istorija

Prvo osmoza primijetio A. Nollea u, ali proučavanje ovog fenomena započelo je stoljeće kasnije.

Suština procesa

Pirinač. 1. Osmoza kroz polupropusnu membranu. Čestice otapala (plave) mogu proći kroz membranu, a čestice otopljene tvari (crvene) ne.

Pojava osmoze opaža se u onim sredinama gdje je pokretljivost otapala veća od pokretljivosti otopljenih tvari. Važan poseban slučaj osmoze je osmoza kroz polupropusnu membranu. Polupropusne membrane su one koje imaju dovoljno visoku propusnost ne za sve, već samo za neke tvari, posebno za otapalo. (Mobilnost otopljenih tvari u membrani teži nuli). U pravilu je to zbog veličine i pokretljivosti molekula, na primjer, molekul vode je manji od većine molekula otopljenih tvari. Ako takva membrana razdvaja otopinu i čisto otapalo, tada se pokazuje da je koncentracija otapala u otopini manja, jer se neke njegove molekule zamjenjuju molekulama otopljene tvari (vidi sliku 1). Kao posljedica toga, prijelazi čestica otapala iz presjeka koji sadrži čisto otapalo u rastvor će se događati češće nego u suprotnom smjeru. U skladu s tim, volumen otopine će se povećati (a koncentracija tvari će se smanjiti), dok će se volumen otapala odgovarajuće smanjiti.

Na primjer, polupropusna membrana graniči se s ljuskom jajeta iznutra: dopušta molekulama vode da prođu i zadržavaju molekule šećera. Ako takva membrana odvaja otopine šećera s koncentracijom od 5 odnosno 10%, tada će kroz nju u oba smjera prolaziti samo molekule vode. Kao rezultat toga, u više razrijeđenoj otopini koncentracija šećera će se povećati, a u koncentriranijoj otopini, naprotiv, smanjiti. Kada koncentracija šećera u obje otopine postane jednaka, doći će do ravnoteže. Rješenja koja su postigla ravnotežu nazivaju se izotonična. Ako se poduzmu mjere da se koncentracije ne promijene, osmotski tlak će dosegnuti konstantnu vrijednost kada obrnuti tok molekula vode postane jednak izravnom.

Osmosis usmjeren unutar ograničene količine tekućine naziva se endosmoza, prema van - egzozmos... Transport otapala kroz membranu je posljedica osmotskog pritiska. Ovaj osmotski pritisak nastaje u skladu s Le Chatelier -ovim principom zbog činjenice da sistem pokušava izjednačiti koncentraciju otopine u oba medija razdvojena membranom, a opisan je drugim zakonom termodinamike. Jednako je prekomjernom vanjskom pritisku koji treba primijeniti sa strane otopine za zaustavljanje procesa, odnosno za stvaranje uvjeta za osmotsku ravnotežu. Prekomjerni višak pritiska nad osmotskim pritiskom može dovesti do obrnute osmoze - obrnute difuzije otapala.

U slučajevima kada je membrana propusna ne samo za otapalo, već i za neke otopljene tvari, prijenos potonjeg iz otopine u otapalo omogućuje dijalizu, koja se koristi kao metoda za pročišćavanje polimera i koloidnih sistema od nečistoća niske molekulske mase, poput kao elektroliti.

Vrijednost osmoze

Osmosis igra važnu ulogu u mnogim biološkim procesima. Membrana koja okružuje normalnu krvnu ćeliju propusna je samo za molekule vode, kisika, neke hranjive tvari i stanične otpadne tvari otopljene u krvi; za velike molekule proteina u rastvorenom stanju unutar ćelije, on je neprobojan. Stoga, proteini koji su toliko važni za biološke procese ostaju unutar ćelije.

Osmosis sudjeluje u prijenosu hranjivih tvari u debla visokog drveća, gdje kapilarni prijenos nije u mogućnosti obavljati ovu funkciju.

Osmosis naširoko koristi u laboratorijskoj tehnologiji: pri određivanju molarnih karakteristika polimera, koncentracije otopina, proučavanju različitih bioloških struktura. Osmotski fenomeni ponekad se koriste u industriji, na primjer, u proizvodnji određenih polimernih materijala, pročišćavanju visoko mineralizirane vode metodom obrnute osmoze tekućina.

Upotreba biljnih ćelija osmoza također povećati volumen vakuole tako da proširuje ćelijske stijenke (turgor tlak). Biljne ćelije to čine skladištenjem saharoze. Povećanjem ili smanjenjem koncentracije saharoze u citoplazmi, stanice mogu regulirati osmozu. Zbog toga se povećava elastičnost biljke u cjelini. Mnogi pokreti biljaka povezani su s promjenama turgornog pritiska (na primjer, pomicanje brkova graška i drugih biljaka penjačica). Slatkovodne protozoe također imaju vakuolu, ali zadatak praživotvornih vakuola je samo ispumpavanje viška vode iz citoplazme radi održavanja konstantne koncentracije tvari otopljenih u njoj.

Osmosis također igra važnu ulogu u ekologiji vodnih tijela. Ako koncentracija soli i drugih tvari u vodi poraste ili opadne, stanovnici ovih voda će umrijeti zbog štetnih učinaka osmoze.

