Чем опасны для человека микроволны? Адсорбент - что это такое? Названия препаратов Физическая и химическая адсорбция

Адсорбенты (сорбенты) – это вещества с высокой поверхностной активностью, которые адсорбируют различные химические соединения в просвете кишечника, предохраняют нервные окончания. Это очень мелкие вещества, имеющие корпускулярное строение. Эффект адсорбции обусловливается фиксацией молекул различных веществ на поверхности сорбента. Различают адсорбирующие средства двух групп: нейтральные сорбенты – уголь активированный, альмагель, алюмагель и др.; специальные сорбенты – ионообменные смолы (иониты различного происхождения).

В качестве адсорбирующих в настоящее время используются сферические азотсодержащие угли – сферический карбонит (СКН), кокосовый активированный уголь (КАУ), сферический углеродный сорбент (СКС), активированные угольные волокна (АУВ).

Специальные сорбенты используют для удаления токсических веществ из крови (гемосорбция), лимфы (лимфосорбция), плазмы крови (плазмосорбция). Раньше для гемосорбции использовался активированный уголь, сейчас – различные ионообменные смолы. Селективная гемосорбция обеспечивает удаление из крови определенных соединений. Гемосорбция – это эффективный способ борьбы с интоксикацией различного происхождения: экзогенной (при отравлениями ФОС, барбитуратами, транквилизаторами, спиртами, ядовитыми грибами и т.п.); эндогенной (уремия, печеночная кома, острый панкреатит, перитонит, ожоговая болезнь и др.). Гемосорбция способствует ремиссии некоторых аутоиммунных заболеваний (крапивница, бронхиальная астма, системная красная волчанка, псориаз), т.к. удаляет комплексы антиген/антитело, комплемент, клеточные популяции.

Уголь активированный (карболен) – Carbo activatus

Порошок черного цвета, без вкуса и запаха, животного или раститульного происхождения. Имеет большую активную поверхность, которая измеряется сотнями м 2 на 1 г вещества, за счет чего способен адсорбировать газы, алкалоиды, токсины, соли тяжелых металлов. Из ЖКТ не всасывается.

Показания к применению: при острых отравлениях применяют в дозе 20-50 г в виде водной суспензии внутрь или через зонд после или во время промывания желудка. При метеоризме – по 1-2 г 3-4 раза в день.

Входит в состав талеток «Аллохол». Используется в противогазах и фильтрах для очистки воды.

Побочные эффекты: черная окраска фекалий, запоры.

Форма выпуска: порошок, таблетки по 0,25-0,5.

В настоящее время широко используется энтеросорбция – введение сорбента в пищеварительный тракт, что обеспечивает дезинтоксикацию ксенобиотиков и эндогенных токсинов, способствует выведению из организма ядовитых и балластных веществ. Используются энтеросорбенты разной химической структуры: углеродные (марки СКН и др.), кремниевые (силард, энтеросгель, сорбент МКЦ – высокомолекулярный полимер), производные поливинилпиролидона (энтеродез), растительного происхождения (пектины, пищевые волокна, сорбент ММЦ – микроструктурированная целлюлоза, полифепан и др.).

Клинический опыт свидетельствует, что энтеросорбция эффективна при пищевых, медикаментозных, промышленных отравлениях, при звболеваниях ЖКТ, сердечно-сосудистой, дыхательной. эндокринной систем, аллергических, кожных заболеваниях, при лечении токсикозов беременности.

Энтеросгель – Enterosgelum

Гидрогель метилкремниевой кислоты. При внутреннем применении оказывает общее дезинтоксикационное действие. Адсорбирует из кишечного содержимого и крови (трансмембранно через капилляры ворсинок слизистой оболочки кишечника) токсические соединения, в т.ч. и радионуклиды, уменьшает явления интоксикации, улучшает функцию кишечника, печени, почек. Имеет обволакивающее действие, защищает слизистую оболочку ЖКТ от действия раздражающих веществ, предохраняет ее от язвенно-эрозивного повреждения. Из пищеварительного тракта не всасывается.

Показания к применению: заболевания почек (пиелонефрит, нефролитиаз, поликистоз), которые сопровождаются почечной недостаточностью; заболевания печени (токсические и вирусные гепатиты, холестаз); при гастритах, энтероколитах, пищевых токсикоинфекциях, при острых и хронических отравлениях, сердечно-сосудистых, кожных заболеваниях, при атропической и инфекционно-аллергической бронхиальной астме, перитонитах, ожоговой болезни и др.

Адсорбирующие средства – это препараты, которые обладают свойством адсорбировать на своей поверхности химические соединения и тем самым предохраняют окончания чувствительных нервных волокон от “химического ожога”.

Для наружного применения при некоторых заболеваниях кожи в качестве адсорбентов используют (в форме присыпок, паст, мазей и др.) тальк, каолин (белую глину), гидроокись алюминия. Адсорбирующий эффект свойственен и отдельным обволакивающим средствам, например крахмалу, которые также могут применяться наружно. В последние годы для местного лечения ряда гинекологических заболеваний стали применять препарат лигнина в виде пасты, которую наносят на слизистую оболочку влагалища.

Адсорбирующие средства для внутреннего (энтерального) применения относятся к энтеросорбентам - препаратам, сорбирующим микроорганизмы и химические соединения из желудочно-кишечного тракта. Наибольшее распространение из энтеральных адсорбентов получили препараты активированного угля и лигнина (карболен, полифепан, Медикас-Е)азания бгаллат ()). В последние годы в клиническую практику внедрены препараты альгиновой кислоты, природной целлюлозы, комплексный препарат каолина и пектина капект и ряд других средств. В качестве сорбентов применяются также ионообменные вещества, механизм действия которых связан не только с адсорбцией, но в большей мере с замещением ионов на их поверхности ионами поглощаемого вещества (например, холестирамин); средства, обеспечивающие нейтрализацию, транспорт и выведение из организма токсинов, антигенов, ксенобиотиков и др. преимущественно за счет образования комплексных соединений с ними (например, низкомолекулярный поливидон).

