Вопросы для самоподготовки по теме

1. Адсорбция и абсорбция (понятие, сущность.).

2. Адсорбтив, адсорбент, элюция (понятия).

3. Виды адсорбции.

4. Значение адсорбции в биологических процессах и практическое использование.

2.1.1.6 Коллоидные растворы.

Коллоидное состояние вещества имеет важное значение для понимания специфики жизненных процессов, так как цитозоль, белки, полисахариды, липопротеиды, представляют собой коллоидные системы.

Основными вопросами этой темы, на которые следует обратить внимание, являются: отличие коллоидных растворов от истинных, гидрофильность и гидрофобность коллоидных систем. Методы получения и очистки коллоидных растворов. Оптические свойства коллоидных систем. Заряды коллоидных частиц. Изоэлектрические свойства коллоидных систем. Строение коллоидной частицы (гидрофильной и гидрофобной). Коагуляция и осаждение коллоидов – понятие, механизм, правила, признаки, биороль и прикладное значение.

На поверхности коллоидных частиц происходят многие биохимические реакции, причем эта “поверхность” сама оказывает большое влияние на направление и скорость идущих на ней реакций.

«Коллоид» представляет собой состояние вещества, зависящие от степени его раздробленности, а не род вещества, так как из многих сравнительно низкомолекулярных веществ при определенных условиях можно получить и коллоидные и истинные растворы.

Размеры частиц растворенного вещества в коллоидных растворах лежат в пределах от 10^-7 до 10^-5 см (при большем размере частиц мы получаем суспензии; при меньшем – истинные растворы). Частицы таких размеров не оседают под действием силы тяжести и дают микрогетерогенные системы с большой поверхностью раздела между твердой и жидкой фазами. С измельчением частиц эта поверхность возрастает, что связано с увеличением поверхностной энергии. Фаза, находящаяся в раздробленном состоянии (коллоидные частицы), называется дисперсной фазой, а непрерывная фаза, например, вода – дисперсионной средой.

Наличие в коллоидных системах большой поверхности раздела фаз и значительной пограничной энергии вызывает неустойчивость этих систем. Тенденция к снижению свободной энергии за счет уменьшения суммарной поверхности коллоидных частиц ведет к соединению частиц в более крупные агрегаты, выпадающие в осадок (коагуляция).

Важным фактором, способствующим устойчивости коллоидных растворов, препятствующим коагуляции, является электрический заряд коллоидных частиц. Заряды появляются вследствие избирательной адсорбции на поверхности коллоидных частиц одноименно заряженных ионов или диссоциации таких высокомолекулярных амфотерных электролитов, как белки. Одноименно заряженные частицы данной коллоидной системы отталкиваются друг от друга, и это препятствует соединению их в более крупные агрегаты и выпадению в осадок.

Мицеллярная формула иодида серебра для первого случая ( когда

С_AgNO3 >C_KI ) примет вид:

{m [AgI] n Ag + (n-x)}+xNO3¯

Во втором случае ( когда С_AgNO3 < C_KI) формула запишется так:

{m[AgI]n I¯(n-x) K⁺}¯xK⁺

В третьем случае, когда концентрация обоих электролитов равны, мицеллярная формула будет иметь вид :

{m[AgI] n Ag⁺ nNO₃¯}^o

Рассмотрим пример образования и строения мицеллы гидроксида железа (рис.1).

Подвергая гидролизу разбавленный раствор FeCl₃, можно получить коллоидный раствор гидроксида железа (III). Реакция гидролиза протекает по уравнению

FeCl₃ + 3H₂O = Fe(OH)₃ + 3HCl

Ионным стабилизатором здесь является FeOCl, образующаяся по уравнению:

Fe(OH)₃ + HCl = FeOCl + 2H₂O