Тарих

Бірінші осмосА.Нолле байқады, алайда бұл құбылысты зерттеу бір ғасырдан кейін басталды.

Процестің мәні

Күріш. 1.Осмос жартылай өткізгіш мембрана арқылы. Еріткіш бөлшектері (көк) мембранадан өте алады, еріген зат бөлшектері (қызыл) болмайды.

Осмос құбылысы еріткіштердің қозғалғыштығы еріген заттардың қозғалғыштығынан жоғары болатын ортада байқалады. Осмостың маңызды ерекше жағдайы - жартылай өткізгіш мембрана арқылы осмос. Жартылай өткізгіш мембраналар-бұл барлығына емес, тек кейбір заттарға, атап айтқанда, еріткішке арналған өткізгіштігі жеткілікті жоғары. (Мембранадағы еріген заттардың қозғалғыштығы нөлге ұмтылады). Әдетте, бұл молекулалардың мөлшері мен қозғалғыштығына байланысты, мысалы, су молекуласы еріген заттардың көпшілігіне қарағанда кіші. Егер мұндай мембрана ерітінді мен таза еріткішті бөлетін болса, онда еріткіштегі еріткіш концентрациясы онша жоғары емес болып шығады, өйткені оның кейбір молекулалары еріген заттың молекулаларымен алмастырылады (1 суретті қараңыз). Нәтижесінде еріткіш бөлшектерінің таза еріткіші бар бөліктен ерітіндіге өтуі қарама -қарсы бағытқа қарағанда жиірек болады. Тиісінше, ерітіндінің көлемі артады (және заттың концентрациясы төмендейді), ал еріткіштің көлемі тиісінше азаяды.

Мысалы, жартылай өткізгіш мембрана жұмыртқа қабығына ішкі жағынан жабысады: ол су молекулаларының өтуіне мүмкіндік береді және қант молекулаларын сақтайды. Егер мұндай мембрана тиісінше 5 және 10%концентрациялы қант ерітінділерін бөлетін болса, онда ол арқылы екі бағытта тек су молекулалары өтеді. Нәтижесінде сұйылтылған ерітіндіде қант концентрациясы жоғарылайды, ал концентрацияланған ерітіндіде керісінше төмендейді. Екі ерітіндідегі қант концентрациясы бірдей болған кезде тепе -теңдік пайда болады. Тепе -теңдікке жеткен ерітінділер изотоникалық деп аталады. Егер концентрация өзгермейтіндей шаралар қолданылса, су молекулаларының кері ағыны тікелейге тең болғанда осмостық қысым тұрақты мәнге жетеді.

Осмоссұйықтың шектеулі көлеміне бағытталған эндосмос, сыртқа - экзосмос... Еріткіштің мембрана арқылы тасымалдануы осмостық қысымға байланысты. Бұл осмостық қысым Ле Шателье принципіне сәйкес туындайды, себебі бұл жүйе мембранамен бөлінген екі ортадағы ерітіндінің концентрациясын теңестіруге тырысады және термодинамиканың екінші заңымен сипатталады. Бұл процесті тоқтату үшін, яғни осмостық тепе -теңдікке жағдай жасау үшін ерітінді жағынан қолданылуы керек артық сыртқы қысымға тең. Осмостық қысымға шамадан тыс артық қысым кері осмосқа - еріткіштің кері диффузиясына әкелуі мүмкін.

Егер мембрана еріткішке ғана емес, сонымен қатар кейбір еріген заттарға да өткізгіштігі болса, соңғысының ерітіндіден еріткішке ауысуы полимерлер мен коллоидты жүйелерді төмен молекулалық қоспалардан тазарту әдісі ретінде қолданылатын диализге мүмкіндік береді. электролиттер ретінде.

Осмос мәні

Осмоскөптеген биологиялық процестерде маңызды рөл атқарады. Қалыпты қан клеткасын қоршап тұрған мембрана су, оттегі, қанда еріген кейбір қоректік заттар мен жасушалық қалдықтар молекулалары үшін ғана өтеді; жасуша ішінде еріген күйдегі үлкен ақуыз молекулалары үшін ол өтпейді. Сондықтан биологиялық процестер үшін өте маңызды ақуыздар жасуша ішінде қалады.

Осмоскапиллярлық трансфер бұл функцияны орындай алмайтын биік ағаштардың діңдерінде қоректік заттардың берілуіне қатысады.

Осмосзертханалық технологияда кеңінен қолданылады: полимерлердің молярлық сипаттамаларын, ерітінділердің концентрациясын анықтауда, әр түрлі биологиялық құрылымдарды зерттеуде. Осмотикалық құбылыстар кейде өнеркәсіпте, мысалы, белгілі бір полимерлі материалдарды өндіруде, жоғары минералданған суды сұйықтықтардың кері осмос әдісімен тазартуда қолданылады.

Өсімдік жасушалары қолданылады осмосвакуоль көлемін ұлғайту үшін, ол жасуша қабырғаларын кеңейтеді (тургор қысымы). Өсімдік жасушалары мұны сахарозаны сақтау арқылы жасайды. Цитоплазмадағы сахарозаның концентрациясын жоғарылату немесе төмендету арқылы жасушалар осмосты реттей алады. Осының арқасында тұтастай өсімдіктің икемділігі артады. Өсімдіктердің көптеген қозғалыстары тургор қысымының өзгеруімен байланысты (мысалы, бұршақ және басқа альпинистік өсімдіктердің мұртшаларының қозғалысы). Тұщы су протозойларында вакуоль де бар, бірақ протозоан вакуольдерінің міндеті - еріген заттардың тұрақты концентрациясын ұстап тұру үшін цитоплазмадан артық суды сорып алу.

Осмоссу объектілерінің экологиясында да маңызды рөл атқарады. Егер судағы тұздың және басқа заттардың концентрациясы жоғарыласа немесе төмендесе, онда бұл судың тұрғындары осмос зиянды әсерінен өледі.