Эффекты:

а) адсорбирющий;

б) детоксицирующий;

в) противоболевой;

г) противовоспалительный.

К классическим адсорбирующим средствам относят тальк , представляющий собой силикат магния такого состава: 4SiO+3MgO+HO, который при нанесении его на кожу адсорбирует выделения желез, подсушивает кожу и предохраняет ее от механического раздражения, снижает патологические рефлексы.

К адсорбирующим средствам относят белую глину (Bolus alba), алюминия гидрокись . Глина белая применяется наружно в форме мазей, присыпок и паст при некоторых заболеваниях кожи, трофических язвах кожи, опрелостях, ожогах. Внутрь взрослым назначают по 20-30 г, а детям по 5-10 г при заболеваниях желудочно-кишечного тракта (колитах, энтероколитах). Алюминия гидроокись применяется наружно в качестве адсорбирующего средства для присыпок и внутрь в качестве адаптационного средства.

Но лучшим адсорбирующим средством является активированный уголь (Carbo activatus)

Препараты активированного угля представляют собой специально обработанные угли растительного или животного происхождения: уголь активированный (карболен, карболонг, Медикас-Е и др.). Обладая высокой адсорбирующей способностью за счет пористой структуры, препараты активированного угля поглощают различные газы, токсины, вещества синтетического и растительного происхождения (соли металлов, барбитураты, алкалоиды, гликозиды и др.). В связи с этим их применяют при метеоризме, заболеваниях желудочно-кишечного тракта с повышенной кислотностью и гиперсекрецией желудочного сока, процессами гниения или брожения в кишечнике, а также в качестве неспецифических антидотов при острых отравлениях различными ядами и лекарственными средствами - карбамазепином, дигитоксином, фенобарбиталом, теофиллином и др. При применении активированных углей возможны запоры, поносы, обеднение организма витаминами, гормонами, белками и др.

Полифепан , полученный в результате переработки лигнина (продукта гидролиза углеводных компонентов древесины), в сравнении с препаратами активированного угля обладает более высокой сорбционной активностью по отношению к микроорганизмам. Его применяют при инфекционных и неинфекционных желудочно-кишечных заболеваниях, при отравлениях, аллергических заболеваниях, атеросклерозе, ожирении, печеночной и почечной недостаточности и др. При длительном применении препарата возможны запоры, обеднение организма белками, витаминами, гормонами и др.

Производное альгиновой кислоты (полученной из морских водорослей) низкомолекулярный модифицированный альгинат кальция (альгисорб) оказывает адсорбирующее и детоксицирующее действие. Наибольшую адсорбционную активность препарат проявляет по отношению к радионуклидам и тяжелым металлам, он снижает их всасываемость в желудочно-кишечном тракте и способствует выведению с калом. Не оказывает отрицательного влияния на реактивность организма и не нарушает обмен железа и кальция. Практически не всасывается из желудочно-кишечного тракта и не определяется в крови. Применяется для лечения и профилактики отравлений радионуклидами и тяжелыми металлами (свинцом и др.), а также в составе комбинированной терапии при хронических воспалительных заболеваниях и нарушениях моторики желудочно-кишечного тракта, кожных аллергических реакциях, гиперхолестеринемии. Побочное действие (диарея) отмечается редко. Препарат природной целлюлозы микроцел обладает выраженными сорбционными свойствами в отношении микроорганизмов, экзо- и эндотоксинов, ксенобиотиков, аллергенов; он удерживает их на поверхности своих частиц и выводит энтеральным путем. Применяется при острых и хронических заболеваниях гепатобилиарной системы (гепатиты различной этиологии, холециститы), атеросклерозе, ожирении, сахарном диабете и других состояниях, сопровождающихся эндогенной интоксикацией. Возможно побочное действие: запор.

Адсорбирующее действие капекта обусловлено свойствами его ингредиентов. Каолин адсорбирует токсические и некоторые другие вещества из желудочно-кишечного тракта, увеличивает объем каловых масс. Пектин (представляющий собой пищевые неструктурные волокна, состоящие из коллоидных полисахаридов, преимущественно соединений галактуроновой кислоты) также является сорбентом и оказывает смягчающее действие в кислой среде, уменьшая т.о. раздражение слизистой оболочки. Препарат применяется при диарее, кишечной колике.

Холестирамин связывает желчные кислоты в кишечнике и усиливает их выведение, уменьшает всасывание холестерина в кишечнике (см. Противоатеросклеротические средства). Поливидон при приеме внутрь связывает экзо- и эндотоксины и выводит их с калом; применяется при токсических формах острых инфекций жел.-киш. тракта, острой печеночной и почечной недостаточности, токсикозах беременных и других интоксикациях.

Адсорбирующий эффект свойствен также некоторым препаратам из других групп лекарственных средств, например, гидроокиси алюминия, входящей, в частности, в состав альмагеля (см. Антацидные средства); противодиарейному средству диосмектит (смекта).

Диосмектит (смекта) - антидиарейное средство. Препарат обладает значительными сорбционными свойствами и обволакивающей способностью, защищая слизистую оболочку пищеварительного тракта от отрицательного действия H+ -ионов кишечных микроорганизмов, их токсинов и других раздражителей. Предотвращает водно-электролитные потери, увеличивает количество слизи и улучшает ее качество.

