Файл: Влияние кислотности на процесс адсорбции ионов меди различными адсорбентами.docx

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«УРАЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Министерства здравоохранения Российской Федерации

Реферат по физической и коллоидной химии на тему:

«Влияние кислотности на процесс адсорбции ионов меди различными адсорбентами»

Выполнили студенты группы ОП-111:

Амирова Н.,Плугатаренко А.,Ибадова А.,

Гараева Н.,Насибуллина Д.,Коновалова В.

Научный руководитель: Наронова Н.А.

г. Екатеринбург

2023 год

Содержание.

Введение 2

Структура и свойства биологически активных веществ и лекарственных препаратов 3

МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА 11

Литература 25

1

Введение

На сегодняшний день существуют разные формы адсорбентов, представленные в лекарственных формах и биологически активных веществах (БАДы). Ионы тяжелых металлов относятся к распространенным поллютантам, следовательно, оказывают негативное влияние на организм человека, за счет токсического действия на него (оказывает влияние на транспорт железа, следовательно, и на образование гемоглобина). Большая часть ионов данного металла поступает в организм человека через пищу или водные объекты. В настоящее время терапия энтеросорбентами представляет собой актуальное, быстро развивающееся направление в медицинской практике, задачей которой является освобождения организма от токсических веществ. Несмотря на большое количество работ, направленных на исследование влияние кислотности на процесс адсорбции ионов меди различными адсорбентами, в настоящее время нет единого мнения относительно этого процесса. Однако при разработке новых видов энтеросорбентов необходимо оценить их свойства и структуры до и после адсорбции. Именно поэтому данная тема оказалась наиболее интересна для нашей группы, ввиду того, что в дальнейшем при работе с пациентами данная информация может быть использована для установления порядка приема лекарственных препаратов. В данной работе будут представлены свойства и структура лекарственных форм и БАДов, методика экспериментов, проводимых на кафедре физической и коллоидной химии, графики концентрации неадсорбированных ионов меди в растворе, выводы по работе, которые позволят понять истинное влияние кислотности на процесс адсорбции ионов меди различными адсорбентами.
2

Структура и свойства биологически активных веществ и лекарственных препаратов

Полисорб

Структура: Порошок для приготовления суспензии для приема внутрь легкий, белый или белый с голубоватым оттенком, без запаха; при взбалтывании с водой образует суспензию. Активное вещество - кремния диоксид коллоидный.



Лекарственная форма: порошок

Вид сорбента: полярный

Свойства:обладает выраженными сорбционными и детоксикационными свойствами. В просвете ЖКТ связывает и выводит из организма эндогенные и экзогенные токсические вещества различной природы, включая патогенные бактерии и бактериальные токсины, антигены, пищевые аллергены, лекарственные препараты и яды, соли тяжелых металлов, радионуклиды, алкоголь. Сорбирует также некоторые продукты обмена веществ организма, в т.ч. избыток билирубина, мочевины, холестерина и липидных комплексов, а также метаболиты, ответственные за развитие эндогенного токсикоза.

3

Энтеросгель

Структура: Гель для приготовления суспензии для приема внутрь в виде влажной массы белого цвета, состоящей из желеобразных комочков разного размера, без запаха. Активное вещество - полиметилсилоксана полигидрат



Лекарственная форма: гель

Вид сорбента: полярный

Свойства: обладает выраженным сорбционным и детоксикационным свойствами. В просвете ЖКТ связывает и выводит из организма эндогенные и экзогенные токсические вещества различной природы, включая бактерии и бактериальные токсины, антигены, пищевые аллергены, лекарственные средства и яды, соли тяжелых металлов, радионуклиды, алкоголь; сорбирует также некоторые продукты обмена веществ организма, в том числе избыток билирубина, мочевины, холестерина и липидных комплексов, а также метаболиты, ответственные за развитие эндогенного токсикоза. Полиметилсилоксан способствует восстановлению нарушенной микрофлоры кишечника и не влияет на его двигательную функцию, также характеризуется сорбционным действием по отношению только к среднемолекулярным токсическим метаболитам.

