V Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2013

Содержание воды в организме человека составляет в среднем 60% массы тела. В течение суток в организм человека поступает с питьем около 1,2 л воды, с пищей - 1 л и примерно столько же выделяется (при нормальном водном балансе). Более того, вся вода организма обновляется примерно через месяц, а вода внеклеточной жидкости – за неделю. [1]. Таким образом, поступающая в организм вода должна существенно влиять на минеральный обмен и физико-химические свойства биологических жидкостей. Большинство биологических жидкостей – коллоидные растворы, агрегативная устойчивость которых зависит от ряда факторов: рН, влияния электролитов и т.д. При изменении устойчивости коллоидных растворов неизбежно образование нерастворимых соединений и патологические изменения в организме. Например, малорастворимые оксалаты кальция встречаются как в «кислой», так и «щелочной» моче и являются следствием почечнокаменной болезни, связанной с образованием в мочевых органах камней разного состава.

Цель работы – разработать методологический подход к оценке влияния состава и свойств питьевых вод на устойчивость коллоидных растворов оксалата кальция, полученных в нейтральной среде.

Методы и материалы: формирование твердой фазы проводили в лабораторных условиях по реакции: Ca²⁺ + (C₂O₄)^2- = CaC₂O₄. Для создания постоянного значения рН=6,8 добавляли буферный раствор.

В качестве исходных растворов использовали соли: хлорид и глюконат кальция, оксалат натрия. Кроме того, в соответствии с планом эксперимента, в некоторые водные растворы вводили комплексон – трилон Б. Процесс образования твердой фазы наблюдали кондуктометрическим (кондуктометр Анион 7020) и спектрофотометрическим (прибор КФК-2МП) методами по изменению электропроводимости или величины светопропускания при длине волны 340 нм соответственно. Состав питьевых вод, добавляемых к коллоидным растворам, приведен в табл.1.

Таблица 1

Состав питьевых вод, которые использованы в процессе эксперимента

Показатели	Ед. измерения	Питьевая вода 2 (ПВ 2)	Питьевая вода 1 (ПВ 1)
Солесодержание	мг/дм3	241	228
рН		8	7,2
Жесткость общая	Ж0	3,2	2,5
Кальций	мг/дм3	30	34
Магний	мг/дм3	20,4	9,6
Гидрокарбонаты	мг/дм3	167,8	91,5
Сульфаты	мг/дм3	11,5	58,2
Хлориды	мг/дм3	3,16	16,2
Фториды	мг/дм3	0,17	0,28
Кремний	мг/дм3	6,53	5,85
Железо	мг/дм3	0,02	0,29
Общий органический углерод	мг/дм3	2,99	7,2

Результаты и обсуждение: полученные экспериментальные данные представлены на рис. 1, 2. Из анализа данных (рис.1) следует, что образование твердой фазы оксалата кальция (ПР= 2,3*10^-9) при рН=6,8 слабо зависит от:

• природы соли кальция, содержащейся в растворе: ПК=1,93*10^-6 (при использовании глюконата кальция) и ПК=1,19*10^-6 (при использовании хлорида кальция);

• порядка смешивания реагентов: ПК=1,19*10^-6 (при добавлении к хлористому кальцию оксалата натрия) ПК=1,93*10^-6(при добавлении к оксалату натрия хлористого кальция);

• присутствия трилона Б: ПК=0,86*10^-6 (содержание трилона Б 1мг/л по общему органическому углероду).

В процессе лабораторного эксперимента получены: коллоидные системы с положительно заряженной гранулой:

{(mCaC₂O₄)nCa²⁺ 2(n-x)Cl^-}^2x+ 2xCl^-yH₂O (система I, проба 1.5) и отрицательно заряженной гранулой:

{( mCaC₂O₄)nC₂O₄^2- 2(n-x)Na⁺}^2x- 2xNa⁺yH₂O (система II, проба 1.1)

Как видно из рис. 2, устойчивость полученных коллоидных систем зависит от качества питьевых вод, которые являются водными растворами и содержат растворенные и коллоидные примеси. Причем, состав питьевой воды можно определить перечнем конкретных показателей (табл.1), а содержание коллоидных частиц или свойства всей системы по отношению к другой коллоидной системе нельзя оценить по составу. Так, система II, имеющая положительно заряженную гранулу, коагулирует в большей степени при добавлении воды с большей жесткостью: величина светопропускания увеличивается больше. Иными словами, оценить свойства сложных водных растворов, какими являются питьевые воды, к коллоидным растворам (маркерам) можно по величине светопропускания.

Обобщая полученные данные, можно заключить: процесс образования коллоидного раствора оксалата кальция при рН=6,8 слабо зависит от состава водного раствора, природы растворенного вещества. Оценить влияние свойств питьевых вод на устойчивость коллоидного раствора можно по изменению величины светопропускания. Разработанный методологический подход к оценке влияния свойств питьевых вод на устойчивость коллоидных систем может быть использован для исследований свойств коллоидных растворов биологических жидкостей организма.

Литература:

1. Слесарев В.И. Химия: Основы химии живого: Учебник для вузов.-СПб: Химиздат, 2000. С.125-134.

Приложение

Рис.1 Зависимость величины светопропускания Т(340) от условий экспериментов: оп.1 – оксалат натрия (0,02М) + хлорид кальция(0001М); оп.2 –хлорид кальция(0001М) + трилон Б (1мг/л по ООУ) + оксалат натрия (0,02М); оп.3 –глюконат кальция(0005М) + оксалат натрия (0,02М); оп.5 –хлорид кальция (0001М) + оксалат натрия (0,02М).

Рис.2 Влияние питьевых вод разного качества на устойчивость коллоидной системы I (проба 1.1) и коллоидной системы II (проба 1.5).

Код для цитирования: Скопировать