История

Първо осмозанаблюдава А. Ноле през, но изследването на това явление започва век по -късно.

Същността на процеса

Ориз. 1.Осмоза през полупропусклива мембрана. Частиците на разтворителя (синьо) могат да преминат през мембраната, частиците на разтвореното вещество (червено) не.

Явлението осмоза се наблюдава в тези среди, където подвижността на разтворителя е по -голяма от подвижността на разтворените вещества. Важен специален случай на осмоза е осмозата през полупропусклива мембрана. Полупропускливите мембрани са тези, които имат достатъчно висока пропускливост не за всички, а само за някои вещества, по-специално за разтворител. (Подвижността на разтворените вещества в мембраната се стреми към нула). По правило това се дължи на размера и подвижността на молекулите, например водната молекула е по -малка от повечето молекули на разтворените вещества. Ако такава мембрана разделя разтвор и чист разтворител, тогава концентрацията на разтворителя в разтвора се оказва по -малко висока, тъй като там някои от неговите молекули се заменят с молекули на разтворено вещество (виж фиг. 1). В резултат на това преходите на частиците на разтворителя от участъка, съдържащ чистия разтворител, в разтвора ще се случват по -често, отколкото в обратната посока. Съответно обемът на разтвора ще се увеличи (и концентрацията на веществото ще намалее), докато обемът на разтворителя съответно ще намалее.

Например, полупропусклива мембрана прилепва към яйчена черупка отвътре: тя позволява на молекулите на водата да преминават през нея и задържа молекулите на захарта. Ако такава мембрана отделя захарни разтвори с концентрация съответно 5 и 10%, тогава през нея ще преминават само водни молекули в двете посоки. В резултат на това в по -разреден разтвор концентрацията на захар ще се увеличи, а в по -концентриран разтвор, напротив, ще намалее. Когато концентрацията на захар в двата разтвора стане еднаква, ще настъпи равновесие. Разтворите, които са достигнали равновесие, се наричат ​​изотонични. Ако се вземат мерки, така че концентрациите да не се променят, осмотичното налягане ще достигне постоянна стойност, когато обратният поток от водни молекули стане равен на директния.

Осмозанасочен вътре в ограничен обем течност се нарича ендосмоза, навън - екзосмос... Транспортирането на разтворителя през мембраната се дължи на осмотично налягане. Това осмотично налягане възниква в съответствие с принципа на Le Chatelier поради факта, че системата се опитва да изравни концентрацията на разтвора в двете среди, разделени от мембрана, и е описана от втория закон на термодинамиката. То е равно на излишното външно налягане, което трябва да се приложи от страната на разтвора, за да се спре процесът, тоест да се създадат условия за осмотично равновесие. Прекомерното излишно налягане над осмотичното налягане може да доведе до обратна осмоза - обратна дифузия на разтворителя.

В случаите, когато мембраната е пропусклива не само за разтворителя, но и за някои разтворени вещества, прехвърлянето на последния от разтвор към разтворител позволява диализа, която се използва като метод за пречистване на полимери и колоидни системи от примеси с ниско молекулно тегло, като като електролити.

Стойност на осмозата

Осмозаиграе важна роля в много биологични процеси. Мембраната, обграждаща нормална кръвна клетка, е пропусклива само за молекули вода, кислород, някои от хранителните вещества и отпадъчните продукти от клетката, разтворени в кръвта; за големи протеинови молекули в разтворено състояние вътре в клетката, той е непроницаем. Следователно протеините, които са толкова важни за биологичните процеси, остават вътре в клетката.

Осмозаучаства в преноса на хранителни вещества в стволовете на високи дървета, където капилярният трансфер не е в състояние да изпълнява тази функция.

Осмозашироко използван в лабораторните технологии: при определяне на моларните характеристики на полимерите, концентрация на разтвори, изследване на различни биологични структури. Понякога осмотичните явления се използват в промишлеността, например при производството на определени полимерни материали, пречистване на силно минерализирана вода по метода на обратната осмоза на течности.

Използване на растителни клетки осмозасъщо за увеличаване на обема на вакуолата, така че тя да разширява клетъчните стени (тургорно налягане). Растителните клетки правят това, като съхраняват захароза. Чрез увеличаване или намаляване на концентрацията на захароза в цитоплазмата, клетките могат да регулират осмозата. Поради това еластичността на растението като цяло се увеличава. Много движения на растенията са свързани с промени в тургоровото налягане (например, движенията на мустаците на грах и други катерещи растения). Сладководните протозои също имат вакуола, но задачата на протозойните вакуоли е само да изпомпва излишната вода от цитоплазмата, за да поддържа постоянна концентрация на разтворени в нея вещества.

Осмозасъщо играе важна роля в екологията на водните обекти. Ако концентрацията на сол и други вещества във водата се повиши или намали, тогава обитателите на тези води ще умрат поради вредните ефекти на осмозата.

