Հիմնականում օգտագործվում է 2 մեթոդ.

1. Դիսպերսիայի մեթոդ -օգտագործել պինդ նյութի ջախջախումը կոլոիդներին համապատասխան չափի մասնիկների մեջ: Մանրացումն իրականացվում է.

• մեխանիկորենօգտագործելով գնդիկավոր ջրաղացներ, համասեռացուցիչներ կամ ուլտրաձայնային դիսինտեգրատորներ;
• օգտագործելով ֆիզիկական և քիմիական մեթոդներ, օրինակ՝ պեպպտիզացիա, մակերեսային ակտիվ նյութերի ավելացում։

1. Կոնդենսացիայի մեթոդ- մասնիկների մեծացում մոլեկուլների կամ իոնների ագրեգացման միջոցով կոլոիդներին համապատասխան չափերի: Դա կարելի է անել հետևյալ եղանակներով.

• լուծիչի գոլորշիացում;
• լուծիչի փոխարինում;
• ռեակցիաների իրականացում, որոնք հանգեցնում են վատ լուծվող կամ չլուծվող նյութերի առաջացմանը՝ քայքայվել, հիդրոլիզ և այլն։

Կոլոիդային համակարգերի մաքրման մեթոդներ

Կոլոիդային լուծույթները կարող են պարունակել կեղտեր, որոնք նվազեցնում են դրանց կայունությունը, ինչի արդյունքում դրանք մաքրվում են։ Այդ նպատակով օգտագործվում են այնպիսի մեթոդներ, ինչպիսիք են դիալիզը, էլեկտրադիալիզը, ֆիլտրացումը և ուլտրաֆիլտրացիան:

Կոլոիդային լուծույթը լցնում են անոթի մեջ, որի ստորին մասում թաղանթ է դրվում և տեղադրվում ջրով տարայի մեջ։ Լուծիչ են ներթափանցում միայն ցածր մոլեկուլային քաշի կեղտերի իոնները և մոլեկուլները:

Դիալիզի գործընթացը դանդաղ է ընթանում, և այն արագացնելու համար օգտագործվում է էլեկտրական դաշտ:

Քանի որ կոլոիդային համակարգերը մասնիկների չափով միջանկյալ դիրք են զբաղեցնում կոպիտ համակարգերի և իրական լուծույթների միջև, դրանց պատրաստման մեթոդները կարելի է բաժանել երկու խմբի՝ դիսպերսիա և խտացում:

Ցրման մեթոդներցրված փուլի մանրացման հիման վրա: Լյոֆիլային կոլոիդային համակարգերի ձևավորման հետ ցրումը տեղի է ունենում ինքնաբուխ ջերմային շարժման պատճառով: Լյոֆոբ կոլոիդային համակարգերի ձևավորումը էներգիա է պահանջում: Ցրվածության պահանջվող աստիճանին հասնելու համար օգտագործեք.

մեխանիկական ջախջախում, օգտագործելով գնդիկավոր կամ կոլոիդային ջրաղացներ;

ուլտրաձայնային մանրացում;

էլեկտրական դիսպերսիա (մետաղական սալիկներ ստանալու համար);

քիմիական դիսպերսիա (պեպտիզացիա):

Ցրումը սովորաբար իրականացվում է կայունացուցիչի առկայության դեպքում: Սա կարող է լինել ռեակտիվներից մեկի, մակերեսային ակտիվ նյութերի, սպիտակուցների, պոլիսախարիդների ավելցուկ:

Կոնդենսացիայի մեթոդներբաղկացած է իսկական լուծույթի մոլեկուլների փոխազդեցությունից կոլոիդային չափերի մասնիկների ձևավորմամբ, ինչը կարելի է ձեռք բերել ինչպես ֆիզիկական, այնպես էլ քիմիական մեթոդներով:

Ֆիզիկական մեթոդը լուծիչի փոխարինման մեթոդն է (օրինակ, ջուրը ավելացնում են սպիրտի մեջ պարունակվող ռոսինի իրական լուծույթին, այնուհետև ալկոհոլը հանվում է):

Քիմիական խտացումը բաղկացած է քիմիական ռեակցիաների միջոցով կոլոիդային լուծույթների ստացումից՝ քիչ լուծվող միացությունների ձևավորմամբ.

AgNO 3 + KI = AgI (s) + KNO 3

2HAuCl 4 + 3H 2 O = 2Au (t) + 8HCl + 3O 2

Սկզբնական լուծույթները պետք է լինեն նոսր և պարունակեն ռեակտիվներից մեկի ավելցուկ:

3. Կոլոիդային լուծույթների մաքրման մեթոդներ

Եթե ​​կոլոիդային լուծույթները պարունակում են լուծված ցածր մոլեկուլային նյութերի կեղտեր և կոպիտ մասնիկներ, ապա դրանց առկայությունը կարող է բացասաբար ազդել լուծույթների հատկությունների վրա՝ նվազեցնելով դրանց կայունությունը։

Կոլոիդային լուծույթները կեղտից մաքրելու համար օգտագործեք ֆիլտրացիա, դիալիզ, էլեկտրադիալիզ, ուլտրաֆիլտրացիա:

Զտումհիմնված է կոլոիդային մասնիկների՝ սովորական ֆիլտրերի ծակոտիներով անցնելու ունակության վրա։ Այս դեպքում ավելի մեծ մասնիկներ են պահպանվում: Զտումն օգտագործվում է կոլոիդային լուծույթները կոպիտ մասնիկների կեղտից մաքրելու համար:

Դիալիզ- ցածր մոլեկուլային քաշի միացությունների հեռացում կոլոիդային լուծույթներից և ներարգանդային պարույրային լուծույթներից թաղանթների միջոցով: Այս դեպքում օգտագործվում է թաղանթների՝ փոքր մոլեկուլների ու իոնների միջով անցնելու և կոլոիդային մասնիկներն ու մակրոմոլեկուլները պահելու ունակությունը։ Դիալիզացվող հեղուկը մաքուր լուծիչից անջատվում է համապատասխան թաղանթով: Փոքր մոլեկուլները և իոնները թաղանթով ցրվում են լուծիչի մեջ և, երբ այն բավական հաճախ փոխարինվում է, գրեթե ամբողջությամբ հեռացվում են դիալիզացված հեղուկից: Մեմբրանի թափանցելիությունը ցածր մոլեկուլային զանգվածի նյութերի նկատմամբ որոշվում է կամ նրանով, որ փոքր մոլեկուլները և իոնները ազատորեն անցնում են մազանոթներով, որոնք ներթափանցում են թաղանթները կամ լուծվում են թաղանթային նյութում։ Որպես դիալիզի թաղանթներ օգտագործվում են տարբեր թաղանթներ՝ բնական՝ տավարի կամ խոզի միզապարկ, ձկան լողացող միզապարկ, և արհեստական՝ նիտրոցելյուլոզից, ցելյուլոզայի ացետատից, ցելոֆանից, ժելատինից և այլ նյութերից։

Արհեստական ​​թաղանթները առավելություն ունեն բնականի նկատմամբ, քանի որ դրանք կարող են պատրաստվել տարբեր և բարձր վերարտադրելի թափանցելիությամբ։ Մեմբրանի համար նյութ ընտրելիս հաճախ անհրաժեշտ է հաշվի առնել մեմբրանի լիցքը որոշակի լուծիչում, որն առաջանում է կամ բուն թաղանթային նյութի տարանջատման, կամ դրա վրա իոնների ընտրովի կլանման հետևանքով, կամ մեմբրանի երկու կողմերում իոնների անհավասար բաշխումը։ Պատճառը երբեմն կարող է լինել մեմբրանի վրա լիցքի առկայությունը կոագուլյացիակոլոիդային լուծույթների դիալիզի ժամանակ, որոնց մասնիկները կրում են մեմբրանի լիցքին հակառակ նշանով լիցք։ Ջրի և ջրային լուծույթներում ցելոֆանային և կոլոդիոնային թաղանթների մակերեսը սովորաբար բացասական լիցքավորված է։ Սպիտակուցի մեմբրանները, որտեղ pH-ն ավելի ցածր է, քան սպիտակուցի իզոէլեկտրական կետը, դրական լիցքավորված են, իսկ ավելի բարձր pH-ով միջավայրում՝ բացասական:

