Коллоидная защита золей

Коллоидная защита

Понять что собой представляет коллоидная защита и какое отношение она имеет к простому человеку довольно не просто. Всемирная сеть переполнена разнообразными научными статьями в отрасли химии и анатомии. Однако разобраться в этом непростом вопросе было бы полезно каждому из нас, ведь мы ежедневно сталкиваемся с данным явлением.

Коллоидная защита это свойство предохранения коллоидных систем от коагуляции. Для того чтобы понять данное определение необходимо разобраться во всех терминах по порядку.

Коллоидные системы и что это такое

Во-первых, необходимо понять, что представляет собой коллоидная система. Это образование либо вещество, которое имеет в своём составе несколько компонентов. Частицы компонентов прибывают в разных фазах либо состояниях. В природе существует три основных состояния: твердое, жидкое, газообразное.

Существует несколько типов коллоидных систем:

• жидкие аэрозоли (к примеру, туман);
• твердые аэрозоли (перистые облака);
• пена (мыльная пена);
• твердая пена (пенопласт);
• эмульсия (молоко);
• твердая паста (жемчуг);
• золи либо растворы (зубная паста);
• твердая суспензия (пластмасса).

Зачастую в природе коллоидные системы представлены как жидкие растворы, в которых есть твердые частицы.

Раствором является однородная смесь, которая состоит из нескольких компонентов. Все они прибывают в одной фазе либо агрегатном состоянии. Для раствора присуще жидкое агрегатное состояние. Коллоидным раствором называют вещества, которые имеют в своем составе твердые частицы. Их размер настолько мал, что не превышает 0,1 микрона. Хотя при желании, частицы может увидеть даже простой человек. Необходимо всего лишь поднести раствор в прозрачном сосуде под прямые солнечные лучи. Именно они помогут увидеть неоднородность структуры. Подводя итог, можем сказать, что коллоидный раствор – это жидкость, которая состоит из нескольких компонентов, одним из которых являются твердые частицы.

Загадочная коагуляция

Следующий непонятный термин в определении — коагуляция. Перевод данного слова с латыни означает ни что иное, как сгущение либо свёртывание. Если максимально упростить научное значение, то коагуляцией является процесс объединения либо слипания твердых частичек во время соприкосновения. Толчком для начала подобной реакции может быть естественное соударение в момент броуновского движения частиц, влияние электрического поля, либо механическое воздействие (к примеру, вибрация либо активное перемешивание).

Большинство из нас даже не задумывается, как часто сталкивается с процессом коагуляции в повседневной жизни. Видя прокисшее молоко, хорошей хозяйке и в голову не придёт, что она наблюдает процесс коагуляции. Основными признаками коагуляции являются:

• появление осадка;
• увеличение мутности жидкости;
• хлопьевидные образования.

Коагуляция широко применяется в медицине. К примеру, это прекрасный способ борьбы с сосудистыми звездочками на лице и теле. Современные косметологи воздействуют на сосуд лазером, что становиться причиной его слипания. Со временем он вовсе рассасывается.

Необходимо отметить, что коагуляция является природным явлением, а не изобретением человечества. Современные ученые лишь нашли применение этому чуду.

Широко используется данная методика в промышленности. К примеру, вы никогда не задумывались над тем как работают наши фильтры для очистки воды? Фильтр состоит из вещества, способного присоединять к своим молекулам нежелательные частицы загрязнений, при этом, не вступая в реакцию с молекулами воды.

На данном этапе вполне можно подвести черту, что коллоидная защита это свойство нескольких компонентов раствора, в том числе и твердых частиц, не склеиваться и объединятся между собой, а оставаться независимыми.

Необходимо заметить, что есть одно условие, при котором коллоидная защита сохраняет свои свойства – наличие небольшого количества высокомолекулярных веществ. Это значит, что для того чтобы частицы не объединялись между собой необходимо наличие защитных веществ, то есть тех которые будут препятствовать слипанию, в составе раствора. К примеру, таковыми являются белки, крахмал, агар-агар и другие.

Коллоидная защита в организме человека

По своей сути человек всецело состоит из коллоидных систем, которые существуют только при условии наличия коллоидной защиты. Прекрасными примерами данных систем является кровь и обычная маленькая клетка.