Промишлена употреба

Първата в света прототипна електроцентрала, която използва осмоза за производство на електроенергия, беше пусната от Statkraft на 24 ноември 2009 г. в Норвегия близо до град Тофте. Солената морска вода и прясната вода в електроцентралата са разделени с мембрана; тъй като концентрацията на соли в морската вода е по -висока, явлението осмоза се развива между солената вода на морето и сладката вода на фиорда - постоянен поток от водни молекули през мембраната към солената вода. В резултат на това налягането на солената вода се повишава. Това налягане съответства на налягането на стълб вода с височина 120 метра, тоест на доста висок водопад. Водният поток е достатъчен за задвижване на турбината за генериране на енергия. Производството е ограничено, като основната цел е тестване на оборудване. Най -проблемният компонент на електроцентралата са мембраните. Според експерти на Statkraft световното производство може да варира от 1600 до 1700 TWh, което е сравнимо с потреблението на Китай през 2002 г. Ограничението се дължи на принципа на работа - такива електроцентрали могат да се строят само на морския бряг. Това не е машина за вечно движение, източникът на енергия е енергията на слънцето. Слънчевата топлина отделя водата от морето по време на изпаряването и я прехвърля на сушата чрез вятъра. Потенциалната енергия се използва в водноелектрически централи, а химическата енергия отдавна се пренебрегва.

Бележки (редактиране)

Връзки

Фондация Уикимедия. 2010 г.

Синоними:

Вижте какво е „осмоза“ в други речници:

осмоза- осмоза и ... Руски правописен речник

OSMOS, еднопосочна дифузия на РАЗТВОРИТЕЛ (като вода) през естествена или изкуствена полупропусклива мембрана (преграда, която позволява преминаването само на определени разтворени вещества) в по-концентриран разтвор. Защото… … Научно -технически енциклопедичен речник

Свойството на течностите да се комбинират, дори когато са разделени c. N. пореста преграда и точно това просмукване на течности. Пълен речник на чужди думи, които са влезли в употреба на руския език. Попов М., 1907. OSMOS виж ENDOSMOS и ... ... Речник на чужди думи на руския език

- (от гръцки osmos push pressure), еднопосочно прехвърляне на разтворителя през полупропусклива преграда (мембрана), отделяща разтвора от чист разтворител или разтвор с по-ниска концентрация. Причинява се от склонността на системата към термодинамични ... ... Голям енциклопедичен речник

Осмозичен речник на руските синоними. осмоза n., брой синоними: 2 осмоза (1) електроосмоза ... Речник на синоними

Осмоза- (от гръцки osmos push, налягане) дифузия на вещества под формата на йони през полупропускливи клетъчни мембрани. Осмозата, насочена към клетките, се нарича ендосмоза, външна екзосмоза. Основният канал за метаболизъм на организмите с околната среда ... ... Екологичен речник

осмоза- - проникването на молекулите на разтворителя през мембраната от разтворителя в разтвор или от разтвор с по -ниска концентрация до разтвор с по -висока концентрация. Обща химия: учебник / А. В. Жолнин Осмоза - дифузия на разтворител през полупропусклива ... ... Химически термини

- (от гръцки osmos push, налягане), спонтанното преминаване на разтворителя през полупропусклива мембрана, която не позволява на разтвореното вещество да премине. За да се запази първоначалният състав на разтвора, е необходимо да се приложи към разтвора ... ... Съвременна енциклопедия

Държавно бюджетно учебно заведение за висше професионално образование Волгоградски държавен медицински университет на Министерството на здравеопазването на Руската федерация.

Катедра по химия

Абстрактна работа по темата:

„Колигативни свойства на решенията. Осмоза и дифузия в растителна клетка "

Проверено от: Складановская Наталия Николаевна

Подготвено от:

Студент 2 -ра година

Игнатенко А.А.

Фармацевтичен факултет

202 групи

Волгоград 2015

1. Въведение

2. Колигативни свойства.

3. Водоснабдяване на растителната клетка.

4. Дифузия.

6. Ролята на осмозата и осмотичното налягане в клетката.

7. Заключение.

8. Списък на литературата.

Въведение

Колигативните свойства на разтворите, т.е. свойствата, които зависят от броя на частиците, включват осмотично налягане, дифузия, понижаване на точката на замръзване и увеличаване на точката на кипене на разтворите в сравнение с чист разтворител. Осмотичното налягане осигурява твърдост и еластичност на тъканите. Колигативните свойства на физиологичните, хипертоничните и хипотоничните разтвори са свързани с техните клинични свойства.

Осмозата е от голямо значение в живота на хората, животните и растенията. Както знаете, всички биологични тъкани се състоят от клетки, вътре в които има течност (цитоплазма), която е разтвор на различни вещества в H2O. Клетъчната мембрана е полупропусклива и водата преминава през нея доста свободно.