Գոյություն ունի դիալիզատորների լայն տեսականի` դիալիզի սարքեր: Բոլոր դիալիզատորները կառուցված են նույն սկզբունքով. դիալիզվող հեղուկը («ներքին հեղուկ») պարունակվում է անոթի մեջ, որտեղ այն անջատված է ջրից կամ այլ լուծիչից («արտաքին հեղուկ») թաղանթով: Դիալիզի արագությունը մեծանում է մեմբրանի մակերևույթի, դրա ծակոտկենության և ծակոտիների մեծացման հետ, ջերմաստիճանի, դիալիզացված հեղուկի խառնման ինտենսիվության և արտաքին հեղուկի փոփոխության արագության հետ, և նվազում է թաղանթի հաստության աճով: .

Նկ.31.1 . Դիալիզատոր՝ 1 -դիալիզվող հեղուկ; 2 - վճարունակ; 3 - դիալիզի թաղանթ; 4 - հարիչ

Էլեկտրոդիալիզօգտագործվում է ցածր մոլեկուլային քաշի էլեկտրոլիտների դիալիզի արագությունը բարձրացնելու համար: Այդ նպատակով դիալիզատորում ստեղծվում է մշտական ​​էլեկտրական դաշտ։ Էլեկտրական դաշտում դիալիզի անցկացումը հնարավորություն է տալիս մի քանի տասնյակ անգամ արագացնել կոլոիդային լուծույթի մաքրումը։

Կոմպենսատիվ դիալիզօգտագործվում է, երբ անհրաժեշտ է կոլոիդային լուծույթ ազատել ցածր մոլեկուլային քաշի կեղտերի միայն մի մասից: Դիալիզատորում լուծիչը փոխարինվում է ցածր մոլեկուլային զանգվածի նյութերի արտաքին լուծույթով, որը պետք է մնա կոլոիդային լուծույթում։

Կոմպենսատոր դիալիզի տեսակներից է հեմոդիալիզ- արյան մաքրում սարքի միջոցով արհեստական ​​երիկամ. Երակային արյունը շփվում է թաղանթով արտաքին լուծույթով, որը պարունակում է արյան մեջ պահպանվող նյութեր (շաքար, նատրիումի իոններ) նույն կոնցենտրացիայի մեջ, ինչ արյան մեջ: Այս դեպքում արյունը մաքրվում է տոքսիններից (միզանյութ, միզաթթու, բիլիռուբին, ամիններ, պեպտիդներ, ավելորդ կալիումի իոններ), որոնք թաղանթով անցնում են արտաքին լուծույթ։ Արյան շիճուկում ազատ շաքարը որոշվում է շիճուկի փոխհատուցման դիալիզի միջոցով իզոտոնիկ աղի լուծույթի դեմ, որին ավելացվում են տարբեր քանակությամբ շաքար: Շաքարի կոնցենտրացիան աղի լուծույթում չի փոխվում միայն դիալիզի ժամանակ, երբ այն հավասար է արյան մեջ ազատ շաքարի կոնցենտրացիային:

Ուլտրաֆիլտրացիաօգտագործվում է մաքրման համակարգերի համար, որոնք պարունակում են կոլոիդային չափերի մասնիկներ (sols, IUD լուծույթներ, բակտերիաների և վիրուսների կասեցումներ): Մեթոդը հիմնված է ստիպելու, որ խառնուրդը բաժանվի ծակոտիներով զտիչների միջոցով, որոնք թույլ են տալիս անցնել միայն ցածր մոլեկուլային քաշ ունեցող նյութերի մոլեկուլներին և իոններին: Որոշակի չափով ուլտրաֆիլտրացիան կարելի է դիտարկել որպես ճնշման դիալիզ: Ուլտրաֆիլտրացիան լայնորեն կիրառվում է ջրի, սպիտակուցների, նուկլեինաթթուների, ֆերմենտների, վիտամինների մաքրման համար, ինչպես նաև մանրէաբանության մեջ՝ վիրուսների և բակտերիոֆագների չափերը որոշելու համար։

Դիալիզ- դրանցից ամենակարևորը: Մեթոդի էությունը՝ կիսաթափանցիկ թաղանթով բաժանված երկու անոթ (կոլոդիոն, ցելոֆան, մագաղաթ, պոլիսիլոքսան, պոլիվինիլքլորիդ, պոլիէթիլեն)։ Մի անոթում կա կոլոիդային լուծույթ, որը պետք է մաքրվի, մյուսում՝ մաքուր լուծիչ։ Դիֆուզիայի շնորհիվ կոլոիդային լուծույթից բոլոր իոնները, որոնք կարող են անցնել թաղանթային անցքերով, կանցնեն լուծիչ, իսկ ավելի մեծ կոլոիդային մասնիկները կմնան լուծույթում։ Մեթոդի առավելությունը՝ պարզություն և ցածր գին։ Թերությունը՝ դիալիզի ժամանակը մի քանի օր է։ Արագությունը կարելի է բարձրացնել ջերմաստիճանի պատճառով, բայց շատ քիչ:

Բայց արագությունը կարող է մեծանալ էլեկտրական դաշտում իոնների ուղղորդված շարժման շնորհիվ։ Դիալիզատորը հագեցած է էլեկտրոդներով լրացուցիչ խցիկով (հաստատուն լարում): Դիալիզի ժամանակը կկազմի մի քանի ժամ կամ նույնիսկ րոպե: Այս մեթոդը լայնորեն կիրառվում է կենսաքիմիայի, դեղագործության, բժշկության, ջրի մաքրման և սննդի արտադրության մեջ։

Հաճախ օգտագործվում է դիալիզի մեկ այլ տեսակ՝ փոխհատուցման դիալիզի մեթոդի էությունը (vividialysis) այն է, որ ցրված համակարգը լվանում է ոչ թե մաքուր լուծիչով, այլ որոշակի նյութի (կամ նյութերի) տարբեր կոնցենտրացիաներով լուծույթներով։ Օրինակ՝ արյան շիճուկում շաքարի որոշում։ Արյան շիճուկը լվանում են իզոտոնիկ շաքարի լուծույթով։ Արտաքին լուծույթում շաքարի կոնցենտրացիան չի փոխվի, եթե այն հավասար է արյան շաքարի կոնցենտրացիային: Արհեստական ​​երիկամը հիմնված է վիվիդիալիզի վրա (հեմոդիալիզ): Արհեստական ​​երիկամը օգտագործվում է արյունը նյութափոխանակության արտադրանքներից ազատելու, սուր և քրոնիկ երիկամային անբավարարության դեպքում էլեկտրոլիտ-ջրային և թթու-բազային հավասարակշռությունը շտկելու, ինչպես նաև թունավորման դեպքում դիալիզվող թունավոր նյութերը և այտուցի դեպքում ավելորդ ջուրը հեռացնելու համար:

Դիալիզի կիրառման ամենախոստումնալից ոլորտներից մեկը դեղերի գործողության երկարացումն է։ Վերահսկվող թողարկման տևողությունը տատանվում է 2 օրից մինչև մի քանի տարի՝ ապահովելով դեղամիջոցի միատեսակ մատակարարում։ Թմրամիջոցների ընդունման սովորական եղանակը՝ ներարկային կամ հաբերի տեսքով, կտրուկ մեծացնում է դրանց կոնցենտրացիան մարմնում, ինչը կարող է առաջացնել անցանկալի կողմնակի բարդություններ։ Այսպիսով, հորմոններ պարունակող դեղամիջոցները ավանդական «զարկերակային» ներարկումով կարող են առաջացնել էնդոկրին խանգարումներ։ Հետեւաբար, օգտագործվում են թաղանթային շերտով պատված դեղեր: Ընդունումից կարճ ժամանակ անց դեղամիջոցի օրգանիզմ ներթափանցելու արագությունը դառնում է մշտական ​​և կարող է սահմանվել թաղանթի հաստությամբ:

Ուլտրաֆիլտրացիա -Սա բարոմեմբրանային գործընթաց է, որը բաղկացած է նրանից, որ հեղուկը ինքնաբերաբար չի զտվում, այլ ճնշման տակ «մղվում» է կիսաթափանցիկ միջնորմով։ Այս մեթոդը երբեմն կոչվում է չոր դիալիզ, այն իմաստով, որ թաղանթի մյուս կողմում լուծիչ չկա: Ուլտրաֆիլտրացիոն թաղանթների անցքերի (ծակոտիների) չափերը տատանվում են 5 նմ-ից մինչև 0,05-0,1 մկմ: Ուլտրաֆիլտրացիոն թաղանթների արտադրության համար օգտագործվող նյութերը հիմնականում պոլիմերային նյութեր են՝ ցելյուլոզացետատ, պոլիսուլֆոն, պոլիամիդ, պոլիիմիդ և այլն: . Ժամանակակից պոլիմերային թաղանթների մեծ մասը դիմացկուն է միկրոօրգանիզմների և քիմիական միացությունների նկատմամբ pH-ի լայն տիրույթում, ունեն բարձր ընտրողականություն և արտադրողականություն և թույլ են տալիս կարճաժամկետ ազդեցություն ունենալ ուժեղ օքսիդացնող նյութերի վրա՝ ազատ քլոր, օզոն: Ուլտրաֆիլտրացիոն թաղանթների արտադրության համար օգտագործվում են նաև անօրգանական (կերամիկական և մետաղակերամիկական) նյութեր՝ Al 2 O 3, TiO 2, ZnO օքսիդների հիման վրա։ Կերամիկական թաղանթները բնութագրվում են երկարակեցությամբ, բարձր ֆիզիկական, քիմիական և բակտերիալ դիմադրությամբ, ինչը թույլ է տալիս նրանց աշխատել ամենադժվար պայմաններում: Արդյունաբերության մեջ ուլտրաֆիլտրացիան օգտագործվում է կեղտաջրերի, մանրէաբանական սինթեզի առանձին արտադրանքների մաքրման և կենսաբանական ակտիվ նյութերի խտացման համար։ Վերջերս ուլտրաֆիլտրացիան օգտագործվում է արյունը տոքսիններից մաքրելու և ավելորդ հեղուկը օրգանիզմից հեռացնելու համար։

Ուլտրակենտրոնիֆուգացիա- կենտրոնախույս ուժերի դաշտում 100 նմ-ից փոքր մասնիկները բաժանելու և ուսումնասիրելու մեթոդ, այսինքն. շրջանով արագ շարժվելիս. Այն թույլ է տալիս մասնիկների խառնուրդները բաժանել ֆրակցիաների կամ առանձին բաղադրիչների, գտնել դրանց մոլեկուլային քաշը և այլն։
Դա արվում է ուլտրացենտրիֆուգների միջոցով: Տարբերություն կա այսպես կոչված անալիտիկ ցենտրիֆուգացման միջև (օգտագործվում է լուծույթների վերլուծության ժամանակ), փորձարկման ծավալները տատանվում են 0,01-ից մինչև 2 մլ՝ մի քանի միկրոգրամից մինչև մգ մասնիկի զանգվածով; և նախապատրաստական ​​ցենտրիֆուգումը (օգտագործվում է բարդ խառնուրդներից բաղադրիչները մեկուսացնելու համար), հեղուկի ծավալը և փորձանմուշի զանգվածը կարող են լինել. մի քանի կարգով ավելի մեծ, քան վերլուծական ուլտրակենտրոնացման դեպքում: Ուլտրակենտրոնախույս արագացումները հասնում են 500000 գ-ի։ Առաջին անալիտիկ ուլտրացենտրիֆուգը ստեղծել է Տ. Սվեդբերգը (1923; 5000 գ):

5. Կոլոիդային համակարգերի մոլեկուլային-կինետիկ հատկություններըսկզբունքորեն չեն տարբերվում իրական լուծումների հատկություններից: Նրանց բնորոշ է նաև դիֆուզիոն, օսմոզը և այլն, սակայն այս բոլոր երեւույթներն ունեն իրենց առանձնահատկությունները։ Դիֆուզիոն- որովհետև Քանի որ կոլոիդային մասնիկները չափերով և զանգվածով շատ ավելի մեծ են, քան մոլեկուլները և իոնները, նրանց ջերմային շարժման արագությունն ավելի ցածր է, հետևաբար, դիֆուզիայի արագությունը նույնպես շատ անգամ ցածր է։ Կոլոիդային մասնիկը մեկ օրվա ընթացքում շարժվում է 1 սմ, երբեմն՝ շաբաթներ; իսկական լուծումներում՝ ժամերով:

Օսմոտիկ ճնշում.Հայտնի է, որ P=CRT. Բայց կոլոիդային լուծույթներում մասնիկների կոնցենտրացիան փոքր է նույնիսկ լուծված նյութի բարձր զանգվածային մասի դեպքում, հետևաբար կոլոիդային լուծույթներում օսմոտիկ ճնշումը ցածր է: (1% շաքարի լուծույթում այն ​​կազմում է 79,46 կՊա, 1% ժելատինի լուծույթում՝ 1 կՊա, իսկ մկնդեղի սուլֆիդի կոլոիդային լուծույթում՝ ընդամենը 0,0034 կՊա։) Զարմանալի չէ, որ նման օսմոտիկ ճնշումը դժվար է հայտնաբերել։ Ավելին, դա մշտական ​​չէ։ Կենսապոլիմերների օսմոտիկ ճնշումը զգալիորեն ազդում է լուծույթի ջերմաստիճանից և pH-ից: Ջերմաստիճանը - քանի որ դիսոցիացիան մեծանում է, հետևաբար, լուծույթում մասնիկների քանակը մեծանում է: pH-ի ազդեցությունը կապված է դրական և բացասական լիցքավորված խմբերի հարաբերակցության փոփոխության հետ: Իզոէլեկտրական կետում օսմոտիկ ճնշումը կլինի նվազագույն, երբ pH-ը տեղափոխվի IEP-ից դեպի թթվային կամ ալկալային կողմը, այն կաճի: Արյան osmotic ճնշումհաշվարկվում է կրիոսկոպիկ մեթոդով` որոշելով դեպրեսիան (լուծույթի սառեցման կետը), որը արյան համար 0,56-0,58 ° C է զրոյից բարձր: Արյան օսմոտիկ ճնշումը մոտավորապես 7,6 ատմ է: Արյան օսմոտիկ ճնշումը հիմնականում կախված է նրանում լուծված ցածր մոլեկուլային միացություններից, հիմնականում՝ աղերից։ Այս ճնշման մոտ 60%-ը ստեղծված է NaCl-ով։ Արյան, ավշի, հյուսվածքային հեղուկի, հյուսվածքների օսմոտիկ ճնշումը մոտավորապես նույնն է և հաստատուն։ Նույնիսկ այն դեպքերում, երբ արյան մեջ զգալի քանակությամբ ջուր կամ աղ է մտնում, օսմոտիկ ճնշումը էական փոփոխություններ չի կրում։ Երբ ավելորդ ջուրը մտնում է արյուն, այն արագ արտազատվում է երիկամներով և անցնում հյուսվածքների ու բջիջների մեջ, ինչը վերականգնում է օսմոտիկ ճնշման սկզբնական արժեքը։ Եթե ​​արյան մեջ աղերի կոնցենտրացիան մեծանում է, ապա հյուսվածքային հեղուկից ջուրը մտնում է անոթային հուն, իսկ երիկամները սկսում են ինտենսիվորեն հեռացնել աղերը։ Արյան և ավշի մեջ ներծծվող սպիտակուցների, ճարպերի և ածխաջրերի մարսողության արտադրանքները, ինչպես նաև բջջային նյութափոխանակության ցածր մոլեկուլային արտադրանքները կարող են փոքր սահմաններում փոխել օսմոտիկ ճնշումը: Մշտական ​​osmotic ճնշման պահպանումը չափազանց կարևոր դեր է խաղում բջիջների կյանքում:

Արյան օսմոտիկ ճնշման այն մասը, որը կախված է լուծույթում խոշոր մոլեկուլային միացությունների (սպիտակուցների) պարունակությունից, կոչվում է. օնկոզային ճնշում. Չնայած պլազմայում սպիտակուցների կոնցենտրացիան բավականին բարձր է, մոլեկուլների ընդհանուր թիվը համեմատաբար փոքր է նրանց մեծ մոլեկուլային քաշի պատճառով: Հետեւաբար, օնկոզային ճնշումը չի գերազանցում 30 մմ Hg: Օնկոզային ճնշումը մեծապես կախված է ալբումինից (ուռուցքային ճնշման 80%-ը ստեղծում է ալբումինը), ինչը պայմանավորված է նրանց համեմատաբար ցածր մոլեկուլային քաշով և պլազմայում մոլեկուլների մեծ քանակով։ Օնկոզային ճնշումը կարևոր դեր է խաղում ջրի նյութափոխանակության կարգավորման գործում։ Սպիտակուցները լավ խոնավացված են և արյան մեջ ջուր են պահում: Որքան մեծ է օնկոզային ճնշումը, այնքան ավելի շատ ջուր է պահվում անոթային անկողնում և այնքան քիչ է այն անցնում հյուսվածքների մեջ և հակառակը։ Օնկոզային ճնշումը ազդում է հյուսվածքային հեղուկի, ավիշի, մեզի և աղիներում ջրի կլանման վրա: Հետևաբար, արյան փոխարինող լուծույթները պետք է պարունակեն բիոպոլիմերներ, որոնք կարող են ջուր պահել: Երբ պլազմայում սպիտակուցի կոնցենտրացիան նվազում է, առաջանում է այտուց, քանի որ ջուրն այլևս չի պահվում անոթային անկողնում և անցնում է հյուսվածքներ։

Նստվածք- որովհետև Մասնիկների վրա ազդում է ոչ միայն դիֆուզիան, այլև գրավիտացիոն դաշտը, որը կարող է նստել բավարար զանգվածով (նստվածք): Մասնիկների նստեցման արագությունը կախված է դրանց զանգվածից (այլ հավասար են): Արյան թեստը որոշում է արյան կասեցման կայունություն(էրիթրոցիտների նստվածքի արագությունը - ESR): Արյունը կախոց է կամ կասեցում, քանի որ դրա ձևավորված տարրերը կասեցված են պլազմայում: Պլազմայում կարմիր արյան բջիջների կասեցումը պահպանվում է դրանց մակերեսի հիդրոֆիլ բնույթով, ինչպես նաև այն փաստով, որ արյան կարմիր բջիջները (ինչպես ձևավորված այլ տարրեր) կրում են բացասական լիցք, որի պատճառով նրանք վանում են միմյանց: Եթե ​​ձևավորված տարրերի բացասական լիցքը նվազում է, ինչը կարող է պայմանավորված լինել դրական լիցքավորված սպիտակուցների կլանմամբ, ինչպիսիք են ֆիբրինոգենը, γ-գլոբուլինները, պարապրոտեինները և այլն, ապա արյան կարմիր բջիջների միջև էլեկտրաստատիկ «ցրումը» նվազում է: Այս դեպքում արյան կարմիր բջիջները կպչում են՝ ձևավորելով այսպես կոչված մետաղադրամների սյունակներ: Նման «մետաղադրամները», մազանոթներում խրվելով, խանգարում են հյուսվածքների և օրգանների նորմալ արյան մատակարարմանը։ Եթե ​​արյունը տեղադրվում է փորձանոթի մեջ, մակարդումը կանխող նյութեր ավելացնելուց հետո, ապա որոշ ժամանակ անց կարելի է տեսնել, որ արյունը բաժանված է երկու շերտի. վերինը՝ պլազմայից, իսկ ստորինը՝ ձևավորված տարրերից՝ հիմնականում կարմիր։ արյան բջիջները.

Կոլոիդային համակարգերի հատուկ հատկություններ.Կոլոիդային համակարգերի համար բնորոշ օպտիկական հատկությունը լույսի ցրումն է, և դրանով դրանք զգալիորեն տարբերվում են իրական լուծույթների հատկություններից։ Լույսի ցրման երևույթը (opalescence)հայտնաբերել են Ֆարադեյը (1857) և Թինդալը (1864): Նրանք դիտարկել են լուսաշող կոնի ձևավորումը, երբ լույսի ճառագայթը կոլոիդային լուծույթով անցել է կողային լուսավորության տակ։ Համաձայն Ռեյլի լույսի ցրման տեսության՝ երբ լուսային ալիքն անցնում է կոլոիդային համակարգերով, էլեկտրամագնիսական դաշտը առաջացնում է ցրված մասնիկների բևեռացում։ Առաջացող դիպոլները նոր ճառագայթման աղբյուրներ են։

Ռեյլի հավասարումը:

Որտեղ՝ I o-ը ընկնող լույսի ինտենսիվությունն է, V-ը՝ մասնիկների ծավալը, K-ը՝ ցրված փուլի և ցրված միջավայրի բեկման ցուցիչների հարաբերակցությունը, ցրված փուլի կոնցենտրացիան՝ ալիքի երկարությունը։

Որովհետև ինտենսիվությունը հակադարձ համեմատական ​​է չորրորդ ուժի ալիքի երկարությանը, ինչը նշանակում է, որ երբ սպիտակ լույսի ճառագայթ է անցնում, ամենակարճ ալիքները (այսինքն՝ կապույտ և մանուշակագույն) պետք է նախընտրելիորեն ցրվեն: Հետևաբար, անգույն ցրված ֆազային նյութ ունեցող համակարգերը կողքից լուսավորվելիս ցույց են տալիս կապույտ գույնը: Սա բացատրում է վառվող գազի, ծխախոտի ծխի, երկնքի և յուղազերծված կաթի կապույտ գույնը: Ընդհակառակը, հաղորդվող լույսի ներքո մենք դիտում ենք կարմիր երանգներ, որոնք կապված են սպեկտրի կապույտ մասի կորստի հետ: Այդ իսկ պատճառով որպես վտանգի ազդանշան ընտրվել է կարմիր գույնը՝ այն չի ցրվում և հետևաբար տեսանելի է հեռուներից։ Կոլոիդային լուծույթները կարող են նաև կլանել սպեկտրի որոշակի հատված։ Օրինակ, բարձր ցրված ոսկու լուծույթները կլանում են սպեկտրի կանաչ մասը և գունավորվում են կարմիր: Երբ մասնիկների չափը մեծանում է, լուծույթի գույնը տեղափոխվում է սառը շրջան: Մի շարք միներալների, թանկարժեք քարերի և կիսաթանկարժեք քարերի (ամեթիստ, շափյուղա, սուտակ) գույնը կապված է լույսի կլանման և ցրման երևույթների հետ։