Industrijska upotreba

Prvu prototipnu elektranu na svijetu koja koristi osmozu za proizvodnju električne energije lansirao je Statkraft 24. novembra 2009. godine u Norveškoj u blizini grada Tofte. Slana morska voda i slatka voda u elektrani odvojene su membranom; budući da je koncentracija soli u morskoj vodi veća, pojava osmoze se razvija između slane vode mora i slatke vode fjorda - stalan protok molekula vode kroz membranu prema slanoj vodi. Kao rezultat toga, pritisak slane vode raste. Ovaj pritisak odgovara pritisku vodenog stuba visokog 120 metara, odnosno prilično visokog vodopada. Protok vode dovoljan je za pogon turbine za proizvodnju energije. Proizvodnja je ograničena, a glavna svrha je testiranje opreme. Najproblematičnija komponenta elektrane su membrane. Prema riječima stručnjaka Statkrafta, svjetska proizvodnja može se kretati od 1.600 do 1.700 TWh, što je uporedivo s potrošnjom Kine u 2002. Ograničenje je posljedica principa rada - takve elektrane mogu se graditi samo na morskoj obali. Ovo nije vječni stroj za kretanje, izvor energije je energija sunca. Solarna toplina odvaja vodu od mora tokom isparavanja i prenosi je na kopno putem vjetra. Potencijalna energija koristi se u hidroelektranama, a kemijska energija je dugo zanemarivana.

Napomene (uredi)

Linkovi

Fondacija Wikimedia. 2010.

Sinonimi:

Pogledajte šta je "osmoza" u drugim rječnicima:

osmoza- osmoza i ... Ruski pravopisni rječnik

OSMOS, jednosmjerna difuzija OTAPALA (poput vode) kroz prirodnu ili umjetnu polupropusnu membranu (pregrada koja propušta samo određene otopljene tvari) u koncentriraniju otopinu. Zbog… … Naučno -tehnički enciklopedijski rječnik

Osobina tečnosti da se kombinuju, čak i kada su odvojene. C. N. porozna pregrada i upravo ovo curenje tečnosti. Cjelovit rječnik stranih riječi koje su se ušle u upotrebu u ruskom jeziku. Popov M., 1907. OSMOS vidi ENDOSMOS i ... ... Rečnik stranih reči ruskog jezika

- (od grčkog osmos push pressure), jednosmjerni prijenos otapala kroz polupropusnu pregradu (membranu) koja odvaja otopinu od čistog otapala ili otopine niže koncentracije. To je uzrokovano tendencijom sistema prema termodinamičkim ... ... Veliki enciklopedijski rječnik

Osmosis Rječnik ruskih sinonima. osmosis n., broj sinonima: 2 osmosis (1) elektroosmoza ... Rečnik sinonima

Osmosis- (od grčkog osmos push, tlak) difuzija tvari u obliku iona kroz polupropusne stanične membrane. Osmoza usmjerena u stanice naziva se endosmoza, vanjska egzozmoza. Glavni kanal metabolizma organizama sa okolinom. ... ... Ekološki rječnik

osmoza- - prodiranje molekula otapala kroz membranu iz otapala u otopinu ili iz otopine s nižom koncentracijom u otopinu s većom koncentracijom. Opća hemija: udžbenik / A. V. Zholnin Osmoza - difuzija otapala kroz polupropusnu ... ... Hemijski pojmovi

- (od grčkog osmos push, pritisak), spontani prijelaz otapala kroz polupropusnu membranu koja ne dopušta prolazak otopljene tvari. Da bi se sačuvao izvorni sastav otopine, potrebno je nanijeti otopinu ... ... Moderna enciklopedija

Državna proračunska obrazovna ustanova visokog stručnog obrazovanja Volgogradsko državno medicinsko sveučilište Ministarstva zdravstva Ruske Federacije.

Odeljenje za hemiju

Apstraktni rad na tu temu:

“Koligativna svojstva rješenja. Osmoza i difuzija u biljnoj ćeliji "

Provjerila: Skladanovskaya Natalia Nikolaevna

Pripremljen od:

Student 2. godine

Ignatenko A.A.

Farmaceutski fakultet

202 grupe

Volgograd 2015

1. Uvod

2. Koligativna svojstva.

3. Opskrba vodom biljne ćelije.

4. Difuzija.

6. Uloga osmoze i osmotskog pritiska u ćeliji.

7. Zaključak.

8. Lista referenci.

Uvod

Koligativna svojstva rješenja, tj. Svojstva koja zavise od broja čestica uključuju osmotski pritisak, difuziju, snižavanje tačke mržnjenja i povećanje tačke ključanja rastvora u poređenju sa čistim rastvaračem. Osmotski pritisak osigurava čvrstoću i elastičnost tkiva. Koligativna svojstva fizioloških, hipertoničnih i hipotoničnih otopina povezana su s njihovim kliničkim svojstvima.

Osmoza je od velikog značaja u životu ljudi, životinja i biljaka. Kao što znate, sva biološka tkiva sastoje se od ćelija, unutar kojih se nalazi tekućina (citoplazma), koja je otopina različitih tvari u H2O. Stanična membrana je polupropusna i voda sasvim slobodno prolazi kroz nju.

Izvana, ćelije se ispiru međustaničnom tekućinom, koja je također vodena otopina. Štoviše, koncentracija otopljenih tvari unutar stanica veća je nego u međustaničnoj tekućini. Kao rezultat osmoze, primjećuje se prijelaz otapala iz vanjskog okruženja u ćeliju, što uzrokuje njegovo djelomično oticanje ili turgor. U tom slučaju ćelija dobiva odgovarajuću čvrstoću i elastičnost. Turgor doprinosi očuvanju određenog oblika organa u životinjskim organizmima, stabljika i lišća u biljkama. U rezanim biljkama, kao rezultat isparavanja vode, smanjuje se volumen međućelijske i unutarstanične tekućine, smanjuje se osmotski tlak, smanjuje se elastičnost stanica i biljka vene. Vlaženje biljaka, njihovo stavljanje u vodu izaziva osmozu i opet daje elastičnost tkivima.

