Progress-servis55.ru

Новости из мира ПК
3 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Защитный коллоид это

Коллоидная защита, ее механизм. Биологическое значение.

При добавлении к золям некоторых высокомолекулярных веществ устойчивость золей к действию электролитов значительно повышается, что выражается в повышении порога коагуляции. Такое явление получило название коллоидной защиты. Защищенный золь поддается концентрированию и даже выпариванию досуха и становится обратимым (т.е. термодинамически устойчивым), он как бы приобретает свойства раствора высокомолекулярного вещества.

Механизм защитного действия зависит от образования адсорбционного слоя введенного вещества вместе с его гидратными оболочками на поверхности частиц гидрофобного золя. Защитными веществами в водной среде могут служить белки, углеводы, пектины. Различные высокомолекулярные вещества защищают слои неодинаково. Мерой защитного действия высокомолекулярных соединений является так называемое «золотое число» — то минимальное количество миллиграммов сухого высокомолекулярного соединения, которое необходимо добавить к 10 мл стандартного (красного) золя золота для того, чтобы предотвратить его коагуляцию (посинение) при введении в систему 1 мл 10%-го раствора хлорида натрия.

Явление защиты играет большую роль в жизни организма. Так, белки крови защищают жир, холестерин, малорастворимые соли кальция и мочевой кислоты от коагуляции и выделения на стенках сосудов. При понижении защитной функции белков возникают заболевания: атеросклероз, кальциноз, подагра, образование камней в почках, печени ит.п.

Часть 3

Растворы ВМС

27.Высокомолекулярные соединения (ВМС)— химические ве-

щества с большой молекулярной массой, которые состоят из большого числа повторяющихся фрагментов. Высокомолекулярные соединения часто называют полимерами.

По происхождениюполимеры в первую очередь делят наприродныеи химические. Природные полимеры представлены растительными, животными и минеральными соединениями. Растительные и животные ВМС в основном имеют природу органических веществ. Характерными представителями таких соединений являются природные белки, натуральный каучук, шелк, шерсть и др. Химические полимеры делят на искусственные(получают переработкой природных полимеров) и синтетические(синтезируют из низкомолекулярных веществ — мономеров).

К числу искусственных ВМС относятся: нитроцеллюлоза (используемая для получения целлулоида), ксантогенат целлюлозы (вискоза), ацетат целлюлозы и др.

К синтетическим полимерам — наиболее важному классу ВМС относятся полиэтилен, поливинилхлорид, полистиролы, фенолформальдегидные смолы, полиамиды и др.

Линейныеполимеры построены из длинных одномерных элементов структуры – отдельных макромолекул или молекулярных блоков. К ним относятся натуральный каучук, желатин, целлюлоза.

Разветвленныеполимеры состоят из цепей с боковыми ответвлениями. Это крахмал (гликоген), амилопектин, дивиниловый каучук и другие.

Пространственныеполимеры представляют собой трехмерную сетку, которая образуется при соединении отрезков цепей химическими связями (например, фенолформальдегидные смолы). Пространственные полимеры, цепи которых сшиты короткими мостичными связями, например, атомами ОилиS, называются сшитыми (резина, эбонит, некоторые акриловые полимеры).

28. Высокомолекулярные вещества (или полимеры) растворяются в различных низкомолекулярных жидкостях, образуя устойчивые равновесные системы с молекулярной дисперсностью компонентов. Таким образом, растворы полимеров являются гомогенными системами, истинными растворами. Являясь истинными растворами, растворы ВМС всѐ же отличаются от растворов низкомолекулярных веществ, что связано с огромными размерами макромолекул. Однако, несмотря на огромные размеры молекул ВМС в растворах отсутствует граница раздела фаз, так как в одном направлении макромолекула имеет достаточно большую длину, а толщина макромолекулы имеет молекулярные размеры.

Растворение ВМС осуществляется с образованием менее упорядоченной системы из более упорядоченной и, значит, этот процесс протекает с увеличением энтропии (ΔS > 0). Растворение ВМС – процесс самопроизвольный, следовательно, при растворении полимеров уменьшается свободная энергия: ΔG = ΔHTΔS

1. Растворы ВМС представляют собой гомогенные системы, это истинные растворы, где взвешенные частицы являются макромолекулами гигантских

2. Растворение ВМС – самопроизвольный процесс, осуществляемый с

уменьшением свободной энергии: ∆G = ∆H — T∆S ‹ 0.