Նեֆելոմետրիա– վերլուծության մեթոդ, որը հիմնված է լույսի ցրման երևույթի վրա: Մասնիկների կոնցենտրացիան և չափը որոշելու համար նախատեսված գործիքները (ըստ Ռեյլի հավասարման) կոչվում են նեֆելոմետրեր։ Սովորաբար, այս սարքերը համեմատում են ստանդարտ և փորձնական լուծույթով ցրված լույսի ինտենսիվությունը: Նեֆելոմետրերը որոշում են պղտորությունը, այսինքն. կոլոիդային մասնիկների կոնցենտրացիան տարբեր լուծույթներում ջրի մաքրման կամ հյութերի և գինու արտադրության ժամանակ...

Ուլտրամիկրոսկոպիա.Սովորական մանրադիտակում կոլոիդային մասնիկները անտեսանելի են: Բայց եթե կոլոիդ համակարգերը լուսավորում եք կողային լույսով մուգ ֆոնի վրա, կարող եք տեսնել լուսավոր կետեր, քանի որ յուրաքանչյուր մասնիկ դառնում է ցրված լույսի աղբյուր: Սարքը, որը թույլ է տալիս տեսնել կոլոիդային մասնիկներ մուգ ֆոնի վրա կողմնակի լուսավորության տակ, կոչվում է ուլտրամանրադիտակ: Տեսանելի են մինչև 3 նմ չափի մասնիկներ։ Նման մանրադիտակը նախագծվել է 1903 թվականին Siedentopf-ի և Zsigmondy-ի կողմից։ Հենց նրա օգնությամբ հաստատվեց Բրոունյան շարժման տեսությունը և որոշվեց Ավոգադրոյի թիվը։ Բայց մենք պետք է հասկանանք, որ մենք տեսնում ենք ոչ թե բուն մասնիկները, այլ դրանցից արտացոլումները էկրանին: Հետեւաբար, մասնիկների կոնցենտրացիան կարելի է որոշել, սակայն դրանց չափը կամ ձեւը հնարավոր չէ որոշել։

Էլեկտրոկինետիկ երևույթներկոլոիդային համակարգերում սա հատկությունների խումբ է, որն արտացոլում է հարաբերությունը, որը գոյություն ունի ցրված համակարգի մասնիկների միմյանց նկատմամբ շարժման և այս փուլերի միջև միջերեսի էլեկտրական հատկությունների միջև: Էլեկտրոկինետիկ երևույթների չորս տեսակ կա՝ էլեկտրոսմոզ, էլեկտրոֆորեզ, հոսքի ներուժ և նստվածքային ներուժ։

Էլեկտրոսմոզ- սա հեղուկ փուլի շարժումն է անշարժ պինդ փուլի նկատմամբ էլեկտրական հոսանքի ազդեցության տակ (1808, Մոսկվայի պետական ​​համալսարան, Ռեյս): Երբ ուղիղ հոսանքն անցնում էր U-աձև խողովակով, որը լցված էր քվարցային ավազով և ջրով, արմունկի ջուրը բացասական էլեկտրոդով (կաթոդով) բարձրացավ ավելի, իսկ մյուսի մեջ՝ ընկավ։ Նրանք. հեղուկ փուլը շարժվել է էլեկտրական հոսանքի ազդեցության տակ։

Էլեկտրոֆորեզ- պինդ փուլի շարժումը կայուն հեղուկ փուլի նկատմամբ էլեկտրական հոսանքի ազդեցության տակ: Անցնելով ուղիղ հոսանքը (100 Վ) սարքի միջով, որը բաղկացած է ջրով լցված երկու ապակե խողովակներից, որոնք ընկղմված են թաց կավի մեջ, Ռայզը հայտնաբերեց, որ կավի մասնիկները պոկվել են կավի մակերևույթից և շարժվել դեպի վեր (հակառակ ձգողականության) դեպի դրական բևեռ ( անոդ): Նրանք. պինդ փուլը շարժվել է էլեկտրական դաշտի ազդեցությամբ։

Ներկայիս ներուժը– էլեկտրաոսմոզի հակառակ երևույթը: Քվինկեն 1859 թվականին հայտնաբերեց, որ երբ ջուրը զտվում է ծակոտկեն թաղանթով, դրա երկու կողմերի միջև պոտենցիալ տարբերություն է առաջանում։ Քվինկեն առաջարկեց, որ պինդ մարմնի մակերեսը լիցքավորված է մեկ նշանով, իսկ հարակից հեղուկի շերտը՝ մեկ այլ նշանով։ Հետագայում այս գաղափարը հանգեցրեց ինտերֆեյսի վրա զարմանալի երևույթի բացահայտմանը` կրկնակի էլեկտրական շերտ: Նվազման ներուժ– էլեկտրոֆորեզի հակառակ երևույթը: Քվարց ավազը լցվել է բարձր ջրի գլանով: Երբ քվարցի մասնիկները նստեցին ջրի մեջ, գրանցվեց տարբեր բարձրությունների վրա տեղակայված էլեկտրոդների պոտենցիալ տարբերությունը:

Պրոֆեսոր Ռեյսի հայտնաբերած էլեկտրոֆորեզը, ինչպես նաև այլ էլեկտրակինետիկ երևույթները հիմք են հանդիսացել կոլոիդային մասնիկների մակերեսի վրա կրկնակի էլեկտրական շերտի ուսումնասիրման և ընդհանրապես կոլոիդային մասնիկների կառուցվածքի ուսումնասիրության մեթոդների ստեղծման համար։ Ժամանակակից հասկացությունների համաձայն՝ ցանկացած մարմնի մակերեսի վրա ODS-ի առաջացման, դիսոցացման պրոցեսների, ընտրովի իոնների կլանման և այլնի արդյունքում։ ձևավորվում է էլեկտրական կրկնակի շերտ (EDL)՝ հակառակ լիցքավորված իոնների երկու շերտ, որոնք տեղակայված են տարածության մեջ՝ միմյանց մոտ: DES-ը բաղկացած է երկու մասից՝ ներքին՝ խիտ և արտաքին՝ ցրված։ Խիտ շերտը բաղկացած է պոտենցիալ որոշող իոններից, որոնք ամուր կապված են պինդ մակերեսին և հակաիոնների մի մասից, որոնք ներգրավված են էլեկտրաստատիկ ձգողականության և հատուկ կլանման ուժերի շնորհիվ: DES-ի այս ներքին մասը կոչվում է կլանման շերտ: Ադսորբցիոն շերտում պոտենցիալ որոշող իոնների և պրոտոիոնների լիցքերի գումարը զրոյական չէ, սովորաբար ավելի քիչ հակաիոններ կան: Որոշակի քանակությամբ հակաիոններ, որոնք անբավարար են պոտենցիալ որոշող իոնների լիցքերը փոխհատուցելու համար, գտնվում են արտաքին, ցրված շերտում։ Դիֆուզիոն շերտը ձևավորվում է հակաիոններով, որոնք լուծույթից ձգվում են դեպի մակերեսը էլեկտրաստատիկ փոխազդեցության պատճառով, բայց շատ թույլ միացված են մակերեսին, երբ լուծույթը շարժվում է, առաջանում է բացվածք ադսորբցիոն շերտի միջև (ամուր կցված է մակերեսին): ցրված շերտը (լուծույթի շերտում տեղակայված իոններ): Ունենք լիցքավորված մասնիկների ուղղորդված շարժում՝ էլեկտրական հոսանք։ Եվ հակառակը, էլեկտրական դաշտում հատիկները (պինդ փուլ) շարժվում են մի ուղղությամբ, իսկ ցրված շերտի հակադիրները (հեղուկ փուլ)՝ մյուս ուղղությամբ, այսինքն. շարժվում են կոլոիդային համակարգերի փուլերը։

