авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 ||

«МИНИСТЕРСТВО ЗДРАВООХРАНЕНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ КАФЕДРА ОБЩЕЙ ХИМИИ Е. В. БАРКОВСКИЙ, С. В. ...»

-- [ Страница 4 ] --

3 — противоионы, электростатически связанные с ионогенными группами Классификация и свойства ионитов. Иониты по происхождению подразделяют на природные и синтетические;

по составу на неорганиче ские и органические. В зависимости от знака обменивающихся ионов и ве личины их константы диссоциации различают следующие группы ионитов.

1.Катиониты. Содержат сильнодиссоциирующие или слабодиссо циирующие кислотные группы: R–SО3Н (R — матрица ионита), R–СООН, R–SН и другие.

2. Аниониты. Содержат функциональные четвертичные алкилам мониевые группы R–[N(CH3)3]+OH– или R–[N(CH3)2C2H4]+OH–, пириди ниевые группы R–[C5H4N(CH3)]+OH–, амино- или иминогруппы –NH2;

=NH;

N.

3. Амфотерные иониты содержат одновременно вышеперечислен ные кислотные и основные ионогенные группы.

Взаимодействие ионита с раствором электролита представляет со бой процесс ионного обмена, который протекает стехиометрически. Если катионит в Н+-форме R–An–H+ (R — матрица катионита;

An– — ионоген ные группы катионита;

Н+ — противоионы, электростатически связанные с ионогенными группами) ввести в раствор, содержащий ионы Са2+, то в системе установится ионообменное равновесие между ионами водорода, перешедшими в раствор, и эквивалентным количеством ионов Са2+, по глощенным катионитом:

2R–An–H+ + Ca2+ (R–An–)2Ca2++2H+ Аналогичный процесс обмена имеет место при взаимодействии рас твора, содержащего, например, Cl–-ион с анионитом в ОН–-форме R–Kt+OH– (R — матрица анионита;

Kt+ — ионогенные группы анионита;

ОН– — противоионы, электростатически связанные с ионогенными груп пами):

R–Kt+OH– + Cl– R–Kt+Cl– + OH–.

Из приведенных уравнений видно, что при ионном обмене изменя ется реакция среды: при катионном обмене Н+-формы катионита среда становится кислой, при анионном обмене ОН–-формы анионита — щелоч ной. Обратимость ионообменного процесса создает возможность для ре генерации отработанного ионита, т.е для обратного превращения его в Н+ или ОН–-форму. Регенерацию катионитов осуществляют с помощью рас творов кислот, а анионитов — растворов щелочей:

R – An–Na+ + H+ + Cl– R – An–H+ + Na+ + Cl–;

R–Kt+Cl– + Na+ + OH– R–Kt+OH–+ Na+ + Cl–.

Адсорбционная способность ионов электролита на ионите зависит от величины их заряда. Чем больше заряд иона, тем сильнее он проявляет адсорбционную способность. Например, по увеличению способности ад сорбироваться на катионите ионы располагаются в следующий ряд:

K+ Ca2+ Al3+ Th4+.

Из ионов одинакового заряда максимальную ионообменную способ ность проявляют те, радиус которых в сольватированном (гидратирован ном) состоянии меньше:

Li+ Na+ K+ Rb+ Cs+ Cl– Br– NO 3 I– CNS– увеличение гидратации увеличение гидратации катионите увеличение адсорбции на анионите увеличение адсорбции на Важнейшей характеристикой ионита является обменная емкость (ОЕ). Обменная емкость — это количество ммоль эквивалентов обмени вающихся ионов на 1 г абсолютно сухого ионита или на 1 мл набухшего ионита на ионы, находящиеся в растворе. Природные иониты имеют ОЕ, равную 0,2–0,3 ммоль/г, синтетические иониты — от 3,0 до 5,0 ммоль/г, иногда ОЕ достигает и 10 ммоль/г.

Характерным свойством сухих ионитов является набухание их при контакте с раствором. Особенно сильно набухают синтетические иониты и иониты на полисахаридной основе. Основной причиной набухания иони тов в воде является наличие гидрофильных функциональных групп. Набу хание увеличивает скорость ионного обмена и непосредственно связано с кинетическими характеристиками ионитов, особенно органических.

Применение ионитов. С помощью ионитов проводят обессолива ние воды. Воду пропускают сначала через катионитный фильтр, а затем через анионитный.

