Биогенные элементы. Разделы физической химии. Гончаров В.И - 40 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

СтГМУ | Ставрополь

Составители: 

Рубрика: 

79
собой агрегат из атомов или нейтральных молекул малорастворимого веще-
ства (обычно их число огромно – несколько сотен или тысяч – это m). Ядро
имеет кристаллическое строение и формируется по правилу избирательной
адсорбции Панета-Фаянса. Согласно этому правилу на микрокристаллах
иодида серебра в избытке иодида калия вначале будут адсорбироваться ио-
дид ионы – эти ионы
называются потенциалопределяющими, они придают
агрегату соответствующий заряд и электрический потенциал – межфазный,
который возникает на границе раздела между твердой и жидкой фазами в
мицелле. Вокруг заряженного ядра ориентируются противоионы – катионы
калия. Часть этих противоионов адсорбируется на частице, образуя с ней не
только электростатические, но и ван-дер-вааальсовы связи – это адсорбци-
онный, или плотный слой противоионов, вместе с ним вся система обозна-
чается как гранула. Гранула имеет заряд, вследствие неполной компенса-
ции заряда потециалопределяющих ионов. Этот заряд на грануле называет-
ся электрокинетическим потенциалом (дзета потенциалом). Остальные
противоионы испытывают электростатическое притяжение со стороны гра-
нулы и, кроме того, находятся в состоянии теплового движения
, стремяще-
гося равномерно распределить ионы по всему объему раствора. Эта часть
противоионов образует диффузный слой. Вместе с ним вся частица называ-
ется мицеллой. В отличие от гранулы мицелла электронейтральна и не име-
ет строго определенных размеров.
Исходя из изложенных представлений, структуру мицеллы отражают
следующей формулой:
я дро
адсорбционный
слой
диффузный
слой
гранула
mAgI
.
nI
-
.
(n-x) K
+
x-
.
xK
+
{
}
где mAgI – агрегат; nI
-
- потенцалопределяющие ионы; (n-x)K
+
- проти-
воионы; xK
+
- ионы диффузного слоя, которые постоянно перемещаются и
граница скольжения проходит между адсорбционным и диффузным слоя-
ми. При избытке нитрата серебра формулу мицеллы можно описать сле-
дующим образом:
{mAgI nAg
+
(n-x)NO
3
-
}x
+
xNO
3
-
.
Ионы, достраивающие кристаллическую решетку ядра, сообщают ему
заряд, определяющий электродинамический потенциал (межфазный по-
тенциал), величина которого может достигать 1 В. Гранула имеет электри-
ческий потенциал того же знака, что и электродинамический потенциал, но
величина его меньше, порядка 50-100 мВ и зависит от количества противо-
80
ионов в адсорбционном слое. Потенциал гранулы называется электрокине-
тическим или дзета-потенциалом. Кинетическим его называют потому,
что он может быть обнаружен и измерен при всех видах перемещения дис-
персной фазы и дисперсионной среды относительно друг друга.
2.5. Коллоидные растворы всегда содержат примеси электролитов и дру-
гих низкомолекулярных веществ, которые отрицательно влияют
на свойства
коллоидных растворов и их устойчивость. Поэтому эти примеси низкомоле-
кулярных веществ отделяют от коллоидных частиц путем диализа, электро-
диализа, ультрафильтрации.
Диализ основан на применении мембран, задерживающих крупные кол-
лоидные частицы и пропускающих ионы и молекулы низкомолекулярных
веществ. Диализ проводится в диализаторе – это стеклянный сосуд, нижняя
часть которого затянута полупроницаемой
мембраной, сделанной из целло-
фана или коллодия. В диализатор наливают коллоидный раствор и погру-
жают его в стакан с дистиллированной водой. Ионы и молекулы из колло-
диевого раствора через мембрану постепенно переходят в наружный сосуд,
воду в котором по мере загрязнения необходимо менять. Коллоидные час-
тицы ввиду малых размеров пор
мембраны не диффундирую через нее и бу-
дут оставаться внутри диализатора. Процесс диализа длительный, но его
можно ускорить, если использовать электролиз.
Электродиализ проводится в электродиализаторе – это прибор, секции
которого отделены полупроницаемыми мембранами. В секции прибора опу-
щены электроды и при пропускании постоянного электрического тока ионы
низкомолекулярных веществ будут ускоренно перемещаться к
соответст-
вующим электродам. Этот метод особенно эффективен при малых концен-
трациях удаляемого электролита.
Ультрафильтрация – это отделение дисперсной фазы от дисперсион-
ной среды – производится через специально подготовленные фильтры, не-
проницаемые для частиц дисперсной фазы. Фильтрование обычно проводят
под давлением или используют разрежение (вакуум). Применяя мембраны с
определенной степенью пористости, можно разделить
коллоидные частицы
и приближенно определить их размеры. Этим методом впервые были опре-
делены размеры ряда вирусов и бактериофагов.
Процесс ультрафильтрации лежит в основе функционирования почек.
При фильтрации через мембрану поток жидкости обеспечивается ее гидро-
статическим давлением, создаваемым стенками капилляров. Вещества с мо-
лекулярной массой до 10000 проходят через сито мембраны свободно, а
с
молекулярной массой более 50000 – только в ничтожных количествах.
Пример сочетания диализа и ультрафильтрации – это аппарат “ис-
кусственная почка”, предназначенный для временной замены функции по-

Страницы