Ботулинотоксин и филлеры: риски введения пациентам с эндокринопатией. Гиалуроновая кислота как косметическое сырье

Статистика говорит о том, что количество возростных пациентов с сахарным диабетом или проблемами щитовиднои железы, обращающихся к косметологу по поводу anti-age коррекции, увеличивается с каждым годом. Насколько рискованно применение у них инъекционных омолаживающих методик - ботулинотерапии и контурной коррекции? О чем нужно предупреждать пациентов заранее? В каких случаях от этих процедур лучше вообще отказаться?

Популярность косметологических anti-age методов и число проводимых процедур увеличивается с каждым годом. И этот процесс имеет весьма веские основания. С одной стороны, есть общемировая тенденция к старению населения, а с другой - растущая ориентация на активное долголетие. Последнее предполагает непрекращающееся с возрастом участие во всех сферах социальной жизни и межличностных отношениях, а значит, и стремление иметь хорошую физическую форму и привлекательный моложавый вид.
Однако с возрастом у любого человека накапливаются проблемы со здоровьем, возникают хронические заболевания. Некоторые из них входят в список прямых противопоказаний к тем или иным косметологическим anti-age процедурам, другие вносят определенные коррективы в их проведение. К последним можно отнести нарушения функционирования эндокринной системы, в первую очередь сахарный диабет (СД) и заболевания щитовидной железы (ЗЩЖ).
Демографическая статистика показывает, что с возрастом растет распространенность и СД, и ЗЩЖ. Так, среди взрослого населения больные с СД 2 типа составляют 10%, среди людей старше 65 лет - 20%. СД и у мужчин, и у женщин наиболее часто развивается в возрасте 50-60 лет. Заболевания щитовидной железы широко распространены у обоих фенотипов, но чаще встречаются у женщин. Так, частота манифестного гипотиреоза составляет 1-2%, причем у женщин он наблюдается в 10 раз чаще, чем у мужчин, особенно в пожилом возрасте. Субклинический гипотиреоз выявляется у 6-8% женщин (в возрасте старше 55 лет - у 10%) и у 3% мужчин. Субклинический гипертиреоз встречается реже, чем субклинический гипотиреоз, - примерно у 1% населения в общей популяции. Только за последние 5 лет абсолютный прирост вновь выявленных заболеваний щитовидной железы в экономически развитых странах составил 51,8% среди женщин и 16,7% среди мужчин.
В настоящее время отмечается неуклонный рост тиреопатий, особенно в старшей возрастной категории, что в основном обусловлено неблагоприятной экологической обстановкой и дефицитом йода в определенном ареале обитания субъекта.
Все эти факты говорят о том, что среди претендентов на омолаживающие косметологические процедуры все чаще могут встречаться пациенты с СД и ЗЩЖ.
Наличие эндокринологического нарушения - это не повод для того, чтобы избегать эстетических процедур, и тем более не повод для отказа в их проведении в любом случае. Главное условие - пациента следует немедленно отправить к эндокринологу для уточнения диагноза и назначения соответствующей терапии, причем сделать это необходимо не только при наличии эндокринологического заболевания, но и при подозрении на такого рода патологию или сомнения по поводу гормонального статуса пациента. Сахарный диабет и заболевания щитовидной железы по патогенезу, клинике, стадиям и прогнозу относятся к гетерогенной группе заболеваний. Существует огромный пул пациентов, имеющих скрытые формы этих болезней, о наличии которых они могут даже не подозревать. Кроме того, нужно помнить, что пациенты могут скрывать от косметолога свои проблемы со здоровьем. Значит, от специалиста требуется тщательный сбор анамнеза, особое внимание к пациенту во время первичного осмотра, умение построить доверительные с ним отношения.
Безусловно, применение целого ряда косметологических методов, в частности ботулинотерапии и инъекционной контурной пластики, у пациентов с эндокринными нарушениями имеет свои риски и ограничения. О чем же нужно помнить врачу, выполняя эти процедуры пациентам с СД и ЗЩЖ, о чем предупреждать их заранее?

