- •5720100 – Лечебное дело
- •Isbn 978-9943-05-412-7
- •Предисловие
- •Глава I. Учение о растворах
- •§ 1. Роль растворов в жизнедеятельности организмов. Вода как растворитель
- •§ 2. Растворимость газов в жидкостях
- •§ 3. Кессонная болезнь
- •§ 4. Закон и.М. Сеченова
- •§ 5. Осмос и осмотическое давление
- •§ 6. Закон вант-гоффа
- •§ 7. Роль осмоса и осмотического давления в биологических системах. Плазмолиз и гемолиз
- •§ 8. Коллигативные свойства растворов
- •1. Коллигативные свойства ионных растворов
- •2. Понижение давления насыщенного пара растворителя над раствором
- •3. Понижение температуры замерзания растворов
- •4. Повышение температуры кипения растворов
- •5. Взаимосвязь между коллигативными свойствами растворов и осмотическим давлением. Определение осмотического давления криоскопическим методом
- •6. Применение криоскопии и эбуллиоскопии
- •§ 9. Экспериментальная часть
- •§ 10. Обучающе-контролирующие тесты
- •1. Укажите 4 характерных признака явления осмоса:
- •2. Укажите 3 фактора, от которых зависит величина осмотического давления:
- •3. Укажите 3 зависимости, выражающие закон Вант-Гоффа:
- •4. Выберите 3 ответа, формулирующие закон Вант-Гоффа:
- •5. Укажите 4 характеристики явления гемолиза в организме:
- •6. Укажите 4 характеристики явления плазмолиза в организме:
- •7. Выберите 3 формулировки изотонического, гипотонического и гипертонического растворов:
- •8. Укажите 4 фактора, объясняющие суть закона Рауля:
- •9. Выберите 5 правильных ответов, характеризующих законы криоскопии и эбуллиоскопии:
- •10. Выберите 3 ответа, характеризующие изотонический коэффициент:
- •11. Выберите 3 физических свойства разбавленных растворов, зависящие от концентрации растворенных веществ в растворе:
- •12. Назовите 3 условия, при которых происходит явление осмоса:
- •Глава II. Электрохимия
- •§ 1. Электропроводимость растворов электролитов. Кондуктометрическое титрование
- •Удельное сопротивление ряда биологических Жидкостей
- •Предельная молярная электропроводимость ионов в воде (18 °c)
- •§ 2. Потенциалы и электродвижущие силы
- •Некоторые стандартные потенциалы восстановления
- •Стандартные окислительно-восстановительные потенциалы
- •§ 3. Гальванические элементы
- •§ 4. Типы электродов
- •§ 5. Электрохимия в медицине
- •§ 6. Экспериментальная часть
- •Вопрос 1. Почему при бесконечном разведении раствора скорости движения различных ионов не будут зависеть друг от друга?
- •§ 7. Потенциометрия. Потенциометрическое титрование
- •Потенциалы электродов сравнения при различных температурах
- •§ 8. Экспериментальная часть
- •Метод «круглого стола»
- •§ 8. Обучающе-контролирующие тесты
- •1. Укажите 5 ответов, дающих характеристику электропроводимости:
- •16. Выберите 4 ответа, отражающие изменения кривой кондуктометрического титрования сильной кислоты сильным основанием:
- •17. Выберите 4 ответа, отражающие изменения кривой кондуктометрического титрования слабой кислоты сильным основанием:
- •18. Выберите 4 ответа, отражающие изменения кривой при титровании смеси сильной и слабой кислот:
- •19. Укажите 4 ответа с данными об электропроводимости биологических жидкостей при различных заболеваниях:
- •20. Укажите 3 ответа со значениями электропроводности при различном состоянии кислотности в желудке:
- •21. Укажите 5 видов и характеристику потенциалов, возникающих на границах раздела фаз:
- •36. Укажите 4 типа электродов и их правильные характеристики:
- •Коллоидная химия
- •Глава III. Физико-химия поверхностных явлений
- •§ I. Поверхностные явления и их значение в биологии и медицине
- •§ 2. Поверхностная энергия и поверхностное натяжение
- •Поверхностное натяжение некоторых веществ в жидком состоянии на границе с воздухом или паром
- •§ 3. Адсорбция и поверхностное натяжение
- •§ 4. Поверхностно-активные и поверхностно- инактивные вещества
- •§ 5. Изотермы поверхностного натяжения