Показания. Острая и хроническая диарея, особенно у детей, симптоматическая боль, связанная с заболеваниями пищевода, желудка, двенадцатиперстной кишки. Совместим с пероральными регидрантами. Не изменяет физиологическую перистальтику.

Побочное действие. Иногда запор.

Таким образом, вяжущие, обволакивающие, адсорбирующие средства обладают одним важным общим свойством: они местно, в точке их приложения оказывают ПРОТИВОВОСПАЛИТЕЛЬНЫЙ ЭФФЕКТ. В этой связи в литературе их часто называют местными антифлогистиками (противовоспалительными средствами).

Чудодейственный активированный уголь по праву занимает свое место во многих аптечках и является незаменимым помощником во время оказания . Нередко сталкиваются с необходимостью использования волшебных черных таблеток люди с острыми и инфекционными заболеваниями желудочно-кишечного тракта или желающие очистить организм от шлаков и токсинов. В любом случае, активированный уголь – первое, что приходит в голову при упоминании адсорбирующих препаратов.

Однако, помимо лекарства must-have в каждом доме, существует бесчисленное множество веществ, которые относятся к сорбентам. Так называются все твердые тела и жидкости, которые обладают свойством избирательно поглощать определенные газы из окружающей среды или компоненты растворов, вступая с ними в химическое взаимодействие.

Виды сорбентов и их свойства

Чтобы разобраться, в медицине, необходимо выяснить, какие сорбенты существуют в природе, и чем они отличаются. Сорбенты могут образовывать с поглощенным веществом раствор, заглушать его на своей поверхности или вступать с ним в химическую связь.

В зависимости от характера сорбции и взаимодействия выделяют несколько видов сорбентов.

• Абсорбенты имеют как природное, так и химическое происхождение и образуют с поглощенным веществом раствор. Сорбция происходит вследствие диффузии элемента и его соединений внутрь сорбента химическим или механическим путем. На поверхности абсорбентов находятся микропоры, которые всасывают вредные вещества. Абсорбция в общих чертах – поглощение всей массой сорбента.
• Адсорбенты, в отличие от абсорбентов, имеют большую удельную поглощающую поверхность, благодаря которой происходит сорбция. Адсорбирующие вещества связывают поглощенные элементы на своей поверхности, однако внутрь сорбента вредные соединения не проникают.
• Иониты – сорбенты, которые поглощают из раствора ионы одного типа и выделяют взамен такое же количество ионов другого типа.

Абсорбенты и адсорбенты часто путают, так как результат их действия одинаков вне зависимости от способа поглощения. Отличаются эти вещества в первую очередь областью их применения.

Абсорбенты используют в качестве средства экологической защиты в энергетике, нефтяной промышленности и домашнем хозяйстве. Их применяют для очистки воздуха и вод от ядов и химикатов. В быту их можно встретить в виде фильтров для водопровода, канализации и воздуха в помещении. Кокосовый уголь, пропиленкарбонат и гликоль – самые распространенные абсорбенты.

Адсорбенты чаще всего используются в медицине как лекарственные препараты, так как они не только связывают токсины, но и препятствуют их дальнейшему проникновению в организм человека. Существуют адсорбенты как для наружного и перорального применения, так и для введения внутривенно.

Адсорбирующие препараты в медицине: классификация и формы выпуска

Сегодня все адсорбирующие вещества, которые поступают в организм человека пероральным путем, связывают токсины, препятствуют их дальнейшему всасывании и ускоряют очищение организма от вредных веществ, объединили в категорию энтеросорбентов. Они, в свою очередь, отличаются друг от друга химической структурой, сорбционной активностью, спектром действия и выпускаются в разных фармакологических формах.

Все энтеросорбенты обладают высокой сорбционной активностью по отношению как к токсинам, так и к бактериям. Они легко выводятся из организма вместе со связанными веществами и абсолютно безвредны для человека. При этом адсорбенты препятствуют обратному всасыванию нежелательных соединений во время прохождения по ЖКТ, не нарушая микрофлоры кишечника.

Как химические соединения энтеросорбенты можно разделить на несколько видов:

• карбонаты, также известные как угольные адсорбенты;
• кремниевые сорбенты или силикаты, в основе которых находятся соли кремния;
• алюмосиликаты и цеолиты на основе глины или солей алюминия;
• природные сорбенты (клетчатка, пектины).

Адсорбенты выпускаются в разных фармакологических формах, самыми распространенными из которых являются таблетки, капсулы, гранулы, порошки и гели. Препараты на основе активированного угля и алюмосиликатов поглощают практически все токсические вещества, однако существуют адсорбенты, взаимодействующие только с определенными соединениями или микроорганизмами.

Адсорбирующие препараты в медицине: показания и применение

С различного рода интоксикациями сталкивается каждый, поэтому необходимо всегда иметь при себе универсальный адсорбент, который быстро выведет из организма токсические молекулы и справится с нежелательными гостями.

Препараты рода энтеросорбентов могут применяться в процессе оказания экстренной доврачебной помощи или по назначению врача в следующих случаях:

• острые формы кишечных инфекций;
• , солями тяжелых металлов, компонентами бытовой химии или продуктами питания;
• передозировка лекарственными препаратами и БАДами;
• аллергическая реакция на медикаменты и продукты;
• нарушение нормальной деятельности желудочно-кишечного тракта;
• профилактика развития хронических интоксикаций;
• нарушение микрофлоры кишечника после лечения антибиотиками;
• период обострения хронических заболеваний ЖКТ;
• период выздоровления после перенесенных вирусных интоксикаций.