Навън клетките се измиват от междуклетъчната течност, която също е воден разтвор. Освен това концентрацията на разтворени вещества в клетките е по -голяма, отколкото в междуклетъчната течност. В резултат на осмозата се наблюдава преходът на разтворителя от външната среда в клетката, което причинява частичното му подуване или тургор. В този случай клетката придобива подходяща твърдост и еластичност. Тургор допринася за запазването на определена форма на органи в животински организми, стъбла и листа в растенията. При нарязаните растения в резултат на изпаряване на водата обемът на между- и вътреклетъчната течност намалява, осмотичното налягане намалява, еластичността на клетките намалява и растението изсъхва. Овлажняването на растенията, поставянето им във вода причинява осмоза и отново придава еластичност на тъканите.

Колигативни свойства.

Колигативни свойства се наричат ​​разтвори, които имат редица свойства, които се дължат на общи причини и се определят само от концентрацията на разтвореното вещество, т.е. от броя на неговите частици, молекули в системата, но не зависят от тяхната маса, форма , размер.

Тези свойства са:

Осмотичното налягане,

Намаляване на налягането на наситените пари на разтворителя над разтвора,

Увеличаване на точката на кипене и понижаване на точката на замръзване на разтвора.

За разтвори на вещества с различна природа, но съдържащи същия брой кинетично активни частици от разтворено вещество, тези свойства ще бъдат еднакви.

Това явление е присъщо на разредени разтвори на нелетливи нискомолекулни вещества, т.е. разтвори, които са най-близо до идеалните по отношение на техните характеристики.

Прием на вода в растителната клетка.

За осъществяването на всички жизненоважни процеси водата и хранителните вещества трябва да влязат в клетката от външната среда. Водата пряко или косвено участва във всички метаболитни реакции и е най -важният компонент на растителната клетка. Но освен притока на вода в клетката, може да се извърши и обратния процес - излизането на водата от клетката. Тези явления се обясняват с процесите на дифузия и осмоза.

Както знаете, при температури над абсолютната нула всички молекули са в постоянно произволно движение. Това показва, че те имат определена кинетична енергия. Поради постоянното движение при смесване на две течности или два газа, техните молекули са равномерно разпределени в наличния обем.

Дифузия.

Дифузията е процес, водещ до равномерно разпределение на молекули разтворено вещество и разтворител. Както всяко движение, дифузията изисква енергия. Дифузията винаги е насочена от по -висока концентрация на дадено вещество към по -ниска, от система с по -висока свободна енергия към система с по -ниска свободна енергия.

Свободната енергия е частта от вътрешната енергия на системата, която може да се преобразува в работа. Свободната енергия, свързана с 1 мол вещество, се нарича химически потенциал. И както знаете, химическият потенциал може да се определи като промяна във всеки вид енергия, придружаваща промяна в количеството материя в системата.

μi = (∂U / ∂ni) S, V, nj = (∂H / ∂ni) S, p, nj = (∂F / ∂ni) T, V, nj = (∂G / ∂ni) T, p, nj

където ni- е броят на бенките

индекс j ≠ i - постоянен брой на всички компоненти на dni, с изключение на ni.

По този начин химическият потенциал е мярка за енергията, която дадено вещество използва за реакция или движение. Химическият потенциал е функция на концентрацията. Колкото по -висока е концентрацията на дадено вещество, толкова по -висока е неговата активност и химическият му потенциал.

Дифузионното движение на материята винаги преминава от по -висок към по -нисък химичен потенциал. Тъй като химическият потенциал характеризира способността на разглеждания компонент да излезе от дадена фаза или да излезе от дадено състояние по време на химическо взаимодействие. В многофазни (хетерогенни) системи преходът на даден компонент може да настъпи спонтанно само от фаза, където химичният му потенциал е по -голям, към фаза, в която химическият му потенциал е по -нисък. Следователно преходът е придружен от намаляване на химическия потенциал на компонента в първата фаза и увеличаване във втората. В резултат на това разликата между химичните потенциали на даден компонент в тези две фази намалява и когато се постигне равновесие, химичният компонент става еднакъв и в двете фази. Във всяка равновесна хетерогенна система химическият потенциал на всеки компонент е еднакъв във всички фази. Това означава, че в неравновесни системи всеки компонент ще се стреми от състояние с по -висок химически потенциал към състояние с по -нисък потенциал, докато се установи равновесие.

Разликата в стойностите на μ определя посоката на химичните реакции, фазовите трансформации и дифузията на вещества от една фаза в друга. Добавянето на разтворени молекули към вода води до образуване на връзка между вода и разтворени молекули, което намалява неговата активност, свободната енергия и химичния му потенциал. В случай, че дифузните вещества срещнат мембрана по пътя си, движението се забавя и в някои случаи спира.

Скоростта на дифузия зависи от температурата, естеството на веществото, разликата в концентрацията. Колкото по -висока е концентрацията на дадено вещество, толкова по -висока е неговата активност и химическият му потенциал.

Дифузията на вода от по -висок до по -нисък химичен потенциал през мембраната се нарича осмоза. С други думи, осмозата е дифузия на вода или друг разтворител през полупропусклива мембрана, причинена от разлика в концентрацията или разлика в химичните потенциали.

Осмоза.

Осмозата е резултат от неравенството на химичните потенциали на водата от противоположните страни на мембраната. Идеалната полупропусклива мембрана позволява на водните молекули да преминават през тях и да излизат молекулите на разтвореното вещество.