Koligativna svojstva.

Koligativna svojstva nazivaju se rješenja koja imaju niz svojstava koja su posljedica uobičajenih razloga i određena su samo koncentracijom otopljene tvari, odnosno brojem njenih čestica, molekula u sistemu, ali ne ovise o njihovoj masi, obliku , veličina.

Ova svojstva su:

Osmotski pritisak,

Smanjivanjem pritiska zasićene pare otapala nad otopinom,

Povećanje tačke ključanja i snižavanje tačke smrzavanja rastvora.

Za otopine tvari različite prirode, ali koje sadrže isti broj kinetički aktivnih čestica otopljene tvari, ta će svojstva biti ista.

Ova pojava svojstvena je razrijeđenim otopinama nehlapljivih niskomolekularnih tvari, odnosno otopinama koje su po svojim karakteristikama najbliže idealnim.

Unos vode u biljnu ćeliju.

Za provođenje svih vitalnih procesa, voda i hranjive tvari moraju ući u ćeliju iz vanjskog okruženja. Voda izravno ili neizravno sudjeluje u svim metaboličkim reakcijama i najvažnija je komponenta biljne stanice. No, osim protoka vode u ćeliju, može se provesti i obrnuti proces - izlaz vode iz ćelije. Ove pojave se objašnjavaju procesima difuzije i osmoze.

Kao što znate, na temperaturama iznad apsolutne nule, svi molekuli su u stalnom nasumičnom kretanju. To pokazuje da imaju određenu kinetičku energiju. Zbog stalnog kretanja pri miješanju dvije tekućine ili dva plina, njihove molekule ravnomjerno su raspoređene po raspoloživoj zapremini.

Difuzija.

Difuzija je proces koji dovodi do ravnomjerne raspodjele molekula otopljene tvari i otapala. Kao i svaki pokret, i za difuziju je potrebna energija. Difuzija je uvijek usmjerena iz veće koncentracije date tvari u nižu, iz sistema s većom slobodnom energijom u sistem s manjom slobodnom energijom.

Besplatna energija je dio unutrašnje energije sistema koji se može pretvoriti u rad. Slobodna energija, koja se odnosi na 1 mol tvari, naziva se kemijski potencijal. Kao što znate, hemijski potencijal može se definirati kao promjena u bilo kojoj vrsti energije koja prati promjenu količine tvari u sistemu.

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

gdje je n- broj madeža

indeks j ≠ i - konstantan broj svih komponenti dni, osim ni.

Dakle, kemijski potencijal mjera je energije koju određena tvar koristi za reakciju ili kretanje. Kemijski potencijal je funkcija koncentracije. Što je veća koncentracija određene tvari, veća je njezina aktivnost i kemijski potencijal.

Difuzijsko kretanje tvari uvijek ide od većeg prema nižem kemijskom potencijalu. Budući da kemijski potencijal karakterizira sposobnost komponente koja se razmatra da izađe iz date faze ili da izađe iz datog stanja tokom kemijske interakcije. U višefaznim (heterogenim) sistemima prelaz date komponente može se dogoditi spontano samo iz faze u kojoj je njen hemijski potencijal veći, u fazu u kojoj je njen hemijski potencijal manji. Stoga je prijelaz popraćen smanjenjem kemijskog potencijala komponente u prvoj fazi i povećanjem u drugoj. Kao rezultat toga, razlika između hemijskih potencijala date komponente u ove dvije faze se smanjuje, a kada se postigne ravnoteža, hemijska komponenta postaje ista u obje faze. U svakom ravnotežnom heterogenom sistemu, hemijski potencijal svake komponente je isti u svim fazama. To znači da će u neravnotežnim sustavima bilo koja komponenta prelaziti iz stanja s većim kemijskim potencijalom u stanje s manjim potencijalom sve dok se ne uspostavi ravnoteža.

Razlika u vrijednostima μ određuje smjer kemijskih reakcija, faznih transformacija i difuzije tvari iz jedne u drugu fazu. Dodavanje molekula otopljene tvari vodi dovodi do stvaranja veze između vode i molekula otopljene tvari, što smanjuje njezinu aktivnost, slobodnu energiju i kemijski potencijal. U slučaju da difuzne tvari na svom putu naiđu na membranu, kretanje se usporava, a u nekim slučajevima i zaustavlja.

Brzina difuzije ovisi o temperaturi, prirodi tvari, razlici u koncentraciji. Što je veća koncentracija određene tvari, veća je njezina aktivnost i kemijski potencijal.

Difuzija vode s višeg na niži kemijski potencijal kroz membranu naziva se osmoza. Drugim riječima, osmoza je difuzija vode ili drugog otapala kroz polupropusnu membranu uzrokovana razlikom u koncentraciji ili razlikom u kemijskim potencijalima.

Osmosis.

Osmoza je rezultat nejednakosti kemijskih potencijala vode na suprotnim stranama membrane. Idealna polupropusna membrana omogućava molekulama vode da prođu i molekule otopljene tvari van.

