Адсорбционные равновесия и процессы на подвижных поверхностях раздела. Структура биомембран

Содержание

Слайд 2

Адсорбционные равновесия и процессы на подвижных поверхностях раздела. Структура биомембран Лекция

Адсорбционные равновесия и процессы на подвижных поверхностях раздела. Структура биомембран

Лекция №18

курса
«Общая химия»
Лектор: проф. Иванова Надежда Семёновна
Слайд 3

Адсорбция ‒ … … самопроизвольное перераспределение молекул компонента между объёмом фазы

Адсорбция ‒ …

… самопроизвольное перераспределение молекул компонента между объёмом фазы и

поверхностью раздела.
Положительная ‒ сопровождается накоплением компонента на поверхности.
Отрицательная ‒ сопровождается накоплением компонента в глубине фазы.
Слайд 4

Основные понятия Адсорбенты ‒ вещества, на поверхности которых идут адсорбционные процессы.

Основные понятия

Адсорбенты ‒ вещества, на поверхности которых идут адсорбционные процессы. Бывают

жидкие и твёрдые.
Адсорбтивы ‒ вещества, которые накапливаются на поверхности адсорбента. Находятся в жидком или газообразном состоянии.
Слайд 5

Основные понятия Адсорбционная система с подвижной поверхностью раздела фаз реализуется в

Основные понятия

Адсорбционная система с подвижной поверхностью раздела фаз реализуется в случае

жидкого адсорбента.
Адсорбционная система с неподвижной поверхностью раздела фаз ‒ в случае твёрдого адсорбента.
Слайд 6

Причина адсорбции ‒ … … энергетическая неуравновешенность частиц адсорбента в поверхностном

Причина адсорбции ‒ …

… энергетическая неуравновешенность частиц адсорбента в поверхностном слое,

что ведёт к возникновению поверхностной энергии (СЭП, Gs).

жидкий

твёрдый

Слайд 7

СЭП ‒ … … термодинамическая функция, характеризующая энергию межмолекулярного взаимодействия частиц

СЭП ‒ …

… термодинамическая функция, характеризующая энергию межмолекулярного взаимодействия частиц на

поверхности раздела фаз с частицами каждой из контактирующих фаз.
Gs = σ · S,
где S ‒ площадь поверхности адсорбента,
σ ‒ поверхностное натяжение.
Слайд 8

Факторы, влияющие на S S ‒ главная характеристика твёрдого адсорбента.

Факторы, влияющие на S

S ‒ главная характеристика твёрдого адсорбента.

Слайд 9

Классификация адсорбентов по пористости Непористые: S, Gs и адсорбционная способность малы.

Классификация адсорбентов по пористости

Непористые:
S, Gs и адсорбционная способность малы.

Слайд 10

Макропористые Классификация адсорбентов по пористости Микропористые

Макропористые

Классификация адсорбентов по пористости

Микропористые

Слайд 11

rпоры = 100 ‒ 200 нм; S = 0,5 ‒ 2

rпоры = 100 ‒ 200 нм;
S = 0,5 ‒ 2 м2/г;
Gs

и адсорбционная способность выше.

Классификация адсорбентов по пористости

Слайд 12

rпоры = 0,5 ‒ 2 нм; S = 1000 м2/г; Gs

rпоры = 0,5 ‒ 2 нм;
S = 1000 м2/г;
Gs и адсорбционная

способность самые высокие.

Классификация адсорбентов по пористости

Слайд 13

Поверхностное натяжение ‒ … … свободная энергия, которой обладает 1см2 поверхностного

Поверхностное натяжение ‒ …

… свободная энергия, которой обладает 1см2 поверхностного слоя.

работа, необходимая для создания 1см2 поверхностного слоя [Дж/м2].
σ ‒ главная характеристика жидкого адсорбента.
Слайд 14

Классификация веществ по величине поверхностного натяжения Поверхностно-активные вещества (ПАВ, Surfactants) ‒

Классификация веществ по величине поверхностного натяжения

Поверхностно-активные вещества (ПАВ, Surfactants) ‒ адсорбтив

с меньшим, чем у адсорбента σ. Накапливаясь на поверхности адсорбента, понижает Gs и обладает положительной адсорбцией.
Слайд 15

Классификация веществ по величине поверхностного натяжения Поверхностно-инактивные вещества (ПИАВ) ‒ адсорбтив

Классификация веществ по величине поверхностного натяжения

Поверхностно-инактивные вещества (ПИАВ) ‒ адсорбтив с

большим, чем у адсорбента σ. Накапливаясь на поверхности адсорбента, повышает Gs, поэтому вытесняется вглубь адсорбента, обладая отрицательной адсорбцией.
Слайд 16

Изотерма поверхностного натяжения ПИАВ незначительно влияют на σад-та. Малая СПАВ значительно

Изотерма поверхностного натяжения

ПИАВ незначительно влияют на σад-та.
Малая СПАВ значительно изменяет σад-та.
Большие

СПАВ насыщают поверхность адсорбента полностью.

σ

Садсорбтива

σад-та

ПИАВ

ПАВ

Слайд 17

Правило Дюкло-Траубе ‒ … … поверхностная активность (q = ‒Δσ/ΔС) в

Правило Дюкло-Траубе ‒ …

… поверхностная активность (q = ‒Δσ/ΔС) в гомологическом

ряду нормальных жирных кислот, спиртов и аминов возрастает с удлинением углеводородной цепи, в среднем, в 3,2 раза на каждую СН2‒ группу.
Слайд 18

Роль ПАВ в развитии аэроэмболии: пузырьки газа плохо деформируются и закупоривают кровеносные сосуды. Строение дифильных ПАВ

Роль ПАВ в развитии аэроэмболии: пузырьки газа плохо деформируются и закупоривают

кровеносные сосуды.

Строение дифильных ПАВ

Слайд 19

Роль дифильных ПАВ σН2О = 72,2 мДж/м2, поэтому вода образует прочные

Роль дифильных ПАВ

σН2О = 72,2 мДж/м2, поэтому вода образует прочные поверхностные

плёнки. При попадании в воду ПАВ идёт её

разрыхление, на чём основан анализ желчных кислот в моче (проба Гайфкрафта).

Слайд 20

Лёгочный сурфактант (PS) ‒ … … ПАВ, которое выполняет важные функции

Лёгочный сурфактант (PS) ‒ …

… ПАВ, которое выполняет важные функции в

живом организме.
Основу (PS) составляют фосфолипиды (85%). Являясь дифильными ПАВ, они адсорбируются на границе раздела воздух/жидкость на поверхности альвеол. В результате понижается σ и предотвращается заполнение альвеол интерстициальной жидкостью.
Недостаток сурфактанта наблюдается у недоношенных детей, при лёгочных заболеваниях.
Слайд 21

Строение клеточной мембраны ℓ ≈ 70Å

Строение клеточной мембраны

ℓ ≈ 70Å

Слайд 22

Мозаичная модель строения мембраны 1962 г. Мюллер разработал методику получения искусственных мембран.

Мозаичная модель строения мембраны

1962 г. Мюллер разработал методику получения искусственных мембран.