На катионитном фильтре происходит поглощение из воды катионов металлов и замена их на ионы водорода:

2R–An–H+ + CaCl2 (R–An–)2Ca2++2HCl.

Вода, содержащая хлорид-ионы (Cl–) проходит через анионитный фильтр, который обменивает гидроксид-ионы (ОН–) на хлорид-ионы (Cl–):

R–Kt+OH– + НCl R–Kt+Cl– +Н2О.

В конечном итоге получается деминерализованная вода.

Для получения продуктов питания высокого качества проводят ио нообменные и сорбционные процессы на ионитах. В сахарной промыш ленности иониты используют для уменьшения жесткости сахарных рас творов, осветления и глубокой очистки сока, увеличения выхода и повы шения качества сахара, для получения глутаминовой кислоты из отходов сахарного производства. С помощью ионитов получают и очищают заме нители сахара — ксилит и сорбит. Особое значение иониты приобретают для виноделия, в первую очередь для удаления из виноградного и фрукто вого соков остатков сернистой кислоты и для осветления шампанских вин.

Иониты также широко используют для очистки лимонной, винной и дру гих кислот, желатина, глицерина, молочного сахара, агар-агара, расти тельного масла и других пищевых продуктов.

На основе ионообменных материалов можно создавать лекарствен ные препараты пролонгированного действия, связывая тем или иным спо собом биологически активное или лекарственное вещество с ионитом.

Иммобилизованные ферменты можно применять для проведения сложных каталитических реакций, пропуская раствор, биологическую жидкость, через колонку с сорбентом без введения вещества-катализатора в реакци онную среду.

Эксклюзионная хроматография В основе эксклюзионной хроматографии лежит принцип разделения смеси веществ по их молекулярным размерам или молекуляным массам.

Эксклюзионную хроматографию подразделяют на гель-проникающую и гель-фильтрацию.

В гель-проникающей хроматографии разделение проводят на поли мерах, набухающих в органических растворителях;

при гель-фильтрации используют полимеры, набухающие в воде (сефадексы, полиакриламид ный гель).

Для разделения белков используют гель на основе декстрана или по лиакриламида. Гранулы геля содержат поры определенного размера.

Крупные молекулы разделяемой смеси веществ быстро будут двигаться по колонке, не проникая внутрь гранул, мелкие же молекулы, проникая во все поры гранул, двигаются медленнее (рис. 5б). При промывании колон ки растворителем в первую очередь начинают двигаться большие молеку лы веществ (рис. 5в).

Разделение смеси тем эффективнее, чем больше различаются веще ства по размерам молекул, т. е. чем больше вещества будут различаться по коэффициентам распределения К.

Методы эксклюзионной хроматографии используют для очистки ферментов и белков от низкомолеклярных неорганических веществ, раз деления биополимеров по молекулярным массам, а также определения молекулярных масс биополимеров.

а б в — большие молекулы — гранулы геля — малые молекулы Рис. 5. Схема проведения эксклюзионной хроматографии. Пояснения в тексте Аффинная (биоспецифическая) хроматография Аффинная хроматография — это метод очистки и разделения бел ков, основанный на их избирательном взаимодействии с лигандом, свя занным ковалентной связью с инертным носителем (иммобилизованный ликанд). В качестве лигандов используют соединения, взаимодействия ко торых с разделяемыми веществами основано на биологической функции последних. Так, фермент связывается с субстратом, антиген с антителом, гормон - со своим рецептором. (рис. 6).

Рис. 6. Механизм аффинной хроматографии:

Л — лиганд;

Л — иммобилизованный лиганд;

М — биологически активное вещество;

M Л — биоспецифический комплекс;

1 — примеси;

О — несорбирующиеся компо ненты смеси В медицинской практике для лечения и профилактики тромбозов со судов используется фермент плазмин, участвующий в расщеплении сгуст ков крови. Для получения этого фермента поступают следующим образом.

Известно, что плазмин прочно связывается с лизином. Поэтому лизин (ли ганд) ковалентно связывают с полисахаридной матрицей и помещают в колонку. Через колонку пропускают плазму крови. При этом плазмин свя зывается с лизином и остается в колонке, а все остальные белки плазмы выходят из нее. В основе связывания плазмина с лизином лежит электро статическое взаимодействие, поэтому для разрушения комплекса плаз мин–лизин и получения чистого плазмина через колонку пропускают рас твор, обладающий высокой ионной силой.