Изменение энтальпии (знак ∆Н) при растворении может быть положительным (эндотермическая реакция), отрицательным (экзотермическая реакция) или равным нулю.

Растворы ВМС термодинамически устойчивые системы, способные существовать без стабилизаторов неограниченное время.

3. В отличие от лиофобных коллоидных систем растворы ВМС являются равновеснымим системами.

4. Растворы ВМС, подобно растворам низкомолекулярных соединений, могут быть и молекулярными, и ионными, причѐм в последнем случае природа зарядов связана с наличием функциональных групп.

5. Являясь истинными растворами, растворы ВМС всѐ же отличаются от растворов низкомолекулярных веществ. Огромные размеры макромолекул являются ответственными за большинство физических свойств растворов ВМС, которые отличаются от свойств низкомолекулярных соединений. На поведение растворов ВМС сильное влияние оказывают форма и отдельные фрагменты строения макромолекул.

29. Растворение высокомолекулярных соединений представляет собой сложный процесс, отличающийся от растворения низкомолекулярных веществ. Так, при растворении последних происходит взаимное смешение растворителя и растворяемого вещества, т.к. они имеют близкие по размерам и по скорости диффузии молекулы.

При растворении полимеров вначале происходит процесс их набухания, т.е. одностороннее проникновение небольших и подвижных молекул растворителя в полимер. Набухание сопровождается увеличением массы и размеров твердого образца полимера и является начальным этапом растворения высокомолекулярных веществ.

Количественной мерой набухания является степень набухания α:

где m0 и V0 – масса и объѐм сухого полимера; m и V – масса и объѐм набухшего полимера.

Факторы влияющие на степень набухания

1. Природа ВМС и растворителя (неполярные полимеры хорошо набухают и растворяются в неполярных растворителях, полярные – в полярных).

Читать еще:  Способы защиты конфиденциальной информации

2. Время жизни ВМС: чем старше полимер, тем хуже он набухает.

3. Температура: интенсифицирует процесс набухания.

4. рН среды. Существенное влияние оказывает на набухание полиэлектролитов, т.е. ВМС, способных в растворе диссоциировать с образованием высокомолекулярного иона.

5. Добавка электролита. Если к раствору ВМС добавить электролит, можно наблюдать образование хлопьев. Этот процесс называется высаливаниемВМС. Механизм: электролит диссоциирует на ионы, ионы гидратируются, при этом оттягивается вода от ВМС. При высокой концентрации электролита гидратная оболочка у ВМС становится тонкой, раствор по количеству полимера становится пересыщенным и ВМС выпадает в осадок.

30. Вязкость жидкостей можно для простоты определить как сопротивление жидкости передвижению одного еѐ слоя относительно другого при сдвиге, растяжении и других видах деформации.

Истинные растворы НМС являются ньютоновскими жидкостями, для них вязкость описывается уравнением Ньютона:

где F – сила, необходимая для возникновения перемещения двух соседних слоѐв раствора; du / dx –градиент скорости; ε – коэффициент вязкости. Вязкость, вычисленная по уравнению Ньютона, не зависит от напряжения сдвига, определяемой действующей силой, типом вискозиметра и т.д. Величина вязкости при данной температуре для НМС является инвариантной (неменяющейся) характеристикой.

Высокая вязкость растворов полимеров объясняется большими размерами молекул (макромолекул) и их цепеобразным строением.

Такие молекулы оказывают большое сопротивление перемещению молекул растворителя. С увеличением концентрации полимера происходит быстрый рост вязкости.

Растворы ВМС являются неньютоновскими жидкостями, так как они не обладают постоянной вязкостью. У растворов ВМС наблюдается аномалия вязкости.

В растворах полимеров происходит образование пространственных структур, образуемых сцеплением макромолекул, что и вызывает резкое повышение вязкости. При течении растворов полимеров работа затрачивается не только на преодоление истинной (ньютоновской) вязкости, но и на разрушение структуры раствора.

