Презентация на тему 1. Поверхностные явления. Основные понятия.

и самостоятельных частей физической химии и включает в себя

физики, биологии.

Раздел «Поверхностные явления» в курсе коллоидной химии занимает

тканям
Газовый обмен
в лёгких

определение витаминов, гормонов;
- диагностика заболеваний
Адсорбция

системами с большой поверхностью: порошки, таблетки, эмульсии, суспензии, мази.

конденсация, адсорбция, гетерогенный катализ и химические реакции протекают на

Медико-биологическое значение темы

повышения эффективности терапевтического действия лекарств неразрывно связаны исследованиями поверхностных

процессы протекающие на границе раздела фаз, обусловленные особенностями состава

фаз - слой от одного до нескольких молекулярных диаметров,

Поверхность раздела фаз характеризуется следующими параметрами:

Удельная

или Sуд = S / m
[м2/м3 = 1/м или

Удельная поверхность фазы Sуд – это величина, равная отношению площади поверхности к её объему или массе.

энергии (GS или F). В эту систему превращается работа,

натяжения (σ) и площади поверхности (S).
Эта зависимость выражается

изменением энергии Гиббса (∆GS), приходящейся на единицу поверхности (∆S):
σ

давление
концентрация растворенного вещества

ж-г),
тем больше поверхностное
натяжение
на их границе раздела.


Зависимость

σ(Н2О)=72,8 Дж/м2;

σ(сыворотки крови)=45,4 Дж/м2).

системе жидкость-жидкость.
Поверхностное натяжение

температуры поверхностное натяжение уменьшается.
Температура, при которой поверхностное

далеких от критической зависимость близка к линейной:

ТД:
Согласно первому закону ТД:
поверхностная энергия может переходить в

Г-Ж.

Адгезией (прилипанием, сцеплением) называют притяжение между разнородными конденсированными телами

твердого тела в жидкость; в таком случае в смачивании

принимает такую форму, при которой по ее контуру устанавливается

каплей и твердой поверхностью – краевой угол смачивания Θ.

Считается, что жидкость смачивает поверхность, если Θ < 90°.

гидрофильные - смачиваются водой и другими полярными жидкостями и

Гидрофильная
поверхность

Гидрофобная
поверхность

в его присутствии
Контактное смачивание

за счет сорбции (от лат. Sorbeo – поглощаю) различных

вещество
Сорбция – процесс поглощения одного вещества другим

всем сорбентом.
Сорбция. Основные понятия

в поверхностном слое адсорбента толщиной h, в расчете на

Количественные характеристики адсорбционных процессов

в поверхностном слое адсорбента, отнесенное к массе адсорбента. Она

Количественные характеристики адсорбционных процессов

поверхностном слое, по сравнению с таким же слоем в

Количественные характеристики адсорбционных процессов

называется десорбцией.
В зависимости от характера взаимодействия частиц сорбента

судят либо по величине поверхностного натяжения, либо по величине

Адсорбция на жидких адсорбентах встречается в системах: ж – г, ж – ж, ж – т.

V/S,
где,
а – величина адсорбции (удельная сорбционная емкость) [ммоль м-2];
Со

концентрации адсорбата называют изотермой адсорбции.
Полное насыщение поверхности

концентрации адсорбируемого вещества величина адсорбции возрастает и достигает максимального

- способность растворенного вещества изменять поверхностное натяжение.
По знаку

поверхностным натяжением ( < 0). Поэтому из уравнения

группы (“хвост”)
полярной гидрофильной группы (“голова”):
-ОН, -СООН, -С(О)-О,-NН2;

в гомологическом ряду способность к адсорбции возрастает в 3,2

НСООН СН3СООН СН3СН2СООН СН3СН2СН2СООН

σ

с

в соответствии с правилом Ребиндера:
На границе раздела полярные

по этому принципу устроены клеточные мембраны.
3. Адсорбция на

соли желчных кислот, которые, обладая очень низким поверхностным натяжением,

для приготовления мазей, свечей, эмульсий, а также солюбилизаторов.
Солюбилизация –

поверхностным натяжением ( >

натяжение растворителя.

натяжения
ПИВ

ПНВ
ПАВ

σ
с

т – г, т – ж.
Адсорбция на твердых

рассчитывается по формуле:
a = (Со – С) V /

адсорбента (↑ S ↑ Г).
2. Температуры (↑t ↓Г ).
3.

на гидрофильные (глины, силикагели) и гидрофобные (угли, графит, тальк,

Фрейндлиха в линейной форме:

графически константы уравнения К и 1/n. Отрезок оси ординат,

Адсорбция на твердых адсорбентах

которая справедлива для широкого интервала концентраций и для границ

Адсорбция на твердых адсорбентах

действуют на малых расстояниях.
Адсорбционной активностью обладает не вся поверхность

при малых концентрациях адсорбция линейно растет, подчиняясь закону Генри; II

Адсорбция на твердых адсорбентах

при которой половина поверхности адсорбента занята молекулами;

Адсорбция на твердых адсорбентах

,

адсорбентах
Изотерма адсорбции

создали наиболее общую теорию полимолекулярной адсорбции (БЭТ), в которой

Теория полимолекулярной адсорбции

определенное число равноценных в энергетическом отношении активных центров, способных

слоя молекул адсорбата, а полимолекулярного адсорбционного слоя.
Изотерма полимолекулярной адсорбции
Адсорбция на твердых

относительное давление пара.

