Биологиялық мембрананың құрылымы. Коллоидтық жүйелердің электрлі-кинетикалық қасиеттері

1. Адам ағзасында орын алатын, беткейлік құбылыстар. Адсорбция. Биологиялық мембрананың құрылысы.
2. Коллоидті. дисперстік жүйе тірі ағзаның жүйесі. Коллоидті жүйенің электрлікинетикалық қасиеттері.
3. Жоғарымолекулалық қосылыстар.

Беткейлiк құбылыстар екi фазаның бөлiну шекарасында жүретiн процестер. Бөлiну шекарасы ғозғалмалы және қозғалмайтын болып екiге бәлiнедi. Қозғалмалы бөлiну шекарасына газ-сұйық (г-с) және сұйық-сұйық (с-с) бөлiну шекаралары жатады. Газ-қатты (г-қ), сұйық-қатты (с-қ) және қатты-қатты (қ-қ) қозғалмайтын бөлiну шекарасы болып есептеледi.
Адам организмiндегi г-с (ауа-қан ағымы), г-қ (ауа-өкпенiң беткейi) с-қ (қан ағымы-тамырлар) және с-с (барлық клеткалардың мембраналары) бөлiну шекаралары кездеседi.
Белгiлi бiр беткейлiк құбылыс iске асу үшiн беткейлiк еркiн энергия жұмсалады. Беткейлiк еркiн энергияның пайда болуын г-с (ауа-сұйық) бөлiну шекарасын мысалға ала отырып, қарастыруға болады.
Сұйығтың iшiнде және екi фазаның бөлiну шекарасында орналасқан бөлшектердiң физикалы-химиялық қасиеттерi әр түрлi болып келедi. Сұйықтың iшiнде орналасқан әрбiр молекула оны қоршаған басқа молекулаларға бiрдей тартылады. Барлық тартылу күштерiнiң тең әсерi нольге тең (± = 0) болады. Беткейде орналасқан молекулалар сұйық фазада орналасқан молекулаларға ғана тартылады да, ауа жағынан әсер өте аз болады, сондықтан ол есепке алынбайды. Сол себептi молекулалық күштердiң тең әсерi нольге тең болмайды ( ± = 0 ) және төменге, яғни сұйықтың iшiне қарай бағытталады. Осы күшке қарсы жұмыс жасау арқылы молекулалар сұйықтың тереңiнен беткейiне шығарылады. Жасалған жұмыстың әсерiнен беткейдiң ауданы үлкеедi және беткейдiң еркiн энергиясы жоғарылайды. Сұйығтың iшiнен беткейiне ауысқан молекулалардың потенциалдық энергиясының салыстырмалы артық мөлшерi беткейдiң еркiн энергиясы болып есептеледi.
W = A = б S
W – потенциалдық энергия.
A – жұмыс, эрг.
S – беткейдiң ауданы, см2 .
б – беткейлiк керiлу, эрг/см2 .
Беткейдiң ауданын 1см2-ға өзгерту үшiн жасалатын жұмыс беткейлiк керiлу деп аталады.
б = A / S ; эрг/см2
Термодинамиканы” 2-заңы бойынша кез келген еркiн энергия төменгi мәнге ұмтылады. Бөлiну шекарасының беткейi тұрақты болған жағдайда беткейлiк керiлудi төмендету арқылы беткейлiк еркiн энергияны азайтуға мүмкiндiк бар:
W min , егер б min .
Беткейлiк керiлуге әсер ететiн факторлар. Беткейлiк активтi және активтi емес заттар.
1. Беткейлiк керiлу сұйықтың табиғатына тәуелдi болады. Молекулааралық байланыстары күштiрек полюстi молекулалардың беткейлiк керiлуi жоғары, ал полюссiз молекулалардың беткейлiк керiлуi төмен болады. Мысалы:
б эфир = 17эрг/см2 . б Н2О = 73эрг/см2 .
2. Температура жоғарылаған сайын беткейлiк керiлу төмендейдi, себебi молекулааралық тартылыс күштерi әлсiрейдi.
3. Сұйықтардың беткейлiк керiлуiн төмендететiн заттар беткейлiк активтi заттар ( БАЗ ) деп аталады, оларға органикалық қышқылдар, спирттер, аминдер, т.б. жатады. Осындай БАЗ-дың концентрациясы жоғарылаған сайын беткелiк керiлуi төмендейдi.
Сұйықтардың беткейлiк керiлуiн жоғарлататын заттар беткейлiк активтi емес заттар ( БАЕЗ ) деп аталады. Оларға қышқылдар, сiлтiлер, бейорганикалық тұздар жатады. Олардың концентрациясы жоғарылаған сайын беткейлiк керiлуi де артады. Беткейлiк керiлудiң концентрацияға тәуелдiлiк графигi беткелiк керiлудiң изотермасы деп аталады.i.
б/ С қатынасы беткейлiк активтiлiк деп аталады. БАЗ үшiн б/ С нольден кiшi болады, яғни БАЗ концентрациясы жоғарылаған сайын беткейлiк керiлуi төмендеп, беткейлiк активтiлiк артады. Органикалық қышғылдардың беткейлiк керiлуiн зерттегенде, көмiрсутек тiзбегi бiр СН2 – тобына ұзарған сайын беткейлiк активтiлiк 3,2 есе артатындығы анықталды. Бұл заңдылық Траубе–Дюкло ережесi деп аталады. Трубе–Дюкло ережесiн бөлме температурасында сұйытылған ертiндiлер үшiн қолдануға болады.
БАЕЗ ңшiн б/ С нольден үлкен, яғни олардың беткейлiк керiлуi жоғары да, беткейлiк активтiлiгi төмен болады.

Негізгі:
1. Киреев В.А. Краткий курс физической химии М., «Высшая школа», 1978
2. Евстратова К.И. и др. Физическая и коллоидная химия М., «Высшая школа», 1990
3. Равич-Щербо М.И., Новиков В.В. Физическая и коллоидная химия М., «Высшая школа», 1975
Қосымша:
1. Болдырев А.И. Физическая и коллоидная химия М., «Высшая школа», 1974
2. Губанов Н.И., Утепбергенов А.А. Медицинская биофизика М., «Медицина», 1978
3. Николаев Л.А. Физическая химия М., «Высшая школа», 1979