Активированный уголь

Структура: это пористый материал, производимый из древесного угля, кокса из каменного угля или нефти, скорлупы кокосовых орехов и других углеродосодержащих материалов. Его пористая структура обеспечивает очень большую поверхность на единицу массы (от 500 до 2200 м²), что делает его очень эффективным в адсорбции различных веществ, благодаря 4

чему он используется в медицине для борьбы с отравлениями путём приёма таблеток из угля внутрь и в производстве фильтров для воздуха. активное вещество- диоксид кремния, микрокристаллическая целлюлоза



Лекарственная форма: таблетка

Вид сорбента:неполярный

Свойства:оказывает энтеросорбирующее, дезинтоксикационное и противодиарейное действие. обладает большой поверхностной активностью. Адсорбирует яды и токсины из ЖКТ до их всасывания, в т.ч. алкалоиды, гликозиды, барбитураты и другие снотворные и наркотические средства, соли тяжелых металлов, токсины бактериального, растительного, животного происхождения, производные фенола, синильной кислоты, сульфаниламиды, газы. Также адсорбирует избыток некоторых продуктов обмена веществ - билирубина, мочевины, холестерина, эндогенные метаболиты, ответственные за развитие эндогенного токсикоза. Слабо адсорбирует кислоты и щелочи (в т.ч. соли железа, цианиды, метанол, этиленгликоль). Не раздражает слизистую оболочку ЖКТ.

Белый уголь

Структура: Активное вещество - диоксид кремния, микрокристаллическая целлюлоза

Лекарственная форма: таблетка

Вид сорбента: полярный

5

Свойства: действие — адсорбирующее, улучшающее пищеварение, улучшающее обмен веществ в тканях. Фармакологическое действие:Диоксид кремния обладает высокой сорбционной емкостью (количество вещества, которое может поглотить сорбент на единицу своей массы).

- Связывает путём адсорбции и выводит из организма:токсины, поступающие извне (включая продукты жизнедеятельности патогенных микроорганизмов, пищевые и бактериальные аллергены, микробные токсины, химические вещества),токсичные продукты, которые образуются в организме (в процессе распада белков в кишечнике),избыток желудочного сока и соляной кислоты, образующихся в желудке, и газов - в кишечнике.

- Содействует транспорту из внутренней среды организма (кровь, лимфа) в желудочно-кишечный тракт и выведению разнообразных токсичных продуктов, в том числе:алкалоидов, гликозидов, солей тяжелых металлов, фосфорорганических и хлорорганических соединений, барбитуратов, этилового спирта и продуктов его обмена,биологически активных веществ, связанных с процессами аллергии и воспаления (простагландинов, серотонина, гистамина),продуктов обмена белков (мочевины, креатинина, остаточного азота), липидов.

Диоксид кремния содействует снижению метаболической нагрузки на органы детоксикации (в первую очередь - печень и почки), устранению дисбаланса биологически активных веществ в организме, коррекции обменных процессов и иммунного статуса, улучшению показателей липидного обмена, таких, как уровень холестерина, триглицеридов и общих липидов.

Микрокристаллическая целлюлоза (МКЦ) - это пищевые волокна, выделенные из растительной клетчатки, по своим свойствам близка к натуральной целлюлозе, находящейся в виде естественного компонента в пищевых продуктах. МКЦ, как и другие пищевые волокна, действует на организм человека двумя путями: сорбционным и механическим. МКЦ нерастворима в воде и не подвергается расщеплению в пищеварительном тракте человека.

6

МКЦ сорбирует на своей поверхности и выводит из организма тяжелые металлы, свободные радикалы, микробные токсины, продукты распада, а также связывает в желудке излишек желудочного сока и соляной кислоты, в кишечнике - желчные кислоты, билирубин, холестерин, снижая тем самым агрессивность желудочного сока и желчи.

В тонком кишечнике МКЦ очищает механическим путем его слизистую оболочку, что ведет к улучшению пристеночного пищеварения и всасывающей функции кишечника. После приема МКЦ всасывание и усвоение пищи, лекарств, овощей и фруктов становится более полным.

Раздражая рецепторы кишечника, МКЦ усиливает его перистальтику, за счет чего ликвидируется застой пищевого комка (химуса).

Каолин

Структура:

Каолин, или белая глина ­–­­­­ минерал, представляющий собой гидратированный силикат алюминия. На практике используют каолин двух основных типов – природный каолин, содержащий гидратную воду, и прокаленный, обезвоженный, каолин. Частицы каолина относительно больших средних размеров состоят из нескольких пластинчатых чешуек, соединенных между собой. Наиболее мелкие фракции представляют собой главным образом единичные тонкие пластинчатые чешуйки.

Для него характерна слоистая структура: традиционно этот минерал формируется в виде микроскопических гибких бесцветных чешуек, или пластинок. Структуру каолинита слагают мельчайшие 6-угольные таблички, хорошо организованные. Срастания нескольких кристаллов каолинита представляют собой рыхлые, чешуйчатые, сплошные землистые массы. Иногда такие срастания могут быть сформированы в виде натечных форм.

7



Лекарственная форма:порошок

Вид сорбента: Полярный

Свойства: Одно из основных применений каолиновой глины - способствовать адсорбции других веществ. Каолиновая глина, естественно, обладает высокой адсорбирующей способностью, поэтому она может помочь извлечь и удалить нежелательные примеси, патогенные микроорганизмы или другие вещества в любой данной смеси или применении. Высокая огнеупорность, низкая пластичность и связующая способность. Каолин ненабухающий материал с пластинчатыми зернами.