Вязкость растворов ВМС в значительной степени зависит от температуры и свойств растворителя. Растворители способны влиять на конформационную форму макромолекул и за счѐт этого изменять вязкость одного и того полимера в разных растворителях. Таким образом, вязкость растворов ВМС определяется природой полимера и природой растворителя.

Характеристическую вязкость определяют на основании вискозиметрических измерений, используя значение относительной, удельной и приведенной вязкостей.

Характеристическая вязкость для данной пары веществ является величиной условной, но постоянной, она не зависит от концентрации растворителя и состояния макромолекул, кроме того, она связана с молекулярной массой макромолекул.

Величину [ ] называют характеристической вязкостью или предельным числом вязкости.

Характеристическую вязкость определяют на основании вискозиметрических измерений, используя значения относительной, удельной и приведѐнной вязкости в качестве вспомогательных величин.

Характеристическая вязкость для данной пары веществ (растворитель – полимер) является условной, но постоянной величиной, которая не зависит от концентрации растворителя и конформационных состояний макромолекул.

Уравнение Марка-Куна-Хаувинка:

[ ] = KMα

гдеК – постоянная величина, экспериментально определяемая для данных макромолекул и растворителя. Показатель степени α зависит от формы макромолекул. Для белков компактной структуры – глобулярных белков – он составляет около 0,5. Для молекул, находящихся в конформации беспорядочного клубка, показатель степени возрастает до 2. Молекулярная масса, определяемая по уравнению Марка-Куна-Хаувинка, называется средневязкостной молекулярной массой Мε.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: Да какие ж вы математики, если запаролиться нормально не можете. 8826 — | 7636 — или читать все.

Коллоидная защита

Коллоидная защита — предохранение коллоидных растворов от коагуляции и, следовательно, повышение их устойчивости добавлением небольших количеств высокомолекулярных веществ (белков, крахмала, агар-агара и др.), так называемых защитных веществ. Коллоидная защиту используют при изготовлении устойчивых коллоидных препаратов серебра (колларгол), ртути, серы и других, применяемых в медицине.

Устойчивость лиофобных золей к коагуляции возрастает в присутст-

вии мыл и ВМС: белков, полисахаридов, синтетических полимеров, рас-

творимых в воде, и т.д. Это проявляется в повышении значений порогов

коагуляции у защищенного золя и невыполнении правила Шульце-Гарди.

Способность защищать золи от коагуляции количественно выражают

защитным числом, равным числу миллиграммов сухого ВМС, защищающе-

го 10 мл золя от коагуляции при приливании к золю 1 мл 10%-ного рас-

В зависимости от природы золя защитное число называют «золотым»,

если оно относится к золю золота, «серебряным» – для золя серебра, «же-

лезным» – для золя Fe(OH)3 и т.д. Очевидно, что чем больше величина

защитного числа, тем слабее защитное действие данного ВМС. Наиболее

сильным защитным действием обладают белки: желатина, казеинат на-

трия (защитные числа 0.01 – 0.1), а более слабым – крахмал, декстрин,

сапонины (защитные числа 20 – 45).

Механизм защитного действия можно объяснить тем, что макромоле-

кулы ВМС адсорбируются на поверхности коллоидных частиц, создавая

адсорбционные сольватные слои, которые повышают гидрофильность

коллоидных частиц (рис. 9.4). Вследствие этого усиливается взаимодей-

ствие частица – растворитель. Сольватные слои обеспечивают большое

расклинивающее давление при сближении двух частиц и препятствуют их

слипанию. Защитное действие усиливается, если в адсорбционном слое

ВМС образуются гелеобразные структуры, обладающие повышенной

прочностью и упругостью (это относится, например, к желатине).

Значение коллоидной защиты для биологии и фармации чрезвычай-

но велико. Принцип коллоидной защиты используют при получении кол-

ларгола, золей серебра, золота и т.д. Частицы золя серебра так хорошоФизическая и коллоидная химия

Читать еще:  Защитный диод принцип работы

защищены, что не коагулируют даже при высушивании. Белки крови за-

щищают капельки жира, холестерин и другие гидрофобные вещества от

коагуляции. Понижение содержания защитного белка в организме приво-

дит к отложению холестерина на стенках сосудов, образованию камней в

почках, печени и т.п.

