X
- •Лекция 15
- •Тончайший мономолеку- лярный слой, располо- женный на границе раз- дела двух фаз, накапливает
- •Поверхностное натяжение, адсорбция, адгезия и другие процессы, протекающие на границе раздела двух фаз,
- •Поверхностные явления играют важную роль в осуществлении процессов:
- •Эти явления протекают in vivo на огромной площади поверхностей раздела:
- •План
- •15.1Энергетическое состояние молекул вещества в межфаз- ном поверхностном слое и в глубине фазы
- •Рассмотрим состо- яние молекул в однокомпонентной двухфазной систе- ме: вода – водяной пар.
- •На молекулу воды, нахо- дящуюся в глубине фазы, действуют силы межмо- лекулярного взаимодейст-
- •Молекула на границе раздела фаз в большей степени испытывает дейст-вие межмолекулярных сил со
- •Эта сила создает внутреннее (межмолекулярное) давление жидкости, которое для воды составляет 14 000
- •Межмолекулярные силы, действующие на молекулу, находящуюся на межфазной поверхности, нескомпенсированы
- •Вследствие нескомпенси- рованности сил меж- молекулярного взаимодейст- вия, поверхностный слой имеет избыточную свобод-
- •где S – площадь поверхности раздела фаз, м2 σ – коэффициент про-
- •На поверхностное натяжение жидкос- тей влияет:
- •С увеличением темпера- туры поверхностное на- тяжение жидкостей умень- шается, т.к. разрывается часть
- •Чем выше полярность жидкости, тем больше ее поверхностное натяже- ние, т.к. с увеличением
- •Поверхностное натяжение жидкостей при 298 К
- •Поверхностное натя- жение – важная ха- рактеристика биоло- гических жидкостей.
- •Измерение поверх- ностного натяже- ния крови - важ- ный диагности- ческий тест.
- •Изменения σ сыворотки крови свидетельствует о наличии онкологических заболеваний, анафилакти- ческом шоке и
- •Наиболее принятым методом определения поверхностного натя- жения является ста- логмометрический ме- тод.
- •Согласно второму закону термодинамики Gs → min. Это
- •б) за счет адсорбции, т.к. при адсорбции уменьшается по- верхностное натяже- ние жидкостей.
- •15.2. Адсорбцией называ- ется концентрирование какого-либо вещества в поверхностном слое в результате самопроиз-
- ••При адсорбции
- •Адсорбент – вещество, на поверхности которо- го идет адсорбция. Адсорбат – вещество, которое
- •Адсорбция (Г) выражается в г/м2 или моль/м2 и рассчитывается по формуле:
- •В зависимости от природы сил, дейст- вующих между адсор- бентом и адсорбатом, различают
- •Физическая адсорбция обусловлена межмолеку- лярным взаимодействием (силы Ван-дер-Ваальса). Энергия этих взаимо- действий небольшая
- •Для физической адсорбции
- •В соответствии с принципом
- •Химическая адсорбция (хемосорбция) осущест- вляется при взаимо- действии адсорбента с адсорбатом с образова-
- •Энергия связи при хемосорбции состав- ляет 40-400 кДж/моль, что делает ее прак- тически
- •Повышение темпера- туры усиливает хе- мосорбцию, что при- водит к большому связыванию адсорба-
- •По характеру межфазной поверхности различают ад- сорбцию, протекающую на границе раздела:
- •15.3 При растворении в жидкости какого-либо ве- щества может наблюдаться:
- •Б) повышение ее поверх- ностного натяжения. Так- кие вещества называются поверхностно-инактивными (ПИВ); к
- •В) поверхностное натяжение жидкости не изменяется. Такие вещества называются
- •Поверхностно-актив- ными (ПАВ) назы- ваются вещества, уменьшающие по- верхностное натяже- ние жидкостей.
- •Их молекулы дифильны и ассиметричны; они состоят из неполярного гидрофоб- ного радикала и
- •Классификация ПАВ
- •Ионогенные ПАВ делятся на:
- •Например, цетилтриметил аммоний бромид, используемый как антисептик
- •2)Аниононоактивные:
- •К неионогенным ПАВ относятся:
- •Поверхностно-активными являются многие био- активные соединения:
- •В соответствии с правилом: «Подобное стремится к подоб- ному», гидрофобные ради- калы направлены
- •Адсорбция ПАВ на границе жидкость-газ
- •Поскольку молекулы ПАВ менее полярны, чем молекулы воды, силы поверхностного натяжения в поверх-
- •Зная Гmax можно рассчитать а) длину молекулы ПАВ (ℓ)
- •б) площадь, занимаемую молекулой ПАВ на границе раздела фаз (s):
- •Важнейшей характеристикой ПАВ является их поверхностная активность (g):
- •Правило Дюкло-Траубе
- •Правило выполняется для членов одного гомологического ря- да: спиртов, аминов, карбоновых кислот и
- •Семейство изотерм адсорбции гомологов
- •Зависимость адсорбции ПАВ от их концентрации в растворе описывается уравнением Гиббса (1878):
- •Влияние концентрации ПАВ на поверхностное натяжение раст- воров описывается уравнением Шишковского (1909):
- •Для расчета адсорбции ПАВ используется объединенное уравнение Гиббса-Шишковского:
- •Применение ПАВ 1)Как моющие средства:
- •2) Как антисептики в хирургии:
- •Обеззараживающее действие ПАВ объясняют их влиянием на проницаемость клеточных мембран микроорганизмов, а также
- •3) Для производства
- •Липосомы применяются в медицине для направлен- ной доставки лекарствен- ного препарата к пораженным
- •Липосомы могут переносить широкий круг фармаколо- гически активных веществ: противоопухолевые и противо- микробные
- •Как носители лекарств липосомы наиболее широкое применение получили в онкологии и пульмонологии (лечение
- •15.4 Твердые адсорбенты
- •Развитая внутренняя поверхность имеется у пористых веществ, наружная – у веществ в порошкообразном
- •Важнейшей характерис- тикой твердых адсорбентов является их активная (удельная) поверхность (Sa),
- •Классификация твердых адсорбентов
- •2. Алюмосиликаты –
- •3. Цеолиты –
- •4. Силикагели –
- •5. Оксиды и гидрок- сиды некоторых металлов: Al2O3,
- •6. Пищевые волокна
- •Основные функции пищевого волокна
- •3) Способствуют росту бактерий, синтезирующих витамины группы В, которые, в свою очередь, предупреждают
- •4) Связывают тяжелые металлы и радио- нуклиды в прочные хелатные комплексы, которые легко
- •Пищевое волокно в продуктах питания
- •По мнению диетологов норма потребления пище- вого волокна составляет 10-40 г/день.