Вероятность развития стойких отеков лица после введения БТА повышена. Поэтому при наличии у пациента гипотиреоза стоит либо отказаться от инъекций ботулинотоксина, либо уменьшить дозировку вводимого препарата, чтобы избежать нежелательных явлений ятрогенного характера, а именно птоза средней и нижней трети лица или диффузии препарата в близлежащие мышцы.

Ботулинотерапия - одна из самых безопасных процедур для пациентов с сахарным диабетом, так как травма кожи минимальна, а инъекции неглубокие.

Ботулинотерапия у пациентов с патологией щитовидной железы
Наиболее распространенными заболеваниями щитовидной железы являются гипо-и гипертиреоз.
При гипотиреозе - клиническом синдроме, обусловленном стойким снижением действия тиреоидных гормонов на тканимишени, - наблюдается отечность и гипертрофия мышц с замедлением их возбудимости и снижением амплитуды сокращения, а также муцинозный отек межклеточного вещества дермы (j.M. Leonhardt, W.R. Heymann, 2002). У пациентов с гипотиреозом введенный ботулинотоксин будет медленно захватываться рецепторами концевых пластинок нервов, а его диффузия будет увеличена. Необходимо помнить, что вероятность развития стойких отеков лица после введения БТА повышена. Поэтому при наличии гипотиреоза стоит либо отказаться от инъекций ботулинотоксина, либо уменьшить дозировку вводимого препарата, чтобы избежать нежелательных явлений ятрогенного характера, а именно птоза средней и нижней трети лица или диффузии препарата в близлежащие мышцы.
Гипертиреоз (тиреотоксикоз) - патология, связанная с избытком гормонов щитовидной железы в организме, - на начальных стадиях сопровождается повышенной возбудимостью мышц, их гиперактивностью. Такое состояние пациента можно даже облегчить введением препарата БТА: ботулинотоксин будет активно захватываться рецепторами концевых пластинок нервных окончаний, а его диффузия будет ограничена (Р.А. Panaite, I. Barakat-Walter, 2010). Однако в присутствии повышенной концентрации гормонов щитовидной железы регенерация нервных окончаний идет быстрее, и, следовательно, период эффективного действия БТА будет укорочен. Этот факт нужно учитывать при проведении ботулинотерапии пациентам с тиреотоксикозом. Необходимо грамотно ориентировать их на то, что косметологическая коррекция имеющихся инволюционных нарушений кожи с применением инъекций БТА позволит добиться хорошего эстетического результата, устранит психологический дискомфорт, но длительность действия препарата может быть значительно сокращена под влиянием их заболевания.
У пациентов с гипертиреозом, особенно при сопутствующей офтальмопатии, часто имеется гипертонус глабеллярных мышц. Поэтому действие БТА, расслабляющее мышцы, в таких случаях значительно улучшает эстетическое восприятие лица (J.M. Olver, 1998). Ботулинотоксин применяют для коррекции тиреотоксической офтальмопатии (лагофтальма, ретракции века, страбизма), лечения односторонней ретракции верхнего века на фоне тиреотоксической офтальмопатии.

Однако известны и случаи манифестации офтальмопатии при гипертиреозе на фоне введения БТА.
Таким образом, БТА можно вводить пациентам с гипертиреозом, не дожидаясь компенсации заболевания.

У пациентов могут быть скрытые формы эндокринопатий, о которых они даже не подозревают. От косметолога требуется тщательный сбор анамнеза, особое внимание к пациенту на первом приеме, умение построить доверительные отношения.

Особые риски контурной коррекции у пациентов с заболеваниями щитовидной железы
При гипотиреозе щитовидная железа вырабатывает слишком мало тиреоидных гормонов (главный из них - тироксин) или не вырабатывает их совсем. К состоянию гипотиреоза могут приводить различные заболевания как самой щитовидной железы, так и «главного управляющего центра» эндокринной системы - гипофиза.
Гормоны щитовидной железы играют очень важную роль в управлении работой клеток кожи - фибробластов и кератиноцитов. При их недостатке замедляется темп обменных процессов в межклеточном веществе, а оно по большей части состоит из гиалуроновой кислоты (ГК). И если в норме ГК очень активно синтезируется и распадается в коже (весь цикл занимает примерно сутки), то при гипотиреозе она начинает накапливаться в тканях, вызывая отечность, ведь главное ее свойство - удерживать воду.

Внимания требует тот факт, что с распространением БТА за пределы инъекции у пациентов с сахарным диабетом возможно развитие гематом - это происходит из-за повышенной ломкости сосудов. Поэтому нужно либо снизить дозировку токсина и проводить процедуру с докоррекцией не позднее, чем через 14 дней, либо уменьшить объем растворителя, тем самым прогнозируемо снизив диффузию токсина. Такими нехитрыми способами врач может обезопасить и пациента, и себя.

У пациентов с гипотиреозом замедлен и процесс деградации введенной гиалуроновой кислоты, в частности филлеров-гелей стабилизированной (сшитой) ГК - срок ее присутствия в тканях удлиняется. С одной стороны, это положительное явление - время сохранения эффекта процедуры увеличивается. Но с другой - повышаются и риск отечности после контурной пластики, и вероятность гиперкоррекции зоны введения геля. Соответственно, при введении таким пациентам препаратов на основе гиалуроновой кислоты нужно пользоваться простым правилом: «Лучше недо-, чем пере...». В этой ситуации процедуру нужно провести в два этапа, первый - основная часть инъекции, второй - возможная дополнительная коррекция через 2 недели; но зачастую по истечении этих 2 недель врач понимает, что в повторной инъекции препарата нет необходимости. Мероприятия, которые обычно рекомендуют для устранения отеков, в этом случае малоэффективны, так как отечность у таких пациентов не транзиторная, вызванная временным состоянием, а является звеном симптомокомплекса заболевания. Поэтому традиционные мероприятия, принятые в косметологии, не принесут ожидаемого и стойкого результата.
Подчеркнем и другой момент, значительно повышающий риск развития осложнений у пациентов с гипотиреозом. От гормонов щитовидной железы зависит активность иммунной системы, поэтому при их дефиците возможно снижение заживляющей способности и удлинение времени реабилитации.
Сложность инъекционной контурной коррекции у пациентов с сахарным диабетам обусловлена поражениями при этом заболевании сосудов самого разного калибра.

Что перевесит: риск или возможный эстетический результат - в каждом случае этот вопрос врачу приходится решать особо, подходя индивидуально к каждому пациенту.
Для того чтобы решить, вводить конкретному пациенту с гипотиреозом гель-филлер или нет, необходимо связаться с коллегой-эндокринологом и заручиться его поддержкой. Просмотрев литературу по этому вопросу, нельзя сделать четкого вывода о том, можно ли вводить таким пациентам филлеры на основе гидроксиапатита кальция или полимолочной кислоты. Но работы по успешному введению гиалуроновой кислоты есть, есть такие случаи и в моей личной практике. Я все-таки ограничилась бы исключительно филлером на основе гиалуроновой кислоты, так как поведение такого препарата наиболее предсказуемо. И к тому же есть фермент-антагонист, при ведении которого можно полностью устранить нежелательный эффект.

В противоположность гипотиреозу при гипертиреозе вырабатывается слишком много гормонов щитовидной железы. В этом случае потребность клеток в кислороде и энергии значительно возрастает. Следовательно, пациент, как правило, худеет, становится раздражительным, возбужденным, плохо спит. У него учащается пульс, повышаются артериальное давление и температура тела. Изменения касаются и кожи: она становится теплой, влажной, почти у каждого пятого пациента могут наблюдаться зуд и диффузное выпадение волос. При этом состоянии введение гиалуроновой кислоты даст эффект, но довольно недолгий - около месяца, так как все процессы обмена идут в ускоренном режиме и, соответственно, все эффекты от процедур, в частности от инъецирования гелей-филлеров, будут недолгими. А значит, пациент будет скорее всего недоволен слишком уж коротким сроком сохранения результата, в несколько раз меньшим, чем у среднестатистического пациента. Как говорится, игра не стоит свеч.
Однако при грамотном информировании пациента и его исключительном желании можно пойти ему навстречу, но при условии достижения полного взаимопонимания, когда, как говорится, расставлены все точки над «и».
В случае, если в лечении тиреотоксикоза достигнута стойкая компенсация (в течение нескольких лет), пациент чувствует себя хорошо, а его анализы не показывают значимого отклонения от нормы, можно проводить любые инъекционные процедуры (на основе ГК, гидроксиапатита кальция, полимолочной кислоты, различных мезококтейлей) и применять аппаратные методики фактически в полном объеме (N. Karli, В. Baykan, 2012).

Инъекции БТА и филлеров пациентам с сахарным диабетом
Сложность и проблематичность проведения малоинвазивных процедур у пациентов с сахарным диабетом и 1-го, и 2-го типа обусловлены рядом нарушений, развивающихся вследствие этого заболевания:
■ микроциркуляторными нарушениями;
■ повышенной ломкостью сосудов;
■ иммунодефицитом и склонностью к инфекционным осложнениям;
■ возможным системным гипергидрозом;
■ трофическими нарушениями. Кроме того, при СД 2-го типа появляются гиперпластические изменения кожи вследствие гиперинсулинемии.

Применение инъекционной контурной коррекции при сахарном диабете имеет серьезное ограничение из-за поражения сосудов самого разного калибра, значительного ухудшения трофики тканей. Введение филлера возможно только при следующем условии: стойкой и длительной компенсации СД любого типа диетой или применением корригирующей терапии (то есть при нормальных показателях содержания глюкозы и гликированного гемоглобина в крови), сроке заболевания менее 5-7 лет и отсутствии осложнений. В случае декомпенсированного СД такие процедуры чреваты серьезными осложнениями, как минимум - ухудшением состояния пациента. Повышенная ломкость сосудов может вызвать возникновение долгосрочных гематом, неадекватную диффузию токсина в близлежащие мышцы и другие нежелательные явления, такие как изменение мимики, нарушение глотания, слюнотечение и пр. Эти эффекты, естественно, являются транзиторными, и через пару месяцев все войдет в норму. Однако пациенту вряд ли понравится их появление.
Если же пациент болеет недавно и СД компенсирован, то можно проводить как инъекции гиалуроновой кислоты, так и ботулинотоксина.

Гормоны щитовидной железы играют очень важную роль в управлении работой клеток кожи - фибробластов и кератиноцитов. При их недостатке замедляется темп обменных процессов в межклеточном веществе, а оно по большей части состоит из гиалуроновой кислоты (ГК). И если в норме ГК очень активно синтезируется и распадается в коже (весь цикл занимает примерно сутки), то при гипотиреозе она начинает накапливаться в тканях, вызывая отечность, ведь главное ее свойство - удерживать воду.
К введению БТА наличие сахарного диабета и 1-го, и 2-го типа не является противопоказанием, но также при условии компенсации заболевания адекватно подобранным лечением.
Ботулинотерапия - одна из самых безопасных косметологических процедур для пациентов с СД, так как инъекции неглубокие и травма кожи минимальна. Однако внимания требует тот факт, что с распространением БТА за пределы инъекции у пациентов с сахарным диабетом возможно развитие гематом. Это происходит из-за повышенной ломкости сосудов при этом заболевании. Поэтому нужно либо снизить дозировку токсина и проводить процедуру с докоррекцией не позднее, чем через 14 дней, либо уменьшить объем растворителя, тем самым прогнозируемо снизив диффузию токсина. Такими нехитрыми способами врач может обезопасить и пациента, и себя.
Ботулинотерапия применяется у пациентов с СД не только для устранения мимических морщин, но и для лечения гипергидроза, улучшения состояния мягких тканей, устранения болевого синдрома, улучшения трофики нижних конечностей.
Изменяя в лучшую сторону внешность пациента, косметолог повышает его уверенность в себе, тем самым улучшает качество его жизни. А это положительно влияет на течение основного заболевания. При детальном сборе анамнеза и тщательной оценке всех рисков можно добиться блестящих эстетических результатов и полной удовлетворенности пациента проведенной anti-age коррекцией.