Един от изключителните учени, работещи в тази област, беше Вилхелм Пфефер, немски ботаник и физиолог на растенията. Роден в Гребенщайн, близо до Касел. Учи химия и фармацевтика в университета в Гьотинген (1863-1865). Основните произведения са посветени на физиологията на растенията. Той изучава осмотичните явления в растителните клетки, които определят усвояването на водата и минералите от растенията. Тези произведения на Пфефер поставят основите на мембранната теория за клетъчната пропускливост. Използвайки проектиран от него осмометър с полупропусклива преграда, изработена от желязо-синя желязна мед (клетката на Пфефер), той установява (1877) зависимостта на осмотичното налягане от концентрацията на разтвора, температурата и молекулния размер, обобщена от Я. Г. Вант Хоф (1887). Той изучава процесите на дишане и азотен метаболизъм в растенията, енергията на фотосинтезата, трансформацията на резервни хранителни вещества, физиологията на раздразнителността и механиката на движение на листата и цветята. Открит положителен хемотаксис в гамети от папрат.

Както бе споменато по-горе, V. Pfeffer през 1877 г. подготви изкуствена полупропусклива мембрана. За тази цел разтвор на меден сулфат се излива в порест порцеланов съд и се поставя в друг съд, напълнен с разтвор на калиев фероцианид. В порите на първия порцеланов съд разтворите влизат в контакт и реагират помежду си. В резултат на това в порите се образува филм от меден фероцианид Cu 2, който е полупропусклив.

Така се създава модел на клетката: полупропускливият филм имитира мембраната, а стените на съда - пектоцелулозната обвивка. Съд, в порите на който се образува полупропусклива мембрана, напълнен с разтвор на захароза, се поставя във вода.

Такова устройство се нарича осмометър.

Диаграма на осмометъра Pfeffer на фиг. 1: 1 - съд с разтворител; 2- мембрана; 3 - клетка с разтвор; 4 - манометър.

Продължавайки изследванията си, В. Пфефер установява следния факт - притокът на вода в разтвора през полупропусклива преграда се определя от разликата между свободната енергия на чистата вода и разтвора - този процес протича спонтанно по градиента на безплатна енергия на водата. В допълнение, Pfeffer установи, че химическият състав на разтвора не се променя след разреждане, тоест филмът има селективност (селективност) за проникващи компоненти. Така се появява терминът "полупропусклива мембрана".

Диаграма на експеримент за измерване на осмотично налягане (фиг. 2)

Въпреки това, Pfeffer не успя да установи количествени зависимости на осмотичното налягане от концентрацията и температурата.

Тази зависимост е изведена от Van't Hoff:

Линейната зависимост на осмотичното налягане от концентрацията на разтвора и от температурата се наблюдава само за идеални разтвори. Тоест уравнението за идеални решения е:

Следователно уравнението може да се приложи само за разредени разтвори. Ако разтвореното вещество се дисоциира и има степен на дисоциация, тогава в най-простия случай на дисоциация на една частица на две имаме AB-A + + B-.

Броят на недисоциираните частици, получени от 1 mol, е (1 -a) mol, броят на продуктите на дисоциация е 2a mol, а общият брой молове ще бъде 1 - a + 2a = 1 + a.

Сумата 1 + a се обозначава с буквата i. Това е така нареченият изотоничен коефициент на Вант Хоф.

Тогава уравнението на осмотичното налягане приема формата

където π е осмотичното налягане,

i - коефициент на Вант Хоф,

R - универсална газова константа, 8.31 J / mol ∙ K

T - абсолютна температура, K

Идеални при всяка концентрация са разтворите, чиито компоненти са близки по физически и химични свойства и чието образуване не е придружено от обемни и топлинни ефекти. В този случай силите на междумолекулното взаимодействие между хомогенни и несходни частици са приблизително еднакви и образуването на разтвор се дължи само на фактора на ентропията.

Реалните разтвори, чиито компоненти се различават значително по физични и химични свойства, се подчиняват на закона на Раулт само в областта на безкрайно малки концентрации.

В осмометър, в присъствието на полупропусклива мембрана, водата ще влезе в разтвора, което ще го разрежда, а движението на водата ще се забави.

Настъпва термодинамичното равновесие. Термодинамичното равновесие е термодинамично състояние на системата, което при постоянни външни условия не се променя във времето и тази неизменност не се причинява от никакъв външен процес. По този начин налягането на течния стълб ще балансира силата, с която водните молекули влизат в осмометъра. Енергията на водните молекули, която е намаляла поради въвеждането на разтворено вещество, ще бъде попълнена от налягането на течния стълб. Това налягане увеличава химичния потенциал на разтвора (μ p), което го прави равен на химическия потенциал на чиста вода (μ in). През този период от време се наблюдава осмотично равновесие. Тъй като е достигнато осмотично равновесие, процесът на осмоза се спира.

