6∙Π∙r∙na∙η

де D – коэффициент диффузии; R – универсальная газовая постоянная; T – абсолютная

температура; NA – постоянная Авогадро; r – диаметр частиц ; η - вязкость среды;

Осмотическое давление. Явление характерное для систем с полупроницаемыми

мембранами. Коллоидные растворы, которые имеют частицы большого размера создают

меньшее осмотическое давление, чем ионные или молекулярные растворы. Величину ос-

мотического давления (Р) определяют по известному уравнению (Р = С∙R∙T).

Седиментация это осаждение частиц под действием силы земного тяготения. Этот

процесс противоположен диффузии и приводит к образованию градиента концентраций, то-

гда как диффузия ведет к выравниванию концентраций. Между седиментацией и диффузией

со временем устанавливается равновесие, при этом мелкие частицы размещаются преимуще-

ственно в верхних слоях раствора, а более крупные частицы - в нижних. Явление седимента-

ции используют для фракционирования веществ, клеточных органелл, определения молеку-

лярной массы биополимеров методом центрифугирования.

Вязкость – это внутреннее трение между слоями раствора, которые перемещаются от-

носительно друг друга. Величина, обратная вязкости – это текучесть. Коллоидные растворы

имеют большую вязкость, чем истинные, что обусловлено большим размером частиц

24. Методы получеия и очистки коллоидных растворов

Условия и способы получения коллоидных растворов.

Термин “коллоидный” раствор предложил Томас Грем (от латинского слова cоlа – клей), ко-

торый заметил их сходство с растворами клеящих веществ. Коллоидные растворы занимают

промежуточное место между грубодисперсными системами и истинными растворами. Для

приготовления коллоидных растворов необходимо придерживаться определенных условий:

1. Размеры частиц должны быть в пределах 10

–7

– 10

– 9

м.

2. Необходимы ионы электролитов, которые образуют ионный слой вокруг коллоидной ча-

стицы, придавая ей стабильность.

3. Дисперсная фаза гидрофобных коллоидных растворов должна иметь низкую раствори-

мость в воде.

Различают 2 группы методов получения коллоидных растворов: Дисперсионный ме-

тод заключается в измельчении вещества до мелких частиц: 1) механическим способом (ша-

ровые мельницы, гомогенизаторы, ультразвуковые дезинтеграторы); 2) физико-химическим

способом – метод пептизации, когда осадок вещества переводиться в коллоидное состояние

добавлением поверхностно–активных соединений - мыла, белков.

Конденсационный метод направлен на увеличение размеров частиц путем агрегации

молекул или ионов. Для этого используют: 1) испарение растворителя, вследствие чего идет

конденсация твердой фазы; 2) замена растворителя, например, если спиртовой раствор холе-

стерина вылить в воду; 3) использование реакций, в которых осадки формируются из мелких

частиц. Так, получение коллоидного раствора йодида серебра идет по реакции замещения:

KJ + AgNO3 → AgJ ↓ + KNO3

Коллоидные растворы можно получать в реакциях восстановления, окисления и гидролиза:

Ag2O + H2 → 2Ag↓ + H2O

2 H2S + SO2 → 3 S↓ + 2Н2О

FeCl3 + 3H2O → Fe(OH)3↓ + 3 HCl

3. Методы очистки коллоидных растворов. Очистка коллоидных растворов необхо-

дима для устранения избытка ионов, посторонних примесей, присутствие которых уменьша-

ет их стабильность.

Диализ - заключается в удалении низкомолекулярных примесей путем их диффузии

через полупроницаемую мембрану. Для этого коллоидный раствор вводят в мешочек из та-

кой мембраны (например из целлофана) и погружают в дистиллированную воду. Молекулы

или ионы с размером меньшим, чем поры мембраны, будут переходить из раствора в воду.

Для ускорения создают электрическое поле (электродиализ), что ускоряет переход ионов.

Принципы диализа используются в аппарате “искусственная почка”, где поток крови

пропускают через искусственные полупроницаемые мембраны. С одной стороны мембраны

циркулирует компенсационная жидкость, например – физиологический раствор, а с другой -

кровь пациента. В результате в компенсационную жидкость переходят избыточные количе-

ства метаболитов и токсинов, которые накапливаются при заболеваниях почек.

Ультрафильтрация. Проводят фильтрование коллоидного раствора через полупрони-

цаемую мембрану при повышенном давлении. При этом коллоидные частицы задерживают-

ся мембраной, а примеси покидают коллоидный раствор.

Ультрацентрифугирование – это сепарация частиц в зависимости от размеров и мас-

сы под действием ускорения, которое создается центрифугами, способными давать до 100

тысяч оборотов в мин. Таким способом удается не только выделить частицы с определенным

2размером, но и разделить субклеточные фракции. Для осаждения ядер клеток необходимо

ускорение 600g, митохондрий – 8000-12000g, эндоплазматического ретикулума – 100000 g.