Для получения чистых антител против дифтерийного токсина из сы воротки крови его антигены (лиганды) ковалентно связывают с целлюлоз ной матрицей и помещают в колонку. Через колонку пропускают иммун ную сыворотку, антитела (биологически активные вещества) из которой прочно связываются с антигенами. Последующей промывкой образующего ся иммуносорбента раствором хлорида натрия с массовой долей его 0,85 % удаляют все неспецифические белки сыворотки крови. При промывке ко лонки фосфатно-лимонным буферным раствором с рН 3,2 отщепляются чистые антитела. Аналогичным способом можно получить чистые антите ла против вируса гриппа из сыворотки крови.

Лекция Дисперсные системы Дисперсная система — это гетерогенная система, которая содер жит одно или несколько веществ в виде частиц, распределенных в той или иной среде. Дисперсная система состоит из дисперсной фазы (ДФ) и дис персионной среды (ДС).

Дисперсная фаза — это раздробленное вещество. Дисперсионная среда — это среда, в которой распределено раздробленное тело.

Дисперсность — значит раздробленность. Каждое вещество может находиться в виде монолита и в виде раздробленного вещества (мелкий порошок, мелкие пузырьки, мелкие капельки). Раздробленность вещества дисперсной фазы характеризуются степенью дисперсности (), которая обратна среднему диаметру (d) частиц: = 1/d, м- Облака, дымы, почва, глина — это природные дисперсные системы.

Биологические жидкости — кровь, моча, плазма, лимфа, спинномозговая жидкость тоже представляют собой дисперсные системы, где в коллоид ном состоянии находятся различные неорганические и органические соли:

фосфаты, оксалаты, ураты, карбонаты.

Классификация дисперсных систем I. По степени дисперсности частиц дисперсной фазы.

1. Грубодисперсные. Это дисперсные системы, размер частиц кото рых 10–7–10–4 м.

2. Коллоидно-дисперсные. Размер частиц от 10–7м до 10–9м. Частицы состоят из молекул, ионов или представляют собой макромолекулы. Лю бое вещество можно получить в коллоидном состоянии. Например: мыло в воде — это коллоидный раствор;

мыло в спирте — истинный раствор. Кол лоидные растворы с жидкой дисперсионной средой называются золями.

3.Системы с частицами менее 10–9 м не относятся к дисперсным.

Такие частицы образуют молекулярные (диаметр частиц 10–10 м) и ионные (10–11 м) растворы, известные под общим названием истинные растворы.

II. Классификация по агрегатному состоянию фазы и среды. В зависимости от агрегатного состояния дисперсной фазы и дисперсионной среды все дисперсные системы можно разделить на 8 типов (табл. 1) Таблица Типы дисперсных систем Агрегатное Агрегатное Условное состояние Тип состояние обозначение Примеры систем дисперсион- системы дисперсной системы ной среды фазы Газ Аэрозоль Жидкость Ж/Г Туман, облака Твердое тело Т/Г Дым, пыль, порошки Жидкость Лиозоль Газ Г/Ж Пена Жидкость Ж1/Ж2 Эмульсии (нефть, молоко) Твердое тело Т/Ж Взвеси, суспензии, кол лоидные растворы Твердое тело Твердый Газ Твердые пены (пемза, Г/Т золь хлеб) Жидкость Капиллярные системы Ж/Т (жидкость в пористых те лах, почва, грунт) Твердое тело Т1/Т2 Твердые системы (мине ралы, сплавы, бетон) В обозначениях типа т/т, т/ж и т. д. первым указывается состояние ДФ, а вторым — ДС. Система типа г/г не может быть дисперсной из-за взаимной растворимости всех газов.

III. Классификация по кинетическим свойствам дисперсной фа зы. Дисперсные системы различаются по тому, в какой мере взаимодейст вуют друг с другом частицы дисперсной фазы. Если частицы ДФ не связа ны друг с другом и способны независимо перемещаться в дисперсионной среде (ДС) под влиянием теплового движения или силы тяжести, то такие системы называются свободно-дисперсными. К ним относятся лизоли, аэ розоли, достаточно разбавленные суспензии и эмульсии. Если частицы связаны друг с другом силами межмолекулярного взаимодействия и обра зуют пространственные структуры (решетки, сетки и т. д.), то такие сис темы называют связно-дисперсными. К ним относятся гели, концентриро ванные суспензии (кремы, пасты), концентрированные аэрозоли.