Каждая клеточка нашего организма состоит из ядра, лизосомы, рибосомы, комплекса Гольджи, гиалоплазмы и мембраны. Защитным веществом, которое предотвращает склеивание компонентов клетки между собой, является белок, за синтез которого отвечает ядро. Гиалоплазма это основа коллоидной системы, попросту говоря жидкость. Все остальные компоненты можно условно назвать твердыми частицами. Они эффективно выполняют свои функции только при условии независимости друг от друга.

Вторым ярким примером коллоидной системы является кровь. В данном случае жидкой средой выступает плазма, которая состоит из воды, белка, аминокислот, поли- и моносахаридов, а также многое другое. Частицы, которые не должны слипнуться – это эритроциты, тромбоциты, лейкоциты.

Также белок, который содержится в плазме, предотвращает объединение капелек жиров холестерина. В случае если коллоидная защита кровеносной системы ослабнет, холестерин будет скапливаться, объединятся и откладывается на стенках сосудов и внутренних органов.

Конечно, с точки зрения ученых, данное описание довольно условно и сомнительно. Однако оно поможет разобраться обычному человеку в основных принципах действия коллоидной защиты.

Коллоидная защита в фармацевтике. Коллоидное серебро

Как уже было сказано ранее, учеными широко используется явление коллоидной защиты в промышленности, медицине, косметологии, пищевой отрасли, а также фармацевтике. Наиболее популярной разработкой последней является коллоидное серебро.

С давних времен лекарям и химикам известно об антибактериальном свойстве серебра. Воспользовавшись явлением коллоидной защиты, ученые разработали пищевые растворы с добавлением ионов серебра, объединению которым препятствуют защитные вещества. Таким образом, появилась возможность перорально применять серебро. Коллоидное серебро используется в качестве природного антибиотика. Существуют эксперименты применения серебра в борьбе с раком, СПИДом, туберкулезом, при заболеваниях мочеполовой системы.

Не стоит забывать, что серебро – это тяжелый металл, потому оно достаточно медленно выводится из организма человека, а также обладает накопительным эффектом. Ионы серебра с легкостью всасываются в кровеносную систему, попадая в желудочно-кишечный тракт. Печень, кожные покровы, слизистые, почки, селезенка, костный мозг, стенки капилляров, эндокринные железы, хрусталик и роговица глаза имеют свойство накапливать и откладывать ионы серебра. Со временем чрезмерное скопление серебра в организме человека может вызвать «аргиоз». Данное заболевание проявляется в изменении цвета глаз, кожи и слизистых.

На данный момент в большинстве стран запрещено пероральное и внутривенное употребление коллоидного серебра. Несмотря на лечебные свойства, которыми наделила природа серебро, оно является опасным для человеческого организма. Так как коллоидное серебро абсолютно доступно на фармацевтическом рынке, только вам решать употреблять его либо воздержаться.

Коллоидная защита

Частные случаи электролитной коагуляции

Гетерокоагуляциянаблюдается при смешивании золей с разноименно заряженными частицами.

Механизм: при перекрывании двойных слоев коллоидных частиц с разными знаками происходит электростатическое притяжение и быстрая агрегация золя.

Наиболее полно взаимная коагуляция происходит тогда, когда заряды коллоидов, противоположные по знаку, равны между собой. Явление взаимной коагуляции играет важную роль в процессах образова­ния почв, очистки воды и т.п.

Так, взаимная коагуляция применяется при осветлении плодово-ягодных экстрактов. Осветление, как полагают, происходит вследствие взаимодействия положительно заряженных коллоидных частичек сока с коллоидными отрицательно заряженными частицами бентонита, вводимого в систему.

Коагуляция смесью электролитовимеет большое практическое значение, т.к. в любых растворах всегда есть смесь электролитов.

1. аддитивность коагулирующего действия

2. антогонизм (для начала быстрой коагуляции требуется смеси больше, чем для каждого электролита в отдельности) это может быть при взаимодействии электролитов между собой.

3. синергизм электролитов – при более эффективном действии смеси.

Коллоидная защита – повышение агрегативной устойчивости лиофобных золей (увеличение γ и неподчинение правилу Шульце-Гарди).

Обычно проявляется в присутствии белков, углеводов и т.д.

Количественно выражается защитным числом – мг сухого вещества (ВМВ), защищающего 10 мл золя от коагуляции при добавлении к нему 1 мл 10% раствора NaCl.

Оно может быть «золотым» (золь золота), «железным», «оловянным» и т.д.

Наиболее сильное действие наблюдается у желатина, казеина (0,01 – 0,1 г), более слабый – крахмал, декстрин (20-45).