с. 1

Диффузия во всей её красоте

Ученицы: 7 класса

Шурдумовой М.

Руководитель: учитель физики

Хамжуева Р.Ч.

Введение

1.Определение диффузии

2.История открытия

II. Явление диффузии, его сущность

1.Описание процесса диффузии

2. Объяснение явления диффузии

III. Значение диффузии

Диффузия в растительном мире
Влияние человека на протекание диффузии в природе
Осмос. Практическое применение осмоса
Роль диффузии в технике
Вредное проявление диффузии

IV. Практическая часть.

1.Проведенные опыты

2.Диффузия в искусстве.

V.Заключение

Список использованной литературы

Сегодня я буду говорить об очень интересном и наиважнейшем явлении в нашей жизни. Но, а пока... Послушайте отрывок из старой ассирийской сказки «Царь Зимаар». «Был у царя умный советник Аяз, которого он очень уважал. Как обычно бывает в таких случаях, у Аяза были враги, которые его оклеветали перед царем, и тот, послушав их, заключил его в тюрьму. Когда к Аязу пришла жена, он велел ей поймать большого муравья, привязать к его лапке крепкую нитку длиной сорок метров, к свободному концу её привязать верёвку такой же длину и пустить муравья по наружной стене тюрьмы в указанном месте. Как сказал Аяз, так жена и сделала. Сам же Аяз накрошил на окно камеры сахара и муравей по запаху сахара добрался до камеры, где сидел Аяз».

Конечно же вы догадались, какое физическое явление помогло Аязу заполучить в своё распоряжение верёвку для побега!

Посмотрите на пословицы на слайде

1. Ложка дёгтя в бочке мёда.

2 Нарезанный лук пахнет и жжёт глаза сильнее

3. Овощной лавке вывеска не нужна.

4 Волка нюх кормит

В моей работе я речь пойдет о диффузии.

Диффузия (лат. diffusio - распространение, растекание, рассеивание, взаимодействие) - процесс взаимного проникновения молекул одного вещества между молекулами другого, приводящий к самопроизвольному выравниванию их концентраций по всему занимаемому объёму.

История открытия.

При наблюдении в микроскопе взвешенной цветочной пыльцы в воде Роберт Броун наблюдал хаотичное движение частиц, возникающее «не от движения жидкости и не от ее испарения».

Дальнейшие исследования диффузии.

Ж.Нолле (1748)- Открытие диффузии жидкости сквозь перегородку.

Ж.Нолле (1748)- Открытие осмоса.

Осмос- процесс односторонней диффузии через полупроницаемую мембрану молекул растворителя в сторону большей концентрации растворённого вещества (меньшей концентрации растворителя).

А.Фик (1855)- Закон диффузии.

Й.Стефан (1871)- Теория диффузии газов.

Дж.Максвелл (1866)- Теория переноса в общем виде (диффузия, теплопроводность, внутреннее трение).

К.Нейман (1872)- Предсказание термодиффузии.

Б.Феддерсен (1873)- Открытие термодиффузии.

Явление «диффузия», его сущность

Я продемонстрирую диффузию в газах, разбрызгивая в углу класса дезодорант. Распространение запаха объясняется движением молекул. Это движение носит непрерывный и беспорядочный характер. Сталкиваясь с молекулами газов, входящих в состав воздуха, молекулы дезодоранта много раз меняют направление своего движения и, беспорядочно перемещаясь, разлетаются по всей комнате.