IV. Классификация по характеру взаимодействия между дис персной фазой (ДФ) и дисперсионной средой (ДС).

Различают лиофильные и лиофобные системы. Лиофильными на зываются системы, где частицы ДФ имеют высокое сродство к ДС, а лио фобными — системы с низким сродством частиц ДФ к ДС. Если в качест ве ДС выступает вода, то используются термины «гидрофильные и гидро фобные дисперсные системы». Примером гидрофильных дисперсных сис тем являются растворы высокомолекулярных соединений (ВМС), напри мер, белков, полисахаридов, нуклеиновых кислот. Большинство дисперс ных систем являются лиофобными (гидрофобными). Например, золи ме таллов в воде, золи солей АgCl, ВаSО4 и другие.

Строение коллоидных частиц Для получения дисперсных систем (в том числе и коллоидных рас творов) необходимо соблюдать три условия: взаимная нерастворимость дисперсной фазы и дисперсионной среды;

вещество должно быть раз дроблено до определенных размеров частиц дисперсной фазы и, наконец, третье условие — присутствие стабилизаторов. В качестве стабилизаторов выступают ионы, которые адсорбируются на поверхности частиц.

Появление заряда на коллоидной частице связано с тем, что у по верхности коллоидных частиц на границе раздела фаз образуется двойной электрический слой. Обязательным условием образования заряда на кол лоидной частице является избыток одного из электролитов, вступающего в реакцию. Известно, что если мы сольем два раствора электролитов в эк вивалентных количествах, то никакого коллоидного раствора не образует ся, а выпадает осадок: тВаСl2 + тК2SО4 = тВаSО4+ 2mКСl.

Предположим, что нам надо получить золь ВаSО4. В этом случае один из электролитов требуется взять в избытке. Допустим, что реакция протекает при избытке раствора ВаСl2. Запишем схему реакции:

(т+п)ВаСl2 + тК2SО4 тВаСl2 + 2тКСl + пВаСl2.

Поскольку хлорид бария — сильный электролит, то он распадается полностью на ионы: пВаСl2 пВа2+ + 2пСl– Основу коллоидных частиц составят микрокристаллы труднораство римого ВаSО4, включающие в себя структурных единиц ВаSО4 (точнее пар ионов Ва2+ и SО42–).

Эти микрокристаллы называют агрегатом. Если реакция протекает при избытке раствора ВаСl2, то на поверхности агрегата возникает поло жительно заряженный слой в результате избирательной адсорбции ионов Ва2+. то происходит согласно правилу Панета-Фаянса, которое говорит о том, что структуру кристаллической решетки могут достраивать только те ионы, которые входят в ее состав. Ионы бария Ва2+ в данном случае явля ются потенциалопределяющими ионами. Агрегат вместе с потенциало пределяющими ионами является частицей твердой фазы и называется ядром.

Под действием электростатических сил к ядру притягивается 2n ио нов хлора. Они называются противоионами и компенсируют заряд ядра.

Часть противоионов (2n – х) прочно удерживаются около ядра и образуют вместе с потенциалопределяющими ионами Ва2+ адсорбционный слой.

Агрегат и адсорбционный слой вместе составляют гранулу, имею щую в данном случае положительный заряд. Остальные х противоионов хлора образуют диффузный слой. Гранула вместе с диффузным слоем противоионов составляют мицеллу, которая электронейтральна. Схему мицеллы можно изобразить следующим образом:

ядро {[mВаSO4] nВа2+ (2n – x)Cl–}х+ хCl– диффузный агрегат адсорбционный слой слой Гранула мицелла Мицелла — это отдельные коллоидные частицы, которые составля ют дисперсную фазу золя.

В том случае, если в избытке взят раствор сульфата калия К2SO4, схема мицеллы будет другой: {[mBaSO4]nSO42– (2n–x)K+}х-хK+.

Заряд гранулы определяется зарядом потенциалопределяющих ио нов. Гранула становится нейтральной, если все противоионы из диффуз ного слоя переходят в адсорбционный:

{[mBaSO4]nВа2+2nCl–}0 или {[mBaSO4]nSO42– 2nК+ }0.