Ако след достигане на осмотично равновесие от страна на разтвора се приложи налягане, надвишаващо осмотичното налягане, тогава разтворителят ще започне да се изнася от разтвора в обратна посока. В този случай ще има обратна осмоза.

Като прикачите манометър, можете да измерите налягането, което трябва да се приложи към системата, за да се предотврати навлизането на вода в разтвора и обратно.

Обратната осмоза се използва във филтриращи инсталации за пречистване и обогатяване на водата с минерали.

Изискванията за характеристиките на питейната вода са се увеличили значително през последните десетилетия. Това не означава, че хората са започнали да консумират по -качествена течност, но технологиите за филтриране и пречистване на водата наистина са станали по -ефективни. В същото време такива устройства не винаги работят по принципно нови технологии - често разработчиците основават почистващите системи на принципите, които ни заобикалят в природата. Към такива явления принадлежи и осмозата. Какво е това и каква полза може да донесе на обикновен човек? Това е технологичен процес, който ви позволява да предоставите in vivo. Съществуват различни подходи към техническото внедряване на осмозата, но целите й остават същите - да се получи чиста и безопасна вода за консумация.

Принцип на осмозата

Този процес може да се осъществи в системи, където подвижността на разтворените елементи е по -малка от нивото на активност на разтворителя. Обикновено експертите демонстрират това явление по -ясно с помощта на полупропусклива мембрана. Важно е да се вземе предвид, че такива мембрани могат да се нарекат полупропускливи само за някои частици. Сега можем по -точно да отговорим на следния въпрос: осмозата - какво е това? По същество това е процесът на отделяне на някои вещества от околната среда, в която са били преди разделянето с помощта на мембрана. Например, ако подобна мембрана се използва за разделяне на чист разтворител и разтвор, тогава концентрацията на първия в средата ще бъде по -малко висока, тъй като определена част от нейните молекули се заменя с частици разтворени вещества.

Какво е особеното при обратната осмоза?

Процесът на обратна осмоза е усъвършенствана технология за филтриране на различни среди. Отново си струва да се върнем към принципа, въз основа на който действа осмозата - каква е тя в пълната си форма? Това е например морската вода, която е пречистена от сол. Филтрирането на други замърсители може да се извърши по същия начин. За това се използва обратна осмоза, при която налягане действа върху средата и принуждава веществото да премине през почистващата мембрана.

Въпреки високата ефективност на такова пречистване, производителите успяха да постигнат значителен напредък в технологичното развитие на тази концепция едва през последните десетилетия. Съвременното пречистване включва използването на най -тънките мембрани, които не пропускат дори частици под формата на примеси с ниско молекулно тегло - между другото, размерът им може да бъде до 0,001 микрона.

Техническо изпълнение

Въпреки очевидната сложност, обратната осмоза се прилага в сравнително компактни устройства. Основата на такива системи се формира от филтри, от които може да има няколко. В традиционния дизайн почистването започва с предварителни филтри. Следва комбиниран постфилтър, който може да изпълнява и допълнителни функции на климатик или минерализатор. Най -модерните модели включват високоселективни мембрани - най -ефективната и скъпа система. Осмозата в този дизайн осигурява не само многостепенно пречистване, но и омекотява водата. Филтрите също се доставят с патрони, специални керамични кранове, резервоари за съхранение с възможност за смяна на резервоара и капак.

В процеса на преминаване през него той се изчиства от разтворени и механични примеси, хлор и неговите съединения, хербициди, алуминий, нефтени продукти, пестициди, торове, феноли, тежки метали, както и вируси и бактерии. Ефектът от такова почистване може да се види без специален анализ. Редовната вода от чешмата например премахва миризмите и неприятните аромати. Освен това гореспоменатата функция на минерализация осигурява състава с обогатяване с естествени минерали, сред които са полезни йони.

Производители на филтри и цени

Може би в Русия няма по -известни филтри за вода от продуктите на Aquaphor. Компанията произвежда ултра компактни автоматични системи, които осъществяват висококачествено почистване с обогатяване на полезни елементи. Характеристика на офертата Aquaphor е ефективността и практичността на системите, които осигуряват бърза осмоза. Цената на такива устройства е 8-9 хиляди рубли. Продуктите на марката Geyser също са популярни, по -специално серията Prestige. Тези филтри съчетават висококачествено почистване и лекота на използване. Между другото, животът на мембраната с обратна осмоза на такава система е 10 пъти по -дълъг от експлоатационния живот на стандартните патрони. Пълен комплект от такъв филтрационен комплекс струва около 10 хиляди рубли. Чужди системи с обратна осмоза също са търсени на вътрешния пазар, сред които се отбелязват японски продукти Toray. Разработчиците предлагат устройства с директен поток, които не изискват резервоар и са оборудвани с отделен вентил.

Тема:Патофизиология на водния метаболизъм

(учител - кандидат на медицинските науки, доцент Абазова З.Х.)

