Медико-биологическое значение молекулярной адсорбции

Молекулярную адсорбцию из растворов на твердом адсор­бенте применяют:

а) при отравлениях для удаления токсинов из пищеваритель­ной системы с помощью сорбентов. Для этого используют энтеросорбенты:

- активированный уголь

- полифепан (полифан)

- литовит

- энтеросгель

- фитосорбовит

- токсфайтер

- смекта

- целлюлоза

- рикицен-РД

- полисорб

б) при гемосорбции и лимфосорбции для очистки крови и лимфы больного от токсинов путем ее перфузии через активиро­ванный уголь.

в) для очистки питьевой воды и сточных вод промышленных предприятий и т.д.

1.10.2. Ионная адсорбция.

Ионная адсорбция – это адсорбция ионов из растворов элек­тролитов. Адсорбция ионов может происходить только на поляр­ных или заряженных поверхностях адсорбента. В зависимости от природы адсорбента ионная адсорбция под­разделяется на избирательную и ионообменную.

Адсорбируемость ионов зависит:

- от величины их заряда. Чем больше заряд, тем лучше адсорби­руются ионы. Исключение составляет катион водорода: H⁺> Fe³⁺> Al³⁺> Ba²⁺ >Cu²⁺> Mg²⁺> K⁺ >Na⁺

- от радиуса и степени сольватации. При равенстве зарядов лучше адсорбируются ионы с большим радиусом, т.к. они менее сольватированы.

Катионы: Li⁺<Na⁺<K⁺<NH₄⁺<Rb⁺<Cs⁺

Анионы: F^–<CI^–<Br^–<J^–<CNS^–

Избирательная ионная адсорбция.

Это адсорбция из раствора какого-то одного вида ионов. Она подчиня­ется двум правилам Панета-Фаянса:

На поверхности адсорбента преимущественно адсорбиру­ются те ионы, которые входят в состав кристаллической решетки адсорбента и могут достраивать его решетку.

Так, на поверхности сульфата бария, полученного по реак­ции:

BaCI₂ + H₂SO₄ BaSO₄ + 2HCI

могут адсорбироваться либо ионы Ba²⁺ , либо ионы SO₄^2-, кото­рые присутствуют в растворе, если один из электролитов взят в избытке.

Рис.1.14. Схема избирательной адсорбции ионов.

Если в избытке взят BaCl₂, адсорбируются ионы Ba²⁺ и по­верхность заряжается положительно, если в избытке H₂SO₄, то ад­сорбируются сульфат-ионы и поверхность заряжается отрица­тельно. Эти ионы, избирательно адсорбирующиеся на поверхно­сти, называются потенциалоопределяющими ионами. Они со­общают соответствующий заряд поверхности. К ней притягива­ются из раствора ионы с противоположным зарядом - противо­ионы. В результате на границе раздела фаз образуется двойной электрический слой - ДЭС. Отсюда следует второе правило Панета-Фаянса:

На заряженной поверхности адсорбируются ионы, знак заряда которых, противо­положен заряду поверхности.

Это правило хорошо иллюстрируется примерами окрашивания гистологических срезов кислотными или основными красителями (Рис.1.15).

Рис.1.15.Схема избирательной ионной адсорбции красителей.

Кислотные красители – доноры протонов (пикриновая кислота, эозин, эритрозан), имеют окрашенный анион R^–, поэтому хорошо окрашивают в нейтральной и основной среде ацидофиль­ные структуры клетки, заряженные положительно ( цитоплазму клетки, коллигативные волокна и т.д.).

Основные красители, т.е. красящие основания (метиленовый синий, бисмарк коричневый, азуры и т.д.), имеют окрашенный ка­тион, поэтому окрашивают в нейтральной и кислой среде базо­фильные структуры, поверхность которых заряжена отрица­тельно - ядра клеток, рибосомы, некоторые виды лимфоцитов, соединитель­ную ткань (рис. 1.15).

В организме примером избирательной адсорбции является взаимодействие иммунных белков (антител) со строго опреде­ленными для каждого антитела чужеродными белками-антиге­нами.