Роль осмоса и осмотического давления в биологических системах:

1. Осмос регулирует поступление воды в клетки и межклеточные структуры. Если бы вода просачивалась в ткани, то это вызывало бы отек различных органов и подкожной живой клетки. Это наблюдается при механических повреждениях различных органов.

2. Упругость клеток (тургор), эластичность тканей, сохранение определенной формы органов обусловлены осмотическим давлением. Клетки некоторых растений развивают давление 4-20 атм. Прорастающие ростки деревьев поднимают асфальт.

3. Помещая клетку в дистиллированную воду, наблюдается эндосмос,происходит набухание, а затем и разрыв оболочки и вытекание клеточного содержимого. Это явление называется лизисом. В случае эритроцитов – гемолизом. В концентрированных растворах солей отмечается сморщивание клеток - плазмолис, связанный с экзосмосом.

4. Человеческий организм характеризуется постоянством осмотического давления, колебания его незначительны. Поэтому при различных процедурах в кровь человека в больших количествах можно вводить только изотонические растворы. При больших потерях крови (операции, травмы) больным вводят по несколько литров изотонического раствора NaCl (0,9%) для возмещения потери жидкости с кровью. Но следует помнить, что изотонический раствор кровь не заменяет!

5. В хирургии применяют гипертонические растворы, например 10%-ный р-р NaCl. Смоченную в таком растворе повязку накладывают на рану для очистки от гноя, микроорганизмов и продуктов распада.

6. Горькая соль MgSO4 *7H2O и глауберова соль Na2SO4*10 H2O являются сильными слабительными средствами. Это их свойство основано на осмосе: эти соли плохо всасываются желудочно-кишечном тракте, гипертонические растворы MgSO4 *7H2O и Na2SO4*10 H2O заставляют устремляться в просвет кишечника большое количество воды, что приводит к послабляющему эффекту.

7. Почка – эффективный осмотический аппарат. Основная функция ее заключается в удалении продуктов обмена из крови: в более концентрированный раствор – мочу - через полупроницаемую мембрану.

83. Адсорбция, основные термины (адсорбент, адсорбтив, адсорбат, десорбция)

Адсорбция – процесс накопления одного вещества на поверхности другого. Адсорбент – это твёрдое вещ-во, на поверхности которого накапливается другое вещество Адсорбтив - Адсорбируемое (поглощаемое) вещество

Адсорбат - уже адсорбированное вещество Десорбция - удаление адсорбированного в-ва (адсорбтива) с поверхности адсорбента.

84. Деление адсорбции в зависимости от природы действующих сил на химическую и физическую.

Физическая адсорбция обусловлена межмолекулярным взаимодействием за счѐт сил Ван-дер-Ваальса или водородной связью.

Характерно: обратимость, неспецефичность, экзотермичность.

Пример: поглощение инертных газов Сакт.

Химическая адсорбция осуществляется при взаимодействии адсорбента с адсорбатом с образованием хим. связи.

Характерно: необратимость, специфичность и локализованность.

Пример: адсорбция кислорода на поверхности серебра при высокой температуре.

87. Правило Дюкло-Траубе.

При увеличении длины углеводородного радикала на одну группу СΗ₂ поверхностная активность вещества увеличивается в среднем в 3,2 раза.

В границах гомологического ряда органических веществ, концентрация, необходимая для понижения поверхностного натяжения водного раствора до определённого уровня, снижается в 3-3,5 раза при увеличении углеродного радикала на одну -СΗ₂-группу.

88. Ориентация молекул ПАВ в поверхностном слое (принцип независимости поверхностного действия Ленгмюра).

Принцип независимости поверхностного действия Ленгмюра ПНПД(Л) - при адсорбции полярная группа молекулы, обладающая большим сродством к полярной фазе, втягивается в воду, а неполярный радикал выталкивается в неполярную фазу. Происходит Уменьшение свободной поверхностной энергии, что ограничивает размеры поверхностного слоя толщиной в 1 молекулу. Образуется так называемый мономолекулярный слой.