Чаще всего используют адсорбенты в виде таблеток или порошка при отравлениях разной степени тяжести. Они эффективно выводят из организма яды, токсины, шлаки, излишек холестерина и вещества, провоцирующие аллергические реакции, но отличаются сорбционной емкостью и удобством в применении.

В таблице представлены самые популярные адсорбирующие препараты и их сравнительная характеристика.

Можно заметить, что самыми эффективными на сегодняшний день являются сорбенты на основе кремниевых соединений в виде порошка. К их недостаткам можно отнести высокую стоимость препарата и то, что не всегда есть под рукой вода, чтобы развести порошок. Зато, в отличие от карбонатов, порошки не нужно употреблять в больших количествах для достижения нужного эффекта.

Особенности лечения с помощью адсорбентов

Твердые энтеросорбенты в виде таблеток могут механически повредить стенки желудка, поэтому часто перед употреблением их следует измельчить. В остальном сорбирующие вещества не имеют противопоказаний к применению, кроме индивидуальной непереносимости, открытых язв ЖКТ, внутренних кровотечений и непроходимости кишечника. С осторожностью следует относиться также при отравлении медикаментами, чтобы не ухудшить состояние больного.

Простым адсорбентам типа активированного угля и его аналогов. Не стоит забывать также, что для сочетания этих препаратов с другими медикаментами, должно проходить не менее 1,5 часов с момента приема энтеросорбента.

Адсорбирующие препараты принимать детям можно и нужно, так как неокрепший иммунитет ребенка восприимчив к инфекциям, в том числе – кишечным. В неосознанном возрасте наиболее часто происходят пищевые отравления, причем любые заболевания у детей протекают быстрее, чем у взрослых.

При возникновении интоксикации у ребенка необходимо срочно очистить организм и не повредить при этом перистальтике кишечника, поэтому наиболее часто используют адсорбенты в виде порошка или гидрогеля. Для самых маленьких наиболее эффективным будет гель-адсорбент от отравления, поскольку его удобнее проглотить. С семи лет можно использовать порошки или капсулы.

Альтернативой химическим препаратам могут выступать природные сорбенты.

• Пектин выводит токсины, стимулирует работу кишечника и его микрофлоры, способствует усвоению витаминов и питательных веществ. Попадая в кишечник, пектин становится желеобразным и захватывает также остатки неусвоенной пищи. Содержится во всех фруктах и овощах, богатых витамином С и морских водорослях.
• Продукты, богатые клетчаткой, действуют по принципу ершика и очищают желудочно-кишечный тракт, нормализуют перистальтику и предотвращают запоры. Клетчатка выводит также продукты гниения и патогенные микроорганизмы.
• Целлюлоза действует как клетчатка и освобождает организм от шлаков, улучшает работу кишечника и положительно влияет на его микрофлору.
• Хитин и препараты на его основе выводят лишний холестерин и применяются при лечении сахарного диабета, ожирения, для профилактики атеросклероза.

Некоторые диетические комплексы для похудения также включают в себя сорбенты. Однако следует понимать, что адсорбирующие препараты в этом случае – вспомогательные вещества, а не лекарство от лишнего веса. Снижение веса во время их приема происходит не за счет уменьшения жировых отложений, а благодаря очищению организма от шлаков. Именно поэтому прием энтеросорбентов в профилактических целях и для похудения должен быть согласован с лечащим врачом или диетологом.

Адсорбирующие лекарственные средства (адсорбенты, сорбенты) - это препараты с высокой поверхностной активностью, поглощающих (адсорбирует) различные химические соединения, предотвращая раздражение нервных окончаний. Адсорбенты - это достаточно измельченные вещества, которые приобретают корпускулярной строения. Эффект адсорбции обусловлен фиксацией молекул различных веществ на поверхности сорбента. К адсорбирующих средств относятся две группы: нейтральные сорбенты (уголь активированный, энтеросгель, силикс, сорбекс, смекта) и специальные - ионообменные смолы (иониты различного происхождения). Адсорбирующими свойствами обладают также сферическое азотсодержащих угля - сферический карбонит, коксующийся активированный уголь, сферический углеродный сорбент, активированные углеродные волокна. Специальные сорбенты используют для удаления токсических веществ из крови (гемосорбция), лимфы (лимфосорбция), плазмы крови (плазмосорбция) и других жидкостей организма. Наряду с гемосорбцией используют адсорбенты для энтеросорбции, то есть введение сорбента в пищеварительный канал обеспечивает дезинтоксикацию ксенобиотиков и эндогенных токсинов.

Уголь активированный адсорбирует токсичные вещества, замедляет или прекращает их всасывания, уменьшает опасность острого отравления, снижает активность лекарственных средств при одновременном применении. Показания: отравления химическими веществами, метеоризм, для ослабления действия соляной кислоты больным гиперацидный гастрит.

С кремнеземных соединений в качестве сорбентов применяют силикс, энтеросгель. Силикс и Силард II - это порошки нанокремнию диоксида, применяемых в виде суспензии внутрь при токсикозах, отравлениях.

Силикс имеет высокую гидрофильность, выраженную билоксорбуючу активность, способность связывать вирусы, микроорганизмы, микробные токсины, взаимодействовать с низкомолекулярными соединениями. Назначение: лечение острых отравлений, дисбиоза кишечника, гнойно-воспалительных процессов, инфекционных диарей, вирусных гепатитов и др.