- •§ 6. Адсорбция на границе раздела жидкость – газ и жидкость – жидкость
- •§ 7. Адсорбция на границе раздела твердое тело – газ и твердое тело – жидкость (раствор)
- •§ 8. Ориентация молекул в поверхностном слое и структура биологических мембран
- •§ 9. Адсорбция из растворов электролитов
- •§ 10. Хроматография, ее сущность и применение в биологии и медицине
- •§ 11. Экспериментальная часть
- •Задания для самостоятельной работы
- •Конкурс «кот в мешке»
- •§ 12. Обучающе-контролирующие тесты
- •7. Укажите 3 ответа, поясняющие уравнение Фрейндлиха:
- •8. Укажите 4 ответа, поясняющие уравнение Ленгмюра:
- •9. Укажите 3 ответа с правильной характеристикой трех частей изотермы адсорбции Ленгмюра:
- •10. Укажите 3 операции, проводимые при определении величины адсорбции на твердой поверхности:
- •11. Выберите 5 характеристик гидрофильности или гидрофобности некоторых видов поверхности:
- •12. Выберите 3 правила, которым подчиняется адсорбция растворенного вещества на твердой поверхности:
- •13. Укажите 5 примеров молекулярной и ионной адсорбции на угле:
- •24. Укажите 3 фактора, от которых зависит адсорбция газов твердым адсорбентом:
- •25. Укажите 3 фактора, от которых зависит адсорбция на границе твердое тело – раствор.
- •Глава IV. Физико-химия дисперсных систем
- •§ 1. Дисперсные системы и их классификация
- •Изменение удельной поверхности при дроблении
- •1 См3 вещества
- •Классификация систем по степени дисперсности
- •Классификация дисперсных систем по агрегатном состоянию дисперсной фазы и дисперсионной среды
- •§ 2. Коллоидное состояние. Методы получения и очистки коллоидных растворов
- •Диспергирование Конденсация
- •§ 3. Молекулярно-кинетические свойства коллоидных систем
- •§ 4. Оптические свойства коллоидных систем
- •§ 5. Классификация коллоидных систем
- •§ 6. Возникновение двойного электрического слоя и его строение
- •§ 7. Строение коллоидных частиц
- •§ 8. Электрокинетическне явления. Электрофорез и использование его в медицине
- •§ 9. Устойчивость коллоидных систем
- •Коагуляция золей As2s3 и Fe(oh)3 электролитами
- •§ 10. Пептизация. Коллоидная защита
- •§ 11. Аэрозоли и их Практическое Значение
- •§ 12. Суспензии, методы их получения и свойства
- •§ 13. Эмульсии, методы их получения и свойства
- •§ 14. Коллоидные поверхностно-активные вещества (пав)
- •§ 15. Экспериментальная часть
- •§ 16. Обучающе-контролирующие тесты
- •1. Укажите 4 характеристики состава и свойств дисперсных систем:
- •2. Укажите 3 типа дисперсных систем согласно классификации по размеру частиц:
- •19. Укажите 4 характеристики поверхностно-активных и поверхностно-инактивных веществ.
- •20. Физическая и коллоидная химия. Под ред. А.П. Беляева. Изд. Группа «гэотар-Медиа», – м.:, 2010. Оглавление
- •Коллоидная химия
- •Сталина Салиховна касымова физическая и коллоидная химия
§ I. Поверхностные явления и их значение в биологии и медицине
Коллоидная химия изучает свойства высокодисперсных гетерогенных систем на основе поверхностных явлений, а также физико-химические свойства высокомолекулярных соединений и их растворов. Коллоидные растворы и растворы ВМС имеют ряд общих свойств, обусловленных близкими размерами их частиц. Дисперсные системы обладают сильно развитой поверхностью, и поэтому в таких системах проявляется все многообразие поверхностных явлений. К поверхностным явлениям относятся процессы, происходящие на границе раздела фаз, в межфазном поверхностном слое и возникающие в результате взаимодействия сопряженных фаз. Поверхностные явления играют важную роль в биологии, прежде всего на клеточном и молекулярном уровнях организации живых систем. Поверхностные явления проявляются сильнее всего в телах с высокоразвитой поверхностью, которая придает им новые важные свойства. В качестве дисперсных систем можно назвать тела растительного и животного мира, почву, кожу, ткани, продукты питания и др.