Өнеркәсіптік қолдану

Әлемдегі бірінші электростанция - электр энергиясын өндіру үшін осмос құбылысын қолданатын прототипті Statkraft 2009 жылдың 24 қарашасында Норвегияда Тофте қаласының маңында іске қосты. Тұзды теңіз суы мен электр станциясындағы тұщы су мембрана арқылы бөлінеді; теңіз суындағы тұздардың концентрациясы жоғары болғандықтан, осмос құбылысы теңіздің тұзды суы мен фьордтың тұщы суы арасында дамиды - мембранадан тұзды суға қарай су молекулаларының тұрақты ағымы. Нәтижесінде тұзды судың қысымы көтеріледі. Бұл қысым биіктігі 120 метр су бағанасының қысымына сәйкес келеді, яғни өте жоғары сарқырама. Су ағымы энергия өндіретін турбинаға жету үшін жеткілікті. Өндіріс шектеулі, жабдықты сынаудың негізгі мақсаты. Электр станциясының ең проблемалы компоненті - мембраналар. Statkraft сарапшыларының пікірінше, әлемдік өндіріс 1600 -ден 1700 ТВт / сағ дейін болуы мүмкін, бұл 2002 ж. Қытайдың тұтынуымен салыстырылады. Шектеу жұмыс принципіне байланысты - мұндай электр станцияларын тек теңіз жағалауында салуға болады. Бұл мәңгілік қозғалтқыш емес, энергия көзі - күн энергиясы. Күн жылуы булану кезінде суды теңізден бөліп, жел арқылы жерге қондырады. Потенциалды энергия гидроэлектростанцияларда қолданылады, ал химиялық энергия ұзақ уақыт бойы еленбеді.

Ескертулер (өңдеу)

Сілтемелер

Викимедиа қоры. 2010 ж.

Синонимдер:

Басқа сөздіктерде «осмос» деген не екенін қараңыз:

осмос- осмос және ... Орыстың емле сөздігі

OSMOS, еріткіштің (мысалы, судың) табиғи немесе жасанды жартылай өткізгіш мембрана арқылы (біршама еріген заттардың ғана өтуіне мүмкіндік беретін бөлік) неғұрлым концентрацияланған ерітіндіге біржақты таралуы. Солай болғандықтан… … Ғылыми -техникалық энциклопедиялық сөздік

Сұйықтықтардың қосылу қасиеті, тіпті олар бөлінгенде де c. кеуекті бөлік, және бұл сұйықтықтың ағуы. Орыс тілінде қолданысқа енген шетелдік сөздердің толық сөздігі. Попов М., 1907. ОСМОС қараңыз ENDOSMOS және ... ... Орыс тілінің шетел сөздерінің сөздігі

- (грекше osmos итеру қысымынан), еріткішті таза еріткіштен немесе концентрациясы төмен ерітіндіден бөлетін жартылай өткізгіш бөлік (мембрана) арқылы еріткішті бір жақты беру. Бұл жүйенің термодинамикаға бейімділігінен туындайды ... ... Үлкен энциклопедиялық сөздік

Орыс синонимдерінің осмос сөздігі. осмос n., синонимдер саны: 2 осмос (1) электросмос ... Синонимдік сөздік

Осмос- (грек тілінен osmos push, қысым) жартылай өткізгіш жасушалық мембраналар арқылы ион түріндегі заттардың таралуы. Жасушаларға бағытталған осмос эндосмос, сыртқы экзосмоз деп аталады. Организмдердің қоршаған ортамен алмасуының негізгі арнасы. ... ... Экологиялық сөздік

осмос- - еріткіштен ерітіндіге немесе концентрациясы төмен ерітіндіден концентрациясы жоғары ерітіндіге мембрана арқылы еріткіш молекулаларының енуі. Жалпы химия: оқулық / А.В.Жолнин осмосы - еріткіштің жартылай өткізгіш арқылы диффузиясы ... ... Химиялық терминдер

- (грекше osmos push, қысым), еріткіштің еріген заттың өтуіне жол бермейтін жартылай өткізгіш мембрана арқылы өздігінен өтуі. Ерітіндінің бастапқы құрамын сақтау үшін ерітіндіге ... ... қолдану қажет. Қазіргі энциклопедия

Ресей Федерациясы Денсаулық сақтау министрлігінің Волгоград мемлекеттік медицина университеті жоғары кәсіби білім беретін мемлекеттік бюджеттік оқу орны.

Химия кафедрасы

Тақырып бойынша реферат жұмыс:

«Ерітінділердің коллигативті қасиеттері. Өсімдік жасушасындағы осмос және диффузия »

Тексерген: Складановская Наталья Николаевна

Орындаған:

2 курс студенті

Игнатенко А.А.

Фармация факультеті

202 топ

Волгоград 2015 ж

1. Кіріспе

2. Коллигативті қасиеттер.

3. Өсімдік жасушасына су беру.

4. Диффузия.

6. Жасушадағы осмос пен осмостық қысымның рөлі.

7. Қорытынды.

8. Әдебиеттер тізімі.

Кіріспе

Ерітінділердің коллигативті қасиеттеріне, яғни. бөлшектердің санына байланысты қасиеттерге осмотикалық қысым, диффузия, қату температурасын төмендету және таза еріткішпен салыстырғанда ерітінділердің қайнау температурасын жоғарылату жатады. Осмостық қысым ұлпалардың беріктігі мен серпімділігін қамтамасыз етеді. Физиологиялық, гипертониялық және гипотоникалық ерітінділердің коллигативті қасиеттері олардың клиникалық қасиеттерімен байланысты.

Осмос адамның, жануарлар мен өсімдіктердің өмірінде үлкен маңызға ие. Өздеріңіз білетіндей, барлық биологиялық ұлпалар жасушалардан тұрады, оның ішінде сұйықтық (цитоплазма) бар, ол Н2О -дағы әр түрлі заттардың ерітіндісі. Жасуша мембранасы жартылай өткізгіш және су одан өте еркін өтеді.

Сыртта жасушалар жасушааралық сұйықтықпен жуылады, бұл да су ерітіндісі. Сонымен қатар, жасушалар ішіндегі еріген заттардың концентрациясы жасушааралық сұйықтыққа қарағанда жоғары. Осмос нәтижесінде еріткіштің сыртқы ортадан жасушаға ауысуы байқалады, бұл оның ішінара ісінуін немесе тургорын тудырады. Бұл жағдайда жасуша сәйкес қаттылық пен серпімділікке ие болады. Тургор жануарлар организмдеріндегі, өсімдіктердегі сабақтар мен жапырақтардың белгілі бір түрінің сақталуына ықпал етеді. Кесілген өсімдіктерде судың булануы нәтижесінде жасушааралық және жасушааралық сұйықтық көлемі азаяды, осмостық қысым төмендейді, жасушалардың серпімділігі төмендейді және өсімдік қурап қалады. Ылғалдандыратын өсімдіктер, оларды суға салу осмос тудырады және қайтадан ұлпаларға серпімділік береді.