Jedan od izvanrednih naučnika koji su radili na ovom polju bio je Wilhelm Pfeffer, njemački botaničar i fiziolog biljaka. Rođen u Grebensteinu, u blizini Kassela. Studirao hemiju i farmaciju na Univerzitetu u Göttingenu (1863-1865). Glavni radovi posvećeni su fiziologiji biljaka. Proučavao je osmotske pojave u biljnim stanicama koje određuju apsorpciju vode i minerala u biljkama. Ovi Pfefferovi radovi postavili su temelje membranske teorije o propusnosti stanica. Koristeći osmometar koji je dizajnirao s polupropusnom pregradom od željezo-plavo-željeznog bakra (Pfefferova ćelija), ustanovio je (1877.) ovisnost osmotskog tlaka o koncentraciji otopine, temperaturi i molekularnoj veličini, generalizirao Ya. G. Van't Hoff (1887). Proučavao je procese disanja i metabolizam dušika u biljkama, energiju fotosinteze, transformaciju rezervnih hranjivih tvari, fiziologiju razdražljivosti i mehaniku kretanja lišća i cvijeća. Otkrio je pozitivnu kemotaksiju u gametama paprati.

Kao što je gore spomenuto, V. Pfeffer je 1877. pripremio umjetnu polupropusnu membranu. Za to je otopina bakrenog sulfata ulivena u poroznu porculansku posudu i stavljena u drugu posudu napunjenu otopinom kalijevog ferocijanida. U porama prve porculanske posude otopine su došle u kontakt i međusobno reagirale. Kao rezultat toga, u porama je nastao film bakrenog ferocijanida Cu 2, koji je bio polupropustan.

Tako je stvoren model ćelije: polupropusni film imitirao je membranu, a stijenke posude - ljusku pektoceluloze. Posuda u čijim porama je nastala polupropusna membrana ispunjena otopinom saharoze stavljena je u vodu.

Takav uređaj naziva se osmometar.

Dijagram osmometra Pfeffer na slici 1: 1 - posuda sa rastvaračem; 2- membrana; 3 - ćelija sa rastvorom; 4 - manometar.

Nastavljajući svoje studije, V. Pfeffer je utvrdio sljedeću činjenicu - protok vode u otopinu kroz polupropusnu pregradu određen je razlikom između slobodne energije čiste vode i otopine - ovaj proces se odvija spontano uz gradijent besplatna energija vode. Osim toga, Pfeffer je otkrio da se kemijski sastav otopine ne mijenja nakon razrjeđivanja, odnosno da film ima selektivnost (selektivnost) za prodorne komponente. Tako se pojavio izraz "polupropusna membrana".

Dijagram eksperimenta za mjerenje osmotskog pritiska (slika 2)

Međutim, Pfeffer nije uspio ustanoviti kvantitativne ovisnosti osmotskog tlaka o koncentraciji i temperaturi.

Tu ovisnost zaključio je Van't Hoff:

Linearna ovisnost osmotskog tlaka o koncentraciji otopine i temperaturi promatra se samo za idealna rješenja. Odnosno, jednadžba za idealna rješenja je:

Stoga se jednadžba može primijeniti samo na razrijeđene otopine. Ako otopljena tvar disocira i ima stupanj disocijacije, tada u najjednostavnijem slučaju disocijacije jedne čestice na dvije imamo AB-A + + B-.

Broj nedisociranih čestica dobivenih iz 1 mola je (1 -a) mol, broj produkata disocijacije je 2a mol, a ukupan broj molova bit će 1 - a + 2a = 1 + a.

Zbir 1 + a označava se slovom i. Ovo je takozvani izotonični Van't Hoffov koeficijent.

Tada jednadžba osmotskog pritiska poprima oblik

gdje je π osmotski tlak,

i - Van't Hoffov koeficijent,

R - univerzalna plinska konstanta, 8,31 J / mol ∙ K

T - apsolutna temperatura, K

Idealni u bilo kojoj koncentraciji su otopine čije su komponente bliske po fizičkim i kemijskim svojstvima i čije nastajanje ne prate volumetrijski i toplinski učinci. U ovom slučaju, sile međumolekulske interakcije između homogenih i nesličnih čestica približno su iste, a nastanak otopine posljedica je samo faktora entropije.

Prava rješenja čije se komponente značajno razlikuju po fizičkim i hemijskim svojstvima poštuju Raoultov zakon samo u području beskonačno malih koncentracija.

U osmometru, u prisutnosti polupropusne membrane, voda će ući u otopinu, koja će je razrijediti, a kretanje vode usporiti.

Uspostavlja se termodinamička ravnoteža. Termodinamička ravnoteža je termodinamičko stanje sistema koje se, uz stalne vanjske uvjete, ne mijenja u vremenu, a tu nepromjenjivost ne uzrokuje nikakav vanjski proces. Tako će pritisak stupa tekućine uravnotežiti silu s kojom molekule vode ulaze u osmometar. Energija molekula vode, koja se smanjila zbog uvođenja otopljene tvari, nadopunit će se pritiskom stupca tekućine. Ovaj pritisak povećava hemijski potencijal rastvora (μ p), čineći ga jednakim hemijskom potencijalu čiste vode (μ in). U tom vremenskom periodu primjećuje se osmotska ravnoteža. Pošto je postignuta osmotska ravnoteža, proces osmoze se zaustavlja.

Ako se, nakon postizanja osmotske ravnoteže, sa strane otopine primijeni tlak veći od osmotskog, tada će se otapalo početi iseljavati iz otopine u suprotnom smjeru. U tom slučaju doći će do obrnute osmoze.

Priključivanjem manometra možete mjeriti tlak koji se mora primijeniti na sistem kako biste spriječili ulazak vode u otopinu i obrnuto.