Разность потенциалов между подвижной (диффузной) и неподвиж ной (адсорбционной) частью двойного электрического слоя называется электрокинетическим или (дзэта) — потенциалом и рассчитывается по формуле:

V K =, H где К — коэффициент, значение которого зависит от формы частиц (для цилиндрических — К = 4, для сферических — К= 6);

V — линейная ско рость перемещения частиц (или границы золя), м/с;

— вязкость среды, Нс/м2;

Н — напряженность электрического поля (градиент потенциала), В/м;

— относительная диэлектрическая проницаемость среды;

— по тенциал зависит от степени размытости диффузного слоя, концентрации электролитов и заряда ионов.

Максимальная разность потенциалов между твердой поверхностью и всеми противоионами называется термодинамическим потенциалом Е (Е 1 В). Величина электрокинетического потенциала составляет 30–100 мВ.

Устойчивость и коагуляция дисперсных систем Под устойчивостью дисперсных систем понимают постоянство во времени их свойств, в первую очередь постоянство дисперсности и посто янство равномерного распределения частиц дисперсной фазы в среде.

Различают два вида устойчивости дисперсных систем: седимента ционную (кинетическую) и агрегативную. Седиментационная устойчи вость — это способность частиц дисперсной фазы удерживаться во взве шенном состоянии. Эта способность зависит от степени дисперсности час тиц, вязкости дисперсионной среды, разности плотностей дисперсной фа зы и дисперсионной среды, температуры. Кинетическая (седиментацион ная) устойчивость золя тем выше, чем меньше размер частиц, чем ближе значения плотностей фазы и среды, чем выше вязкость дисперсионной среды, причем степень дисперсности частиц оказывает наибольшее влия ние. Поэтому высокодисперсные системы, в которых скорость осаждения взвешенных частиц под влиянием силы тяжести настолько мала, что ею можно пренебречь, принято называть седиментационно (кинетически) ус тойчивыми.

Агрегативная устойчивость характеризует способность частиц дис персной фазы оказывать сопротивление их слипанию и тем удерживать определенную степень дисперсности. Основными факторами агрегативной устойчивости дисперсных систем являются наличие у частиц ионной обо лочки, т. е. двойного электрического слоя, диффузного слоя противоинов, а так же их сольватной (гидратной) оболочки. Утрата агрегативной устой чивости приводит к коагуляции.

Коагуляция — это процесс объединения коллоидных частиц и обра зования более крупных агрегатов, ведущий к выпадению их в осадок под действием сил тяжести и последующему разделению фаз. Коагуляцию мо гут вызвать различные факторы: изменение температуры, механическое воздействие, действие света, облучение, увеличение концентрации золя, добавление электролитов.


Изменение температуры по-разному влияет на кинетическую и агре гативную устойчивость, а следовательно, и на коагуляцию. Первая при увеличении температуры возрастает в результате усиления броуновского движения. Вторая при этом снижается вследствие уменьшения толщины диффузного слоя. Причем увеличивается и вероятность столкновения (со ответственно — слипания) частиц, что способствует коагуляции.

Наиболее изучена и имеет большое практическое значение коагуля ция электролитами. Электролиты, с одной стороны, необходимы для ста билизации золя, но с другой — их избыток в растворе вызывает коагуля цию. Поэтому коллоидные растворы, полученные химическими методами, необходимо очищать от примесей электролитов.

Коагуляция коллоидных растворов Чтобы начался процесс коагуляции необходимо наличие некоторой минимальной концентрации электролита в золе. То наименьшее количест во электролита, которое вызывает коагуляцию 1 л золя, называется поро гом коагуляции. Его определяют по помутнению и изменению окраски коллоидного раствора, и рассчитывают по формуле:

C V =, V где — порог коагуляции, моль/л или ммоль/л;

С — концентрация элек тролита, моль/л;

V — объем раствора электролита, л;

V0 — объем золя, л.

Величина, обратная порогу коагуляции (1/), является мерой коагу лирующей способности электролита: чем меньше порог коагуляции, тем выше коагулирующая способность электролита.

Коагуляцию вызывает тот ион, заряд которого по знаку противопо ложен заряду поверхности коллоидных частиц. Коагуляцию положительно заряженных золей вызывают анионы добавляемого электролита, отрица тельно заряженных золей — катионы электролита. Коагулирующее дейст вие электролитов определяется правилом Шульце-Гарди: « Коагулирую щее действие оказывает противоион и коагулирующая способность воз растает пропорционально некоторой высокой степени его заряда». Если коагуляцию вызывают ионы одного знака, но разной величины заряда, то их пороги коагуляции соотносятся как величины, обратные их зарядам в шестой степени:

+ : 2+ : 3+ = : : = 730 : 11:1.