Коллигативті қасиеттер.

Коллигативті қасиеттер бірқатар себептері бар және еріген заттың концентрациясымен ғана анықталатын ерітінділер деп аталады, яғни оның бөлшектерінің, жүйеде молекулаларының саны, бірақ олардың массасына, формасына тәуелді емес , өлшемі.

Бұл қасиеттер:

Осмостық қысым,

Еріткіштің қаныққан буының ерітінді үстіндегі қысымын төмендету,

Қайнау температурасын жоғарылату және ерітіндінің қату температурасын төмендету.

Табиғаты әр түрлі, бірақ құрамында ерітілген заттың кинетикалық белсенді бөлшектерінің саны бірдей болатын заттардың ерітінділері үшін бұл қасиеттер бірдей болады.

Бұл құбылыс ұшпайтын төмен молекулалы заттардың сұйылтылған ерітінділеріне тән, яғни олардың сипаттамалары бойынша идеалға жақынырақ келетін ерітінділер.

Өсімдік жасушасына судың түсуі.

Барлық өмірлік процестерді жүзеге асыру үшін су мен қоректік заттар жасушаға сыртқы ортадан енуі керек. Су барлық метаболикалық реакцияларға тікелей немесе жанама қатысады және өсімдік жасушасының ең маңызды компоненті болып табылады. Бірақ судың жасушаға түсуінен басқа, кері процесті де жүргізуге болады - судың жасушадан шығуы. Бұл құбылыстар диффузия мен осмос процестерімен түсіндіріледі.

Өздеріңіз білетіндей, абсолютті нөлден жоғары температурада барлық молекулалар тұрақты кездейсоқ қозғалыста болады. Бұл олардың белгілі бір кинетикалық энергияға ие екендігін көрсетеді. Екі сұйықтықты немесе екі газды араластыру кезінде тұрақты қозғалыстың арқасында олардың молекулалары қол жетімді көлемде біркелкі таралады.

Диффузия.

Диффузия - бұл еріген және еріткіш молекулаларының біркелкі таралуына әкелетін процесс. Кез келген қозғалыс сияқты, диффузия энергияны қажет етеді. Диффузия әрқашан берілген заттың жоғары концентрациясынан төменге дейін, бос энергиясы жоғары жүйеден бос энергиясы төмен жүйеге бағытталады.

Бос энергия - бұл жүйенің ішкі энергиясының бөлігі, оны жұмысқа айналдыруға болады. 1 моль затқа жататын бос энергия химиялық потенциал деп аталады. Өздеріңіз білетіндей, химиялық потенциалды жүйедегі зат мөлшерінің өзгеруімен бірге жүретін энергияның кез келген түрінің өзгеруі деп анықтауға болады.

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

мұндағы- бұл мольдердің саны

j ≠ i индексі - ni қоспағанда, барлық dni компоненттерінің тұрақты саны.

Сонымен, химиялық потенциал - бұл берілген зат реакцияға немесе қозғалуға жұмсайтын энергияның өлшемі. Химиялық потенциал - концентрацияның функциясы. Берілген заттың концентрациясы неғұрлым жоғары болса, оның белсенділігі мен химиялық потенциалы соғұрлым жоғары болады.

Заттың диффузиялық қозғалысы әрқашан жоғарыдан төмен химиялық потенциалға өтеді. Химиялық потенциал қарастырылатын компоненттің берілген фазадан шығу немесе химиялық әрекеттесу кезінде берілген күйден шығу мүмкіндігін сипаттайтындықтан. Көпфазалы (гетерогенді) жүйелерде берілген компоненттің химиялық потенциалы жоғары фазадан, оның химиялық потенциалы төмен фазаға өздігінен өтуі мүмкін. Сондықтан ауысу 1 -фазада компоненттің химиялық потенциалының төмендеуімен және 2 -ші жоғарылауымен жүреді. Нәтижесінде, осы екі фазадағы берілген компоненттің химиялық потенциалдары арасындағы айырмашылық төмендейді және тепе -теңдікке жеткенде, химиялық компонент екі фазада да бірдей болады. Кез келген тепе -тең гетерогенді жүйеде әрбір компоненттің химиялық потенциалы барлық фазаларда бірдей. Бұл тепе -теңдіксіз жүйелерде кез келген компонент химиялық потенциалы жоғары күйден әлеуеті төмен күйге тепе -теңдік орнағанға дейін ауысатынын білдіреді.

Μ мәндерінің айырмашылығы химиялық реакциялардың бағытын, фазалық түрленулерді және заттардың бір фазадан екінші фазаға таралуын анықтайды. Суға еріген молекулалардың қосылуы су мен еріген молекулалар арасында байланыс пайда болуына әкеледі, бұл оның белсенділігін, бос энергиясын және химиялық потенциалын төмендетеді. Егер жолда диффузиялық заттар мембранамен кездессе, қозғалыс баяулайды, ал кейбір жағдайларда тоқтайды.

Диффузия жылдамдығы температураға, заттың сипатына және концентрация айырмашылығына байланысты. Берілген заттың концентрациясы неғұрлым жоғары болса, оның белсенділігі мен химиялық потенциалы соғұрлым жоғары болады.

Судың жоғары химиялық потенциалдан мембрана арқылы таралуын осмос деп атайды. Басқаша айтқанда, осмос - бұл концентрацияның немесе химиялық потенциалдардың айырмашылығынан туындаған жартылай өткізгіш мембрана арқылы судың немесе басқа еріткіштің таралуы.

Осмос.

Осмос - бұл мембрананың қарама -қарсы жағындағы судың химиялық потенциалының теңсіздігінің нәтижесі. Идеал жартылай өткізгіш мембрана су молекулаларының өтуіне және еріген молекулалардың сыртқа шығуына мүмкіндік береді.

