Биогенные элементы. Разделы физической химии. Гончаров В.И - 41 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

СтГМУ | Ставрополь

Составители: 

Рубрика: 

81
чек при острой почечной недостаточности. Аппарат оперативным путем
подключают к системе кровообращения больного: кровь под давлением,
создаваемым пульсирующим насосом (“искусственное сердце”), протекает в
узком зазоре между двумя мембранами, омываемыми снаружи физиологи-
ческим раствором. Благодаря большой рабочей площади мембран (~15000
см
3
) из крови достаточно быстро (3-4 часа) удаляются “шлаки” – продукты
обмена и распада тканей (мочевина, креатинин, ионы калия и другие).
Количественное определение низкомолекулярных веществ в биологиче-
ских жидкостях часто проводят методом компенсационного диализа или
вивидиализа. Сущность метода компенсационного диализа заключается в
том, что жидкость в диализаторе омывается не чистым растворителем, а
растворами
с различными концентрациями определяемого вещества. Так,
содержание сахара в сыворотке крови, не связанного с белками, определяет-
ся путем диализа сыворотки по сравнению с изотоничным раствором, к ко-
торому прибавляют различные количества сахара. Концентрация сахара во
внешнем растворе при диализе не изменяется лишь в том случае, когда она
равна концентрации свободного сахара
в сыворотке. Таким способом было
выявлено наличие глюкозы и мочевины в крови в свободном виде.
2.6. К молекулярно-кинетическим свойствам лиофобных коллоидных
растворов относятся свойства, связанные с тепловым движением частиц –
броуновское движение, диффузия, осмос – у коллоидных растворов выра-
жен гораздо слабее, чем у истинных растворов низкомолекулярных ве-
ществ, вследствие значительно больших
размеров коллоидных частиц и
меньшей их концентрации.
Броуновское движение
Теория броуновского движения была разработана Эйнштейном и Смолу-
ховским. Было доказано, что квадрат среднего смещения частицы пропор-
ционален коэффициенту диффузии D:
D2x
, где D – коэффициент диффу-
зии (м
2
/с),
x
– среднее смещение (м), -
промежуток времени (с).
За величину, характеризую интенсивность броуновского движения, при-
нимают среднее смещение частицы (
x
) за определенный промежуток вре-
мени (
).
Диффузия
Для понимания особенностей транспорта растворенных веществ через
клеточные мембраны необходимы сведения о диффузии. Диффузией назы-
вается процесс самопроизвольного выравнивания концентрации дисперги-
рованного вещества под влиянием хаотического движения частиц системы.
Скорость диффузии всегда увеличивается с повышением температуры. Ко-
эффициент диффузии показывает количество вещества, которое диффун-
дирует через поперечное сечение площадью 1
м
2
в течение 1 секунды при
82
градиенте концентрации, равном единице. По формуле Стокса-Эйнштейна
коэффициент диффузии обратно пропорционален радиусу частицы:
,
r6
1
N
RT
D
A

где D – коэффициент диффузии (м
2
/с), R – универсальная га-
зовая постоянная, N
A
– число Авогадро, - вязкость среды (Н · с/м), r – ра-
диус частицы (м), коэффициент “6” указывает на сферическую форму час-
тичек:
,
D6
KT
r

где K – постоянная Больцмана: K = R/N
A
. Подставляя зна-
чение коэффициента диффузии в уравнение для величины среднего смеще-
ния, получим:
.
r3N
RT
x
A

Это уравнение показывает, что интенсивность
броуновского движения возрастает с уменьшением размеров частиц и с по-
вышением температуры.
Осмос и осмотическое давление
Явление осмоса связано с тепловым движением микрочастиц, которое при-
суще и дисперсным системам. В этих системах так же обнаруживается осмоти-
ческое давление. Осмотическое давление коллоидных растворов очень мало.
Это
объясняется следующим: частичная концентрация коллоидных растворов
очень мала из-за больших размеров дисперсных частичек по сравнению с моле-
кулами, поэтому и очень низкое их осмотическое давление. Например: осмоти-
ческое давление 1%-ного раствора тростникового сахара – 79,46 кПа; 1%-ного
раствора желатины – 1,02 кПа, а 1%-ного коллоидного раствора сульфида
мышьяка всего 0,0034 кПа. Вторая особенность осмотического давления
дис-
персных систем его непостоянство. Эта особенность объясняется неустойчиво-
стью дисперсных систем, их стремлением к агрегации, укрупнению частичек
дисперсной фазы. Малое значение и непостоянство осмотического давления
золей является причиной того, что осмометрия не применяется для определения
частичной концентрации и размеров коллоидных частичек.
Понижение температуры замерзания и повышение температуры кипения
коллоидных
растворов тоже очень малы (порядка 10
-6
K), очень трудно изме-
римы, поскольку эти величины, подобно осмотическому давлению, связаны с
концентрацией частиц в единице объема. Криоскопические и эбулиоскопиче-
ские методы неприменимы еще и потому, что кипячение и замораживание
коллоидных растворов могут привести к их коагуляции. Поскольку концен-
трация коллоидных растворов очень мала (порядка 1%), их вязкость также
невелика; она
мало отличается от вязкости чистого растворителя.
Оптические свойства лиофобных коллоидных растворов.
Если луч сета направлен на коллоидный раствор сбоку, то его путь будет об-
наруживаться на темном фоне в виде светящегося конуса, получившего названия
конуса Тиндаля. В основе явления Тиндаля лежит рассеяние видимого света кол-

Страницы