Сорбекс имеет детоксицирующий эффект, снижает метаболические нагрузки на системы организма, способствует восстановлению. Активное вещество Сорбекс - активированный уголь растительного происхождения, в процессе обработки получает значительную сорбционную поверхность; активно связывает токсические вещества различного происхождения, в том числе токсичные метаболиты организма, способствует их выведению. Сорбекс стимулирует моторику, усиливает кровообращение кишечника.

Показания: отравления бытовыми и промышленными ядами, пищевыми продуктами, лекарственными средствами, алкоголем и наркотическими веществами, заболевания пищеварительного тракта, пищевые токсикоинфекции, инфекционные заболевания (с диарейных синдромом), острые и хронические вирусные гепатиты, сепсис, ботулизм, дифтерия, другие вирусные, бактериальные инфекции, острые и хронические болезни почек, печени, легких, сердечно-сосудистой, нервной систем, заболевания, сопровождающиеся эндогенной интоксикацией, аллергические, иммунные, аутоиммунные заболевания, онкологические заболевания, интоксикации при ожогах, гнойно-септические заболевания, гиперхолестеринемия, преждевременное старение.

Побочное действие нарушения функции кишечника (диарея, запор), при длительном введении - гиповитаминоз, снижение поступления жиров, белков, снижение уровня гормонов.

Энтеросгель - это гидрогель метил кремниевой кислоты, энтеросорбент. Препарат эффективно адсорбирует из кишечника и крови и экскретируется из организма среднемолекулярные токсические вещества, продукты незавершенного метаболизма, инкорпорированы радионуклиды. Препарат устраняет проявления токсикоза, дисбактериоза, нормализует метаболические процессы и показатели лабораторных исследований крови, мочи, защищает слизистую оболочку желудка и кишечника от агрессивных воздействий, от возникновения эрозивно-язвенных процессов, ожогов, улучшает иммунный статус. Препарат нормализует микрофлору кишечника при дисбактериозе, инфекционных осложнениях, предотвращает развитие гнойных процессов, имеет опосредованное противомикробное, Регенераторной, гепатопротекторное активность. Препарат показан для детоксикации при заболеваниях почек, при токсикоинфекциях, заболеваниях печени, гастроэнтероколите, диареи, алкогольной, наркотической интоксикациях, при ожоговой и лучевой болезни, гнойно-септических процессах, дисбактериозе.

Смекта - лекарственное средство природного происхождения, эффективно адсорбирует и выводит из организма патогенные бактерии, токсины, кишечные газы и соли желчных кислот. Кроме сорбционной действия, имеет обволакивающее свойство по отношению к слизистой оболочке, предупреждает потери в пищеварительном канале жидкости и электролитов, взаимодействует с гликопротеинами слизи. Смекта усиливает барьерную функцию слизистой оболочки пищеварительного тракта, защищает от негативного воздействия соляной кислоты, желчных кислот, кишечных микроорганизмов.

Назначение: симптоматическое лечение острой и хронической диареи, вспомогательное средство для лечения воспалительных процессов желудка, кишечника.

Побочное действие запоры.

Очень мелкие порошки (тальк, белая глина) защищают от механических раздражений поврежденные участки кожи (опрелость, воспалительные процессы), адсорбируют секрет потовых желез подсушивают кожу, предотвращают раздражение.

Адсорбция Движущей силой

Веществ на поверхности.

Физическая адсорбция. Адсорбированный слой связан с поверхностью слабыми межатомными связями, например силами Ван-дер-Ваальса. Теплота физической адсорбции, как правило, невелика и редко превосходит несколько десятков кДж/моль (примерно 40 кДж/моль). Процесс физической адсорбции обратим, относится к неактивируемым, протекает очень быстро, как только молекулы адсорбата окажутся на поверхности твёрдого или жидкого тела. Наиболее часто физическую адсорбцию связывают с взаимодействием поверхности с газовой фазой. Количество адсорбированного газа снижается при уменьшении давления и возрастании температуры.

к Р

Р

(а) и температуры (б ) (пояснения в тексте)

где а к в уравнении (2.5).

Процесс адсорбции почти всегда сопровождается выделением теплоты, которое называют теплотой адсорбции. Прочность адсорбционного слоя пропорциональна теплоте адсорбции.

На рисунке 2.1, б

Химическая адсорбция. Хемосорбция представляет собой процесс поглощения поверхностью жидкого или твердого тела веществ из окружающей среды, сопровождающийся образованием химических соединений. При хемосорбции выделяется значительное количество теплоты. Обычно теплоты хемосорбции лежат в пределах 80–125 кДж/моль. Взаимодействие кислорода с металлами (окисление) даёт значительно более высокие значения теплоты, достигающие 400 кДж/моль.

ПОСМОТРЕТЬ ЕЩЕ:

Адсорбция в химии

Введение

Адсорбцией называют процесс поглощения вещества из смеси газов, паров или растворов поверхностью или объемом пор твердого тела — адсорбента.

Явление адсорбции известно очень давно. Такие природные материалы, как песок и почва, использовали для очистки воды еще на заре человеческого общества. В конце XVIII века К. Шееле и одновременно Фонтана обнаружили способность свежепрокаленного древесного угля поглощать различные газы в объемах, в несколько раз превышающих его собственный объем. Вскоре выяснилось, что величина поглощенного объема зависит от типа угля и природы газа. Т.Е. Ловиц в 1785 году открыл явление адсорбции углем в жидкой среде, подробно исследовал его и предложил использовать уголь для очистки фармацевтических препаратов, спирта, вина, органических соединений. Ловиц показал, что древесный уголь способен быстро очищать испорченную воду и делать ее пригодной для питья. И сейчас основным действующим началом фильтров для воды служат углеродные материалы, конечно более современные, чем природные угли. Адсорбция отравляющих веществ из воздуха была использована Н.Д. Зелинским при создании противогаза во время первой мировой войны.