Рис. 9.4. Частицы лиофобного золя, защищенного ВМС.

Иногда при малых добавках ВМС наблюдается не повышение, а сни-

жение устойчивости коллоидов. Это явление называется сенсибилизаци-

ей. Объяснить механизм сенсибилизации можно тем, что при малой кон-

центрации ВМС на частицах образуется рыхлый адсорбционный слой,

часть поверхности частиц остается свободной и возрастает вероятность

адсорбции одной макромолекулы различными ее участками на двух час-

тицах дисперсной фазы. Происходит коагуляция путем «сшивания» час-

Дата добавления: 2014-11-16 ; Просмотров: 1791 ; Нарушение авторских прав?

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

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Защитный коллоид

Защитные коллоиды и эмульгаторы вводятся в дисперсию обычно уже в процессе ее изготовления. [1]

Защитный коллоид , который при добавлении к цементному раствору создает в нем ( и в адсорбционном слое частиц) гелеобразную структуру, затрудняющую сближение частиц и препятствующую проникновению воды. [2]

Защитные коллоиды , такие как желатина, гуммиарабик, про — тальбиново — и лизальбиновокислый натрий, а также яичный белок, декстрин и крахмал, тормозят каталитическое разложение II2Oa платиновым золем, вероятно, вследствие уменьшения скорости диффузии последнего. [3]

Защитные коллоиды , при добавлении в промывочную жидкость создают на поверхности глинистых частиц защитный слой, предотвращающий их слипание и коагуляцию. При обработке раствора реагентами этой группы уменьшается водоотдача, регулируется вязкость, повышается плотность. Ниже приведены наиболее распространенные защитные коллоиды. [4]

Защитные коллоиды , рекомендуемые Вассали, и сапонин, предложенный Гревеллом, являются пенообразователями. При введении их в травильную кислоту на поверхности ванн создается слой пены, препятствующий выделению тумана, что позволяет улучшить условия работы в травильных цехах. [5]

Защитный коллоид должен обладать некоторой поверхностной активностью. Однако она должна быть не слишком велика, чтобы не нарушить устойчивости защищенной капли и не способствовать образованию латекса. [6]

Защитные коллоиды отличаются от КМЦ не только их меньшей способностью удерживать загрязнения, но и другим механизмом действия. Они не адсорбируются волокном, а стабилизируют дисперсию загрязнений в моющем растворе. [8]

Защитные коллоиды ( клей, желатин, казеин и полиакри-1 латы) плохо удерживают загрязнения. [9]

Защитные коллоиды , например, известковые мыла, предотвращают образование таких структур. [10]

Защитным коллоидом служит 1 % — ный раствор гуммиакации. [11]

Защитными коллоидами могут служить клей, желатин, казе-инат натрия или аравийская камедь. В качестве поверхностно-активного вещества можно использовать любое из большого ассортимента синтетических детергентов ( при условии, что оно будет смешиваться с эмульсионной системой), например сульфированные глицериды жирных кислот, алкилсульфаты, алкиларилсульфонаты и неионогенные соединения. Эти вещества обладают способностью создавать эмульсию, состоящую из более мелких частиц, что, в свою очередь, увеличивает поверхностную активность. Если защитного коллоида, содержащегося в эмульсии, не хватит для компенсации этого увеличения, то может произойти реверсия эмульсии в систему вода в масле. В состав белых масляных жидкостей входят небольшие количества эмульгаторов, в то время как в черных жидкостях их больше. Поэтому белые масляные жидкости, как правило, дешевле, если расчет ведется на единицу бактерицидной активности. [12]

Получен новый защитный коллоид , обладающий устойчивостью к радиоактивным излучениям. [13]

Прибавление защитного коллоида в этом случае не улучшает перехода окраски, который достаточно резок даже в очень разбав ленных растворах. [14]

Действие защитных коллоидов обусловлено ассоциацией частиц необратимых золей с гидрофильными обратимыми золями. В присутствии защитных коллоидов можно получить золи металлов значительно более высокой концентрации, чем в чистой воде. [15]

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.

Читать еще:  Защита водных ресурсов от загрязнения

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.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector