Тема 14. Дисперсные системы. Получение, очистка и свойства коллоидных растворов.

Окружающий мир – растительные и животные организмы, объекты неживой природы, продукты питания и т.д. – это дисперсные системы разной степени организации. Изучение свойств и закономерностей процессов, характерных для дисперсных систем, дает возможность познавать саму жизнь. Коллоидное, надмолекулярное и высокомолекулярное состояние организации материи реализуется в процессе эволюции всего живого.

Белки – основа существования живой материи в клетках живых организмов находятся в виде коллоидно-дисперсных систем. Отдельная клетка – это сложная дисперсная система, в которой определенные вещества – минеральные и органические (белки, нуклеиновые кислоты, моно-, ди-, полисахариды, липиды, витамины, гормоны) – с разной степенью дисперсности формируют цито – и кариоплазму, а также органеллы и включения. Среди биологических объектов с разными размерами частичек к дисперсным системам можно отнести: эритроциты крови человека, клиническую палочку, вирус гриппа. Размеры частичек в этих системах отличаются на несколько порядков

Коллоидные системы присутствуют в крови, лимфе спинномозговой жидкости. В коллоидном состоянии находятся также соли кальция, магния, силикаты, жиры, фосфаты, а также холестерин и другие малорастворимые вещества, которые присутствуют в биологических системах.

Электрокинетическое явление электрофорез широко применяется в медицине для разделения и анализа белков, для разделения смесей аминокислоты, антибиотиков, ферментов, антител, форменных элементов крови, бактериальных клеток, для определения чистоты белковых препаратов. С помощью электрофореза осуществляет транспорт лекарственных препаратов через кожу. Для очистки сывороток используют электроосмос.

Диализ используют для очистки растворов белков (ферментов) от примесей низкомолекулярных соединений. По принципу компенсационного диализа работает аппарат «искусственная почка».

Исследование оптических свойств дисперсий имеет большое значение для изучения их структуры, определения концентрации, размеров и формы частичек.

Теоретические вопросы.

1. Дисперсные системы, их классификация по степени дисперсности: Лиофильные и лиофобные коллоидные системы.

2. Методы получения и очищения золей. Диализ, электродиализ, ультрафильтрация, компенсационный диализ. Вивидиализ. Гемодиализ и аппарат «искусственная почка».

3. Свойства дисперсных систем:

• молекулярно – кинетические (Броуновское движение, диффузия, осмотическое давление, седиментация);

• оптические (опалесценция, конус Тиндаля).

4. Классификация аэрозолей, методы получения и свойства.

5. Суспензии, методы получения и свойства. Пасты, их медицинское использование.

6. Эмульсии, методы получения и свойства. Типы эмульсий. Эмульгаторы. Применение эмульсий в клинической практике. Биологическая роль эмульсий и суспензии.

Набор заданий для контроля самоподготовки

Задание 1.

Большинство биологических водных растворов представляют собой системы, в которых одно вещество, находящееся в раздробленном виде, равномерно распределено в общей массе другого. Дайте название данному понятию.

1. Дисперсная фаза;

2. Дисперсионная среда;

3. Истинный раствор;

4. Дисперсная система;

5. Коллоидный раствор.

Задание 2.

Укажите, какой из методов может быть использован для диспергирования крупных частиц.

1. Реакцию гидролиза;

2. Измельчение в коллоидных и шаровых мельницах;

3. Реакцию ОВР;

4. Диализ;

5. Метод замены растворителя.

Задание 3.

Растительные и животные организмы, многие объекты неживой природы, продукты питания ─ все это дисперсные системы различной степени организации. Укажите метод, который можно применить для получения коллоидных растворов:

1. электрофорез;

2. электроосмос;

3. диализ;

4. электродиализ;

5. диспергирование.

Задание 4.

Аппарат «искусственная почка» предназначена для временной замены функции почек при острой почечной недостаточности. Укажите, какой из методов очистки золей лежит в основе этого аппарата.

1. электродиализ;

2. ультрафильтрация;

3. электроосмос;

4. нефелометрия;

5. компенсационный диализ.

Задание 5.

Коллоидные растворы всегда содержат примеси электролитов и других низкомолекулярных веществ. Укажите, какой метод является наиболее эффективным для очищения коллоидного раствора от примесей электролитов.

1. центрифугирование;

2. фильтрация;

3. дисперсионный метод;

4. диализ;

5. электродиализ.

Задание 6.

Для коллоидных растворов также как и для истинных растворов характерны некоторые молекулярно - кинетические явления. Укажите одно из них.

1. растворение;

2. диффузия;

3. опалесценция;

4. дифракция;

5. рефракция.

Задание 7.

Взвесь глины в воде представляет собой гетерогенную систему. Укажите тип данной дисперсной системы.

1. суспензия;

2. эмульсия;

3. аэрозоль;

4. истинный раствор;

5. пена.