).
  • Mesomericus ($M$): Per vincula pi ($\pi$), involvit delocalisationem.

• Regula Markovnikov: In additione electrophilica ad alkenes nosimmetricos, hydrargyrum ($H$) ligatur ad carbonium cum pluribus atomis hydrogeniis.

• Reactiones Bio-organicae:

  • Eliminatio: Decarboxylatio, dezaminatio, dehydratio.
  • Oxidatio: Alkanes oxidantur ad alcohols, dein ad aldehydas/ketones, postremo ad acida.
  • Hydrogenatio/Degidrogenatio: Saepe catallysatur a NAD+ vel FAD.

Biomoleculae: Lipida, Carbohydrata, Proteina et Acida Nucleica

• Lipida:

  • Saponificabilia: Triglycerida (fats), Phospholipida (Lecithin, Cephalin), Sphingolipida.
  • Non-saponificabilia: Terpena (Menthol, Camphor), Steroida (Cholesterol, Hormones sexuales sicut Testosteron, Estradiol).

• Carbohydrata:

  • Monosaccharida: Glucosa, Fructosa. Pentosae (Ribosa, Dezoxiribosa) in acidis nucleicis.
  • Disaccharida: Lactosum (galactosa + glucosa), Saccharosum (glucosa + fructosa), Maltosum (glucosa + glucosa).
  • Polysaccharida: Amylum, Glycogenum, Cellulosa.

• Proteina: Vincula peptidica ligant aminotransita. Structura primaria est sequentia aminotransitorum. Denaturatio est destructio structurae secundariae, tertiariae, et quaternariae, sed primaria servatur.

• Acida Nucleica:

  • DNA: Bases (Adeninum, Guaninum, Cytosinum, Thyminum), sacchara (Dezoxiribosa). Structura qosh spiral (double helix).
  • RNA: Bases (Adeninum, Guaninum, Cytosinum, Uracilum), sacchara (Ribosa).