Адсорбция газов на твердых поверхностях используется в некоторых отраслях пищевой промышленности, а именно масложировой (например, в производстве маргарина) и в бродильной (например, в производстве дрожжей) для очистки технологических газовых потоков с целью предотвращения выбросов вредных веществ в атмосферу. Поглощение паров воды происходит на пористых веществах, которые выполняют роль твердого адсорбента. Подобные процессы наблюдаются в отношении сахара, соли и сухарей.

Адсорбция, ее виды

Адсорбционный способ регулирования газового состава хранилищ скоропортящихся продуктов позволяет в несколько раз сократить потери и увеличить сроки хранения. Адсорбция различных пищевых кислот, лимонной в частности, снижает по сравнению с водой поверхностное натяжение большинства прохладительных напитков. Адсорбция веществ на поверхности раздела жидкость — газ способствует устойчивости пен. Подобный процесс имеет место в бродильной промышленности при производстве дрожжей и некоторых других полупродуктов. Усиление смачивания водой различных поверхностей широко используется в промышленности в качестве сопутствующего процесса при мойке оборудования, подготовке сырья, обработке полуфабрикатов и т.д. Адсорбция на границе твердое тело — жидкость широко применяется при очистке жидкостей (например, диффузионного сока при производстве сахара, растительных масел и соков) от примесей.

Развитие теории адсорбционных сил еще не достигло такой стадии, когда по известным физико-химическим свойствам газа и твердого тела можно было бы рассчитать изотерму адсорбции, не проводя экспериментальных исследований. Поэтому попыткам описать экспериментальные изотермы с помощью различных теоретических уравнений, которым соответствуют определенные модели адсорбции, посвящено огромное количество работ. Если теоретическое уравнение изотермы адсорбции хорошо воспроизводит экспериментальные данные, то можно рассчитать неизвестные величины адсорбции при разных условиях (р и Т) и определить различные геометрические параметры твердых тел. Рассмотрим лишь немногие, наиболее распространенные теоретические уравнения изотерм адсорбции.

Делись добром 😉

АДСОРБЦИЯ В ПИЩЕВЫХ ПРОИЗВОДСТВАХ

Процесс поглощения одного или нескольких компонентов из смеси газов, паров или жидких растворов поверхностью твердого вещества - адсорбента называется адсорбцией. Процесс адсорбции подобно процессу абсорбции избирателен, т. е. из смеси поглощаются только определенные компоненты. Как и при абсорбции поглощенное вещество может быть выделено из адсорбента, например, при нагревании. Этот процесс регенерации - обновления абсорбента называется десорбцией.

Процессы абсорбции и адсорбции внешне похожи. Разница между ними заключается в том, что в одном случае вещество поглощается всем объемом жидкости, а в другом - только поверхностью твердого поглотителя - адсорбента.

В пищевой промышленности адсорбция применяется при очистке водно-спиртовых смесей в ликеро-водочном производстве, при очистке и стабилизации вин, соков и других напитков. В свеклосахарном производстве адсорбцией обеспечивается основная очистка диффузионного сока в процессе его сатурации, а также обесцвечивание сахарных сиропов перед кристаллизацией.

Равновесие при адсорбции

Количество вещества, поглощенного адсорбентом, зависит от концентрации поглощаемого вещества в парогазовой смеси или растворе, а также от температуры, при которой осуществляется процесс. Условия равновесия для адсорбции

Линии равновесия, соответствующие уравнениям (7.75) и (7.76), получили название изотерм сорбции. Изотермы сорбции (рис. 26) строят по опытным данным. Характер кривой изотермы сорбции зависит от многих факторов, в том числе от удельной поверхности адсорбента, объема пор, структуры и распределения пор, свойств поглощаемого вещества и, конечно, от температуры.

Движущая сила процесса адсорбции определяется как разность между рабочей и равновесной концентрациями поглощаемого вещества в парогазовой или жидкой фазах.

Рабочая линия для непрерывных процессов адсорбции соответствует уравнению (7.6).

В процессе адсорбции происходит выделение теплоты, что ведет к повышению температуры в системе и снижению активности адсорбента. Поэтому для поддержания скорости процесса в промышленных адсорберах предусматривают охлаждение адсорбента.

Адсорбенты

Количество поглощаемого вещества зависит от площади поверхности поглотителя. Поэтому адсорбенты обладают чрезвычайно развитой поверхностью, что достигается за счет образования большого количества пор в твердом теле.

Активированный уголь. Это самый распространенный адсорбент. Его получают сухой перегонкой дерева с последующей активацией - прокаливанием при температуре около 900 °С. Суммарная поверхность 1 г активированного угля 600… 1700 м2. Активированный уголь получают также из костей животных и других углеродсодержащих материалов. Размеры кусков активированного угля в зависимости от марки лежат в пределах от 1 до 5 мм. Активированный уголь лучше поглощает пары органических веществ, чем пары воды. Недостатками активированных углей являются их небольшая механическая прочность и горючесть.

Силикагели. Этот адсорбент получают обезвоживанием геля кремниевой кислоты, обрабатывая силикат натрия (жидкое стекло) минеральными кислотами или кислыми растворами их солей. Размер гранул силикагеля лежит в пределах от 0,2 до 7 мм.

