Методы очистки коллоидных систем: диализ, электродиализ и ультрафильтрация. Принцип работы аппарата «искусственная почка».
Диализ – самый простой метод очистки коллоидных систем. Простейший диализатор представляет собой мешочек из полупроницаемого материала, в который заливается диализируемая жидкость. Мешочек опускается в сосуд с водой. При диализе растворенное кристаллическое вещество проходит через мембрану, а коллоидные частицы, неспособные проникать через полупроницаемую перегородку, остаются в виде очищенного коллоидного раствора. Природа перегородки может быть различной (бычий пузырь, пергамент, коллодий, целлофан и др.)
Электродиализ – усложненный вариант диализа. Если примеси являются электролитами, их переход через перегородку может быть ускорен путем наложения на диализируемую жидкость электрического поля. Электродиализ целесообразен при небольших концентрациях примесей в коллоидном растворе (при больших концентрациях происходит сильный разогрев золя).
Ультрафильтрация – диализ, проводимый под давлением. Ультрафильтрация чаще используется не для очистки коллоидных растворов, а для их концентрирования. При ультрафильтрации происходит лишь повышение концентрации дисперсной фазы, а состав дисперсионной среды остается практически постоянным. Однако если после частичной ультрафильтрации полученный золь разбавить чистым растворителем до прежнего содержания дисперсной фазы, он будет содержать меньше низкомолекулярных продуктов.
В основе работы аппарата искусственная почка лежит следующий физически принцип :из-за разницы осмотического давления в спец. мембране и явления диффузии из крови пациента удаляются низкомолекулярные в-ва, которые не были удалены почками( мочевина, калий, фосфор и др.)
|
|
|
Строение мицеллы. Изоэлектрическое состояние мицеллы.
Когда все противоионы находятся в адсорбционном слое, -потенциал становится равным нулю. Подобное состояние называется изоэлектрическим состоянием.
Твердые частицы коллоид. систем называются мицеллами.
Мицеллу образуют
1)ядро,состоящий из большого числа атомов или молекул нерастворимого в растворителе в-ва,имеющее кристаллическое строение;
2)на поверхности ядра адсорбируются те ионы ,котореы могут достроить кристаллическую решетку этой частицы.Адсорбирированные ионы определяют знак и величину поверхностного потенциала и называются потенциало-определеющими ионами(ПОИ);
3)вокруг ПОИ располагаеться часть противоионов электролита-стабилизатора, образующих вместе с ПОИ адсорбационный слой.;
4)ядро и адсорбационный слой, образуют диффузный слой мицеллы.
Приведем схему строения мицеллы берлинской лазури, полученной по реакции
4FeCl3 + 3K4[Fe(CN)6] = Fe4[Fe(CN)6]3 + 12KCl
|
|
|
при условии, что в избытке взят хлорид железа (III):
{[(Fe4[Fe(CN)6]3)m ∙ nFe 3+ ∙ 3(n – x) Cl ‾ ] 3+ ∙ 3xCl ‾ }.
Отметим, что в случае, когда степень окисления ионов внутренней и наружной обкладки неодинаковы, нужно в формулу поставить коэффициент, уравнивающий эти степени окисления (как, например, это сделано в формуле берлинской лазури, которую мы привели выше).\
Строение мицеллы: двойной электрический слой (ДЭС), современные представления о строении ДЭС.
ДЭС- это слой, возникающий на границе твердой и жидкой фазы мицеллы , состоящей из пространственно разделенных электрических зарядов противоположного знака.( потенциалобразующие ионы-внутрення обкладки ДЭС и противоионы-внешняя обкладка состоит из :плотной и диффузной)
Современные представления о строении ДЭС следующие:
1. ДЭС образован потенциалопределяющими ионами.(прочно связаны с част,и равномерно распред.по ее поверх), находящимися на поверхности твердой частицы и эквивалентным количеством противоионов, находящихся в дисперсионной среде
2. Слой противоионов состоит из двух частей: плотного слоя (адсорбционного слоя )и диффузного слоя (слоя Гуи).
3. Адсорбционный слой противоионов примыкает к заряженной поверхности твердой частицы и имеет толщину порядка диаметра гидратированного противоина d
|
|
|
4. Диффузный слой имеет толщину δ, его образуют те противоины, которые находятся от заряженной поверхности на расстоянии, большемd, но в пределах расстоянияδ. Эти противоины притягиваются к частице только электростатическими силами, следовательно, менее прочно, чем противоионы адсорбционного слоя.
5. Полное падение потенциала ДЭС называется термодинамическим потенциалом φ0:
28. Электрокинетический потенциал (или дзета-потенциал) как важнейшая характеристика ДЭС. Факторы, определяющие величину дзета-потенциала. Влияние общего содержвния электролитов в растворе на величину дзета-потенциала. Влияние понижения дзета-потенциала на устойчивость коллоидных систем. Электрокинетические явления в живых организмах.
Дзета-потенциал - важнейшая характеристика ДЭС, он определяет возможность и скорость относительного перемещения дисперсной фазы и дисперсионной среды, интенсивность электрокинетических явлений, устойчивость золей и разрушение дисперсных систем электролитами.
Зависит от:1
)размер ДЭС.,чем больше размыт ДЭС,тем больше дзета-потенциал.
|
|
|
2)от концентрации электролита-стабилизатора,чем он больше,тем меньше дзета-потенциал.
3)от заряда противоиона,чем он больше ,тем больше дзета-потенциал.
Увеличение концентрации электролита влечёт за собой сокращение толщины диффузного слоя и, следовательно, сопровождается уменьшением ζ-потенциала. ζ-потенциал связан с устойчивостью коллоидных систем. Устойчивость этих систем падает с понижением ζ-потенциала.
Электрокинетические явления - это явления, наблюдаемые в дисперсных системах, мембранах и капиллярах.
Например, при движении крови в артериях возникает потенциал течения малой величины (, имеющий, однако, важное биологическое значение. Одна из волн электрокардиограммы связана с этим потенциалом. Считается, что при восприятии звука органами слуха также участвует потенциал течения.
Потенциал на плоскости скольжения называется ЭЛЕКТРОКИНЕТИЧЕСКИМ ПОТЕНЦИАЛОМ (или дзета-потенциалом).
Дзета-потенциал является одной из важнейших характнеристик ДЭС. Чем больше размыт двойной слой, тем больше и дзета-потенциал. Если слой предельно сжат, то дзета-потенциал равен 0. Это соответствует изоэлектрическому состоянию, и система не реагирует на электрический ток, тогда как φ0 – потенциал остаётся практически неизменным.
Величина дзета-потенциала определяется общим содержанием электролитов в растворе; увеличение концентрации электролита влечёт за собой сокращение толщины диффузного слоя и, следовательно, сопровождается уменьшением ζ-потенциала. ζ-потенциал зависит не только от концентрации ионов, но и от их заряда. Способность понижать ζ-потенциал растет с ростом заряда противоиона.
ζ-потенциал связан с устойчивостью коллоидных систем. Устойчивость этих систем падает с понижением ζ-потенциала.
Дата добавления: 2019-11-16; просмотров: 171; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!