- •Виды адсорбции на твердых адсорбентах
- •Молекулярной
- •Некоторые теории молекулярной адсорбции
- •Некоторые теории молекулярной адсорбции
- •Некоторые теории молекулярной адсорбции
- •Для вычисления молекулярной адсорбции используют эмпирическое уравнение Фрейндлиха:
- •æ – масса адсорбата на 1 грамме адсорбента, р – равновесное давление в
- •Определение параметров уравнения Фрейндлиха
- •Влияние растворителя на молекулярную адсорбцию опи- сывает правило Ребиндера: на полярных адсорбентах лучше
- •Адсорбция электро- литов из растворов носит избирательный характер; она описы- вается правилами Панета-Фаянса.
- •Правило 1: на твердой поверхности адсорбируются преимущественно те ионы, которые входят в ее
- •Правило 2: на
- •Способность ионов адсорбиро- ваться на твердых поверх- ностях зависит:
- •Ионы одного знака и заряда образуют лиотропные ряды:
- •Ионообменная адсорбция - это процесс, в котором твердый адсорбент и раствор обмениваются между
- •Сорбенты, способные и обмену ионов, называются ионообменниками или ионитами.
- •Аниониты содержат
- •Иониты
- •В медицине они применяются:
- •● аниониты используются
- •К ионному обмену способны ткани растений и животных.
- •В современной медицине твердые сорбенты при- меняются для проведения:
- •Гемо-, лимфо- и плазмосорбция – это методы очистки крови и других биологических жид-
- •Энтеросорбция –
- •Энтеросорбенты –
- •К побочным эффектам использования энтеро- и гемосорбентов относят: связывание и выведение из организма
- •№ Адсор- k∙103, баты мин-1
- •«Будущее не за вво- дящей, а за вы- водящей медици- ной»
- •15.5Хроматографический метод анализа (от греческого
- •Цвет установил, что зеленый пигмент растений хлорофилл состоит из нескольких веществ. При пропускании
- •Развитие хроматогра- фических методов началось в 30-ые годы, когда возникла потребность в новом
- •Задачи хроматографического анализа
- •Хроматографические методы применяются при анализе
- •Хроматография – это физико- химический метод разделения веществ, основанный на их распределении между
- •Неподвижная фаза пред- ставляет собой поверх- ностно-активное твердое тело или жидкость, закрепленную на
- •Подвижная фаза -
- •Хроматография - процесс, основанный на многократ- ном повторении актов сорбции и десорбции вещества
- •Классификация методов хроматографии
- •Классификация по агрегатному состоянию фаз
- •Классификация по доминирующему механизму
- •б) Распределительная хроматография – процесс разделения основан на различной растворимости веществ в двух
- •в) Ионообменная хро- матография основана на обратимом обмене ионов между раство- ром и
- •Гель - хроматография – непод- вижной фазой является малоактивный материал (гель) с заданной
- •Аффинная (биоспецифическая) хроматография основана на свойстве ВМС и других био- логическиактивных соединений "узнавать"
- •Хроматографию широко применяют в медико- биологических исследованиях:
- •● Исследование состава липидов крови, что привело к пониманию проблемы атеросклероза
- •Внастоящее время в ведущих лабораториях изучают метаболи- ческие профили биосред - крови, мочи,
- •Благодарим
Б) повышение ее поверх- ностного натяжения. Так- кие вещества называются поверхностно-инактивными (ПИВ); к ним относятся неорганичесие кислоты, основания и соли;
В) поверхностное натяжение жидкости не изменяется. Такие вещества называются
поверхностно-неактивны-
ми (ПНВ). К ним относятся глюкоза, сахароза и другие сахара.
σ, н/м |
Изотермы поверхностного |
натяжения |
|
|
ПИВ |
ПНВ
ПАВ
Концентрация
Поверхностно-актив- ными (ПАВ) назы- ваются вещества, уменьшающие по- верхностное натяже- ние жидкостей.
Их молекулы дифильны и ассиметричны; они состоят из неполярного гидрофоб- ного радикала и полярной гидрофильной группы:
Классификация ПАВ
ПАВ
Электролиты Неэлектролиты (ионогенные) (неионогенные)
Ионогенные ПАВ делятся на:
1)Катионоактивные:
Соли и гидроксиды алкиламмония
Например, цетилтриметил аммоний бромид, используемый как антисептик
CH3- (CH2)15N (CH3)3 Br
2)Аниононоактивные:
•Соли карбоновых кислот R-COOMe,
•Соли сульфокислот
•R-SO3Me
К неионогенным ПАВ относятся:
•Карбоновые кислоты R-COOH,
• Сульфокислоты |
R - SO3H, |
• Спирты |
R - OH, |
• Тиолы |
R - SH, |
• Амины |
R – NH2 |
Соседние файлы в папке Презентации