Суммарная поверхность 1 г силикагеля 400…770 м2. Силикагели эффективно поглощают пары органических веществ, а также влагу из воздуха и газов. Поэтому гранулы силикагеля иногда используют при упаковке на хранение приборов и материалов, боящихся влаги. В отличие от активированного угля силикагель негорюч и обладает большой механической прочностью.

Цеолиты. Это пористые водные алюмосиликаты катионов элементов первой и второй групп Периодической системы Д. И. Менделеева. Встречаются в природе и добываются карьерным способом. В промышленности чаще применяют синтетические цеолиты, обладающие весьма однородной структурой, с размерами пор, которые можно сравнить с размерами крупных молекул. Поэтому цеолиты обладают свойствами микрофильтра-ционных мембран.

Цеолиты отличаются высокой поглотительной способностью по отношению к воде и поэтому используются для глубокой осушки газов и воздуха с незначительным содержанием влаги. Гранулы промышленных цеолитов обычно имеют размеры от 2 до 5 мм.

Иониты. Это природные и искусственные адсорбенты, действие которых основано на химическом взаимодействии с очищаемыми растворами. Процессы с применением ионитов следует отнести к хемосорбции - адсорбции, сопровождаемой химическими реакциями. Иониты, содержащие кислые активные группы и обменивающиеся с раствором электролита подвижными анионами, называются анионитами. Иониты, содержащие основные активные группы и обменивающиеся подвижными катионами, называются катионитами. Существует группа аморфных ионитов, способных к анионному и катионному обменам одновременно. Наибольшее распространение в промышленности получили ионообменные смолы. Так, в сахарорафинадном производстве с помощью ионообменных смол осуществляют обесцвечивание сиропов. Смолы применяют также в некоторых случаях при обработке воды. Последние успехи в области синтеза ионитов позволяют надеяться на их успешное использование в нетрадиционных технологиях, например в производстве спирта-ректификата из спирта-сырца.

В качестве естественных адсорбентов в пищевой промышленности, например для осветления вин, используют мелкодисперсные глины: бентонит, диатомит, каолин. С этой же целью применяют рыбий клей (желатин) и другие вещества.

Расчет адсорберов

Порядок расчета адсорберов аналогичен порядку расчета абсорберов. И только фиксированная поверхность массообмена, которую несложно определить, позволяет воспользоваться неко-торыми кинетическими уравнениями и более точно рассчитать требуемые размеры аппарата, не прибегая к определению числа ступеней изменения концентрации.

Материальный баланс. Уравнение материального баланса процесса адсорбции соответствует уравнению (7.3):

Кинетика процесса адсорбции. Процесс поглощения вещества при адсорбции в общем случае описывается критериальным уравнением для систем с твердой фазой:

Количество теплоты, выделяемое при адсорбции. Удельную теплоту адсорбции г (Дж/моль) обычно определяют опытным путем и для разных веществ приводят в справочниках. При отсутствии опытных данных можно воспользоваться следующим уравнением:

Физическая и химическая адсорбция

Адсорбция – поглощение веществ из растворов или газов поверхностным слоем твёрдого тела или жидкости. Движущей силой процесса является наличие на поверхности некомпенсированных сил межатомного взаимодействия, за счёт чего и притягиваются молекулы адсорбированного вещества – адсорбата. Происходит не только снижение поверхностной энергии, но и образование на поверхности различной по составу пленки.

Термодинамическое состояние атомно-чистой поверхности способствует активному протеканию процесса адсорбции. Известно, что на чистой металлической поверхности содержится около 105 адсорбционных позиций, приходящихся на 1 см2.

Различают физическую и химическую адсорбцию веществ на поверхности. Возможны и промежуточные виды взаимодействий на границе раздела фаз.

Физическая адсорбция. Адсорбированный слой связан с поверхностью слабыми межатомными связями, например силами Ван-дер-Ваальса. Теплота физической адсорбции, как правило, невелика и редко превосходит несколько десятков кДж/моль (примерно 40 кДж/моль).

Процесс физической адсорбции обратим, относится к неактивируемым, протекает очень быстро, как только молекулы адсорбата окажутся на поверхности твёрдого или жидкого тела. Наиболее часто физическую адсорбцию связывают с взаимодействием поверхности с газовой фазой. Количество адсорбированного газа снижается при уменьшении давления и возрастании температуры.

Простейшие уравнения мономолекулярной адсорбции предложены Генри и Ленгмю ром. Уравнение Генри (так называемая изотерма Генри)

где Θ — степенях заполнения молекулами адсорбата однородной поверхности адсорбента, к — коэффициент пропорциональности, зависящий главным образом от температуры и характера взаимодействия адсорбента с адсорбентом, Р — давление, справедливо при очень низких Θ степенях заполнения молекулами адсорбата однородной поверхности адсорбента.

Изотерма Генри представляет собой прямую линию 1 (рисунок 2.1, а). С увеличением давления Р рост адсорбированного мономолекулярного слоя замедляется. Молекула адсорбата испытывает трудности в закреплении на еще не занятом пространстве поверхности адсорбента.

Рисунок 2.1 — Зависимость изменения количества адсорбированного вещества от давления (а) и температуры (б ) (пояснения в тексте)

Изотерма приобретает выпуклый характер 2, а значение в стремится к единице (см. рисунок 2.1, а). Выпуклые изотермы описываются уравнением Ленгмюра

где а – адсорбционный коэффициент, аналогичный по физическому смыслу константе к в уравнении (2.5).

Следует отметить, что уравнение Ленгмюра справедливо только для мономолекулярной адсорбции на однородной поверхности, возможностью притяжения молекул адсорбата между собой и их подвижностью вдоль поверхности адсорбента пренебрегают. При дальнейшем увеличении давления адсорбата происходит заполнение второго, третьего и других слоев. Процесс переходит в полимолекулярную адгезию.