Obrnuta osmoza koristi se u instalacijama za filtriranje za pročišćavanje i obogaćivanje vode mineralima.

Zahtjevi za karakteristike vode za piće značajno su porasli u posljednjim decenijama. To ne znači da su ljudi počeli konzumirati kvalitetniju tekućinu, ali su tehnologije filtriranja i pročišćavanja vode zaista postale učinkovitije. Istovremeno, takvi uređaji ne rade uvijek na fundamentalno novim tehnologijama - često programeri zasnivaju sisteme čišćenja na principima koji nas okružuju u prirodi. Ovim pojavama pripada i osmoza. Šta je to i kakvu korist može donijeti običnom čovjeku? Ovo je tehnološki proces koji vam omogućuje pružanje in vivo. Postoje različiti pristupi tehničkoj implementaciji osmoze, ali njezini ciljevi ostaju isti - pribaviti čistu i sigurnu vodu za potrošnju.

Princip osmoze

Ovaj proces se može odvijati u sistemima u kojima je pokretljivost rastvorenih elemenata manja od nivoa aktivnosti otapala. Obično stručnjaci jasnije demonstriraju ovaj fenomen uz pomoć polupropusne membrane. Važno je uzeti u obzir da se takve membrane mogu nazvati polupropusnim samo za neke čestice. Sada možemo preciznije odgovoriti na sljedeće pitanje: osmoza - što je to? U suštini, ovo je proces odvajanja nekih tvari od okoline u kojoj su bile prije odvajanja pomoću membrane. Na primjer, ako se slična membrana koristi za odvajanje čistog otapala i otopine, tada će koncentracija prvog u mediju biti manja, jer se određeni dio njegovih molekula zamjenjuje česticama otopljene tvari.

Po čemu je reverzna osmoza posebna?

Proces obrnute osmoze napredna je tehnologija za filtriranje različitih medija. Opet, vrijedi se vratiti principu na osnovu kojeg osmoza djeluje - šta je to u potpunom obliku? Ovo je, na primjer, morska voda pročišćena od soli. Filtriranje drugih zagađivača može se provesti na isti način. Za to se koristi reverzna osmoza pri kojoj tlak djeluje na medij i tjera tvar da prođe kroz membranu za čišćenje.

Uprkos visokoj efikasnosti takvog pročišćavanja, proizvođači su uspjeli postići značajne pomake u tehnološkom razvoju ovog koncepta tek posljednjih decenija. Moderno pročišćavanje uključuje upotrebu najtanjih membrana koje ne dopuštaju prolaz čak ni česticama u obliku nečistoća niske molekularne mase - usput, njihova veličina može biti i do 0,001 mikrona.

Tehnička implementacija

Unatoč prividnoj složenosti, reverzna osmoza je implementirana u prilično kompaktnim uređajima. Osnovu takvih sustava čine filtri, kojih može biti nekoliko. U tradicionalnom dizajnu, čišćenje počinje predfilterima. Nakon toga slijedi kombinirani post-filter, koji također može obavljati dodatne funkcije klima uređaja ili mineralizatora. Najnapredniji modeli uključuju visoko selektivne membrane - najefikasniji i najskuplji sistem. Osmoza u ovom dizajnu ne pruža samo višestepeno pročišćavanje, već i omekšava vodu. Filteri se također isporučuju s patronama, posebnim keramičkim slavinama, spremnicima za skladištenje s mogućnošću zamjene rezervoara i poklopca.

U procesu prolaska kroz njega čisti se od otopljenih i mehaničkih nečistoća, klora i njegovih spojeva, herbicida, aluminija, naftnih derivata, pesticida, gnojiva, fenola, teških metala, kao i virusa i bakterija. Učinak takvog čišćenja može se vidjeti bez posebne analize. Na primjer, obična voda iz slavine uklanja mirise i neugodne okuse. Osim toga, spomenuta funkcija mineralizacije osigurava kompoziciju obogaćivanjem prirodnim mineralima, među kojima su i korisni ioni.

Proizvođači filtera i cijene

Možda u Rusiji nema poznatijih filtera za vodu od proizvoda Aquaphor. Kompanija proizvodi ultrakompaktne automatske sisteme koji implementiraju visokokvalitetno čišćenje uz obogaćivanje korisnih elemenata. Karakteristika Aquaphor ponude je efikasnost i praktičnost sistema koji pružaju brzu osmozu. Cijena takvih uređaja je 8-9 hiljada rubalja. Popularni su i proizvodi marke Geyser, posebno serija Prestige. Ovi filteri kombiniraju visokokvalitetno čišćenje i jednostavnu upotrebu. Inače, vijek trajanja membrane za reverznu osmozu takvog sistema je 10 puta duži od vijeka trajanja standardnih patrona. Kompletan set takvog kompleksa za filtriranje košta oko 10 hiljada rubalja. Na domaćem tržištu traženi su i strani sistemi sa obrnutom osmozom, među kojima se ističu japanski proizvodi Toray. Programeri nude uređaje s direktnim protokom koji ne zahtijevaju spremnik i opremljeni su zasebnim ventilom.

Tema: Patofiziologija metabolizma vode

(nastavnik - kandidat medicinskih nauka, vanredni profesor Abazova Z.Kh.)