Бұл салада жұмыс істейтін көрнекті ғалымдардың бірі - неміс ботанигі және өсімдіктер физиологы Вильгельм Пфеффер. Грассенштейнде, Кассель маңында туған. Геттинген университетінде химия және фармацевтика мамандығы бойынша оқыды (1863-1865). Негізгі еңбектер өсімдіктер физиологиясына арналған. Ол өсімдіктердің су мен минералды заттардың сіңуін анықтайтын өсімдік жасушаларындағы осмостық құбылыстарды зерттеді. Пфеффердің бұл еңбектері жасуша өткізгіштігінің мембраналық теориясының негізін қалады. Ол темір-көгілдір мыстан жасалған жартылай өткізгіш қалқамен жасалған осмометрді (Пфеффер жасушасы) қолданып, осмостық қысымның ерітінді концентрациясына, температураға және молекулалық өлшемге тәуелділігін анықтады (Я.Г. Ван). Гофф (1887). Ол өсімдіктердегі тыныс алу мен азот алмасу процестерін, фотосинтездің энергетикасын, қоректік қоректік заттардың трансформациясын, тітіркену физиологиясын және жапырақтар мен гүлдердің қозғалу механикасын зерттеді. Папоротниктік гаметаларда оң хемотаксис ашылды.

Жоғарыда айтылғандай, В.Пфеффер 1877 жылы жасанды жартылай өткізгіш мембрана дайындады. Ол үшін кеуекті фарфор ыдысқа мыс сульфатының ерітіндісін құйып, калий ферроцианидінің ерітіндісімен толтырылған басқа ыдысқа салады. Бірінші фарфор ыдыстың тесіктерінде ерітінділер түйісіп, бір -бірімен әрекеттеседі. Нәтижесінде тесіктерде жартылай өткізгіш болатын мыс ферроцианид Cu 2 пленкасы пайда болды.

Осылайша, жасушаның моделі жасалды: жартылай өткізгіш пленка мембрананы имитациялады, ал ыдыстың қабырғалары - пектоцеллюлоза қабығы. Кеуектерінде жартылай өткізгіш мембрана түзілген, сахароза ерітіндісімен толтырылған ыдыс суға салынған.

Мұндай құрылғы осмометр деп аталады.

Пфеффер осмометрінің диаграммасы 1 -суретте: 1 - еріткіші бар ыдыс; 2- мембрана; 3 - ерітіндісі бар жасуша; 4 - манометр.

Оқуын жалғастыра отырып, В.Пфеффер келесі фактіні анықтады - жартылай өткізгіш бөлік арқылы ерітіндіге судың түсуі таза су мен ерітіндінің бос энергиясының айырмашылығымен анықталады - бұл процесс градиент бойымен өздігінен жүреді. судың бос энергиясы. Сонымен қатар, Пфеффер ерітіндінің химиялық құрамы сұйылтылғаннан кейін өзгермейтінін анықтады, яғни пленкаға енетін компоненттер үшін селективтілік (селективтілік) ие. «Жартылай өткізгіш мембрана» термині осылай пайда болды.

Осмостық қысымды өлшеуге арналған эксперимент диаграммасы (2 -сурет)

Алайда Пфеффер осмостық қысымның концентрация мен температураға сандық тәуелділігін орната алмады.

Бұл тәуелділікті Вант Хофф шығарды:

Осмостық қысымның ерітіндінің концентрациясына және температураға тәуелділігі тек идеалды ерітінділер үшін байқалады. Яғни идеалды шешімдердің теңдеуі:

Сондықтан теңдеуді тек сұйылтылған ерітінділерге қолдануға болады. Егер еріген зат диссоциацияланса және диссоциациялану дәрежесі болса, онда бір бөлшектің екіге бөлінуінің қарапайым жағдайында бізде AB-A + + B- болады.

1 мольден алынған бөлінбеген бөлшектердің саны (1 -а) моль, диссоциацияланатын өнімдердің саны 2а моль, ал мольдердің жалпы саны 1 - а + 2а = 1 + а болады.

1 + а қосындысы i әрпімен белгіленеді. Бұл изотоникалық деп аталатын Вант-Гофф коэффициенті.

Содан кейін осмостық қысым теңдеуі форманы алады

мұндағы π - осмостық қысым,

мен - Вант -Гофф коэффициенті,

R - әмбебап газ тұрақтысы, 8,31 Дж / моль ∙ К.

T - абсолютті температура, К.

Кез келген концентрацияда компоненттері физикалық және химиялық қасиеттерге жақын және түзілуі көлемдік және жылулық әсерлермен жүрмейтін ерітінділер қолайлы. Бұл жағдайда біртекті және ұқсамайтын бөлшектер арасындағы молекулааралық өзара әрекеттесу күштері шамамен бірдей, ал ерітіндінің түзілуі тек энтропиялық факторға байланысты.

Компоненттері физикалық және химиялық қасиеттері бойынша бір -бірінен айтарлықтай ерекшеленетін нақты шешімдер Рауль заңына бағынады, тек шексіз концентрация аймағында.

Осмометрде жартылай өткізгіш мембрана болған кезде ерітіндіге су кіреді, ол оны сұйылтады, ал судың қозғалысы баяулайды.

Термодинамикалық тепе -теңдік орнайды. Термодинамикалық тепе -теңдік - бұл жүйенің термодинамикалық күйі, ол тұрақты сыртқы жағдайлармен уақыт бойынша өзгермейді, және бұл өзгермеу сыртқы процестен туындамайды. Осылайша, сұйықтық бағанының қысымы осмометрге су молекулаларының ену күшін теңестіреді. Еріген заттың енгізілуіне байланысты төмендеген су молекулаларының энергиясы сұйық бағанасының қысымымен толтырылады. Бұл қысым ерітіндінің химиялық потенциалын арттырады (μ p), бұл оны таза судың химиялық потенциалына тең етеді (мкм). Осы уақыт аралығында осмостық тепе -теңдік сақталады. Осмостық тепе -теңдікке қол жеткізілгендіктен осмос процесі тоқтатылады.

Егер осмостық тепе -теңдікке жеткеннен кейін ерітінді жағынан осмостық қысымнан асатын қысым түсірілсе, онда еріткіш ерітіндіден қарама -қарсы бағытта шыға бастайды. Бұл жағдайда кері осмос орын алады.

Қысымды өлшеуішті бекіту арқылы судың ерітіндіге енуіне жол бермеу үшін жүйеге қолданылуы керек қысымды өлшеуге болады және керісінше.

Кері осмос суды минералдармен тазартуға және байытуға арналған сүзгілеу қондырғыларында қолданылады.