Օրինակ՝ եթե արծաթի նիտրատի լուծույթը կաթիլ-կաթիլային ավելացնում են կալիումի յոդիդի լուծույթին (այսինքն՝ այն ավելցուկ է), ապա արծաթի յոդիդի նստվածքը չի նստում. լուծումը պարունակում է մի քանի արծաթի իոններ, որոնք անհրաժեշտ են բյուրեղների աճի համար: Իսկ փոքր բյուրեղներն էլ չեն միանա, քանի որ նույն լիցքն ունեն։ Նրանք. բյուրեղացման գործընթացի սկիզբը չի հանգեցնում նստվածքի առաջացմանը, եթե լուծումը պարունակում է կայունացուցիչ էլեկտրոլիտ: Կազմվում է արծաթի յոդիդի կոլոիդային լուծույթ մասնիկներով, որի կառուցվածքը սովորաբար արտահայտվում է հատուկ «միցելյար» բանաձևերով.

( m nI - (n-x)K + ) x - xK +, որտեղ m-ը միջուկն է, այսինքն. մի փոքր լուծվող արծաթի յոդիդի փոքր բյուրեղ;

m nI - (n-x)K + - կլանման շերտ, որը բաղկացած է պոտենցիալ որոշող յոդի իոններից, որոնք ընտրովիորեն ներծծվում էին բյուրեղի վրա (դրանք ավելցուկ էին լուծույթում) և որոշակի քանակությամբ կալիումի հակաիոններ, որոնք ամուր կապված են յոդի իոնների հետ. xK + - կալիումի իոնների շարժական դիֆուզիոն շերտ; ( m nI - (n-x)K + ) x - կոլոիդային մասնիկի հատիկ է, որն ինքնուրույն շարժվելու է էլեկտրական դաշտում։ Հատիկի լիցքը որոշում է կոլոիդային մասնիկի մակերեսի մեծությունը և լիցքի (զետա) պոտենցիալը (էլեկտրոկինետիկ պոտենցիալը)։

Կենսաբանական համակարգերում DES-ը կարող է առաջանալ նաև մակերեսային ֆունկցիոնալ խմբերի ընտրովի կլանման կամ իոնացման պատճառով։ Ադսորբցիան ​​տեղի է ունենում հիմնականում պոլիսախարիդների, լիպիդների, խոլեստերինի և սպիտակուցների վրա, DES սովորաբար տեղի է ունենում կարբոքսիլ և ամին խմբերի տարանջատման պատճառով: Հայտնի է, որ ամինաթթուները, կախված միջավայրի pH-ից, լուծույթներում գոյություն ունեն չեզոք բիիոնների, սպիտակուցի կատիոնային կամ անիոնային ձևերի տեսքով։

Պոտենցիալը նվազում է, քանի որ ադսորբցիոն շերտում հակաիոնների թիվը մեծանում է և կարող է դառնալ զրո, եթե հակաիոնների ընդհանուր լիցքը հավասարվի պոտենցիալ որոշող իոնների լիցքին (իզոէլեկտրական վիճակ): Դա կարող է առաջանալ, երբ լուծույթում հակաիոնների կոնցենտրացիան մեծանում է: Որքան ավելի շատ - պոտենցիալ, այնքան ավելի կայուն է CS-ը,քանի որ լիցքի առկայությունը կանխում է մասնիկների կպչունությունը:

Պոտենցիալի մեծությունը հնարավոր չէ չափել՝ օգտագործելով Հելհոլց-Սմոլուչովսկի հավասարումը.

Որտեղ է միջավայրի մածուցիկությունը, միջավայրի դիէլեկտրական հաստատունն է, էլեկտրոդների միջև հեռավորությունը, U-ն էլեկտրոֆորեզի արագությունն է, E-ն պոտենցիալ տարբերությունն է:

Էլեկտրոկինետիկ երեւույթների կիրառում.Ռայզի էլեկտրոկինետիկ երևույթները հայտնաբերելուց յոթանասուն տարի անց (դեռևս 19-րդ դարում), էլեկտրոսմոզը գործնականում կիրառվեց տորֆը չորացնելու և այնուհետև փայտը չորացնելու համար։ 20-րդ դարի 60-ական թվականներից էլեկտրոոսմոզը օգտագործվել է շենքերի կառուցման ժամանակ հողերը չորացնելու և ամրացնելու, ամբարտակների կառուցման ժամանակ սողանքների դեմ պայքարելու, ստորերկրյա ջրերի մակարդակը իջեցնելու, երկաթուղային ուղիների և չոր շենքերի վերանորոգման համար:

Երկրակեղևում ստորերկրյա ջրերը հոսում են հողերի և ժայռերի միջով, և դրանք ուղեկցվում են, այսպես կոչված, հոսքային պոտենցիալներով, որոնք երկրաֆիզիկոսներն օգտագործում են հանքանյութեր որոնելու, ստորերկրյա ջրերի քարտեզագրման և ամբարտակների միջով ջրի թափանցման ուղիներ գտնելու համար: Հոսքի պոտենցիալները առաջանում են հեղուկ վառելիքի փոխադրման ժամանակ, երբ լցնում են տանկերը, տանկերը, նավթի տանկերը և օդանավի գազի բաքերը: Երբ վառելիքը հոսում է խողովակների միջով, խողովակաշարերի ծայրերում առաջանում են բավականին մեծ պոտենցիալ տարբերություններ, ինչի պատճառով խոշոր հրդեհներ են տեղի ունեցել նավթատարների վրա։ Կան նաև ամպերի մեջ ջրի կաթիլների նստեցման (սա նաև հոսք է, այսինքն՝ շարժում) պոտենցիալ՝ մթնոլորտում կայծակնային արտանետումների պատճառ:

Բժշկության մեջ լայնորեն կիրառվում են էլեկտրաքիմիական մեթոդները։ Երբ արյունը հոսում է շրջանառության համակարգի մազանոթներով, առաջանում են հոսքի պոտենցիալներ, որոնք կենսապոտենցիալների աղբյուրներից են։ Սահմանվել է, օրինակ, որ գագաթներից մեկը էլեկտրասրտագրություններպայմանավորված է սրտի կորոնար անոթներում արյան հոսքի պոտենցիալների առաջացմամբ։ Այս պոտենցիալները չափվում են սրտաբանական կլինիկաներում և լաբորատորիաներում:

Էլեկտրոֆորեզը օգտագործվում է որպես սպիտակուցների որոշման և տարանջատման մեթոդ(և էլեկտրական լիցքավորված այլ մասնիկներ)) լուծույթում՝ այս լուծույթի միջով էլեկտրական հոսանք անցնելով։ Էլեկտրական դաշտում կոլոիդային մասնիկների շարժման արագությունը կախված է դրանց լիցքից և զանգվածից, ուստի դրանք աստիճանաբար բաժանվում են՝ շարժվելով դեպի էլեկտրոդի տարբեր բևեռներ։ Օգտագործելով էլեկտրոֆորեզ, դուք կարող եք ձեռք բերել դեղամիջոցներ և կենսաբանական ակտիվ նյութեր:

Էլեկտրոֆորեզը կարող է օգտագործվել նաև կոլոիդային համակարգերի բաղադրությունը վերլուծելու համար.Էլեկտրոֆորեզը, ինչպես քրոմատոգրաֆիան, կարող է իրականացվել թղթի վրա: Արյան պլազմայի սպիտակուցների էլեկտրոֆերոգրամները գրեթե նույնն են բոլոր առողջ մարդկանց համար: Պաթոլոգիայի հետ նրանք ձեռք են բերում բնորոշ տեսք, որը հատուկ է յուրաքանչյուր հիվանդությանը: Էլեկտրոֆորեզը լայնորեն կիրառվում է մարմնի հյուսվածքների քիմիական կազմն ուսումնասիրելու համար։ Օրինակ՝ արյան շիճուկում տարբեր սպիտակուցների և լիպոպրոտեինների վերլուծության, մեզի մեջ սպիտակուցների բաղադրության վերլուծության և այլն։

Էլեկտրոֆորեզը շատ հաճախ օգտագործվում է բուժական նպատակներով:Օրինակ՝ դեղամիջոցները մաշկի միջոցով ընդունելու համար (դեղամիջոցները կոլոիդային լուծույթներ են); լեյկոցիտների միգրացիայի արագացում դեպի բորբոքման վայր (բորբոքման ժամանակ բջջային կառուցվածքները քայքայվում են թթվային արտադրանքի ձևավորմամբ, այս դեպքում հյուսվածքի մակերեսը ձեռք է բերում դրական լիցք); կամ արյան կարմիր բջիջների շարժման արագացում դեպի հիպոքսիա տառապող հյուսվածքներ (մարդու կարմիր արյան բջիջների ներուժը կայուն է և հավասար է -16,3 մՎ):

Էլեկտրոֆորեզը ավելի լայն տարածում է գտել թերապևտիկ ստոմատոլոգիայի կլինիկայում՝ որպես ցավազրկման մեթոդներից մեկը։ Այդ նպատակով օգտագործվում են նովոկաինի, դիկաինի, տրիմեկաինի և նիկոտինաթթվի 5-10% լուծույթներ։

CS կայունության խնդիրը կոլոիդների քիմիայի հիմնական խնդիրներից է։ՆԱՄ լուծույթները և որոշ լիոֆիլ կոլոիդներ (կավեր, օճառներ) թերմոդինամիկորեն կայուն են և առաջանում են ինքնաբերաբար։ Լյոֆոբ CS-ի ձևավորման ժամանակ մեխանիկական կամ այլ աշխատանքի պատճառով տեղի է ունենում ցրում (հղկում) G> 0, այսինքն. ձևավորվում են համակարգեր, որոնք թեմոդինամիկորեն անկայուն են: Բայց, այնուամենայնիվ, նման համակարգերը կարող են գոյություն ունենալ բավականին երկար ժամանակ։

Տարբերում են կոլոիդային համակարգերի կինետիկ և ագրեգատիվ կայունություն . Տակ կինետիկ կայունությունհասկանալ ցրված փուլի կարողությունը կասեցման մեջ լինել և չթափվել: Բարձր ցրված համակարգերը կինետիկորեն ավելի կայուն են, այսինքն. Որքան փոքր է մասնիկը, այնքան ավելի արագ է այն շարժվում, և ավելի քիչ ձգողականություն է գործում նրա վրա: Հետևաբար, լուծույթները կինետիկորեն ավելի կայուն են, քան դասական էմուլսիաները և կախոցները: Կինետիկ կայունության վրա ազդում է նաև միջավայրի խտությունը և մածուցիկությունը: Մածուցիկ հեղուկներում նույնիսկ մեծ մասնիկները դանդաղ նստում են։ Գազային միջավայրում խտությունը և մածուցիկությունը շատ ցածր են, հետևաբար, գազային միջավայրում կարող են գոյություն ունենալ միայն շատ փոքր մասնիկներով համակարգեր՝ աերոզոլներ:

Ագրեգատիվ կայունությունհամակարգի կարողությունն է՝ պահպանել որոշակի աստիճանի ցրվածություն, այսինքն. չեն միավորվում ավելի մեծ մասնիկների մեջ:

Ինչն է նպաստում ԿՀ-ի ագրեգատիվ կայունությանը? Կամ. Ի՞նչն է խանգարում մասնիկներին միմյանց կպչել:

Մասնիկների վրա լիցքի առկայությունը. Ընտրովի իոնների կլանման արդյունքում մասնիկների վրա առաջանում է լիցք։ (տես կոլոիդային մասնիկների կառուցվածք, էլեկտրական երկշերտ)։ Սա սովորաբար տեղի է ունենում էլեկտրոլիտների ջրային լուծույթներում:

Մակերեւութային ակտիվ նյութի մասնիկների վրա կլանումը: Այս գործընթացը հանգեցնում է մակերեսային լարվածության նվազմանը և, նվազեցնելով համակարգի ընդհանուր էներգիան, այն դարձնում է ավելի կայուն։ Բայց դա տեղի է ունենում նաև հիմնականում լուծումների մեջ։

Կոլոիդային մասնիկների խոնավացում: Այս երեւույթը դիտվում է ջրային լուծույթներում, բայց միայն լիոֆիլ կոլոիդներում, օրինակ՝ սպիտակուցային լուծույթներում։

Ագրեգատիվ կայունության խախտումը, որն առաջանում է խոշոր ագրեգատների մեջ մասնիկների միացման և դրանց տեղումների արդյունքում, կոչվում է. կոագուլյացիա.

Դիտարկված մեթոդներից մեկով ստացված, պարունակում է լուծված ցածր մոլեկուլային նյութերի և կոպիտ մասնիկների կեղտեր, որոնց առկայությունը կարող է բացասաբար ազդել լուծույթների հատկությունների վրա՝ նվազեցնելով դրանց կայունությունը (տես բաժին 12.5):

Կոլոիդային լուծույթները կեղտից մաքրելու համար օգտագործվում են ֆիլտրում, դիալիզ, էլեկտրադիալիզ և ուլտրաֆիլտրացիա:

Զտում(լատիներեն filtrum - զգացմունք) հիմնված է կոլոիդային մասնիկների՝ սովորական ֆիլտրերի ծակոտիներով անցնելու ունակության վրա։ Այս դեպքում ավելի մեծ մասնիկներ են պահպանվում: Զտումն օգտագործվում է կոլոիդային լուծույթները կոպիտ մասնիկների կեղտից մաքրելու համար:

Դիալիզ(հունարեն dyalisis-ից - տարանջատում) - ցածր մոլեկուլային քաշի միացությունների հեռացում կոլոիդային լուծույթներից և ներարգանդային պարույրային լուծույթներից թաղանթների միջոցով: Այս դեպքում օգտագործվում է թաղանթների՝ փոքր մոլեկուլների ու իոնների միջով անցնելու և կոլոիդային մասնիկներն ու մակրոմոլեկուլները պահելու ունակությունը։ Դիալիզացվող հեղուկը մաքուր լուծիչից անջատվում է համապատասխան թաղանթով: Փոքր մոլեկուլները և իոնները թաղանթով ցրվում են լուծիչի մեջ և, երբ այն բավական հաճախ փոխարինվում է, գրեթե ամբողջությամբ հեռացվում են դիալիզացված հեղուկից:

Մեմբրանի թափանցելիությունը ցածր մոլեկուլային քաշի նյութերի նկատմամբ որոշվում է կամ նրանով, որ փոքր մոլեկուլները և իոնները ազատորեն անցնում են մազանոթներով, որոնք ներթափանցում են թաղանթները կամ լուծվում են թաղանթային նյութում։ Որպես դիալիզի թաղանթներ օգտագործվում են տարբեր թաղանթներ՝ բնական՝ տավարի կամ խոզի միզապարկ, ձկան լողացող միզապարկ, և արհեստական՝ նիտրոցելյուլոզից, ցելյուլոզայի ացետատից, ցելոֆանից, ժելատինից և այլ նյութերից։

Գոյություն ունի դիալիզատորների լայն տեսականի` դիալիզի սարքեր: Բոլոր դիալիզատորները կառուցված են նույն սկզբունքով. դիալիզվող հեղուկը («ներքին հեղուկ») պարունակվում է անոթի մեջ, որտեղ այն անջատված է ջրից կամ այլ լուծիչից («արտաքին հեղուկ») թաղանթով (նկ. 12.3): Դիալիզի արագությունը մեծանում է մեմբրանի մակերևույթի, դրա ծակոտկենության և ծակոտիների մեծացման հետ, ջերմաստիճանի, դիալիզացված հեղուկի խառնման ինտենսիվության և արտաքին հեղուկի փոփոխության արագության հետ, և նվազում է թաղանթի հաստության աճով: .

Էլեկտրոդիալիզօգտագործվում է ցածր մոլեկուլային քաշի էլեկտրոլիտների դիալիզի արագությունը բարձրացնելու համար:

Այդ նպատակով դիալիզատորում ստեղծվում է մշտական ​​էլեկտրական դաշտ՝ 20-250 Վ/սմ և ավելի բարձր պոտենցիալ անկմամբ։ Էլեկտրոդիալիզատորի սխեմատիկ դիագրամը ներկայացված է Նկ. 12.4. Էլեկտրական դաշտում դիալիզի անցկացումը հնարավորություն է տալիս մի քանի տասնյակ անգամ արագացնել կոլոիդային լուծույթի մաքրումը։

Կոմպենսատիվ դիալիզօգտագործվում է, երբ անհրաժեշտ է կոլոիդային լուծույթ ազատել ցածր մոլեկուլային քաշի կեղտերի միայն մի մասից: Դիալիզատորում լուծիչը փոխարինվում է ցածր մոլեկուլային քաշով նյութերի լուծույթով, որը պետք է մնա կոլոիդային լուծույթում։

Ուլտրաֆիլտրացիա(լատիներենից - ultra - over, filtrum - զգաց) օգտագործվում է կոլոիդային չափերի մասնիկներ պարունակող համակարգերի մաքրման համար (sols, IUD լուծույթներ, բակտերիաների և վիրուսների կասեցումներ): Մեթոդը հիմնված է ստիպելու, որ խառնուրդը բաժանվի ծակոտիներով ֆիլտրերի միջոցով:

Հաճախ առաջացող ցրված համակարգերը, բացի միցելներից, կայունացուցիչ և լուծիչ են պարունակում, ցածր մոլեկուլային քաշ ունեցող նյութեր (աղտոտումներ): Նրանք նվազեցնում են DS-ի կայունությունը (կարող են չեզոքացնել կոլոիդային մասնիկների լիցքը, ինչը հանգեցնում է կոագուլյացիայի և կոլոիդային համակարգերի ոչնչացման)։ Դիալիզը, էլեկտրադիալիզը և ուլտրաֆիլտրացիան օգտագործվում են կոլոիդային համակարգերը ցածր մոլեկուլային կեղտերից մաքրելու համար:

Դիալիզ(առաջարկվել և անվանվել է Տ. Գրեհեմի կողմից) հիմնված է կոլոիդային լուծույթի կիսաթափանցիկ թաղանթով անցնելու վրա։ Ամենապարզ դիալիզատորը (նկ. 5) կիսաթափանց նյութից պատրաստված պարկ է, որի մեջ լցնում են կոլոիդային լուծույթ, իսկ պարկը իջեցնում են ջրով (լուծիչ) անոթի մեջ։ Անցքերի փոքր չափերի պատճառով կիսաթափանցիկ թաղանթները պահպանում են կոլոիդային մասնիկները, իսկ ցածր մոլեկուլային քաշի մասնիկները թաղանթով անցնում են լուծիչ։ Արդյունքում կոլոիդային լուծույթից հեռացվում են ցածր մոլեկուլային քաշ ունեցող նյութերը։ Նախկինում որպես կիսաթափանց թաղանթ օգտագործվել են միզուղիների կամ լեղապարկի պատերը, աղիները, մագաղաթը։ Ներկայումս թաղանթները պատրաստվում են կոլոդիոնից (ցելյուլոզայի նիտրատի լուծույթ)՝ ցելոֆանից։ Նրանք շատ հարմար են, քանի որ... Թաղանթները կարող են արտադրվել ցանկացած փոսով:

Բրինձ. 5. T. Graham դիալիզատորներ.

Հարկ է նշել, որ երկարատև դիալիզը, բացի լուծույթից կեղտերը հեռացնելուց, կայունացուցիչի հեռացման արդյունքում կարող է հանգեցնել համակարգի կոագուլյացիայի։

Էլեկտրոդիալիզ.Քանի որ ցածր մոլեկուլային քաշի կեղտաջրերը էլեկտրոլիտներ են, դիալիզը կարող է արագացվել էլեկտրական հոսանքի կիրառմամբ: Դրա համար կոլոիդային լուծույթը տեղադրվում է երկու թաղանթների միջեւ, որոնցից դուրս

Դիալիզն օգտագործվում է կենսատեխնոլոգիայի և դեղագործության մեջ՝ սպիտակուցներն ու ներարգանդային պարույրները աղի կեղտից մաքրելու համար, արժեքավոր դեղամիջոցների արտադրության մեջ՝ գլոբուլին, ֆլոկուլանտներ և այլն: Դիալիզը կլինիկայում օգտագործվում է որպես լյարդի հիվանդություններով հիվանդների բուժման մեթոդ («հեմոդիալիզ»): , երիկամների հիվանդություններ, երկարատեւ ճնշման համախտանիշ, սուր թունավորումների համար. Այս դեպքում հիվանդի արյունն անցնում է «արհեստական ​​երիկամի» ապարատով։ Սա թաղանթով համակարգ է, որի մի կողմը լվանում են արյան պլազմայի նույն բաղադրությամբ աղի (ֆիզիոլոգիական) լուծույթով, իսկ մյուս կողմը՝ հիվանդի արյունով։ Հեմոդիալիզի ընթացքում ցածր մոլեկուլային քաշի նյութափոխանակության արտադրանքը արյունը թողնում է թաղանթով, մինչդեռ սպիտակուցները մնում են արյան մեջ (իրենց մեծ չափերի պատճառով): Պահպանվում են նաև օրգանիզմին անհրաժեշտ աղերը, քանի որ արյան և աղի լուծույթի միջև դրանց կոնցենտրացիայի գրադիենտ չկա:

Ուլտրաֆիլտրացիան օգտագործվում է նույն կերպ, ինչ դիալիզի և էլեկտրոդիալիզի դեպքում, մասնավորապես, հակաբիոտիկներ արտադրող բակտերիալ մարմիններից մշակութային հեղուկը մաքրելու, սպիտակուցների տարանջատման և դրանց լուծույթների ստերիլիզացման համար: Այս դեպքում ֆիլտրի վրա մնում են մանրէներ և վիրուսներ, իսկ ֆիլտրատից անջատվում են անհրաժեշտ բուժիչ նյութերը (շիճուկներ, պատվաստանյութեր)։

Դասախոսություն թիվ 5. Էլեկտրական կրկնակի շերտի տեսություններ