Poremećaji izmjene vode

(dishidrija)

hiperhidracija hipohidracija ili dehidrataciju

(višak akumulacije (smanjenje ukupne zapremine tekućine)

tjelesne tečnosti)

Hiperhidratacija i hipohidracija se dijele na

Izvanstanični ćelijski total

Promjenom vrijednosti osmotskog pritiska tekućine

hiper- i hipohidracija su

Izoosmolarni hiperosmolarni hipoosmolar

Hipohidratacija

Do ovog oblika kršenja dolazi zbog

Ili značajno smanjenje unosa vode u organizam,

Ili u slučaju njegovog pretjeranog gubitka.

Exicosis- ekstremni stepen dehidracije.

1. Izoosmolarna hipohidracija - Ovo je relativno rijetka varijanta poremećaja, koja se temelji na proporcionalnom smanjenju volumena tekućine i elektrolita. Ovo stanje se obično javlja odmah nakon akutnog gubitka krvi, budući da gubimo plazmu, a s njom gubimo u ekvivalentnom omjeru i vodu i elektrolite. Ova vrsta hipohidracije ne postoji dugo i eliminira se zbog aktiviranja kompenzacijskih mehanizama.

2. Hipoosmolarna hipohidracija razvija se zbog gubitka tekućine bogate elektrolitima, tj. soli se gube u većoj mjeri od vode. Javlja se kada:

Patologija bubrega (s povećanjem filtracije elektrolita i smanjenjem njihove reapsorpcije),

Crijevna patologija (s proljevom dolazi do gubitka elektrolita),

Adrenalna patologija (smanjenjem proizvodnje aldosterona smanjuje se reapsorpcija natrija u bubrezima).

3. Hiperosmolarna hipohidracija razvija se zbog gubitka tekućine u tijelu, siromašne elektrolitima (asoli), tj. postoji pretežni gubitak vode. Može nastati zbog:

Povraćanje, poliurija,

Obilno znojenje

Dugotrajna hipersalivacija,

Patologije hipofize (s nedostatkom ADH -a - dijabetes insipidus - reapsorpcija vode u bubrezima je oslabljena),

Polipneja (postoji gubitak vode kroz respiratorni trakt).

Patogeneza i posljedice hipohidracije:

Dehidracija dovodi do razvoja hipovolemija (smanjenje BCC) i arterijska hipotenzija, redom pozivi cirkulatorna hipoksija. Pogoršanje hipoksije promoviraju intra- i ekstravaskularne bolesti poremećaji mikrocirkulacije... Prvi su uzrokovani značajnom promjenom reoloških svojstava krvi: njenim zgušnjavanjem, povećanjem viskoznosti, što stvara uvjete za razvoj zastoja i mulja u mikro posudama. Potonji su posljedica hipohidracije međuprostornog prostora, što dovodi do promjene u prirodi međustanične tekućine.

Rezultirajuća hipoksija u kombinaciji s dehidracijom tkiva dovodi do povećanja poremećaj metabolizma u tkivima: povećava razgradnja proteina, nivo azotnih baza u krvi raste (hiperazotemija) uglavnom zbog amonijaka (zbog viška njegovog stvaranja, s jedne strane, i nedovoljne funkcije jetre, s druge strane), a u nekim slučajevima i ureje (kao posljedica oštećenja bubrežne funkcije). Ovisno o prirodi pomaka u sadržaju iona acidoza(sa gubitkom natrijuma, bikarbonata), ili alkaloza(sa gubitkom kalijuma, hlora).

Prekomjerna hidratacija

Do ovog oblika kršenja dolazi zbog

Ili višak unosa vode u organizam,

Ili nedovoljno uklanjanje. U nekim slučajevima ova dva faktora djeluju istovremeno.

1. Izoosmolarna prekomjerna hidratacija nastaje kada voda i elektroliti uđu u tijelo u jednakom omjeru. Može se reprodukovati kada se unese u organizam višak količine fiziološke otopine, na primjer natrijum hlorid. Hiperhidrija u razvoju je privremene prirode i obično se brzo uklanja (pod uslovom da sistem za regulaciju izmjene vode radi normalno).

2. Hipoosmolarna hiperhidratacija može nastati

Kada se enteralno u organizam unese velika količina vode ("trovanje vodom"). Slika trovanja vodom razvija se samo u slučaju ponovljene primjene viška vode.

Kod akutne bubrežne insuficijencije (u ovom slučaju je smanjeno izlučivanje vode).

S Parkhonovim sindromom (kao rezultat masovnog oslobađanja ADH -a u krv, koji potiče reapsorpciju vode u bubrezima),

U nekim slučajevima to može dovesti do uvođenja čak i malih količina tekućine, na primjer, kroz cijev kako bi se isprao želudac, posebno ako pacijent ima bubrežnu insuficijenciju.

Hipoosmolarna hiperhidratacija nastaje istovremeno u izvanstaničnom i staničnom sektoru, tj. odnosi se na ukupne oblike dishidrije. Unutarstaničnu hipoosmolarnu hiperhidrataciju prati bruto kršenje ionske i kiselinsko-bazne ravnoteže, membranskog potencijala stanica. Kod trovanja vodom postoji mučnina, ponavljano povraćanje, konvulzije, koma.

3. Hiperosmolarna hiperhidracija može nastati u slučaju prisilne upotrebe morske vode kao piće. Kao što znate, morska voda sadrži puno elektrolita (soli). Brzo povećanje razine elektrolita u izvanstaničnom prostoru dovodi do akutna hiperosmija, budući da plazmolema ne dopušta da višak iona uđe u ćeliju. Međutim, ne može zadržati vodu, a dio ćelijske vode će se umiješati u međuprostor. Kao rezultat toga, povećava se izvanstanična hiperhidracija, iako se stupanj hiperosmije smanjuje. Istodobno se primjećuje dehidracija tkiva. Ova vrsta poremećaja popraćena je razvojem istih simptoma kao i kod hiperosmolarne dehidracije. (nesnosna žeđ, zbog koje osoba ponovo pije slanu vodu).