При малых концентрациях ПАВ углеводородные радикалы «лежат» на поверхности полярной жидкости, а полярные группировки погружены в неё. Затем по мере роста концентрации ПАВ, они (неполярные радикалы) начинают подниматься. В насыщенном адсорбционном слое поверхность воды оказывается сплошь покрытой «частоколом Ленгмюра» из вертикально ориентированных молекул ПАВ. Значение поверхностного натяжения в этом случае приближается к значению, характерному для чистого ПАВ на границе с воздухом.

94. Молекулярная адсорбция на твѐрдом адсорбенте, факторы, влияющие на неѐ.

Молекулярная адсорбция – это адсорбция из растворов неэлектролитов (или очень слабых электролитов).

При молекулярной адсорбции вещество адсорбируется на поверхности твёрдого тела в виде молекул.

Особенности молекулярной адсорбции: наряду с растворённым веществом адсорбируются молекулы растворителя. Поэтому для адсорбции растворённого вещества его молекулы должны вытеснять с поверхности молекулы растворителя.

Факторы: природа и концентрация растворённого вещества, t, природа адсорбента и растворителя, удельная поверхность адсорбента, время адсорбции.

95. Ионная адсорбция на твѐрдом адсорбенте, еѐ особенности.

Ионная адсорбция – это адсорбция из растворов сильных электролитов; в этом случае адсорбируется растворённое вещество на поверхности твёрдого адсорбента в виде ионов. Ионная адсорбция – процесс более сложный, так как в растворе присутствуют уже частицы как минимум 3 видов: катионы, анионы растворённого вещества и молекулы растворителя.

Особенности ионной адсорбции:

1. Адсорбируются заряженные частицы (ионы), а не молекулы.

2. Адсорбция происходит только на полярных адсорбентах, поэтому её часто называют полярной адсорбцией.

3. Адсорбция сопровождается образованием двойного электрического слоя (ДЭС).

4. Адсорбция является избирательной, т.е. на каждом данном адсорбенте катионы и анионы адсорбируются неодинаково.

5. В основе ионной адсорбции лежат химические силы, и она чаще всего кинетически необратима.

6. Для ионной адсорбции характерно явление обменной адсорбции.

96. Факторы, влияющие на ионную адсорбцию: химическая природа адсорбента, химическая природа ионов (лиотропные ряды Гофмейстера, влияние заряда иона на адсорбцию, правило Панетта – Фаянса).

Факторы, влияющие на ионную адсорбцию:

1. Химическая природа адсорбента Чем более полярным является адсорбент, тем лучше он адсорбирует ионы из водных растворов. На активных центрах, несущих положительный заряд, адсорбируются анионы, на отрицательных - катионы.

2. Химическая природа ионов:

а) На адсорбцию ионов большое влияние оказывает величина радиуса иона. Чем больше кристаллический радиус иона при одинаковом заряде, тем лучше он адсорбируется, так как с увеличением кристаллического радиуса иона возрастает его поляризуемость, а следовательно, способность притягиваться к полярной поверхности – адсорбироваться на ней. Одновременно увеличение кристаллического радиуса приводит к уменьшению гидратации иона, а это облегчает адсорбцию. В соответствии с этим ионы можно расположить в ряды по возрастающей способности к адсорбции. Эти ряды называют лиотропными рядами или рядами Гофмейстера.

б) Чем больше заряд иона, тем сильнее ион притягивается противоположно заряженной поверхностью твердого тела, тем сильнее адсорбция. Особый интерес представляет адсорбция ионов поверхностью кристалла, в состав которого входят такие же ионы или родственные ионы. В этом случае адсорбцию можно рассматривать как кристаллизацию, т.е. достройку кристаллической решетки способными адсорбироваться на ней ионами.