10. Осмос, осмотическое давление. Закон Вант-Гоффа. Осмоляльность и осмолярность биологических жидкостей.
Осмос - процесс односторонней диффузии через полупроницаемую мембрану молекул растворителя в сторону большей концентрации растворённого вещества (меньшей концентрации растворителя).
Это давление стремится уравнять концентрации обоих растворов вследствие встречной диффузии молекул растворённого вещества и растворителя.
Термины «осмолярность» и «осмоляльность» часто путают. Осмоляльность — это количество осмотически активных частиц в 1000 г воды в растворе (единицы измерения — мосмоль/кг), тогда как осмолярность — это количество осмотически активных частиц в единице объема раствора (единицы измерения — мосмоль/л). Значительную часть объема плазмы составляют белки, поэтому ее осмоляльность обычно выше, чем осмолярность. При расчете осмотических соотношений лучше использовать осмоляльность.
1) Осмоляльность внеклеточной жидкости несколько выше, чем внутриклеточной, за счет белков плазмы.
2) Молекулы воды перемещаются в соответствии с осмотическим градиентом ионов так, что концентрации растворов выравниваются.
3) Осмоляльность определяют по снижению точки замерзания раствора. Существует также эмпирическое правило: осмоляльность = 2 [Na+], мэкв/л + АМК, мг% / 2,8 + глюкоза, мг% / 18. Осмоляльность мочи зависит от концентрационной способности почек. При минимальном объеме мочи ее осмоляльность максимальна. Максимальная осмоляльность мочи варьирует от 1200 мосмоль/кг у здорового ребенка (у грудных детей — 600—700 мосмоль/кг) до 300 мосмоль/кг при заболеваниях почек.
11. Понятие о коллоидных растворах. Методы получения и очистки коллоидных растворов. Строение мицеллы. Коагуляция, порог коагуляции.
Коллоидный раствор - высокодисперсная коллоидная система (коллоидный раствор) с жидкой (лиозоль) или газообразной (аэрозоль) дисперсионной средой, в объеме которой распределена другая (дисперсная) фаза в виде капелек жидкости, пузырьков газа или мелких твердых частиц, размер которых лежит в пределе от 1 до 100 нм (10−9—10−7м)
Методы получения коллоидных растворов также можно разделить на две группы: методы конденсации(мтр 22) и диспергирования
Диспергированный методы основаны на раздроблении твердых тел до частиц коллоидного размера и образовании таким образом коллоидных растворов. Процесс диспергирования осуществляется различными методами: механическим размалыванием вещества в т.н. коллоидных мельницах, электродуговым распылением металлов, дроблением вещества при помощи ультразвука.
Вещество, находящееся в молекулярно-дисперсном состоянии, можно перевести в коллоидное состояние при замене одного растворителя другим – т.н. методом замены растворителя. Аналогичным образом может быть получен гидрозоль серы.
Очистку коллоидных растворов можно проводить либо методом диализа, либо ультрафильтрацией.
Диализ заключается в извлечении из золей низкомолекулярных веществ чистым растворителем с помощью полупроницаемой перегородки (мембраны) , через которую не проходят коллоидные частицы. Периодически или непрерывно сменяя растворитель в приборе для диализа -- диализаторе, можно практически полностью удалить из коллоидного раствора примеси электролитов и низкомолекулярных неэлектролитов.
Недостатком метода является большая длительность процесса очистки (недели, месяцы) .
Электродиализ -- это процесс диализа, ускоренный путем применения электрического тока.
Компенсационный диализ и вивидиализ -- методы, разработанные для исследования биологических жидкостей, представляющих собой коллоидлые системы. Принцип метода компенсационного диализа состоит в том, что в диализаторе вместо чистого растворителя используют растворы определяемых низкомолекулярных веществ различной концентрации.
Ультрафильтрация -- фильтрование коллоидного раствора через полупроницаемую мембрану, пропускающую дисперсионную среду с низкомолекулярными примесями и задерживающую частицы дисперсной фазы или макромолекулы. Для ускорения процесса ультрафильтрации ее проводят при перепаде давления по обе стороны мембраны: под разрежением (вакуумом) или под повышенным давлением.
Мицеллы - частицы в коллоидных системах, состоят из нерастворимого в данной среде ядра очень малого размера, окруженного стабилизирующей оболочкой адсорбированных ионов и молекул растворителя.
Коагуляция(стр 23) - физико-химический процесс слипания мелких частиц дисперсных систем в более крупные под влиянием сил сцепления с образованием коагуляционных структур.
Коагуляция ведёт к выпадению из коллоидного раствора осадка в виде хлопьев (или «флокул») или к застудневанию. Коагуляция может быть как самопроизвольной (старение) с расслаиванием коллоидного раствора на твёрдую фазу и дисперсионную среду и достижением состояния минимальной энергии, так и искусственно вызванной с помощью специальных реактивов (коагулянтов или флокулянтов).
Наименьшее количество электролита, которое вызывает начало явной (заметной) коагуляции- порог коагуляции золя. У золей порог коагуляции обычно невелик и выражается в долях миллимолей электролита на литр золя.
Следует отметить, что коагулирующая способность электролитов (ионов) неодинакова и может быть определена как величина, обратная порогу коагуляции: КС=1/ПК
где КС — коагулирующая способность электролитов; ПК — порог коагуляции, ммоль/л.
Коагулирующим действием обладает лишь тот ион электролита, который несет заряд, противоположный заряду коллоидной частицы. Такой ион называется коагулирующим ионом. Его коагулирующая способность зависит от заряда: чем выше заряд коагулирующего иона, тем больше выражена его коагулирующая способность и тем ниже порог коагуляции.