Нарушения на обмена на вода

(дисхидрия)

хиперхидратация при свръххидратацияили дехидратация

(излишно натрупване (намаляване на общия обем течност)

телесни течности)

Хиперхидратацията и хипохидратацията се подразделят на

Извънклетъчно клетъчно общо

Чрез промяна в стойността на осмотичното налягане на течността

хипер- и хипохидратация са

Изоосмоларен хиперосмоларен хипоосмолар

Хипохидратация

Тази форма на нарушение възниква поради

Или значително намаляване на приема на вода в тялото,

Или в случай на прекомерна загуба.

Ексикоза- изключителна степен на дехидратация.

1. Изоосмоларна хипохидратация - Това е сравнително рядък вариант на разстройството, което се основава на пропорционално намаляване на обема на течността и електролитите. Това състояние обикновено се проявява веднага след остра загуба на кръв, тъй като губим плазма, а с нея губим в еквивалентно съотношение както вода, така и електролити. Този тип хипохидратация не съществува дълго и се елиминира поради активирането на компенсаторни механизми.

2. Хипоосмоларна хипохидратация се развива поради загубата на течност, богата на електролити, т.е. солите се губят в по -голяма степен от водата. Възниква, когато:

Бъбречна патология (с увеличаване на филтрацията на електролити и намаляване на тяхната реабсорбция),

Чревна патология (при диария има загуба на електролити),

Надбъбречна патология (с намаляване на производството на алдостерон, намалената реабсорбция на натрий в бъбреците намалява).

3. Хиперосмоларна хипохидратация се развива поради загубата на течност от организма, бедна на електролити (азоли), т.е. има преобладаваща загуба на вода. Тя може да възникне поради:

Повръщане, полиурия,

Обилно изпотяване

Продължителна хиперсаливация,

Патологии на хипофизната жлеза (с недостиг на ADH - диабет без захар - реабсорбцията на вода в бъбреците е нарушена),

Полипнея (има загуба на вода през дихателните пътища).

Патогенеза и последици от хипохидратация:

Дехидратацията води до развитие хиповолемия (намаляване на BCC) и артериална хипотония,от своя страна обаждания циркулаторна хипоксия. Влошаване на хипоксиятанасърчават интра- и екстраваскуларно нарушения на микроциркулацията... Първите са причинени от значителна промяна в реологичните свойства на кръвта: нейното удебеляване, увеличаване на вискозитета, което създава условия за развитие на застой и утайка в микросъдовете. Последните са резултат от хипохидратация на интерстициалното пространство, което води до промяна в характера на междуклетъчната течност.

Получената хипоксия в комбинация с дехидратация на тъканите води до увеличаване дезорганизация на метаболизма в тъканите: се увеличава разграждане на протеини, нивото на азотни основи в кръвта се повишава (хиперазотемия)главно поради амоняк (поради излишък от образуването му, от една страна, и недостатъчна чернодробна функция, от друга), а в някои случаи и карбамид (в резултат на нарушена бъбречна функция). В зависимост от характера на промяната в съдържанието на йони ацидоза(със загуба на натрий, бикарбонат), или алкалоза(със загуба на калий, хлор).

Прекомерна хидратация

Тази форма на нарушение възниква поради

Или излишният прием на вода в тялото,

Или недостатъчното му отстраняване. В някои случаи тези два фактора действат едновременно.

1. Изоосмоларна свръххидратация се развива, когато водата и електролитите влизат в тялото в еквивалентно съотношение. Може да се възпроизведе, когато се въведе в тялото излишък от физиологичен разтвор,например натриев хлорид. Развиващата се хиперхидрия има временен характер и обикновено бързо се елиминира (при условие, че системата за регулиране на обмена на вода работи нормално).

2. Хипоосмоларна хиперхидратация може да възникне

Когато голямо количество вода се вкарва ентерално в тялото ("отравяне с вода"). Картината на отравяне с вода се развива само в случай на многократно прилагане на излишна вода.

При остра бъбречна недостатъчност (в този случай екскрецията на вода е нарушена).

Със синдрома на Пархон (в резултат на масивно освобождаване на ADH в кръвта, което насърчава реабсорбцията на вода в бъбреците),

В някои случаи това може да доведе до въвеждане на дори малки количества течност, например през тръба, за да се промие стомаха, особено ако пациентът има бъбречна недостатъчност.

Хипоосмоларната хиперхидратация се образува едновременно в извънклетъчния и клетъчния сектор, т.е. се отнася до общите форми на дисхидрия. Вътреклетъчната хипоосмоларна хиперхидратация е придружена от груба нарушения на йонния и киселинно-алкалния баланс, мембранния потенциал на клетките.При отравяне с вода има гадене, повтарящо се повръщане, конвулсии, кома.

3. Хиперосмоларна свръххидратация може да възникне в случай на принудителна употреба морска водакато пиене. Както знаете, морската вода съдържа много електролити (соли). Бързото повишаване на нивото на електролити в извънклетъчното пространство води до остра хиперемия, тъй като плазмолемата не позволява на излишните йони да навлязат в клетката. Той обаче не може да задържа вода и част от клетъчната вода ще се смеси в интерстициалното пространство. В резултат на това се увеличава извънклетъчната хиперхидратация, въпреки че степента на хиперозия намалява. В същото време се наблюдава дехидратация на тъканите. Този тип разстройство е придружено от развитието на същите симптоми като при хиперосмоларна дехидратация. (мъчителна жажда, която кара човек да пие отново солена вода).