16 2 6 3 Поскольку порог коагуляции зависит не только от природы иона коагулянта, но и от природы иона, сопутствующего ему, а также условий проведения опыта, на практике наблюдаются отклонения от указанного соотношения. В настоящее время установлено, что порог коагуляции про порционален величине заряда иона-коагулянта в степени от 2 до 9, часто в степени 6.

У ионов одного знака и одинаковой величины заряда пороги коагу ляции также отличаются друг от друга, но незначительно.

Явление коагуляции электролитами играет существенную роль в живом организме, так как коллоидные растворы клеток и биологических жидкостей соприкасаются с электролитами. Поэтому при введении в орга низм какого-либо электролита надо учитывать не только его концентра цию, но и заряд ионов. К примеру, физиологический раствор хлорида на трия нельзя заменить изотоническим раствором хлорида магния, посколь ку данная соль содержит двухзарядный ион магния, оказывающий более высокое коагулирующие действие.

Кинетика и механизм коагуляции электролитами. Коагуляция любого коллоидного раствора не происходит мгновенно — она протекает во времени. О процессе коагуляции можно судить по изменению оптиче ских свойств раствора.

Различают две стадии коагуля V ции: скрытую и явную. На первой ста K N дии происходит укрупнение частиц без видимых изменений оптических свойств раствора (скрытая коагуля ция). На второй стадии идет дальней шее укрупнение частиц, сопровож S дающийся видимым изменением золя (явная коагуляция).

C О B A На рис. 1 кривая (OSKN) отра Рис. 1. Зависимость скорости коагуляции жает зависимость скорости коагуля от концентрации электролита ции золя от концентрации добавляе мого электролита. Отрезок ОS соответствует скрытой коагуляции, а точка А — концентрации электролита при пороге коагуляции, который можно зафиксировать. Признаками явной коагуляции являются помутнение золя или изменение его окраски.


В начале явной коагуляции (отрезок SКN) скорость ее невелика. Но по мере нарастания концентрации электролита она значительно увеличи вается. Поэтому различают медленную (SК) и быструю (КN) коагуляцию.

Точка В соответствует концентрации электролита при некотором остаточ ном значении -потенциала (в литературе его называют критическим -потенциалом).

Существуют различные теории, описывающие механизм коагуля ции. Согласно одной из теорий, при введении в дисперсную систему элек тролита происходит сжатие ионной оболочки частиц за счет избиратель ной или ионнообменной адсорбции на их поверхности ионов данного электролита. При этом понижается заряд частицы, ее -потенциал и, следовательно, толщина диффузного слоя. Уменьшение толщины диффузного слоя приводит к преобладанию сил межмолекулярного притяжения над силами электростатического отталкивания, вследствие чего скорость коагуляции возрастает.

Коагуляция золя смесями электролитов. Коагуляцию золей мож но вызвать и смесями электролитов, которые способны оказывать на них различные действия (рис. 2).

С 1. Коагулирующее действие смеси электролитов суммируется, т. е. смесь электролитов действует также, как один из них, взятый тем же количеством — аддитив ное действие.

2. Коагулирующее действие смеси электролитов меньше, чем О С каждого из них в отдельности, т.

е. для коагуляции золя количества Рис. 2. Коагуляция смесями электролитов:

смеси потребуется больше чем 1 — аддитивное действие;

2 — антаго низм;

3 — синергизм количества каждого из них в от дельности — антагонизм.

Это характерно для смесей ионов, имеющих различную валентность.

3. Коагулирующее действие смеси электролитов больше, чем каждо го из них в отдельности, т. е. количества смеси требуется меньше, чем ко личеств одного из электролитов в отдельности — синергизм.

Вышеописанные явления очень важны для понимания закономерно стей воздействия ионов на органы и ткани живого организма, поскольку биологически активные ионы часто выступают в роли «антагонистов» или «синергистов». Это обстоятельство должно учитываться при составлении кровезамещающих растворов: они должны быть не только изотонически ми плазме крови и иметь одинаковую с ней ионную силу, но и быть мак симально близкими по ионному составу. Однако описанные явления ни в коем случае нельзя смешивать с явлениями физиологического антагониз ма ионов, под которым обычно понимают ослабление одним катионом токсического или иного физиологического действия, вызываемого другим катионом.