БАДы

Клетчатка яблочная

Структура:



Лекарственная форма:порошок

Вид сорбента: полярный

8

Свойства:

• 
  Самое существенное положительное влияние они оказывают на желудочно—кишечную систему
  
• 
  Способствует поддержанию оптимальной микрофлоры кишечника.
  
• 
  Помогает кишечнику бороться с воспалительными процессами.
  
• 
  Помогает минимизировать возможность заболевания раком толстой кишки.
  
• 
  При регулярном применении, помогает справляться с запорами и дисбактериозом.
  
• 
  Нормализует уровень сахара в крови.
  
• 
  Клетчатка низко калорийна.
  
• 
  Увеличивает мозговую активность
  
• 
  Источник витаминов, особенно В группы
  

Пектин яблочный

Структура:



Лекарственная форма:порошок

Вид сорбента: полярный

Свойства:

- способствует нормализации обмена веществ -снижает уровень холестерина в крови -улучшает работу ЖКТ -выводит из организма токсины, шлаки, тяжелые металлы -выполняет противовоспалительные функции

Пектин цитрусовый

Структура:



Лекарственная форма:порошок

Вид сорбента: полярный

Свойства: Пектины являются природным абсорбентом, выводят шлаки из организма. Положительно влияют на обмен веществ, не изменяя состав крови, снижают холестерин, стимулируют работу ЖКТ. Не рекомендуется пектин при раздражительности кишечника и людям с аллергией на цитрусовые и яблоки.

МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА

Подробно рассмотрев структуру лекарственных веществ и биологически активных добавок, а также их свойства, было начато исследование по определению влияния кислотности среды на процесс адсорбции. В результате проведенного эксперимента были получены различные показатели.
Первым шагом в опыте стало помещение 0,5 г каждого адсорбента (исследуемых лекарственный веществ, БАДов) в 50 мл раствора ионов меди (Cu²⁺), выступающем в роли адсорбционной среды. Затем засечено время - 20, 40, 60 минут - и по прошествии каждого отрезка времени - отфильтрована часть раствора.

Вторым шагом стало титрование растворов Трилоном Б. Подробное описание пунктов данного шага:

1. 
   Взять колбу и налить в неё фильтрованный исследуемый раствор в объёме 10 мл.
   
2. 
   Установить бюретку на штатив и заполнить её до отметки 50 мл раствором Трилона Б (концентрация = 0,01 н).
   
3. 
   Медленно, по каплям, добавлять раствор Трилона Б в колбу с исследуемым раствором, пока раствор не приобретет фиолетовый цвет.
   
4. 
   Далее подсчитать объем раствора Трилона Б, который потребовался для изменения цвета исследуемого раствора (мл).
   

Объемы Трилона Б, использующиеся при титровании каждого исследуемого раствора представлены ниже в таблице.

	Время
	Объем трилона Б, мл			Концентрация не адсорбированных ионов меди в растворе, н
Адсорбент m= 0,5 г	20 мин	40 мин	60 мин	20 мин	40 мин	60 мин
Полисорб	8,0	6,0	4,0	0,0080	0,0060	0,0040
Активированный уголь	8,2	7,6	5,8	0,0082	0,0076	0,0058
Каолин	8,6	7,5	6,2	0,0086	0,0075	0,0062
Белый уголь	6,6	5,9	3,5	0,0066	0,0059	0,0035
Энтеросгель	6,8	5,2	4,1	0,0068	0,0052	0,0041
Клетчатка яблочная	8,3	6,9	5,3	0,0083	0,0069	0,0053
Пектин яблочный	8,6	9,7	9,5	0,0086	0,0097	0,0095
Пектин цитрусовый	8,4	9,0	8,5	0,0084	0,0090	0,0085

---

5. 
   Последним шагом необходимо подставить результаты титрования в формулу закона эквивалетов и в результате расчётов получить концентрацию неадсорбированных ионов меди в исследуемом растворе (моль экв/л или же н).
   

Расчеты произведены на основе закона эквивалентов
Формула для расчетов представлена ниже, где

- концентрация неадсорбированных ионов меди в растворе, ммоль э/л;

- концентрация раствора трилона Б, ммоль э/л;

- объем раствора трилона Б, мл;

- объем раствора меди, мл;
=
По данной формуле рассчитана концентрация неадсорбированных ионов в растворе по истечении 20, 40 и 60 минут соответственно. Стоит учесть, что моль экв/л то же самое, что и н.

