Коагуляция гидрофобных золей.

Коагуляция – это процесс уменьшения дисперсности системы за счет укрупнения частиц дисперсной фазы. Повлечь коагуляцию гідрофобних золів может любой фактор, что нарушает агрегативну стойкость системы: резкое изменение температуры (нагревание или замораживание), интенсивное стряхивание, перемешивания, центрифугирования, действие света и разного типа излучений, электрических разрядов и особенно электролитов. Все эти факторы либо уменьшают силы отталкивания, либо увеличивают силы притягивания между коллоидными частицами. самым важным фактором коагуляции золів является действие электролитов. Последние очень быстро и резко влияют на толщину двойного электрического слоя и величину электрокинетического потенциала, который является одним из главных факторов стойкости гідрофобних коллоидных систем.

Рассмотрим основные закономерности коагуляции электролитами – правила коагуляции.

С заметной скоростью коагуляция происходит лишь при определенном количестве введенного электролита. Минимальную концентрацию электролита в ммоль, которая способна повлечь коагуляцию 1 л золю, называют порогом коагуляции или критической концентрацией.

Начало явной коагуляции определяют за такими признаками: зміною расцветка системы, возникновением мути.

Величину, обратную к порогу коагуляции, называют коагулирующей способностью. Коагулирующая способность – это объем золю, для коагуляции которого нужно 1 ммоль электролиту.

Коагулирующую действие выявляет не вся молекула электролита, а лишь тот его ион, знак которого противоположный к заряду гранулы. Эти ионы электролита называют коагулируя мы или іонами-коагуляторами. Такая закономерность была установлена М.Гарди у 1900 года.

Процесс коагуляции обусловлен тем, что увеличение концентрации ионов, что имеют заряд, противоположный знаку потенциал определяющих ионов, приводит к сжатию диффузной части двойного электрического слоя и уменьшения заряда гранулы. При достижении пороговой концентрации электролита электростатические силы отталкивания между частицами ослабевают, частицы при приближении объединяются в более крупные агрегаты и выпадают в осадок. Минимальное значение электрокинетического потенциала, за которого золь стойкий, называют критическим.

По правилу Шульце, коагулируя способность иона тем больше, чем больший его заряд. Поэтому наименьший порог коагуляции будут иметь электролиты, что содержат многозарядный іон-коагулятор.

Такая зависимость наблюдается и для агглютинации (склеивание) клеток. Например, агглютинацию эритроцитов и бактериальных клеток убыстряют соли многозарядных катионов: Алюминию, Торию, Лантану. Указанные ионы адсорбируются на отрицательно заряженной поверхности клеток и уменьшают величину электрокинетического потенциала.

У неорганических ионов (катионов и анионов) одинакового заряда коагулируя активность растет с уменьшением степени гідратації и увеличением радиуса иона.

Это объясняется тем, что менее гідратований ион легче адсорбируется и сильнее притягивается заряженной частицей. Такие ряды ионов называют ліотропними.

Ионы органических соединений выявляют лучшую коагулирующую активность сравнительно с неорганическими. Это объясняется тем, что органические ионы характеризуются большой специфической адсорбционной способностью и легче входят во внутреннюю часть двойного электрического слоя коллоидных частиц.

При коагуляции гідрофобних золів смесями электролитов может наблюдаться одно из трех явлений: адитивність, антагонизм и синергизм электролитов.

Адитивнисть оказывается в грустящее коагулирующей способности электролитов. Такое явление наблюдается, когда іони-коагулятори имеют одинаковую зарядність и близкая степень гідратації.

Антагонизм электролитов заключается в том, что в коагулирующей смеси содержание каждого электролита значительно превышает его собственную пороговую концентрацию.

Синергизм – это усиление коагулирующего действия электролита другим, и поэтому для коагуляции золю смеси нужно меньше, чем по правилу адитивності.

