Determinarea Coeficientului de Tensiune Superficiala A Lichidelor Biologice [PDF]

Zitiervorschau

1.Tensiunea superficială.Coeficient de tensiune superficială.Unitățile de măsură a coeficientului de tensiune superficială în SI și în practica medicală. Fortele de tensiune superficiala iau nastere ca urmare a interactiunii moleculelor la frontiera dintre 2 faze, tinzind sa micsoreze suprafata interfetei. Pe fiecare portiune a conturului suprafetei libere, aceste forte actioneaza perpendicular pe contur si tangential la suprafata lichidului. Marimea fortei de tensiune superficiala, ce revine la o unitate de lungime a conturului suprafetei libere a lichidului este numita coeficient de tensiune superficiala σ : σ=F/l Coeficientul de tensiune superficiala se poate defini si prin relatia: σ=Δw/Δs, unde Δw- este variatia energiei libere; Δs- variatia suprafetei stratului interfazic. Rezulta ca valoarea coeficientului de tensiune superficiala este egala cu valoarea lucrului mechanic consumat pentru marirea suprafetei libere a lichidului cu o unitate. Unitatea de masura pentru coeficientul de tensiune superficiala este: -In SI: [σ]SI = N/m=J/m2 -In sistemul tolerat (CGS) [σ]CGS =dyn/cm

2..Fenomene capilare.Formula lui Laplace.Embolia gazoasă. Ridicarea lichidului aderent si coborarea lichidului neaderent intr-un tub capilar are loc sub actiunea presiunii suplimentare create de suprafata curba a meniscului. Valoarea acestei presiuni depinde de raza de curbura r a meniscului si de tensiunea superficiala a lichidului, conform formulei lui Laplace: ΔP=2 σ / r Daca in lichidul din capilar se afla o bula de gaz si presiunile la capetele capilarului sunt egale, atunci sunt egale si razele celor 2 curburi. Prin urmare si presiunile suplimentare sunt egale. Cind o presiune din exterior pune lichidul in miscare are loc modificarea ambelor meniscuri. Rezultanta acestor presiuni se opune presiunii din exterior. La un numar n de bule de gaz aceasta presiune poate deveni egala cu valoarea presiunii din exterior sint in rezultat curgerea prin capilare se va stopa. Cind mai multe bule de gaz nimeresc in capilarele sistemului vascular sangvin se formeaza embolia gazoasa.

3..Metode de determinare a coeficientului de tensiune superficială. Există cîteva metode de determinare a coeficientului de tensiune superficială,dintre care cele mai frecvent folosite sunt : metoda ruperii picăturilor ( metoda relativă ) și metoda desprinderii inelului (metoda directă).

   Metoda desprinderii inelului – deducerea formulei de lucru. Fie un inel de metal pentru care lichidul cercetat este aderent. Inelul se aduce in contact cu suprafata libera a lichidului; la inel adera un strat subtire de lichid, asupra caruia actioneaza fortele superficiale, care se compun intr-o rezultanta Ft Luind in consideratie faptul ca stratul mentionat are 2 suprafete, forta rezultanta a tensiunii superficiale se determina din relatia: Ft = 2 π r1 σ + 2 π r2 σ = 2 π σ (r1+r2) unde: σ-coeficientul de tensiune superficiala; r1 – raza interioara a inelului; r2 – raza exterioara a inelului; Pentru ca sa desprindem inelul de pe suprafata lichidului, trebuie sa actionam cu forta F: F=Ft Determinind aceasta forta, cu ajutorul unei balante de torsiune si tinind cont de relatia de mai sus, obtinem formula: σ = F/ π (d1+d2) unde d1 si d2 sunt diametrele respective ale inelului.

   Metoda ruperii picăturilor ( metoda stalagmometrică)deducerea formulei de lucru. O picatura de lichid de masa m se va desprinde de gura capilarului daca greutatea picaturii devine egala cu forta de tensiune superficiala: G=F sau mg= σ l –mg=2 π r σ , unde r-raza raza capilarului, l=2 π r – lungimea conturului gurii capilarului.

Daca notam cu M masa lichidului si cu n numarul picaturilor de masa m putem scrie: M=m.n. Masa unei picaturi se poate exprima in functie de densitatea p si volumul V al lichidului: M=p Vm n= p V, deci m= p V/n Inlocuind pe m din ultima relatie, obtinem: p V/n . g = 2 π r σ Pentru solutia de referinta vom avea: p 0V/n 0 . g = 2 π r σ 0 , unde σ 0 - coeficientul de tensiune superficiala al apei distilate; V-volumul lichidului; p 0 - densitatea apei distillate; n 0 – nr. picaturilor de apa distilata. Impartind ultimele 2 relatii, obtinem: p n 0 / p

0

n = σ/ σ 0

Relatia din care se poate exprima coeficientul de tensiune superficiala a solutiei: σ = σ 0 . n0p / np0

Stalagmometrul Traube reprezinta un capilar fixat vertical intr-un stativ. Portiunea de mijloc a capilarului reprezinta un rezervor cu volumul V, delimitat cu un reper superior A si unul inferior B. La extremitatea superioara se gaseste atasat un tub de cauciuc, cu ajutorul caruia se aspira lichid in stalagmometru.

4.Importanța fenomenelor de tensiune superficială în practica medicală. Lichidele biologice reprezintă soluții apoase saline , ce au coeficient de tensiune superficială mai mic decît al apei distilate.Coeficientul de tensiune superficială al serului sanguin la temperatura corpului este în jurul valorii de 67 dyn/cm.Valoarea normală este modificată de prezența unor substanțe sau procese patologice.O metodă rapidă de punere în evidență a prezenței sărurilor și acizilor biliari în urină este proba Hay.Determinarea se face presurînd pe suprafața urinei dintr-un pahar Berzelius un vîrf de cuțit de floare de sulf.Dacă floarea de sulf se umizește și cade la fund , prezența unor constituenți tensioactivi este neîndoielnică.Rămînerea la suprafață a florii de sulf indică absența acestora.