Наука о поверхностных явлениях и дисперсных системах является теоретической основой получения новых материалов с заданными свойствами: сорбентов, катализаторов, полимеров, пищевых продуктов, лекарственных веществ и др. Поверхностные явления имеют большое значение в биологии и медицине, так как все биопроцессы происходят на поверхности раздела фаз – ферментативные реакции, синтез белка и др. Изучение поверхностных явлений является важным для врача и биолога, так как каждая живая система состоит из большого количества поверхностей раздела: стенок сосудов, поверхности клеток, клеточных ядер и вакуолей, коллоидных частиц и протоплазмы и, наконец, поверхности раздела между организмом и средой. Благодаря поверхностным явлениям, например, холевые кислоты и их соли обусловливают транспорт и усвоение жиров в организме.
Среди поверхностных явлений наибольшее значение имеет адсорбция, открытая русским ученым Т. Ловицем. В биологии и медицине адсорбция – это концентрирование, вследствие поверхностной активности, биологически активных веществ на границах раздела клеток и внутриклеточных поверхностях. Адсорбция обусловливает возможность интенсивного течения процессов ферментативного катализа, обмена веществ, или, например, фармакологическое действие многих лекарств. Большинство реакций в живом организме совершаются при непосредственном участии ферментов-катализаторов. Первые стадии действия любого фермента сводятся к адсорбции субстрата на поверхности ферментного комплекса, и только после этого фермент начинает свое специфическое каталитическое действие. В то же время высокая адсорбируемость некоторых ферментов может привести к мгновенной смерти человека. Например, цианистые соединения, адсорбируясь на активных центрах железосодержащих ферментов, вызывают их блокаду. Смачивание, адгезия, адсорбция изменяют биосовместимость крови с полимерными материалами, применяемыми для протезирования кровеносных сосудов. Адсорбция белков и липидов – важнейшая стадия в функционировании клеточных мембран. Растекание органических жидкостей по поверхности воды – одна из основных причин загрязнения естественных водоемов.
Адсорбция газов и паров сопровождает многие природные процессы. Питание растений углекислым газом из воздуха связано с предварительной и обязательной стадией адсорбции газа на листьях. С поглощением кислорода из воздуха и выделением СO2 и водяных паров связано дыхание животных и человека, которое протекает благодаря предварительной адсорбции кислорода на поверхности легких. Поверхность легочных альвеол человека составляет около 90 м2.
Роль и значение адсорбционных процессов, протекающих в организме, легко понять, например, при рассмотрении адсорбционных возможностей эритроцитов крови человека. Эритроциты являются переносчиками различных веществ, в том числе аминокислот, которые они разносят и передают клеткам и различным тканям организма. Количество эритроцитов в крови взрослого человека составляет примерно 5.000.000 в 1 мм3. В среднем на 1 кг веса у здоровых мужчин приходится 450 млрд эритроцитов или 27 триллионов на весь организм. Зная диаметр эритроцита (7–8 мк), можно подсчитать общую поверхность эритроцитов в крови человека, которая составляет примерно 32000 м2. Общая длина капилляров в человеческом теле достигает 100 000 км .Представляете сколько в них заключено поверхности! Все это говорит о больших адсорбционных возможностях организма, так как все адсорбционные процессы это прежде всего процессы на поверхности.
Явления адсорбции и адсорбционной хроматографии стали в последние годы важнейшими методами препаративного разделения и очистки многих лекарственных веществ: антибиотиков, алкалоидов, гормонов, антигистаминных веществ. Адсорбция различных веществ элементами крови и протоплазмой клеток влияет на обмен веществ, поэтому большое значение при лечении острых отравлений имеют адсорбционная терапия и гемосорбция. При адсорбционной терапии больному вводят адсорбент для поглощения вредных веществ. Например, карболен (активированный уголь) используется для связывания ядов, попавших в желудочно-кишечный тракт, и для адсорбции газов, которые накапливаются в кишечнике. Ученые работают над созданием иммуносорбентов, способных удалять из организма антитела, бактериальные токсины и др. антигены. Иммуносорбенты найдут широкое применение при лечении микробных интоксикаций, столбняка, газовой гангрены, аллергии.
Процессы адсорбции играют большую роль в охране окружающей среды, так как промышленными предприятиями в атмосферу выбрасываются десятки миллионов тонн различных газов (оксиды серы и азота, сероуглерод, сероводород и др.), которые улавливаются адсорбционными установками, и в результате создаются необходимые санитарные условия для жизни человека.