Соңғы онжылдықтарда ауыз судың сипаттамаларына қойылатын талаптар айтарлықтай өсті. Бұл адамдар сапалы сұйықтықты тұтынуды бастады дегенді білдірмейді, бірақ сүзу мен суды тазарту технологиялары шынымен тиімді болды. Сонымен қатар, мұндай құрылғылар әрдайым түбегейлі жаңа технологияларда жұмыс істемейді - көбінесе әзірлеушілер тазалау жүйелерін бізді табиғатта қоршап тұрған принциптерге негіздейді. Осмос та осындай құбылыстарға жатады. Бұл не және ол қарапайым адамға қандай пайда әкелуі мүмкін? Бұл in vivo қамтамасыз етуге мүмкіндік беретін технологиялық процесс. Осмосты техникалық іске асырудың әр түрлі тәсілдері бар, бірақ оның мақсаттары өзгеріссіз қалады - тұтыну үшін таза және қауіпсіз су алу.

Осмос принципі

Бұл процесс еріген элементтердің қозғалғыштығы еріткіштің белсенділік деңгейінен төмен болатын жүйелерде жүруі мүмкін. Әдетте, сарапшылар бұл құбылысты жартылай өткізгіш мембрананың көмегімен айқынырақ көрсетеді. Мұндай мембраналарды кейбір бөлшектер үшін ғана жартылай өткізгіш деп атауға болатынын ескеру маңызды. Енді біз келесі сұраққа дәлірек жауап бере аламыз: осмос - бұл не? Шын мәнінде, бұл кейбір заттарды мембрананың көмегімен бөлінгенге дейін болған ортадан бөлу процесі. Мысалы, егер таза мембрана таза еріткіш пен ерітіндіні бөлу үшін пайдаланылса, онда оның ортадағы концентрациясы онша жоғары болмайды, өйткені оның молекулаларының белгілі бір бөлігі еріген заттардың бөлшектерімен ауыстырылады.

Кері осмос ерекшелігі неде?

Кері осмос процесі - әр түрлі тасымалдаушыларды сүзуге арналған озық технология. Тағы да осмос жұмыс істейтін принципке оралуға тұрарлық - бұл оның толық түрінде қандай? Бұл, мысалы, тұздан тазартылған теңіз суы. Басқа ластаушы заттарды сүзуді де дәл осылай жүргізуге болады. Ол үшін кері осмос қолданылады, онда қысым ортаға әсер етеді және затты тазартқыш мембрана арқылы өтуге мәжбүр етеді.

Мұндай тазартудың жоғары тиімділігіне қарамастан, өндірушілер соңғы онжылдықтарда ғана осы тұжырымдаманың технологиялық дамуында айтарлықтай жетістіктерге қол жеткізді. Қазіргі тазарту төменгі молекулалық қоспалар түріндегі бөлшектердің өтуіне жол бермейтін ең жұқа мембраналарды қолдануды қамтиды - айтпақшы, олардың мөлшері 0,001 микронға дейін болуы мүмкін.

Техникалық іске асыру

Көрінетін күрделілікке қарамастан, кері осмос жеткілікті ықшам құрылғыларда жүзеге асады. Мұндай жүйелердің негізі бірнеше болуы мүмкін сүзгілерден тұрады. Дәстүрлі дизайнда тазалау алдын ала сүзгілерден басталады. Осыдан кейін кондиционер немесе минерализатордың қосымша функцияларын орындай алатын біріктірілген пост-сүзгі пайда болады. Ең озық үлгілер жоғары селективті мембраналарды қосуды қамтамасыз етеді - бұл ең тиімді және қымбат жүйе. Бұл дизайндағы осмос көп сатылы тазартуды қамтамасыз етіп қана қоймайды, сонымен қатар суды жұмсартады. Сүзгілер сонымен қатар картридждермен, арнайы керамикалық крандармен, резервуар мен қақпақты ауыстыру мүмкіндігі бар сақтау цистерналарымен жабдықталған.

Ол арқылы өту кезінде ол еріген және механикалық қоспалардан, хлор мен оның қосылыстарынан, гербицидтерден, алюминийден, мұнай өнімдерінен, пестицидтерден, тыңайтқыштардан, фенолдардан, ауыр металдардан, сонымен қатар вирустар мен бактериялардан тазартылады. Мұндай тазартудың әсерін арнайы талдаусыз көруге болады. Кәдімгі ағын су, мысалы, иістер мен жағымсыз дәмді кетіреді. Сонымен қатар, минерализацияның жоғарыда аталған функциясы композицияны табиғи минералдармен байытуды қамтамасыз етеді, олардың арасында пайдалы иондар бар.

Өндірушілер мен бағаларды сүзіңіз

Мүмкін, Ресейде Aquaphor өнімдерінен танымал су сүзгілері жоқ шығар. Компания ультра ықшам автоматты жүйелерді шығарады, олар пайдалы элементтерді байыта отырып, жоғары сапалы тазартуды жүзеге асырады. Aquaphor ұсынысының ерекшелігі - жылдам осмос қамтамасыз ететін жүйелердің тиімділігі мен практикалық болуы. Мұндай құрылғылардың бағасы 8-9 мың рубльді құрайды. Geyser брендінің өнімдері де танымал, атап айтқанда Prestige сериясы. Бұл сүзгілер жоғары сапалы тазалау мен қолданудың қарапайымдылығын біріктіреді. Айтпақшы, мұндай жүйенің кері осмос мембранасының қызмет мерзімі стандартты картридждердің қызмет ету мерзімінен 10 есе көп. Мұндай сүзу кешенінің толық жиынтығы шамамен 10 мың рубльді құрайды. Ішкі нарықта кері осмосы бар шетелдік жүйелер сұранысқа ие, олардың арасында жапондық Торай өнімдері бар. Әзірлеушілер резервуарды қажет етпейтін және жеке клапанмен жабдықталған тікелей ағынды құрылғыларды ұсынады.

Тақырып:Су алмасуының патофизиологиясы

(оқытушы - медицина ғылымдарының кандидаты, доцент Абазова З.Х.)