Механизм:

Макромолекулы ВМС адсорбируются на поверхности частиц, создавая адсорбционно-сольватные слои, которые повышают лиофильность коллоидных частиц, они обеспечивают большое расклинивающее давление при сближении двух частиц.

Защитное действие усиливается, если в адсорбционном слое образуется гелеобразная структура.

Этот принцип коллоидной защиты используется при получении колларгола, золей серебра, золота. Белки крови защищают капельки жиров холестерина от коагуляции. Ослабление защитной функции ведет к отложению холестерина на стенках сосудов, образованию камней в почках.

К лаб.практикуму:

Обычно в лабораторном практикуме для изучения закономерностей электролитной коагуляции используют гидрозоль Fe(OH)₃. Золь синтезируют методом химической конденсации — гидролизом хлорида железа при длительном его кипячении. При этом происходит изменение окраски раствора: жёлтый цвет истинного раствора FeCl₃ переходит в оранжевый – цвет коллоидного раствора (золя) Fe(OH)₃:

Реакция гидролиза FeCl₃ идет интенсивно с образованием высокодисперсных практически нерастворимых в воде частиц Fe(OH)₃.

Агрегативная устойчивость такого золя обеспечивается ионным факто­ром устойчивости. Потенциалопределяющими (неиндифферент­ными) ионами при данном методе получения золя являются ионы Fe(ОН) 2+ , противоионами — ионы Cl — и формула мицеллы золя имеет вид:

Здесь m обозначает число ионных пар Fe(OH)₃, образовавших твердую фазу (агрегат); n – число адсорбированных потенциалопределяющих ионов железа (III); 2n – общее число противоионов, необходимое для компенсации заряда потенциалопределяющих ионов; х – число противоионов, перешедшее из адсорбционного слоя противоионов в диффузионный слой. Таким образом, электростатический заряд, обеспечивающий j-потенциал, в данном случае равен «2n+», а электрокинетический потенциал – «+х».

В процессе коагуляции золя Fe(OH)₃ образуются сравнительно небольшие по размерам седиментационно — устойчивые агрегаты. Что приводит к повышению светорассеяния системы и, соответственно, — к увеличению её оптической плотности. Поэтому исследование коагуляции в данном случае удобнее всего проводить с помощью турбидиметрического метода, измеряя оптическую плотность растворов золя (см. раздел 6.2).

Большой адсорбционной способностью обладают молекулы поверхностно-активных веществ. Адсорбируясь на поверхности агрегата, эти вещества образуют адсорбционный слой, состоящий из ориентированных молекул. Если молекулы ПАВ диссоциируют при этом на ионы, то у поверхности частицы возникает двойной электрический слой. Строение мицеллы рассмотренного выше полистирольного латекса может быть изображено следующей формулой:

[1] Зимон А.Д., Лещенко Н.Ф. Коллоидная химия. М.: 1999, 316 С.

Дата добавления: 2014-01-11 ; Просмотров: 2552 ; Нарушение авторских прав?

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Коллоидная защита

Золотое, железное число.

Биологическое значение коллоидной защиты.

студента 2 группы

Проверила – Лисицина А.А.

1. Коллоидная защита. Определение

2. Золотое, железное число

3. Биологическое значение коллоидной защиты

4. Примечания, дополнения

Коллоидная защита

Словарь медицинских терминов

Смесь высокомолекулярных соединений и коллоидов нередкопроявляет особые свойства. В случае преобладания в смеси полимера (белка) он абсорбируется на поверхности коллоидной частицы, образуя крупный агрегат, проявляющий гидрофильные свойства. Устойчивость его будет средней между обоими видами взаимодействующих частиц. Это явление называется защитой золя высокомолекулярными соединениями – коллоидной защитой.

Исследования показали, что степень защитного действия растворов высокомолекулярного строения (ВМС) зависит от природы растворенного полимера и от природы защищаемого гидрофобного золя.

Количиственной мерой защитного действия растворов ВМС являются золотое, рубиновое и железное число.

Золотое, железное число

Золотое число – это минимальное исло миллиграммов защищающего высокополимера, достаточное, чтобы воспрепятствовать перемене красного цвета в фиолетовый у 10 мл гидрозоля золота (концентрации 6*10^-9 г/л, полученного по методу Зигмонди*) от коагулирующего действия 1 мл раствора хлорида натрия с массовой концентрацией 100 г/л.

