СОРБЦИЯ

СОРБЦИЯ (лат. sorbere поглощать, всасывать) — поглощение твердыми телами и жидкостями веществ из окружающей среды.

С. широко используют в клин, и мед. биохимии, при получении лекарственных средств, при очистке многих пищевых продуктов и воды, а также в биотехнологии, фармакологии, химии. Советские ученые успешно совершенствуют сорбционные методы очистки крови и лимфы — гемосорбцию (см. т. 10, доп. материалы) и лимфосорбцию (см.), применяющиеся с целью детоксикации организма путем элиминации токсинов непосредственно из крови и лимфы при почечной и печеночной недостаточности, тяжелых отравлениях и нек-рых других заболеваниях.

В биол. системах большую роль играет С. определенных веществ на поверхностях клеток и различных клеточных органелл, на мембранах и биополимерах. Примерами биологической С. могут служить связывание углекислоты хлороплас-тами у фотосинтезирующих организмов, связывание кислорода эритроцитами, всасывание в кишечнике, ранние стадии взаимодействия вирусов с клетками, когда определенный рецептор на поверхности вируса взаимодействует с комплементарным рецептором на поверхности чувствительных клеток, фиксирование иммунокомпетентными клетками (Т- или В-лимфоцитами) на своей поверхности эритроцитов (см. Розет-кообразования тесты), бактерий и др. Действие многих лекарственных средств основано на поглощении ими вредных для организма веществ.

Явление С, объясняется свойством многих твердых тел и жидкостей, обладающих определенным запасом свободной поверхностной энергии, стремиться уменьшить эту энергию при данных условиях до минимальных значений за счет взаимодействия с окружающими газами, парами или растворенными в жидкостях веществами. Поглощающее тело принято обозначать терминами «сорбент» или «поглотитель», а поглощаемое вещество — «сорбтив» или «сорбат». Различают несколько видов С. в зависимости от степени участия в этом процессе поглотителя и механизма поглощения. Если поглощение вещества из р-ра или смеси газов происходит во всем объеме поглотителя, то этот вид С. называют абсорбцией (см.), поглотитель абсорбентом, а поглощаемое вещество абсорбтивом или абсорбатом. Различают отдельный вид абсорбции—окклюзию, представляющую собой поглощение вещества из газовой среды твердым или жидким сорбентом. Если поглощение вещества или газа твердым телом или жидкостью ограничивается поверхностным слоем сорбента, процесс называют адсорбцией (см.), поглотитель адсорбентом, а адсорбируемое вещество адсорбтивом или адсорбатом. Наиболее распространенными адсорбентами в биол. и мед. химии являются силикагели, цеолиты, активированные угли, обладающие благодаря значительной пористости очень большой поглощающей поверхностью. Поверхность, приходящаяся на 1 г сорбента (в м2/г),— так наз. удельная поверхность — является его важной характеристикой.

Особым видом С. является капиллярная конденсация, заключающаяся в сгущении поглощаемого пара в жидкость, в порах и капиллярах твердых сорбентов. Капиллярная конденсация играет важную роль в водном режиме почв.

Обычно сорбируемое вещество вступает в слабые нековалентные взаимодействия с сорбентом; при адсорбции между адсорбентом и адсорбатом часто образуются водородные связи (см. Молекула). Поглощенное вещество благодаря взаимодействию с сорбентом может им прочно удерживаться, и поэтому свойства поглощенных веществ и соединений могут сильно отличаться от их свойств в свободном состоянии. Так, молекулы воды, адсорбированные частицами почвы, тканями и органеллами биол. объектов и биополимерами, ориентированы в адсорбционном слое т. о., что образуют гидратную оболочку или так наз. связанную воду, свойства к-рой существенно отличаются от физических свойств обычной воды, (см.). Существует особая разновидность С., когда поглощаемое вещество вступает в хим. взаимодействие с поглотителем, т. е. так наз. хемосорбция. С. такого рода может либо ограничиваться поверхностным слоем вещества (напр., образование пленок оксидов на поверхности нек-рых металлов), либо распространяться на весь объем поглотителя.

Разные виды С. характеризуются разными скоростями. Наибольшая скорость поглощения свойственна адсорбции, поскольку она ограничивается поверхностным слоем вещества, по скорости к ней близка капиллярная конденсация. Наименьшая скорость наблюдается при абсорбции, лимитирующим фактором к-рой является медленная скорость диффузии молекул поглощаемого вещества в массе поглотителя. Поэтому в жидких сорбентах скорость адсорбции резко увеличивается при перемешивании.

Наиболее характерной особенностью биол. С. является избирательность, определяемая высокой степенью стереоспецифичности во взаимодействии многих сорбентов и сорбатов, обладающих определенной комплементарной конфигурацией. В этом случае определенные участки макромолекулярного или надмолекулярного сорбента выполняют роль рецептора при поглощении и связывании определенных веществ или даже крупных частиц.

Библиография: Киреев В. А. Курс физической химии, с. 500, М., 1975; Кузнецов В. К. и Усть-Качки fl-це в В. Ф. Физическая и коллоидная химия, с. 177, М., 1976.

Т. И. Тихоненко.