Су алмасудың бұзылуы

(дисидрия)

гипогидратациянемесе дегидратация

(артық жинақтау (жалпы сұйықтық көлемінің төмендеуі)

дене сұйықтықтары)

Гипер- және гипогидратация бөлінеді

Жасушадан тыс жасушалық жиынтық

Сұйықтықтың осмостық қысымының мәнінің өзгеруі бойынша

гипер- және гипогидратация

Изоосмолалық гиперосмолярлы гипоосмолярлы

Гипогидратация

Бұзушылықтың бұл түрі салдарынан туындайды

Немесе ағзаға су қабылдаудың айтарлықтай төмендеуі,

Немесе оның шамадан тыс жоғалуы жағдайында.

Экзикоз- сусызданудың экстремалды дәрежесі.

1. Изосмолярлы гипогидратация - Бұл бұзылыстың салыстырмалы түрде сирек кездесетін нұсқасы, ол сұйықтық пен электролит көлемінің пропорционалды төмендеуіне негізделген. Бұл жағдай әдетте пайда болады жедел қан жоғалтудан кейін, өйткені біз плазманы жоғалтамыз және онымен біз эквивалентті қатынаста суды да, электролиттерді де жоғалтамыз. Гипогидратацияның бұл түрі ұзақ уақыт бойы болмайды және компенсаторлық механизмдердің активтенуіне байланысты жойылады.

2. Гипоосмолярлы гипогидратация электролиттерге бай сұйықтықтың жоғалуына байланысты дамиды, яғни. тұздар суда жоғалады. Қашан пайда болады:

Бүйрек патологиясы (электролит фильтрациясының жоғарылауымен және олардың реабсорбциясының төмендеуімен),

Ішек патологиясы (диарея кезінде электролиттердің жоғалуы байқалады),

Бүйрек үсті безінің патологиясы (альдостерон өндірісінің төмендеуімен, бүйректе натрий реабсорбциясы төмендейді).

3. Гиперосмолярлық гипогидратация ағзаның сұйықтықты жоғалтуына байланысты дамиды, электролиттерде (асолдарда) кедей, яғни. судың жоғалуы басым. Ол келесі себептерге байланысты пайда болуы мүмкін:

Полиурия, құсу,

Қатты терлеу

Ұзақ гиперсаливация,

Гипофиздің патологиясы (ADH жетіспеушілігімен - diabetes insipidus - бүйректе судың реабсорбциясы бұзылады),

Полипноэ (тыныс алу жолдары арқылы су жоғалады).

Гипогидратацияның патогенезі мен салдары:

Сусыздану дамуға әкеледі гиповолемия (BCC төмендеуі) және артериялық гипотензия,өз кезегінде қоңырау шалады қан айналымының гипоксиясы. Гипоксияның нашарлауытамырішілік және тамырдан тыс ынталандыру микроциркуляцияның бұзылуы... Біріншісі қанның реологиялық қасиеттерінің айтарлықтай өзгеруінен туындайды: оның қалыңдауы, тұтқырлықтың жоғарылауы, бұл микроқабықтарда стаз мен шламның дамуына жағдай жасайды. Соңғылары жасушааралық сұйықтықтың табиғатының өзгеруіне әкелетін интерстициальды кеңістіктің гипогидратациясының нәтижесі болып табылады.

Тіндердің дегидратациясымен бірге дамып келе жатқан гипоксия жоғарылауына әкеледі тіндерде метаболизмнің бұзылуы: жоғарылайды ақуыздың ыдырауы, қандағы азотты негіздердің деңгейі көтеріледі (гиперазотемия)негізінен аммиактың әсерінен (оның пайда болуының артуына байланысты, бір жағынан бауыр қызметінің жеткіліксіздігіне байланысты), ал кейбір жағдайларда мочевина (бүйрек қызметінің бұзылуының нәтижесінде). Иондық құрамның ығысу сипатына байланысты, не ацидоз(натрий, бикарбонат жоғалтқанда) немесе алкалоз(калий, хлор жоғалтқанда).

Артық гидратация

Бұзушылықтың бұл түрі салдарынан туындайды

Ағзаға судың көп түсуі,

Немесе оның жеткіліксіз жойылуы. Кейбір жағдайларда бұл екі фактор бір мезгілде әрекет етеді.

1. Изоосмолярлы шамадан тыс гидратация су мен электролиттер денеге эквивалентті қатынаста енгенде дамиды. Оны ағзаға енгізгенде көбейтуге болады тұздың артық мөлшері,мысалы натрий хлориді. Дамып келе жатқан гипергидрия уақытша сипатқа ие және әдетте тез жойылады (су алмасуды реттеу жүйесі қалыпты жұмыс істеген жағдайда).

2. Гипоосмолярлы гипергидратация пайда болуы мүмкін

Судың көп мөлшері ағзаға ішек арқылы енгізілгенде («судан улану»). Судан улану суреті артық суды қайталап енгізген жағдайда ғана дамиды.

Жедел бүйрек жеткіліксіздігінде (бұл жағдайда судың бөлінуі бұзылады).

Пархон синдромымен (бүйректе судың реабсорбциясына ықпал ететін қанға АДГ -ның жаппай бөлінуі нәтижесінде),

Кейбір жағдайларда бұл сұйықтықтың аз мөлшерін енгізуге әкелуі мүмкін, мысалы, асқазанды шаю үшін түтік арқылы, әсіресе егер науқаста бүйрек жеткіліксіздігі болса.

Гипоосмолярлы гипергидратация бір мезгілде жасушадан тыс және жасушалық секторларда түзіледі, яғни. дигидрияның жалпы формаларына жатады. Жасушаішілік гипоосмолярлы гипергидратация гросспен бірге жүреді иондық және қышқыл-негіз балансының бұзылуы, жасушалардың мембраналық потенциалы.Судан улану бар жүрек айнуы, қайталап құсу, құрысулар, кома дамуы мүмкін.

3. Гиперосмолярлы гидратация мәжбүрлеп қолданған жағдайда пайда болуы мүмкін теңіз суыішу ретінде. Өздеріңіз білетіндей, теңіз суының құрамында көптеген электролиттер (тұздар) бар. Жасушадан тыс кеңістіктегі электролиттер деңгейінің тез өсуіне әкеледі жедел гиперосмия, өйткені плазмолемма артық иондардың жасушаға енуіне жол бермейді. Алайда, ол суды ұстай алмайды, ал жасушалық судың бір бөлігі интерстициальды кеңістікке араласады. Нәтижесінде жасушадан тыс гипергидратация жоғарылайды, дегенмен гиперосмия дәрежесі төмендейді. Бұл кезде тіндердің дегидратациясы байқалады. Бұзушылықтың бұл түрі гиперосмолярлы дегидратация сияқты белгілердің дамуымен жүреді. (адамды қайтадан тұзды су ішуге мәжбүр ететін шыдамды шөлдеу).

