Штучна нирка

Сторінки: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

Безперервний рух частинок призведе до того, що концентрація розчинів в обох судинах буде поступово вирівнюватися, поки не стане равней. Те ж явище буде відбуватися і при прямому зіткненні двох розчинів різних речовин, з тією лише різницею, що в цьому випадку рівновага настає тоді, коли концентрація обох речовин в судинах стане однаковою. Така взаємодія розчинів при їх прямому зіткненні носить назву вільної дифузії.
При поділі розчинів який-небудь мембраною відбудуться в залежності від властивостей останньої наступні процеси.
Якщо у пори мембрани такої величини, що через них вільно проходять і вода і розчинені в ній речовини, то принципово усі процеси будуть такими ж, як при прямому зіткненні розчинів. Рух частинок води і розчинених в ній речовин буде відбуватися до досягнення рівноваги, тобто рівності концентрації розчинів по обидва боки мембрани. Різниця буде тільки кількісної - при дифузії через мембрану наступ рівності концентрацій буде досягатися тим повільніше, чим менше ступінь пористості мембрани, тобто чим менше часу припадає на одиницю її поверхні.
Якщо пори мембрани настільки дрібні, що пропускають тільки воду, але затримують розчинені в ній речовини, то виникають явища осмосу. Суть їх полягає в тому, що в розчин з більшою концентрацією буде надходити вода до тих пір, поки за рахунок цього більш міцний розчин не буде розведений настільки, що настане рівність концентрацій розчинів по обидва боки мембрани, або, вірніше, до тих пір, поки тиск стовпа розчину з тієї сторони мембрани, де знаходився більш концентрований розчин, не врівноважить енергію руху розчинених частинок, їх осмотичний тиск.
Нарешті в розчині можуть одночасно знаходитися речовини з різко відмінною величиною частинок. Це спостерігається, наприклад, у крові, в рідкої частини (плазмі) якої є в розчиненому стані, з одного боку, солі натрію, калію, кальцію і ряд органічних сполук, що характеризуються відносно невеликою величиною частинок, і, з іншого боку, білки та інші колоїдні речовини, розмір молекул яких незрівнянно більше. Якщо є така різка відмінність у величині часток, то можна підібрати цілий ряд мембран з такими розмірами пор, які забезпечуватимуть вільне проходження речовин з малою величиною частинок і представляти нездоланну перешкоду для великих молекул.
У зв'язку з цим можна згадати, що в селах було прийнято випилювати в нижній частині дверей комор отвір, величина якого дозволяв кішкам вільно проникати в комору для ловлі мишей і щурів (до речі сказати, це забезпечувало і постійне покоління комори гризунами), але не давала можливості дістатися до зерна домашньої птиці і дрібній худобі.
Щодо води і сполук з малою величиною молекули мембрана буде допускати дифузію - вільний рух цих речовин до встановлення рівності їх концентрації по обидві сторони перегородки. Але для великомолекулярних речовин ця мембрана буде непроникна, що призведе до осмотичному взаємодії. Такий процес часткової або виборчої дифузії отримав назву діалізу.
Явищем діалізу широко користуються в тих випадках, коли потрібно виділити колоїдні речовини із змішаного розчину колоїдів і кристалоїдів. Для цього діаліз ведуть, як кажуть, проти проточної води, тобто по одну сторону напівпроникною мембрани (наприклад, целофанового мішечка, в якому знаходиться диализируемая суміш, безперервно протікає чиста вода. Проходять через стінку мішечка частинки негайно ж несуться водою, і діаліз закінчується тоді, коли всі здатні проходити через мембрану частинки вийдуть зсередини мішечка і будуть забрані водою. Усередині мішечка залишаться тільки ті речовини, розмір молекул яких більше величини пор мембрани. Так, наприклад, на фармацевтичних фабриках очищають деякі гормональні препарати.