Явление привыкания золів. Иногда коагуляция зависит от способа добавления електроліту-коагулятора. Если электролит добавлять небольшими порциями через определенные промежутки времени, то коагуляция наступает при большей его суммарной концентрации, чем при одноразовом добавлении. Это явление называют привыканием золів. Причиной привыкания золів является повышение заряда частиц адсорбции ионов, заряженных одноименно с частицей.

Коагуляция в биологических системах. Как уже отмечалось, большинство биологических жидкостей (кровь, лимфа, плазма, спинномозговая жидкость, моча и др.) является колоїдно-дісперсними системами. Кровь является системой, в которой дисперсной фазой являются форменные элементы (эритроциты, лейкоциты, тромбоциты), а дисперсионной средой – плазма. Плазма является высокодисперсной системой, где в воде растворены белки, ферменты, гормоны.

Обследование больных с разной патологией включает в первую очередь общий анализ крови: изучение количественного и качественного состава форменных элементов, скорости оседания эритроцитов, времени зсідання крови и др. Эти показатели крови здорового человека являются достаточно стабильными, и поэтому разные их колебания могут иметь диагностическое значение.

Как было отмечено выше, эритроциты в сосудах имеют отрицательный электрический заряд, что предопределяет их взаимное отталкивание. Если кровь уместить в пробирку с антикоагулянтом, то эритроциты начинают оседать, а затем происходит их агломерация – соединение в агрегаты, которые еще быстрее оседают. Скорость оседания эритроцитов определяют за методом Стокса – Панченкова. В норме скорость оседания эритроцитов (ШОЕ) составляет у женщин 8 – 15 мм/год, а у мужчин 8 – 10 мм/год. Изменение ШОЕ указывает на наличие патологических, воспалительных процессов в организме человека. ШОЕ увеличивается, если в крови растет содержание глобулинов, фібриногену, некоторых муко полисахаридов, которые способствуют агломерации эритроцитов. Замедление ШОЕ характерное для состояний, что сопровождаются свертываемостью крови (увеличение массы эритроцитов, повышения вязкости крови), увеличением содержания альбуминов и желчных кислот.

В гигиенической практике определяют скорость оседания пыли, дыма и других отходов производства.

В организме человека кровь находится в жидком состоянии как следствие постоянного физического равновесия между системами зсідання и протизсідання. Зсідання является сложным ферментативним процессом, в котором принимают участие 13 плазменных и 12 тромбоцитарних факторов. Коагулирующей фазой этого процесса является образование кровяного сгустку – коротких нитей фибрина из фібриногену крови под влиянием тромбину. Следовательно, остановка кровотечения (гемостаз) осуществляются через последовательно действующие механизмы, что защищают организм от больших кровопотерь. Причиной склонности к кровотечениям (геморрагический синдром) является уменьшение активности или полное отсутствие любого фактора зсідання крови.

К плазменным факторам процесса зсідання крови принадлежат ионы Кальция, поэтому при консервировании крови их устраняют добавлениям натрий цитрату или катіонітним методом. Основными антикоагулянтами крови есть гепарин иди кумарин. При создании искусственных кровеносных сосудов, клапанов и желудочков сердца особенного внимания предоставляется антитромбогенним свойствам полимерных материалов.

Стабильность клеточных суспензий зависит как от сил отталкивания, что определяются величиной электрокинетического потенциала, так и силами сцепления, которые склеивают клетки при их достаточном сближении. Так можно объяснить действие иммунных веществ – аглютинінів. При выработке иммунитета в крови образуются специальные вещества – аглютиніни, которые адсорбируются на поверхности определенных бактерий и увеличивают силы сцепления клеток. Такие бактерии не способны выявлять болезнетворного действия. Кроме увеличения сил сцепления, аглютиніни уменьшают величину электрокинетического потенциала поверхности клеток ниже критического, что приводит к агглютинации бактерий и их быстрому оседанию.

Мембраны клеток злокачественных опухолей теряют структуры, которые обеспечивают механическое и химическое сцепление. В опухолях растут силы отталкивания между клетками и уменьшается содержание Кальция сравнительно с нормой в 2 раза. Поэтому клетки опухолей подвижнее, плывут с течью жидкости и образуют метастазы.