Edem

Edem je tipičan patološki proces, koju karakterizira povećanje sadržaja vode u ekstravaskularnom prostoru. Njegov razvoj temelji se na kršenju izmjene vode između krvne plazme i perivaskularne tekućine. Edem je široko rasprostranjen oblik poremećene izmjene vode u tijelu.

Određeni se izrazi koriste za označavanje nekih oblika edema, na primjer, edema potkožnog tkiva - anasarka; nakupljanje tečnosti u trbušnoj šupljini - ascites; u pleuri - hidrotoraks.

Vrste edema:

Porijeklo: Po patogenezi:

1. "stagnira": - hemodinamički,

Srčani ("centralni"), - onkotičan,

Venski ("periferni"), - osmotski,

Limfni; - membranogeni,

2. bubrežni: - limfogeni.

Jade,

Nefrotski;

3.upalni;

4. kaheksički;

5. alergičan;

6. endokrini;

7.toksično;

8. neurogeni;

9. gladan;

10.hepatična.

patogenetski mehanizmi razvoja edema:

1. Hemodinamički mehanizam razvoja edema. Edem nastaje zbog povećanja krvnog tlaka u venskom dijelu kapilara. Time se smanjuje količina reapsorpcije tekućine koja se nastavlja filtrirati.

2. Onkotski mehanizam razvoja edema.

Edem se razvija zbog

snižavanje onkotskog pritiska (P onc)ilipovećati R onc međućelijske tečnosti

krv

hipoonkija krvi zbog trošenja lokalnog karaktera koji određuje

opadajući nivo proteina u krvi i regionalni oblik edema.

uglavnom albumin ... Hiperonkija međućelijske tečnosti

Uzroci hipoproteinemije: može nastati kada:

Nedovoljan unos proteina - unošenje dijela proteina plazme u

u tijelo (gladovanje, tkiva s patološkim povećanjem

bolesti gastrointestinalnog trakta), propusnost vaskularnog zida,

Kršenje sinteze albumina (patologija jetre), - oslobađanje proteina iz stanica kada se

Prekomjeran gubitak proteina krvne plazme pri promjeni urina,

s nekim bolestima bubrega (nefroza), kroz - povećanje hidrofilnosti proteina

oštećena koža s velikim međućelijskim prostorom ispod

opekotine. uticaj viška H +, Na +, histamina,

serotonin.

Osmotski mehanizam razvoja edema.

Edem se razvija zbog

snižavanje osmotskog pritiska (P osm)ilipovećanje P osm međustanične tekućine

Krv

U osnovi, hipoosmija krvi jest ograničeno karakter.

može doći, ali brzo nastajuća hiperosmija može nastati zbog:

u isto vrijeme, teški poremećaji homeostaze a) kršenja ispiranja elektrolita i

"Ne ostavljajte" vrijeme za razvoj metabolita iz tkiva u slučaju kršenja

njegov izražen oblik. mikrocirkulacija;

b) smanjenje aktivnog transporta jona

kroz ćelijske membrane kada

hipoksija tkiva;

c) veliko "curenje" jona iz ćelija

kada su izmenjene;

d) povećanje stepena disocijacije

soli za acidozu.

4. Membranogeni mehanizam razvoja edema ... Edem nastaje zbog značajnog povećanja propusnosti vaskularnog zida. Glavni faktori za povećanje njegove propusnosti su:

a) hiperekstenzija zidova kapilara (na primjer, s arterijskom hiperemijom);

b) povećanje njihove "poroznosti", tj. propusnost (s viškom histamina, serotonina u tkivima);

c) oštećenje endotelnih stanica i njihovo zaokruživanje (pod djelovanjem toksina, hipoksije, acidoze itd.);

d) kršenje strukture bazalne membrane (u uvjetima aktivacije enzima).

Povećanje propusnosti stijenki posuda olakšava izlaz tekućine iz njih. S povećanjem propusnosti zidova krvnih žila, proteini krvne plazme počinju izlaziti u tkivo.

Obično nije jedan, već nekoliko, pa čak i svi gore navedeni mehanizmi uključeni u razvoj edema, pa se uključuju sekvencijalno jer je poremećen metabolizam vode-elektrolita.

Prilikom razmatranja izbora sistema za filtriranje vode za piće, za potrebe domaćinstva, korisnici se često pitaju šta je to reverzna osmoza, jer filtri na osnovu njega su vrlo popularni.

Ovaj pojam se shvaća kao proces u kojem pod utjecajem pritiska otapalo (čiju ulogu obično ima voda) propušta djelomično propusnu membranu iz otopine veće koncentracije u otopinu niže koncentracije. Ova tehnologija nije ljudski izum, postoji u živim organizmima, osiguravajući razmjenu različitih tvari između stanica. Obrnutu osmozu ljudi koriste u svrhu desalinizacije ili pročišćavanja vode.

Potrebni tlak može uvelike varirati ovisno o karakteristikama izvorne tekućine. Dakle, za desalinizaciju slane morske vode potrebno je oko 70-80 atmosfera, za pročišćavanje slatke vode iz bunara, centralizirane vodoopskrbne sisteme od nečistoća i zagađenja-3-4 atmosfere. Povećanje pritiska samo poboljšava kvalitetu filtracije.