Процесс проникновения частиц (молекул, атомов, ионов) одного вещества между частицами другого вещества вследствие хаотичного движения называется диффузией. Таким образом, диффузия – результат хаотичного движения всех частиц вещества, всякого механического воздействия.

Движения частиц при диффузии совершенно случайны, все направления смещения равновероятны.Так как частицы движутся и в газах, и в жидкостях, и в твердых телах, то в этих веществах возможна диффузия. Диффузия – перенос вещества, обусловленный самопроизвольным выравниванием неоднородной концентрации атомов или молекул разного вида. Если в сосуд впустить порции различных газов, то через некоторое время все газы равномерно перемешиваются: число молекул каждого вида в единице объёма сосуда станет постоянным, концентрация выравнивается.

Диффузия объясняется так. Сначала между двумя телами чётко видна граница раздела двух сред (рис.1а). Затем, вследствие своего движения отдельные частицы веществ, находящихся около границы, обмениваются местами.

Граница между веществами расплывается (рис.1б). Проникнув между частицами другого вещества, частицы первого начинают обмениваться местами с частицами второго, находящимися во всё более глубоких слоях. Граница раздела веществ становится ещё более расплывчатой. Благодаря непрерывному и беспорядочному движению частиц этот процесс приводит в конце концов к тому, что раствор в сосуде становится однородным (рис.1в).

Рис.1. Объяснение явления диффузии.

Закономерности протекания диффузии

Обратим внимание на закономерности протекания явления. Разница концентрации является движущей силой диффузии. Если концентрация всюду одинакова, диффузный перенос вещества отсутствует. Выравнивание концентрации в результате диффузии происходит только в отсутствие внешних сил. Если разница концентраций существует наряду с разницей температур, в электрическом поле или в условиях, когда существенна сила тяжести (при большой разнице высот), выравнивание концентрации необязательно. Примером может служить уменьшение плотности воздуха с высотой.

Обратимся к опыту. В двух стаканах налита вода, но в одном холодная, а в другом – горячая. Опустим одновременно в стаканы пакетики с чаем. Нетрудно заметить, что в горячей воде чай быстрее окрашивает воду, диффузия протекает быстрее. Скорость диффузии увеличивается с ростом температуры, так как молекулы взаимодействующих тел начинают двигаться быстрее.

Наиболее быстро диффузия происходит в газах, медленнее в жидкостях и медленнее всего в твёрдых телах. Дело в том, что в газах и жидкостях основной вид теплового движения частиц приводит к их перемешиванию, а в твердых телах, в кристаллах, где атомы совершают малые колебания около положения узла решётки, нет.

Значение диффузии.

Роль диффузии в природе:

Поддерживается однородный состав атмосферного воздуха вблизи поверхности Земли. Питание, дыхание животных и растений. Проникновение кислорода из крови в ткани человека.

Примером диффузии в газах является распространение запахов в воздухе. При этом запах распространяется не мгновенно, а спустя некоторое время. Почему же так происходит? Дело в том, что движению молекул пахучего вещества в определенном направлении мешает движение молекул воздуха.

С помощью диффузии происходит распространение различных газообразных веществ в воздухе: например, дым костра распространяется на большие расстояния.

Результатом этого явления может быть выравнивание температуры в помещении при проветривании. Таким же образом происходит загрязнение воздуха вредными продуктами промышленного производства и выхлопными газами автомобилей. Природный горючий газ, которым мы пользуемся дома, не имеет ни цвета ни запаха. При утечке заметить его невозможно, поэтому на распределительных станциях газ смешивают с особым веществом, обладающим резким, неприятным запахом, который легко ощущается человеком.

Благодаря явлению диффузии нижний слой атмосферы – тропосфера – состоит из смеси газов: азота, кислорода, углекислого газа и паров воды. При отсутствии диффузии произошло бы расслоение под действием силы тяжести: внизу оказался бы слой тяжёлого углекислого газа, над ним – кислород, выше – азот инертные газы.