Ісіну

Ісіну - бұл типтік патологиялық процесс, бұл тамырдан тыс кеңістіктегі судың ұлғаюымен сипатталады. Оның дамуы қан плазмасы мен периваскулярлық сұйықтық арасындағы су алмасудың бұзылуына негізделген. Ісіну - ағзадағы су алмасудың бұзылуының кең тараған түрі.

Кейбір терминдер ісінудің кейбір түрлеріне қатысты қолданылады, мысалы, тері астындағы тіндердің ісінуі - анасарка; іш қуысында сұйықтықтың жиналуы асцит; плеврада - гидроторакс

Ісінудің түрлері:

Шығу орны: Патогенезі бойынша:

1. «тоқырау»: - гемодинамикалық,

Жүрек («орталық»), - онкотикалық,

Веналық («перифериялық»), - осмостық,

Лимфа; - мембраногенді,

2. бүйрек: - лимфогенді.

Нефрит,

Нефротикалық;

3. қабыну;

4. кахексикалық;

5. аллергиялық;

6. эндокриндік;

7. улы;

8. нейрогенді;

9. аш;

10. гепатикалық.

Ісінудің дамуының патогенетикалық механизмдері:

1. Ісінудің дамуының гемодинамикалық механизмі. Ісіну капиллярлардың веноздық бөлімінде қан қысымының жоғарылауына байланысты пайда болады. Бұл сұйықтықтың сүзілуін жалғастыра отырып, оның реабсорбция мөлшерін азайтады.

2. Ісінудің дамуының онкотикалық механизмі.

Ісіну салдарынан дамиды

онкотикалық қысымды төмендету (P onc)немесежасушааралық сұйықтықтың R мөлшерін жоғарылатады

қан

тозуға байланысты гипонкия жергілікті сипат анықтайды

деңгейінің төмендеуі қандағы ақуыз және ісінудің аймақтық түрі.

ең бастысы альбумин ... Жасушааралық сұйықтықтың гиперонкиясы

Гипопротеинемияның себептері:кезде пайда болуы мүмкін:

Ақуыздың жеткіліксіз мөлшері - плазма ақуыздарының бір бөлігінің қозғалысы

ағзаға (алиментарлы аштық, патологиялық ұлғаюы бар ұлпалар

асқазан -ішек жолдарының аурулары), тамыр қабырғасының өткізгіштігі,

Альбумин синтезінің бұзылуы (бауыр патологиясы), - жасушалардан белоктардың бөлінуі

Несептің өзгеруінде қан плазмасы ақуыздарының шамадан тыс жоғалуы,

кейбір бүйрек ауруларымен (нефроз), арқылы - ақуыздардың гидрофильділігінің жоғарылауы

астында жасушааралық кеңістік бар зақымдалған тері

күйдіреді. артық H +, Na +, гистаминнің әсері,

серотонин

Ісінудің дамуының осмостық механизмі.

Ісіну салдарынан дамиды

осмостық қысымды төмендету (Р осм)немесеР осм жасушааралық сұйықтықтың ұлғаюы

Қан

Негізінде, қанның гипоосмиясы шектеулі сипат

мүмкін, бірақ тез түзілетін гиперосмия келесі себептерге байланысты пайда болуы мүмкін:

сонымен бірге гомеостаздың ауыр бұзылыстары а) электролитті шаймалаудың бұзылуы және

Бұзылған жағдайда тіндерден метаболиттердің дамуына «кетпеу» уақыты

оның айқын формасы. микроциркуляция;

б) иондардың белсенді тасымалын төмендету

болған кезде жасуша мембраналары арқылы

тіндердің гипоксиясы;

в) жасушалардан иондардың жаппай «ағуы»

олар өзгерген кезде;

г) диссоциациялану дәрежесінің жоғарылауы

ацидозға арналған тұздар.

4. Ісінудің дамуының мембраногенді механизмі ... Ісіну тамыр қабырғасының өткізгіштігінің айтарлықтай жоғарылауына байланысты пайда болады. Оның өткізгіштігін арттыратын негізгі факторлар:

а) капиллярлар қабырғаларының гиперэкстенциясы (мысалы, артериялық гиперемиямен);

б) олардың «кеуектілігін» жоғарылату, яғни. өткізгіштік (ұлпаларда гистаминнің, серотониннің артық болуымен);

в) эндотелий жасушаларының зақымдануы және олардың дөңгелектенуі (токсиндердің әсерінен, гипоксия, ацидоз және т.б.);

г) базальды мембрананың құрылымының бұзылуы (ферменттің активтенуі жағдайында).

Тамыр қабырғаларының өткізгіштігінің жоғарылауы олардан сұйықтықтың шығуын жеңілдетеді. Қан тамырларының қабырғаларының өткізгіштігінің жоғарылауымен қан плазмасының ақуыздары тінге шыға бастайды.

Әдетте, ісінудің дамуына бір емес, бірнеше немесе тіпті барлық механизмдер қатысады, олар су-электролит алмасуы бұзылған кезде біртіндеп қосылады.

Ішуге, тұрмыстық қажеттіліктерге арналған суды сүзу жүйесін таңдауды қарастырғанда, пайдаланушылар кері осмос дегеніміз не деп ойлайды, себебі оған негізделген сүзгілер өте танымал.

Бұл термин қысымның әсерінен еріткіш (әдетте су рөл атқарады) жоғары концентрациядағы ерітіндіден төменгі концентрациядағы ерітіндіге жартылай өткізгіш мембрана арқылы өтетін процесс деп түсініледі. Бұл технология адамның ойлап тапқаны емес, ол жасушалар арасында әр түрлі заттардың алмасуын қамтамасыз ететін тірі организмдерде бар. Кері осмосты адамдар тұзды тұщыту немесе суды тазарту мақсатында қолданады.

Қажетті қысым бастапқы сұйықтықтың сипаттамаларына байланысты айтарлықтай өзгеруі мүмкін. Тұзды теңіз суларын тұзсыздандыру үшін шамамен 70-80 атмосфера қажет, тұщы суды ұңғымалардан, орталықтандырылған сумен жабдықтау жүйесін қоспалардан және ластанудан тазарту үшін-3-4 атмосфера қажет. Қысымды жоғарылату тек сүзу сапасын жақсартады.