Поверхность твёрдых адсорбентов в основном неоднородна. Одни участки благоприятны для адсорбции, другие – наоборот. С ростом давления адсорбата полимолекулярная адсорбция происходит одновременно по всей поверхности с различной степенью интенсивности.

Процесс адсорбции почти всегда сопровождается выделением теплоты, которое называют теплотой адсорбции.

Прочность адсорбционного слоя пропорциональна теплоте адсорбции. При переходе к полимолекулярной адсорбции теплота адсорбции приближается к теплоте конденсации адсорбата.

Температурные условия оказывают большое влияние на протекание процесса физической адсорбции. Высокая подвижность молекул на поверхности при повышении температуры приводит к десорбции образующегося слоя. Дальнейшее повышение температуры может переводить физическую адсорбцию в химическую – хемосорбцию, имеющую более прочные связи.

На рисунке 2.1, б приведена качественная зависимость адсорбции газовой среды от температуры при постоянном давлении. При низких температурах изобара 1 описывает физическую адсорбцию. При достижении определенной температуры возможен процесс перехода физической адсорбции к хемосорбции. Происходит рост адсорбируемого вещества (кривая 2). При заполнении всей поверхности адсорбатом снова начинает снижаться количество адсорбированного вещества (кривая 3). Адсорбция в области 1 обратима, а в области 2 необратима. В случае охлаждения системы процесс переходит из области 3 в область 4.

Слабые междуатомные связи на поверхности при физической адсорбции, по-видимому, в малой степени способны уравновесить некомпенсированные связи поверхностных атомов. Соответственно этому не следует ожидать значительного снижения уровня свободной поверхностной энергии. При подготовке поверхности изделий для нанесения покрытий следует учитывать слабые связи физически адсорбированных веществ (твердых, жидких и газообразных).

Химическая адсорбция. Хемосорбция представляет собой процесс поглощения поверхностью жидкого или твердого тела веществ из окружающей среды, сопровождающийся образованием химических соединений. При хемосорбции выделяется значительное количество теплоты. Обычно теплоты хемосорбции лежат в пределах 80–125 кДж/моль.

Физическая и химическая адсорбция

Взаимодействие кислорода с металлами (окисление) даёт значительно более высокие значения теплоты, достигающие 400 кДж/моль.

Подобно химическим реакциям хемосорбция требует для своего протекания значительной энергии активации. Следовательно, при увеличении температуры процесс хемосорбции ускоряется. Происходит так называемая активируемая адсорбция. Хемосорбция относится к избирательным процессам и зависит от химического сродства абсорбента и адсорбата, которое наряду с температурой определяет скорость протекания реакции. Например, при взаимодействии газов с чистыми металлами или металлоподобными поверхностями наблюдается исключительно быстрая хемосорбция, что связано со слабой насыщенностью связями поверхностных атомов. Хемосорбция протекает при минимальных значениях энергии активации. Хемосорбция на твёрдых поверхностях зависит от кристаллографической ориентации зёрен, наличия различных дефектов и др. Хемосорбция начинается на наиболее активных участках поверхности. Принято считать, что хемосорбция происходит до тех пор, пока вся поверхность не покроется мономолекулярным слоем адсорбата. По сравнению с физической адсорбцией хемосорбция чувствительна к давлению окружающей среды.

Наличие на поверхности хемосорбированных пленок в значительной мере уравновешивает некомпенсированные оборванные связи поверхностных атомов. Поверхностная энергия при этом достигает минимальных значений, что следует учитывать при подготовке поверхностей для нанесения покрытий. Для удаления хемосорбированных поверхностных соединений (загрязнений) требуются значительные энергетические воздействия.

ПОСМОТРЕТЬ ЕЩЕ:

ПРОТИВОПОКАЗАНИЯ К ПРИМЕНЕНИЮ АДСОРБЕНТОВ

Любые препараты необходимо принимать по рекомендации врача и следуя инструкции! Основным противопоказанием к приему адсорбентов для кишечника является их индивидуальная непереносимость. Препараты активированного угля не рекомендуется использовать при желудочном кровотечении, язвенных поражениях ЖКТ и др.; препараты лигнина – при нарушении углеводного обмена, анацидном гастрите, склонности к запорам. Необходимо учитывать, что при приеме адсорбирующих средств внутрь может уменьшаться эффективность других лекарственных средств, принимаемых с ними одновременно. Поэтому важно делать интервал между приемом адсорбентов и других препаратов.

Сорбционная очистка

НЕОСМЕКТИН® – АДСОРБЕНТ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ

Современный препарат Неосмектин® способствует устранению диареи различного происхождения, метеоризма, изжоги, вздутия и тяжести в животе. Неосмектин® действует в двух направлениях.

СПОСОБСТВУЕТ УСТРАНЕНИЮ ФАКТОРОВ, ПРОВОЦИРУЮЩИХ РАССТРОЙСТВА ПИЩЕВАРЕНИЯ

Патогенная микрофлора, кишечные газы, токсины иногда являются причиной расстройства пищеварения. Неосмектин® адсорбирует их, способствуя их выведению из организма. Таким образом, препарат способствует устранению не симптомов, а самих факторов, которые могут провоцировать проблемы с пищеварением.

защищает слизистую желудочно-кишечного тракта

Неосмектин® стабилизирует слизистый барьер желудочно-кишечного тракта, создавая на его поверхности защитную пленку, которая предохраняет слизистую от повреждения болезнетворными микроорганизмами и дает ей возможность быстрее восстановиться.