Коллоидная защита Устойчивость коллоидных растворов можно повысить, используя не только малые количества электролита, но и добавляя к нему высокомоле кулярные соединения (ВМС). Повышение устойчивости коллоидного рас твора при добавлении к нему ВМС назвали коллоидной защитой. Это яв ление выражается в повышении порога коагуляции. Если, например, к зо лю гидроксида железа (III) добавить небольшое количество раствора же латина, то для коагуляции такого золя требуется значительно больше электролита, чем для коагуляции незащищенного золя.

Механизм защитного действия сводится к образованию вокруг кол лоидной частицы адсорбционной оболочки из молекул ВМС, которые соз дают структурно-механический барьер, препятствующий слипанию час тиц. При этом повышается не только агрегативная, но и седиментационная устойчивость золя вследствие повышения вязкости дисперсионной среды.

Коллоидные частицы, защищенные слоем белка, устойчивы и по своим свойствам не отличаются от макромолекул белка. Примером таких дисперсных систем могут служить медицинские бактерицидные препара ты протаргол и колларгол, представляющие собой золи металлического серебра, защищенные белками. Эти препараты приобретают устойчивость, сохраняющуюся даже при полном удалении дисперсионной среды. Следу ет отметить, что бактерицидное действие, свойственное тяжелым метал лам, не экранизируется белковой оболочкой.

Такие биологические жидкости, как кровь, плазма, лимфа, спинно мозговая жидкость представляют собой системы, в которых некоторые входящие в них вещества, находятся в коллоидном состоянии, например, фосфаты, ураты, оксалаты, карбонаты, холестерин, липиды. В крови кри сталлы малорастворимых соединений не выпадают в осадок потому, что защищены от коагуляции белками. Согласно одной из теорий, с возрастом защитная функция белков снижается, и возникают различные заболевания, например атеросклероз, кальциноз, подагра, образование камней в почках, печени и т. д.

Оглавление Предисловие.................................................................................................. Лекция 1. Предмет и задачи химии. Элементы химической термодинамики.......................................................................... Лекция 2. Направление биохимических процессов.

Второй закон термодинамики............................................... Лекция 3. Термодинамика химического равновесия............................ Лекция 4. Термодинамика образования растворов.

Коллигативные свойства растворов..................................... Лекция 5. Теория растворов слабых и сильных электролитов.

Протолитическая теория кислот и оснований..................... Лекция 6. Буферные системы и растворы.............................................. Лекция 7. Строение атома. Электронные конфигурации атомов....... Лекция 8. Периодический закон Д. И. Менделеева и электронное строение атомов...................................................................... Лекция 9. Современные представления о природе химической связи и строении молекул...................................................... Лекция 10. Комплексные соединения...................................................... Лекция 11. Химическая кинетика............................................................. Лекция 12. Химическая кинетика биохимических реакций и катализ................................................................................. Лекция 13. Электродные и окислительно-восстановительные потенциалы.............................................................................. Лекция 14. Электрическая проводимость тканей и биологических жидкостей. Кондуктометрия................................................. Лекция 15. Гетерогенные равновесия...................................................... Лекция 16. Физико-химия поверхностных явлений............................. Лекция 17. Хроматография..................................................................... Лекция 18. Дисперсные системы........................................................... Учебное издание Барковский Евгений Викторович Ткачёв Сергей Викторович ОБЩАЯ ХИМИЯ Курс лекций Ответственный за выпуск Е. В. Барковский В авторской редакции Компьютерный набор Е. П. Ковгарени Компьютерная верстка О. Н. Быховцевой Подписано в печать 30.10.08. Формат 6084/16. Бумага писчая «Кюм Люкс».

Печать офсетная. Гарнитура «Times».

Усл. печ. л. 7,67. Уч.-изд. л. 6,6. Тираж 100 экз. Заказ 505.

Издатель и полиграфическое исполнение:

учреждение образования «Белорусский государственный медицинский университет».

ЛИ № 02330/0494330 от 16.03.2009.

ЛП № 02330/0150484 от 25.02.2009.

Ул. Ленинградская, 6, 220006, Минск.



Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 ||
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.