Оток

Отокът е типичен патологичен процес, който се характеризира с увеличаване на съдържанието на вода в извънсъдовото пространство. Развитието му се основава на нарушение на обмена на вода между кръвната плазма и периваскуларната течност. Отокът е широко разпространена форма на нарушен обмен на вода в тялото.

Някои термини се използват за означаване на някои форми на оток, например оток на подкожната тъкан - анасарка; натрупване на течност в коремната кухина - асцит; в плеврата - хидроторакс.

Видове оток:

Произход: По патогенеза:

1. "застоял": - хемодинамичен,

Сърдечен ("централен"), - онкотичен,

Венозен ("периферен"), - осмотичен,

Лимфен; - мембраногенен,

2. бъбречни: - лимфогенни.

Джейд,

Нефротичен;

3. възпалителни;

4. кахексичен;

5. алергичен;

6. ендокринни;

7. токсичен;

8. неврогенен;

9. гладен;

10. чернодробна.

патогенетични механизми на развитие на оток:

1. Хемодинамичен механизъм на развитие на оток. Отокът възниква поради повишаване на кръвното налягане във венозната част на капилярите. Това намалява количеството реабсорбция на течността, докато тя продължава да се филтрира.

2. Онкотичен механизъм на развитие на оток.

Отокът се развива поради

понижаване на онкотичното налягане (P onc)илиувеличаване на R onc на междуклетъчната течност

кръв

хипоонкия на кръвта поради износване местен характер което определя

намаляващо ниво протеин в кръвта и и регионална форма на оток.

главно албумин ... Хиперонкия на междуклетъчната течност

Причини за хипопротеинемия:може да възникне, когато:

Недостатъчен прием на протеини - преместване на част от плазмените протеини в

в тялото (хранителен глад, тъкани с патологично увеличение

заболявания на стомашно -чревния тракт), пропускливост на съдовата стена,

Нарушаване на синтеза на албумин (чернодробна патология), - освобождаването на протеини от клетките, когато те

Прекомерна загуба на протеини на кръвната плазма при промяна на урината,

с някои бъбречни заболявания (нефроза), чрез - повишаване на хидрофилността на протеините

увредена кожа с голямо междуклетъчно пространство под

изгаряния. влиянието на излишния H +, Na +, хистамин,

серотонин.

Осмотичен механизъм на развитие на оток.

Отокът се развива поради

понижаване на осмотичното налягане (P osm)илиувеличаване на P osm междуклетъчната течност

Кръв

По принцип кръвната хипоосмия е ограничен характер.

може да възникне, но бързо образуваща се хиперемия може да възникне поради:

в същото време тежки нарушения на хомеостазата а) нарушения на извличането на електролити и

"Не оставяйте" време за развитие на метаболити от тъканите в случай на нарушение

изразената му форма. микроциркулация;

б) намаляване на активния транспорт на йони

през клетъчните мембрани, когато

тъканна хипоксия;

в) масивно "изтичане" на йони от клетките

когато са променени;

г) увеличаване на степента на дисоциация

соли за ацидоза.

4. Мембраногенен механизъм на развитие на оток ... Отокът се образува поради значително увеличаване на пропускливостта на съдовата стена. Основните фактори за повишаване на неговата пропускливост са:

а) хиперекстензия на стените на капилярите (например с артериална хиперемия);

б) увеличаване на тяхната "порьозност", т.е. пропускливост (с излишък от хистамин, серотонин в тъканите);

в) увреждане на ендотелните клетки и тяхното закръгляване (под действието на токсини, хипоксия, ацидоза и др.);

г) нарушение на структурата на базалната мембрана (при условия на ензимно активиране).

Увеличаването на пропускливостта на съдовите стени улеснява изхода на течността от тях. С увеличаване на пропускливостта на стените на кръвоносните съдове протеините на кръвната плазма започват да излизат в тъканта.

Обикновено не един, а няколко или дори всички горепосочени механизми участват в развитието на оток, като се включват последователно, тъй като се нарушава водно-електролитния метаболизъм.

Когато обмислят избора на система за филтриране на вода за пиене, битови нужди, потребителите често се питат какво е обратна осмоза, тъй като филтрите на негова основа са много популярни.

Този термин се разбира като процес, при който под влияние на налягане разтворител (чиято роля обикновено се играе от вода) преминава частично пропусклива мембрана от разтвор с по -висока концентрация в разтвор с по -ниска концентрация. Тази технология не е човешко изобретение, тя съществува в живите организми, осигуряваща обмена на различни вещества между клетките. Обратната осмоза се използва от хората с цел обезсоляване или пречистване на водата.