Кері осмос фильтрациясының мәні

Бұл әдіс үлкен ластаушы заттарды механикалық бөлуге, бірқатар заттарды адсорбциялауға негізделген дәстүрліге қарағанда суды әлдеқайда тиімді тазартуға мүмкіндік береді. Кері осмос кезінде фильтрация әлдеқайда кіші молекулалық деңгейде болады. Тіпті мұндай жүйе 100% тазартуды қамтамасыз ете алмайды, бірақ қоспалар сүзгілердегі мембраналар арқылы шамалы мөлшерде өтеді. Көптеген бейорганикалық қосылыстар / элементтер үшін сүзу 85% - 98% құрайды. Жоғары молекулалы органикалық заттар толығымен жойылады. Суда болатын негізгі газдар - оттегі, сутегі - концентрациясын әрең өзгертеді, яғни. судың дәмі өзгермейді.

Келесі факт ерекше маңызды: бактериялар мен вирустардың көлемі өте үлкен, яғни. сүзіледі, су дезинфекцияланады. Сонымен қатар, сүзгілер көбінесе ультракүлгін сәулелендіргіштермен жабдықталған, олар ақырында барлық ықтимал патогендерді жояды.

Алынған су өте таза және оны қосымша қайнатусыз да ішуге және пісіруге қолдануға болады. Тұздың минималды мөлшері шәйнектерде, ыдыс жуғыш машиналарда және кір жуғыш машиналарда таразының жоқ болуына әкеледі. Сүзілген судың қасиеттері еріген суға ұқсас. Үйде қардың еруінен алынбайды, бірақ планетаның экологиясы салыстырмалы түрде жақсы болған кезде де қатып қалған ежелгі мұздықтардан алынған.

Осмостық сүзу тиімділігі

Әрине, кері осмос жүйесі барлық жағдайда бірдей жақсы жұмыс істей алмайды. Сүзу сапасы мыналарға байланысты:

• Қысым;
• Температура режимі;
• Қоршаған ортаның қышқылдығы;
• Мембраналық материал;
• Сүзілген судың химиялық құрамы.

Мембраналық жасушалардың өлшемі су молекулалары ол арқылы еркін өтеді және диаметрі одан да кіші. Үлкен заттар кешіктіріледі. Сүзу бетінде олар жиналмауы үшін, тазарту процесін баяулатады, сүзгіде оларды ағынды суларға жуып, қосымша шағын су ағымы қамтамасыз етіледі.

Бірақ мұндай мембраналар үлкен мөлшердегі қоспаларға өте сезімтал. Сондықтан оларды тез тозудан қорғау үшін хлор сияқты кейбір қоспаларды адсорбциялайтын тот, құм, органикалық заттардың бөлшектері және т.б. тәрізді элементтерді бөлетін сүзгі немесе алдын ала тазартатын сүзгілердің тұтас жүйесі қажет. Әйтпесе, ең жақсы жағдайда сүзу сапасы нашарлайды, оның жылдамдығы баяулайды, ең нашар жағдайда сүзгі толығымен істен шығады.

Сүзілген су соншалықты мінсіз бе?

Барлық артықшылықтармен қатар мұндай жүйелердің кемшілігі де бар. Суды тазартудың жоғары дәрежесі толық деминерализацияны білдіреді. Мұндай суды ішу денеден көптеген маңызды заттардың (мысалы, кальций, магний) шайылуына әкеледі, бұл денсаулыққа, ең алдымен сүйектердің жағдайына теріс әсер етеді.

Мәселе шешіледі:

• суға арналған минерализаторларды орнату (тек тамақ дайындауға, ыдыс жууға, жууға емес), тек адамға қажетті элементтерді қосады;
• витаминді -минералды кешендерді қосымша қабылдау;
• суды ғана емес, басқа сусындарды да ішу.

Сүзгі мембранасының құрылымы

Мембраналар - бұл өте ұсақ елек, олардың торының көлемі соншалықты кішкентай, оларды көзбен көру мүмкін емес. Үлкен беріктік пен тұрақтылық үшін мембраналарды тазартудың алдыңғы барлық кезеңдерінен өткен өрескел қоқыстардан қосымша қорғайтын пластикалық торларға бекітуге болады.

Мембраналар композиттік полимерлі материалдардан жасалған. Олардың өткізу қабілеттілігі шағын ауданы бар тұтынушылардың қажеттіліктерін қанағаттандыруға жеткіліксіз. Сондықтан фильтр өндірушілер оларды айналдыру арқылы осы аймақты барынша ұлғайтуға тырысады.

Мембрананың негізгі сипаттамалары:

• Өнімділік (яғни уақыт бірлігіне қанша су тазартылады);
• Сүзу дәрежесі (кіретін судың қанша пайызы тазартылады). Тазартылмаған суды кәрізге төгуге болады немесе оны өсімдіктерді суару, жуу және басқа да үй шаруасына қолдануға болады, мұнда сұйықтықтың мінсіз тазалығы аса маңызды емес.

Сүзгіні таңдау

Кері осмос жүйесін таңдағанда, олардың сапасы мен өнімділігіне ғана емес, сонымен қатар олар қажет сұйықтықтың қысымына да назар аудару керек. Мүмкін, ағын судың қысымы жеткіліксіз болуы мүмкін, содан кейін төмен қысымда жұмыс істейтін немесе кіріктірілген сорғы бар басқа сүзгіні таңдаған жөн немесе сорғыны бөлек орнатқан дұрыс.

Үйде қолданылатын кері осмос сүзгілері күніне бірнеше жүз литр суды тазартады, бұл орташа отбасының қажеттіліктеріне жетеді. Өнеркәсіптік кәсіпорындар үшін жүздеген есе үлкен көлемді сүзетін әлдеқайда қуатты қондырғылар қолданылады.

Қорытындылай келе

Жалпы, кері осмос өзінің қарапайымдылығына қарамастан, суды тазарту мен дезинфекциялаудың жоғары дәрежесін қамтамасыз етеді. Сондықтан осы технологияны қолданатын сүзгілер оларды сатып алуға, қызмет көрсетуге және жөндеуге кеткен шығындарды толық ақтайды.