Полисорб:

(спустя 20 минут) = = 0,008 моль экв/л;

(спустя 40 минут) = = 0,006 моль экв/л;

(спустя 60 минут) = = 0,004 моль экв/л;

Активированный уголь:

(спустя 20 минут) = = 0,0082 моль экв/л;

(спустя 40 минут) = = 0,0076 моль экв/л;

(спустя 60 минут) = = 0,0058 моль экв/л;
Каолин:

(спустя 20 минут) =

---

= 0,0086 моль экв/л;

(спустя 40 минут) = = 0,0075 моль экв/л;

(спустя 60 минут) = = 0,0062 моль экв/л;
Белый уголь:

(спустя 20 минут) = = 0,0066 моль экв/л;

(спустя 40 минут) = = 0,0059 моль экв/л;

(спустя 60 минут) = = 0,0035 моль экв/л;
Энтеросгель:

(спустя 20 минут) = = 0,0068 моль экв/л;

(спустя 40 минут) = 0,0052 моль экв/л;

(спустя 60 минут) = = 0,0041 моль экв/л;
Клетчатка яблочная:

(спустя 20 минут) = = 0,0083 моль экв/л;

(спустя 40 минут) = = 0,0069 моль экв/л;

(спустя 60 минут) = = 0,0053 моль экв/л;


Пектин яблочный:

(спустя 20 минут) = = 0,0086 моль экв/л;

(спустя 40 минут) =

---

= 0,0097 моль экв/л;

(спустя 60 минут) = = 0,0095 моль экв/л;

Пектин цитрусовый:

(спустя 20 минут) = = 0,0084 моль экв/л;

(спустя 40 минут) = = 0,009 моль экв/л;

(спустя 60 минут) = = 0,0085 моль экв/л.
Исходя из концентрации неадсорбированных ионов меди, можно найти концентрацию адсорбированных ионов меди.

Учитывается, что концентрация ионов меди в изначальном растворе:

= 0,01 н. Для того, чтобы найти концентрацию адсорбированных ионов меди (3), следует вычесть из концентрации ионов меди в изначальном (1) растворе концентрацию неадсорбированных ионов меди (2):
(3)= (1) - (2)
Сразу следует рассчитать концентрацию ионов меди в моль/л, поделив на модуль заряда меди, то есть 2. Далее моль/л переводится в ммоль/л, умножив на 1000.
Полисорб:

(3) (спустя 20 минут)= 0,01 н - 0,008 н = 0,002 н;

(3) (спустя 20 минут) = 1 ммоль/л;
(3) (спустя 40 минут) = 0,01 н - 0,006 н = 0,004 н;

(3) (спустя 40 минут) = 2 ммоль/л;
(3) (спустя 60 минут)= 0,01 н - 0,004 н = 0,006 н;

(3) (спустя 60 минут) = 3 ммоль/л.

Активированный уголь:

(3)(спустя 20 минут) = 0,01 н - 0,0082 н = 0,0018 н;

---

(3)(спустя 20 минут) = 0,9 ммоль/л;
(3)(спустя 40 минут) = 0,01 н - 0,0076 н = 0,0024 н;

(3)(спустя 40 минут) = 1,2 ммоль/л;
(3)(спустя 60 минут) = 0,01 н - 0,0058 н = 0,0042 н;

(3)(спустя 60 минут) = 2,1 ммоль/л.
Каолин:

(3)(спустя 20 минут) = 0,01 н - 0,0086 н = 0,0014 н;

(3)(спустя 20 минут) = 0,7 ммоль/л;
(3)(спустя 40 минут) = 0,01 н - 0,0075 н = 0,0025 н;

(3)(спустя 40 минут) = 1,25 ммоль/л;
(3)(спустя 60 минут) = 0,01 н - 0,0062 н = 0,0038 н;

(3)(спустя 60 минут) = 1,9 ммоль/л.
Белый уголь:

(3)(спустя 20 минут) = 0,01 н - 0,0066 н = 0,0034 н;

(3)(спустя 20 минут) = 1,7 ммоль/л;
(3)(спустя 40 минут) = 0,01 н - 0,0059 н = 0,0041 н;

(3)(спустя 40 минут) = 2,05 ммоль/л;
(3)(спустя 60 минут) = 0,01 н - 0,0035 н = 0,0065 н;

(3)(спустя 60 минут) = 3,25 ммоль/л.
Энтеросгель:

(3)(спустя 20 минут) = 0,01 н - 0,0068 н = 0,0032 н;

(3)(спустя 20 минут) = 1,6 ммоль/л;
(3)(спустя 40 минут) = 0,01 н - 0,0052 н = 0,0048 н;

(3)(спустя 40 минут) = 2,4 ммоль/л;
(3)(спустя 60 минут) = 0,01 н - 0,0041 н = 0,0059 н;

(3)(спустя 60 минут) = 2,95 ммоль/л.

Клетчатка яблочная:

---