Необходимото налягане може да варира значително в зависимост от характеристиките на изходната течност. Така че за обезсоляване на солени морски води са необходими около 70-80 атмосфери, за пречистване на прясна вода от кладенци, централизирани водоснабдителни системи от примеси и замърсяване-3-4 атмосфери. Увеличаването на налягането само подобрява качеството на филтрацията.

Същността на филтрацията с обратна осмоза

Този метод дава възможност за пречистване на водата много по -ефективно от по -традиционните, въз основа само на механичното отделяне на големи замърсители, адсорбцията на редица вещества. При обратната осмоза филтрацията е на много по -ниско молекулно ниво. Дори такава система не може да осигури 100% пречистване, но примесите преминават през мембраните във филтрите в незначителни количества. За повечето неорганични съединения / елементи филтрацията е 85% - 98%. Органичното вещество с високо молекулно тегло се отстранява почти напълно. Основните газове, съдържащи се във водата - кислород, водород - почти не променят концентрацията си, т.е. вкусът на водата не се променя.

Следният факт е особено важен: бактериите и вирусите са просто големи по размер, т.е. се филтрират, водата се дезинфекцира. В допълнение, филтрите често са оборудвани с ултравиолетови излъчватели, които окончателно унищожават всички потенциални патогени.

Получената вода е много чиста и може да се използва за пиене и готвене дори без допълнително кипене. Минималното съдържание на сол води до почти пълно отсъствие на котлен камък в чайниците, съдомиялните и пералните машини. Свойствата на филтрираната вода са подобни на размразената вода. Не приготвени у дома, получени от топенето на падналия сняг, а от древните ледници, които бяха замръзнали дори когато екологията на планетата беше несравнимо по -добра.

Ефективност на осмотичната филтрация

Естествено, системата за обратна осмоза не може да работи еднакво добре при всички условия. Качеството на филтрацията зависи от:

• Налягане;
• Температурен режим;
• Киселинност на околната среда;
• Мембранни материали;
• Химическият състав на филтрираната вода.

Размерът на мембранните клетки е такъв, че водните молекули преминават свободно през нея и тази с още по -малък диаметър. По -големите артикули се забавят. И за да не се натрупват на филтриращата повърхност, забавяйки процеса на почистване, във филтъра се осигурява допълнителен малък поток вода, който ги измива в канализацията.

Но такива мембрани са много чувствителни към примеси с големи размери. Следователно, за да се предпазят от бързо износване, е необходим филтър или цяла система от филтри за предварително почистване, отделящи елементи като ръжда, пясък, органични частици и т.н., адсорбиращи някои примеси като хлор. В противен случай в най -добрия случай качеството на филтрацията ще се влоши, скоростта му ще се забави, в най -лошия случай филтърът напълно ще се провали.

Толкова ли е перфектна филтрираната вода?

С всички предимства такива системи имат и недостатък. Високата степен на пречистване на водата означава почти пълна деминерализация. Пиенето на такава вода води до извличане на много основни вещества от организма (например калций, магнезий), което се отразява негативно на здравето, преди всичко на състоянието на костите.

Проблемът е решен:

• инсталиране на минерализатори за водата, която ще се използва за пиене (а не за готвене, миене на съдове, миене), като се добавят само елементите, необходими на човек;
• допълнителен прием на витаминни и минерални комплекси;
• пиене не само на вода, но и на други напитки.

Структура на филтърна мембрана

Мембраните са по същество много фино сито, чийто размер на окото е толкова малък, че не се вижда с просто око. За по -голяма здравина и стабилност мембраните могат да бъдат прикрепени към пластмасови мрежи, които допълнително ги предпазват от груби отломки, преминали всички предишни етапи на почистване.

Мембраните са изработени от композитни полимерни материали. Производителността им не е достатъчно висока, за да отговори на нуждите на потребителите с малка площ. Затова производителите на филтри се стремят да увеличат максимално тази област, като ги търкалят.

Основни характеристики на мембраните:

• Производителност (т.е. колко вода се пречиства за единица време);
• Степен на филтрация (какъв процент от входящата вода се пречиства). Непречистената вода може просто да се източи в канализацията или да се използва за поливане на растения, промиване и други домакински задължения, където идеалната чистота на течността не е особено важна.

Избор на филтър

Когато избирате система за обратна осмоза, трябва да обърнете внимание не само на тяхното качество и производителност, но и на налягането на входящата течност, което те изискват. Може би налягането на чешмяната вода няма да бъде достатъчно, тогава е по-добре да изберете друг филтър, който работи при по-ниско налягане или има вградена помпа, или да инсталирате помпата отделно.

Филтрите за обратна осмоза, използвани у дома, могат да пречистват няколкостотин литра вода на ден, което е повече от достатъчно за нуждите на средностатистическо семейство. За промишлени предприятия се използват много по -мощни инсталации, филтриращи стотици пъти по -големи обеми.

Обобщаване

Като цяло обратната осмоза, въпреки своята простота, осигурява висока степен на пречистване и дезинфекция на водата. Следователно филтрите, използващи тази технология, напълно оправдават разходите за тяхната покупка, поддръжка и ремонт.