Suština filtracije reverzne osmoze

Ova metoda omogućuje pročišćavanje vode mnogo učinkovitije od tradicionalnijih, zasnovana samo na mehaničkom odvajanju velikih zagađivača, adsorpciji niza tvari. U obrnutoj osmozi, filtracija je na mnogo manjem molekularnom nivou. Čak ni takav sistem ne može osigurati 100% pročišćavanje, ali nečistoće prolaze kroz membrane u filterima u zanemarivim količinama. Za većinu anorganskih spojeva / elemenata, filtracija je 85% - 98%. Organska tvar velike molekulske mase uklanja se gotovo u potpunosti. Glavni plinovi sadržani u vodi - kisik, vodik - teško mijenjaju svoju koncentraciju, tj. okus vode se ne mijenja.

Sljedeća je činjenica posebno važna: bakterije i virusi su samo velikih dimenzija, tj. se filtriraju, voda se dezinficira. Osim toga, filtri su često opremljeni ultraljubičastim emiterima, koji konačno uništavaju sve potencijalne patogene.

Dobivena voda je vrlo čista i može se koristiti za piće i kuhanje čak i bez dodatnog ključanja. Minimalni sadržaj soli dovodi do gotovo potpunog odsustva kamenca u čajnicima, perilicama posuđa i perilicama rublja. Svojstva filtrirane vode slična su otopljenoj vodi. Ne priprema se kod kuće, dobiveno topljenjem snijega koji je pao, već iz drevnih glečera koji su bili smrznuti čak i kada je ekologija planete bila neuporedivo bolja.

Efikasnost osmotske filtracije

Naravno, sistem obrnute osmoze ne može raditi jednako dobro u svim uslovima. Kvaliteta filtracije ovisi o:

• Pritisak;
• Temperaturni režim;
• Kiselost okoline;
• Membranski materijal;
• Hemijski sastav filtrirane vode.

Veličina membranskih ćelija je takva da molekule vode slobodno prolaze kroz nju i one koje imaju još manji promjer. Veće stavke kasne. Kako se ne bi nakupljali na površini za filtriranje, usporavajući proces čišćenja, u filteru je osiguran dodatni mali protok vode koji ih ispire u odvod.

Ali takve su membrane vrlo osjetljive na nečistoće velikih dimenzija. Stoga je, kako bi se zaštitili od brzog trošenja, potreban filter ili čitav sustav filtara za prethodno čišćenje, odvajajući elemente poput hrđe, pijeska, organskih čestica itd., Adsorbirajući neke nečistoće poput klora. U suprotnom, u najboljem slučaju, kvaliteta filtracije će se pogoršati, brzina će se usporiti, u najgorem slučaju, filter će potpuno otkazati.

Je li filtrirana voda tako savršena?

Uz sve prednosti, takvi sistemi imaju i nedostatke. Visok stupanj pročišćavanja vode znači gotovo potpunu demineralizaciju. Pijenje takve vode dovodi do ispiranja mnogih esencijalnih tvari iz tijela (na primjer, kalcija, magnezija), što negativno utječe na zdravlje, prvenstveno na stanje kostiju.

Problem je riješen:

• ugradnja mineralizatora za vodu koja će se koristiti za piće (a ne za kuhanje, pranje posuđa, pranje), dodajući samo elemente potrebne osobi;
• dodatni unos kompleksa vitamina i minerala;
• piće ne samo vode, već i drugih pića.

Struktura membrane filtera

Membrane su u osnovi vrlo fino sito čija je veličina oka toliko mala da se ne mogu vidjeti golim okom. Za veću čvrstoću i stabilnost, membrane se mogu pričvrstiti na plastične mreže, što ih dodatno štiti od grubih ostataka koji su prošli sve prethodne faze čišćenja.

Membrane su izrađene od kompozitnih polimernih materijala. Njihova propusnost nije dovoljno visoka da zadovolji potrebe potrošača s malom površinom. Stoga proizvođači filtera nastoje povećati ovo područje valjanjem.

Glavne karakteristike membrana:

• Produktivnost (tj. Koliko se vode pročišćava po jedinici vremena);
• Stepen filtracije (koji procenat dolazne vode se prečišćava). Neprečišćena voda može se jednostavno ispustiti u kanalizaciju, ili se može koristiti za zalijevanje biljaka, ispiranje i druge kućanske poslove, gdje idealna čistoća tečnosti nije posebno važna.

Izbor filtera

Prilikom odabira sustava za reverznu osmozu, trebali biste obratiti pažnju ne samo na njihovu kvalitetu i performanse, već i na pritisak ulazne tekućine koji im je potreban. Možda pritisak vode iz slavine neće biti dovoljan, tada je bolje izabrati drugi filter koji radi na nižem pritisku ili ima ugrađenu pumpu, ili instalirajte pumpu zasebno.

Filtri za reverznu osmozu koji se koriste kod kuće mogu pročistiti nekoliko stotina litara vode dnevno, što je više nego dovoljno za potrebe prosječne porodice. Za industrijska poduzeća koriste se mnogo snažnije instalacije koje filtriraju stotine puta veće količine.

Sažimanje

Općenito, reverzna osmoza, unatoč svojoj jednostavnosti, osigurava visok stupanj pročišćavanja i dezinfekcije vode. Stoga filteri koji koriste ovu tehnologiju u potpunosti opravdavaju troškove njihove kupnje, održavanja i popravka.