Колоидни системи в тялото и техните функции
Московски държавен университет на името на М.В. Ломоносов
Факултет по фундаментална медицина
Курс по обща и неорганична химия
по обща и неорганична химия:
Колоидни системи в тялото и техните функции
студ Разбира се Селявко Юрий Александрович
Кандидат на химическите науки, доц. Захаров Максим Александрович
Глава 1. Колоидни системи. Главна информация. 3
1.1 Понятието за колоидна система. Колоидна химия. 3
1.2 Развитие на идеи за колоидни системи и техните свойства. пет
1.3 Видове и свойства на колоидните системи. Лиофобни золи. Лиофилни колоиди. Области на практическо приложение на колоидите. 8
Глава 2 Човешкото тяло като единична колоидна система. Биологичната роля на основните колоидни системи на тялото. 26
2.1 Колоидно-химична физиология на човека. 26
2.2 Колоидна система от клетки и тъкани на тялото. 27
2.3. Телесните тъкани като колоидни системи. 28
Глава 3 Колоиди като лекарства. 35
Глава 1. Колоидни системи. Главна информация
1.1. Понятието за колоидна система. Колоидна химия.
Колоидни дисперсни системи (дисперсии) - микрохетерогенни образувания, при които едно ситно смачкано вещество - дисперсната фаза - се разпределя равномерно (диспергира) в друга фаза - дисперсионната среда. В колоидните системи размерът на частиците на дисперсната фаза е 10 –9 –10 –7 m; лежи в диапазона от нанометри до части от микрометри. Тази област е по-голяма от типична малка молекула, но по-малка от обект, видян с конвенционален оптичен микроскоп.
Колоидна химия (оттук нататък К.х.) - клон на физическата химия, занимаващ се с изследване на колоидни системи и техните повърхностни явления. К. х. като независима наука възниква през 60-те години на 19 век. Оттогава нейният предмет и методи са се променили значително. По време на формирането на К. х. Подобни на лепило аморфни тела (за разлика от кристалните тела, „кристалоиди”) се наричаха „колоиди“; сега терминът "колоиди" е синоним на силно диспергирани (микрохетерогенни) системи, тоест дисперсни системи с най-развит интерфейс. К. х. изучава особени процеси и явления, причинени от особеностите на силно разпръснатото състояние на телата. Те включват например спонтанно увеличаване на частици от твърда дисперсна фаза или течни капчици (коагулация и коалесценция) като проява на термодинамичната (съвкупна) нестабилност на дисперсните системи; смразяващ течно дисперсни системи с формацията гелове и появата на пространствени дисперсни структури; взаимодействие на контактните тела (триене, адхезия) и промяната в това взаимодействие под въздействието на вещества, адсорбирани върху контактните повърхности; явления в тънки течни и твърди филми; спонтанен разпръскване течности и твърди вещества. Характерни черти на обектите за изследване К. x. доведе до разработването на специфични изследователски методи, като напр ултрацентрифугиране, ултрафилтрация, диализа и електродиализа, електроосмоза и електрофореза, различни методи за фракциониране и анализ на дисперсията, ултрамикроскопия, електронна микроскопия, нефелометрия и т.н.
Модерен К. х. включва следните основни раздели. 1) Молекулярно-кинетични явления (Брауново движение, дифузия) в дисперсни системи; хидродинамика на дисперсни системи; анализ на дисперсията. 2) Повърхностни явления: адсорбция (термодинамика и кинетика), омокряне, адхезия, повърхностни химични процеси в дисперсни системи; структура и свойства на повърхностните (адсорбционни) слоеве. 3) Теорията за появата на нова (дисперсна) фаза в метастабилна (пренаситена) среда; методи за кондензация за образуване на дисперсни системи. 4) Теория за стабилност, коагулация и стабилизация на колоидно-дисперсни системи; структура на частиците на дисперсната фаза (мицела). пет) Физикохимична механика дисперсни системи, включително теорията на механичната дисперсия, феноменът на адсорбционно намаляване на силата на твърдите вещества, реология дисперсни системи; образуване и механични свойства на пространствените структури в дисперсни системи. 6) Електрически и електрокинетични явления в дисперсни системи. 7) Оптични явления в дисперсни системи (колоидна оптика) - разсейване на светлината, поглъщане на светлина; К. х. фотографски процеси.
Цялата природа - организми от животни и растения, хидросферата и атмосферата, земната кора и недра - е сложен набор от много разнообразни и разнообразни груби и колоидно-дисперсни системи. Разпръснатото състояние е доста универсално и при подходящи условия всяко тяло може да влезе в него. Това определя специалната позиция на химията C., чието развитие се осъществява в пряк контакт и взаимодействие с много, често несвързани области на науката, индустрията, медицината и селското стопанство. Развитие на К. х. свързани с актуални проблеми в различни области на естествената наука и техника.
К. х. разработва научните основи на технологичните процеси с участието на дисперсни системи. Те включват технология на строителни материали, силикати (особено керамика), технология на пластмаси, каучук, бои и лакове, използващи силно диспергирани пигменти и пълнители; технология на пробиване на скали, механична обработка на твърди материали, включително метали; процеси на хетерогенни катализа и адсорбционни процеси. Теорията на разпръснатите структури лежи в основата на науката за материалите на бъдещето, без която техническият прогрес е невъзможен. К. х. посочва рационални начини за унищожаване на нефтени емулсии (деемулсификация сурови масла - основният начин за тяхното обезводняване и обезсоляване); създаване на дисперсни - най-ефективните - форми на пестицидни препарати, широко използвани в селското стопанство; използване повърхностноактивни вещества като част от детергенти и почистващи препарати, емулгатори, флотационни агенти, добавки за смазочни масла и др. Най-важните проблеми на геологията и геохимията (появата и трансформацията на минерали и скали, изветрянето), почвознанието, почвознанието са тясно свързани със законите на поведение на многокомпонентни и микрохетерогенни системи. Метеорологията при изследването на атмосферните валежи се основава на доктрината за аеродисперсните системи. Заедно с биохимията и физиката на полимерите, К. хим. представлява основата на учението за биологичните структури, произхода и развитието на живота.