Золотое число, введенное в практику Зигмонди, рассчитано на самый чувствительный золь – гидрозоль золота. Позднее В. Оствальд** в качестве стандарта вместо золотого числа предложил рубиновое.

Оно определяется как минимальное число миллиграммов защищающего золя, которое способно защитить 10 мл раствора красителя конго красного (конгорубина) с массовой концентрацией 0,1 г/л от коагулирующего действия 1 мл раствора хлорида натрия с массовой концентрацией 100 г/л.

Помимо золотого и рубинового чисел, некоторое применение получило еще более простое и легкодоступное железное число, которое можно определить как число миллиграммов защищающего высокополимера, способного защитить 10 мл золя гидроксида железа от коагулирующего действия 1 мл 0,025 М раствора Na2SO4.

Биологическое значение коллоидной защиты

Явление коллоидной защиты имеет большое физиологическое значение: многие гидрофобные коллоиды и частички в крови и биологических жидкостях защищены белками от коагуляции. Так, белки крови защищают капельки жира, холестерин и ряд других шидрофобных веществ. Снижение степени этой защиты приводит к отложению, например, холестерина и кальция в стенках сосудов (атеросклероз и кальциноз).

Предложена теория, согласно которой гидрофильность белков крови человека и их способность к абсорбции на холестерине с возрастом уменьшается и соответственно понижается их защитное действие на холестерин. Холестерин откладывается в стенках сосудов, обусловливая возрастные изменения сосудов, а в связи с этим и соответствующие изменения в тканях. Вероятно, этот процесс является одним из существенных факторов старения организма.

Понижение защитных свойств белков и других гидрофильных соединений в крови может привести к выпадению солей мочевой кислоты (при подагре), к образованию камней в почках, печени, протоках пищеварительных желез и т.п.

Явление коллоидной защиты используется при изготовлении ряда фармакологических препаратов; так, были предложены защищенные белком золи металлов (колларгол и др.).

* Рихард Адольф Зигмонди

(нем. Richard Adolf Zsigmondy, 1 апреля1865, Вена — 23 сентября1929, Гёттинген) — австрийско-немецкийхимик, лауреат Нобелевской премии по химии в 1925 году «за установление гетерогенной природы коллоидных растворов и за разработанные в этой связи методы, имеющие фундаментальное значение в современной коллоидной химии, так как все проявления органической жизни в конечном счете связаны с коллоидной средой протоплазмы».

Сочинения

• Zur Erkenntnis der Kolloide. — Jena. 1919.
• Das kolloide Gold. — Lpz. 1925 (совместно с P. A. Thiessen); в русском переводе — Коллоидная химия. 2 изд. Хар. — К. 1933.

** Вильгельм Фридрих Оствальд

(нем. Wilhelm Friedrich Ostwald, латыш.Vilhelms Ostvalds; 2 сентября1853, Рига, Российская империя — 4 апреля1932, Лейпциг, Германия) — балтийский немец, физико-химик и философ-идеалист, лауреат Нобелевской премии по химии1909 года.

Окончил в 1875Дерптский (Тартуский) университет. Профессор Рижского политехнического училища (1882—87), Лейпцигского университета (1887—1906). Член-корреспондентПетербургской АН (1895).

В 1887 Оствальд вместе с Я. Вант-Гоффом основал «Журнал физической химии». С 1889 он начал издание серии «Классики точных наук» (Ostwald’s Klassiker der exakten Wissenschaften) из нескольких сотен небольших книг, содержащих классические работы по математике, физике и химии.

Работы на русском языке

• Очерк натур-философии. — СПб.: Образование, 1909.
• Великие люди. — СПб., 1910.
• Насущная потребность. — М., 1912.

1. Физическая и коллоидная химия. Равич-Щербо М.И., Новиков В.В., «Высшая школа» 1975г.

2. Физическая и коллоидная химия. — 2-е издание. Болдырев А.И., «Высшая школа» 1974г.

3. Основы коллоидной химии. — 2-е издание. Б. Д. Сумм. «Академия», 2007.

4. Лекции по курсу «Физическая и коллоидная химия». Левченков С.И.

