Буферные растворы

Регистры отладки и тестирования

32-разрядные регистры отладки (DR0...DR7) имеют следующее назначение:

• DR0...DR3 - содержат линейные адреса 4 контрольных точек останова при отладке;
• DR4 и DR5 зарезервированы;
• DR6 - регистр состояния: показывает текущее состояние МП при останове в этих точках;
• DR7 - регистр управления: задает условия останова в контрольных точках. Регистры DR4 и DR5 не используются.

Регистры тестирования (TR3...TR7) используются при тестировании кэш-памяти и буфера ассоциативной трансляции адресов страниц (TLB).

По мере развития архитектуры микропроцессора их количество расширилось и дополнилось новым содержанием. В частности, с помощью регистра TR12 можно запретить предсказание и трассировку ветвлений, параллельное выполнение инструкций и выполнить некоторые другие действия.

Краткие итоги. В лекции рассмотрены назначение и состав регистровой структуры универсального микропроцессора, во многом определяющие архитектурные особенности микропроцессора.

На практике нередко возникает необходимость иметь раствор с устойчивым водородным показателем, не изменяющимся сильно от тех или других воздействий. Буферными растворами называются растворы с устойчивой концентрацией водородных ионов и, следовательно, с определенным рН, почти не зависящим от разведения и лишь слабо изменяющимся при прибавлении к раствору небольших количеств сильной кислоты и щелочи. Такими свойствами обладают растворы, содержащие слабую кислоту или слабое основание совместно с их солью. Рассмотрим для примера раствор, содержащий уксусную кислоту и ацетат натрия СН₃СОONа. Равновесие в процессе диссоциации кислоты характеризуется константой диссоциации:

Присутствие ацетата натрия, который диссоциирует в сильной степени, настолько увеличивает концентрацию ионов СН₃СОО^-, что диссоциация самой кислоты подавляется практически почти полностью. Поэтому в выражении (а) сСНзСООН — концентрацию недиссоциированных молекул кислоты — можно заменить общей концентрацией уксусной кислоты в растворе С_кисл. Концентрация же ацетатных ионов сСНзСОО^- практически равна α С_соли — произведению концентрации соли в растворе на степень диссоциации ее. В результате получаем:

н⁺ =

причем для разбавленных растворов можно принять α = 1.

Это соотношение показывает, что сН⁺ зависит главным образом от отношения концентраций соли и кислоты. Поэтому разбавление раствора почти не отражается на сН⁺.И действительно, одновременное понижение концентраций кислоты и соли от 0,1 н. до 0,001 н. изменяет рН раствора с 4,63 всего до 4,73 (это ничтожное изменение рН обусловлено некоторым изменением степени диссоциации соли).

Прибавление небольших количеств сильной кислоты или щелочи тоже сравнительно слабо отражается на рН. Это объясняется тем, что при прибавлении кислоты ее ионы Н⁺ связываются с ацетатными ионами соли в недиссоциированные молекулы уксусной кислоты, а если прибавляется щелочь, то она связывается уксусной кислотой в соответствующий ацетат.

Кислотно-щелочное равновесие и главные буферные системы в организме человека

Организм человека и животных располагает тонкими механизмами координации происходящих в не физиологических и биохимических процессов и поддержания постоянства внутренней среды (оптимальных значений рН и уровней содержания различных веществ в жидкостях организма, температуры, кровяного давления и т. д.). Эта координация названа, по предложению В. Кеннона (1929), гомеостазисом (от греч. "гомео" - подобный; "стазис" - постоянство, состояние). Она осуществляется путем гуморальной регуляции (от лат. "гумор" - жидкость), т. е. через кровь, тканевую жидкость, лимфу и т. д. с помощью биологически активных веществ (ферментов, гормонов и др.) при участии нервных регулирующих механизмов. Гуморальные и нервные компоненты тесно взаимосвязаны между собой, образуя единый комплекс нейро-гуморальной регуляции. Примером гомеостазиса является стремление организма к сохранению постоянства температуры, энтропии, энергии Гиббса, содержания в крови и межтканевых жидкостях различных катионов, анионов, растворенных газов и др., величины осмотического давления и стремление поддерживать для каждой из его жидкостей определенную оптимальную концентрацию ионов водорода. Сохранение постоянства кислотности жидких сред имеет для жизнедеятельности человеческого организма первостепенное значение, потому что, во-первых, ионы Н⁺оказывают каталитическое действие на многие биохимические превращения; во-вторых, ферменты и гормоны проявляют биологическую активность только в строго определенном интервале значений рН; в-третьих, даже небольшие изменения концентрации ионов водорода в крови и межтканевых жидкостях ощутимо влияют на величину осмотического давления в этих жидкостях.

Нередко отклонения рН крови от нормального для нее значения 7,36 всего лишь на несколько сотых приводят к неприятным последствиям. При отклонениях порядка 0,3 единицы в ту или другую сторону может наступит тяжелое коматозное состояние, а отклонения порядка 0,4 единицы могут повлечь даже смертельный исход. Впрочем, в некоторых случаях, при ослабленном иммунитете, для этого оказывается достаточными и отклонения порядка 0,1 единицы рН.

Особенно большое значение буферных систем имеют в поддержании кислотно-основного равновесия организма. Внутриклеточные и внеклеточные жидкости всех живых организмов, как правило, характеризуются постоянным значением рН, которое поддерживается с помощью различных буферных систем. Значение рН большей части внутриклеточных жидкостей находится в интервале от 6,8 до 7,8.

Кислотно-основное равновесие в крови человека обеспечивается водородкарбонатной, фосфатной, гемоглобиновой и белковой буферными системами.

Нормальное значение рН плазмы крови составляет 7,40 ± 0,05. Этому соответствует интервал значений активной кислотности α(Н⁺) от 3,7 до 4,0 10^-8моль/л. Так как в крови присутствуют различные электролиты – НСО₃^-, Н₂СО₃, НРО₄^2-, Н₂РО₄^-, белки, аминокислоты, это означает, что они диссоциируют в такой степени, чтобы активность α (Н⁺) находилась в указанном интервале.

Дата добавления: 2015-06-25