поверхности
адсорбентов, катализаторов, порошков.

поверхность по уравнению:
Теория БЭТ

пара в капиллярах, щелях или порах в твердых телах.

Это

пор. Пары адсорбента конденсируются в таких порах при давлениях,

конденсации пара

пара

ионов (катионов или анионов) из раствора электролита на полярном

фиксации на твердой поверхности ионов одного знака (потенциалообразующий слой

Электролитная адсорбция

правилами:
I. Правилом Панета-Фаянса: на поверхности кристалла преимущественно адсорбируются

Адсорбент – AgCl,

электролита преимущественно адсорбируются ионы, близкие по строению и размерам

и разные по величине степени окисления, то в первую

величине и знаку степени окисления, то в первую очередь

AgN03 → AgI↓+ KN03; ПР(AgI) = 10-16 Как будет

если n(KI) > n(AgN03)
Электролитная адсорбция

n(AgN03)
Электролитная адсорбция

электролитную адсорбцию.
При необратимой адсорбции адсорбат и адсорбент образуют нерастворимое

твердый адсорбент (ионит) обменивает эквивалентное количество своих ионов на

силикаты, апатиты, гуминовые кислоты) и синтетические (в качестве каркаса

матрица (R), не участвующая в ионообменной адсорбции.
На ней

– H, R – OH, R – COOH.

обменивающихся ионов, различают:
катиониты;
аниониты;
амфолиты.

только катионами.

в Н+-форме, т. е. содержать способные к обмену ионы

только анионами.
Аниониты применяют как
в ОН-форме, так и

и катионами и анионами.
Ионный обмен является вторичной адсорбцией, проявляющейся

адсорбции,
Принципу Ле Шателье-Брауна, что позволяет регенерировать иониты.

полной обменной емкостью (ПОE), которая показывает, сколько миллимоль-эквивалентов ионов,

основе двух методов:
статического, в основе которого лежит титрование. Так,

практике иониты используются для очистки воды, выделения и очистки

с целью ее консервации;

гемодиализа крови (используется ионит - алюмогель);
беззондовой диагностики кислотности желудочного

Алюмогель

при различных отравлениях. Аниониты - антацидные средства, катиониты используются

Антацидные
средства

для получения и очистки лекарственных и биологически активных (витаминов,

пишу) - динамический метод анализа, основанный на многократно повторяющихся

в скоростях движения концентрационных зон исследуемых веществ, которые перемещаются

смеси компонентов) или газ (смесь газов или паров веществ).

определение активных компонентов в растительном сырье.

Хроматография

Хроматография
По доминирующему механизму процесса разделения хроматографию подразделяют:
адсорбционную
распределительную

Компоненты, не адсорбирующиеся НФ, будут во время анализа находиться

Адсорбционная хроматография

(газ-носитель), а НФ соответственно - твердый

ГАХ и ГЖХ хроматография

баллон с инертным газом, система введения пробы, хроматографическая колонка,

в смеси)
Движение ленты диаграммы
Ввод
смеси

как чистая, так и смесь разных жидкостей. НФ является

ЖАХ и ЖЖХ хроматография

НФ наносится тонким слоем на пластинку;
бумажную - НФ является

По применяемой технике эксперимента жидкостная хроматография в зависимости от размещения неподвижной фазы делится на:

Колоночная жидкостно-твердофазная хроматография

В основном служит для разделения

колоночной жидкостно-адсорбционной хроматографии лежит в основе действия высокоэффективных жидкостных

хроматограмма смеси аминокислот

взаимодействовать с белками.





CH2-CH2 -NH+(CH2CH2)
CH2-COO-
CH2-COO-
+
+
+
+
Белок или фермент
CH2-CH2 -NH+(CH2CH2)

колонки.
Пример: катионообменная колонка

Катионы натрия взаимодействуют с ионогенными группами катионита, а хлорид-анионы

Na+

Na+

Cl-

Na+2

Cl-

Cl-

Cl-

Na+2

хроматографии, в ходе которой молекулы веществ разделяются по размеру

крупные молекулы (бо́льшей молекулярной массы), способные проникать в минимальное

(биоспецифичная хроматография, хроматография по сродству), метод очистки и разделения

что разделение основано на различии не физико-химических признаков молекулы

функция состоит в том, чтобы обеспечить
захват тканью глюкозы

Инертный
носитель

Элюция белков с
конкурентоспособными
лигандами

хроматографии, в которой подвижная фаза движется в пористой среде

фазами в соответствии с его коэффициент распределения.




Kp =
Св-ва в

Св-ва подвижной фазе

Молекулы разделяются в
зависимости от их полярности.

Бумажная хроматография

анализа веществ.