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Коллоидная защита

Коллоидная защита играет очень важную роль в ряде физиологических процессов, совершающихся в организмах человека и животных. Так, белки крови являются защитой для жира, холестерина и ряда других гидрофобных веществ. С другой стороны, способность крови удерживать в растворенном состоянии большое количество газов ( кислорода и углекислого газа) также обусловлена защитным действием белков. В данном — случае белки обволакивают микролузырьки этих газов и предохраняют их от слияния. [1]

Коллоидную защиту способны вызывать щелочные мыла и детергенты, спирты, белки, полисахариды с большим количеством полярных групп и другие вещества. Защитное действие зависит от природы и концентрации защитного вещества и золя, степени дисперсности частиц золя, рН среды, наличия разных примесей. По данным Овербека, количества разных гидрофильных веществ ( в мг), способные предотвратить коагуляцию 10 мл золя Fe ( OH) 3 при добавлении 1 мл 10 % — ного раствора NaCl, следующие; желатина — 5, яичный альбумин — 15, декстрин — 20, гуммиарабик — 25, сапонин — 115 [ 2, стр. [2]

Явление коллоидной защиты обычно связано с применением высокомолекулярных веществ. Однако оно может происходить при добавлении к золю и других стабилизующих агентов, например ПАВ неионогенного типа. [3]

Явление коллоидной защиты играет очень важную роль в ряде физиологических процессов, совершающихся в организмах человека и животных. Так, белки крови являются защитой для жира, холестерина и ряда других гидрофобных веществ. С другой стороны, способность крови удерживать в растворенном состоянии большое количество газов ( кислорода и углекислого газа) также обусловлена защитным действием белков. [4]

Наличие коллоидной защиты на поверхностях взвешенных частиц, доказанное в работе [9], применительно к современным смазочным маслам, содержащим композиции присадок, требует подтверждения, поскольку основной функцией присадок является их диспергирующее действие на частицы, находящиеся в масле, или же способность препятствовать их коагуляции. [5]

Явление коллоидной защиты обычно связано с применением высокомолекулярных веществ. Однако оно может происходить при добавлении к золю и других стабилизующих агентов, например ПАВ неионогенного типа. [6]

Причина явления коллоидной защиты заключается в адсорбции высокомолекулярного вещества на поверхности лиофобных коллоидных частиц и увеличении устойчивости в основном за счет факторов неэлектростатической природы. Адсорбирующиеся макромолекулы, содержащие полярные группы и поэтому хорошо гидратирующиеся, образуют вокруг частиц достаточно мощные гидратные оболочки, которые препятствуют слипанию частиц. [7]

Учащийся проводит коллоидную защиту одного из золей защитными веществами, указанными преподавателем. [8]

Важную роль для механизма коллоидной защиты играет энтропийный фактор устойчивости. Кроме того, если в макромолекулах защитного вещества имеются ионогенные группы, то адсорбция таких молекул может привести к повышению заряда коллоидных частиц и отсюда к усилению их электростатического отталкивания. [9]

Веществами, способными обусловливать коллоидную защиту , являются белки, угдевшш, пектины, а для систем с неводной дис-персионной средой — каучук. Тасто эти вещества называют защитными коллоидами, хотя такое название является по существу неправильным и объясняется лишь исторической традицией. [10]

Это явление, называемое коллоидной защитой , объясняется адсорбцией этих веществ на поверхности частиц золя. [11]

Это явление, называемое коллоидной защитой , объясняется адсорбцией этих веществ на поверхности частиц золя. При этом в результате определенной ориентации групп — ОН, — СООН, — NH2 макромолекул образуются дополнительные устойчивые гидратные оболочки, препятствующие слипанию частиц. Кроме того, возможность электролитической диссоциации по этим группам изменяет ( повышает) электрокинетический потенциал, что также способствует защите золя ог коагуляции. [12]

Это явление известно под названием коллоидной защиты . Вещества, которые стабилизируют золи таким способом, — обычно высокомолекулярные соединения — желатина, альбумин, казеин, крахмал, декстрин, пектин, каучук и др. Сами они дают лиофильные коллоидные растворы, и потому называются защитными коллоидами. [13]

Сущность этого явления, называемого коллоидной защитой , заключается в адсорбции лиофильного коллоида частицами лиофобного, в результате чего последние получают соответствующие сольватные оболочки. [14]

Для коллоидных систем это последнее явление получило название коллоидной защиты , к-рая обусловлена образованием структурно-механич. Следует, однако, иметь в виду, что добавление высокомолекулярных веществ к лиофобным золям может привести иногда и к уменьшению устойчивости по отношению к электролитам ( сенсибилизация) и даже к К. [15]