В небе мы тоже наблюдаем это явление. Рассеивающиеся облака – тоже пример диффузии и как точно об этом сказано у Ф.Тютчева: «В небе тают облака…»

В жидкостях диффузия протекает помедленнее, чем в газах, но этот процесс можно ускорить, с помощью нагревания. Например, чтобы быстрее засолить огурцы, их заливают горячим рассолом. Мы знаем, что в холодном чае сахар растворится медленнее, чем в горячем.

Летом, наблюдая за муравьями, мы всегда задумывались над тем, как они в огромном для них мире, узнают дорогу домой. Оказывается, и эту загадку открывает явление диффузии. Муравьи помечают свой путь капельками пахучей жидкости

Благодаря диффузии, насекомые находят себе пищу. Бабочки, порхая меж растений, всегда находят дорогу к красивому цветку. Пчелы, обнаружив сладкий объект, штурмуют его своим роем.

А растение растет, цветет для них тоже благодаря диффузии. Ведь мы говорим, что растение дышит и выдыхает воздух, пьет воду, получает из почвы различные микродобавки.

Плотоядные животные находят своих жертв тоже благодаря диффузии. Акулы чувствуют запах крови на расстоянии нескольких километров, также как и рыбы пираньи.

Экология окружающей среды ухудшается за счёт выбросов в атмосферу, в воду химических и прочих вредных веществ, и это всё распространяется и загрязняет огромные территории. А вот деревья выделяют кислород и поглощают углекислый газ с помощью диффузии.

На принципе диффузии основано перемешивание пресной воды с соленой при впадении рек в моря. Диффузия растворов различных солей в почве способствует нормальному питанию растений.

Во всех приведенных примерах мы наблюдаем взаимное проникновение молекул веществ, т.е. диффузию. На этом процессе основаны многие физиологические процессы в организме человека и животных: такие как дыхание, всасывание и др. В общем, диффузия имеет большое значение в природе, но это явление также вредно в отношении загрязнения окружающей среды.

Влияние человека на протекание диффузии в природе.

К сожалению, в результате развития человеческой цивилизации оказывается негативное влияние на природу и процессы, протекающие в ней. Процесс диффузии играет большую роль в загрязнении рек, морей, океанов. Например, можно быть уверенным, что моющие средства, слитые в канализацию, например, в Одессе, окажутся у берегов Турции из-за диффузии и существующих течений. Годовой сброс производственных и бытовых стоков в мире исчисляется десятками триллионов тонн. Примером отрицательного влияния человека на процессы диффузии в природе являются крупномасштабные аварии, произошедшие в бассейнах разных водоемов. В результате этого явления нефть и продукты ее переработки растекаются по поверхности воды и, как результат, нарушаются процессы диффузии, например: кислород не поступает в толщу воды, и рыбы без кислорода погибают.

Вследствие явления диффузии воздух загрязняется отходами разных фабрик, из-за него вредные отходы жизнедеятельности человека проникают в почву, воду, а затем оказывают вредное влияние на жизнь и функционирование животных и растений. Увеличивается площадь земель, загрязненных выбросами промышленных предприятий и т.д. Свыше 2 тыс. гектаров земли занято свалками промышленных и бытовых отходов. Один из трудно решаемых в настоящее время вопросов является вопрос утилизации промышленных отходов, в том числе токсичных.

Насущной проблемой является загрязнение воздуха выхлопными газами, продуктами переработки вредных веществ, выбрасываемыми в атмосферу различными заводами. Так, в нашем городе отмечается высокий уровень загрязнения воздуха, особенно районы Элеватора и Октября, центрального рынка, улицы Бабушкина. В некоторых медицинских исследованиях была показана связь заболеваемости органов дыхания и верхних дыхательных путей с состоянием воздуха. Отмечается прямая зависимость между показателем уровня заболеваемости органов дыхания и объемом выбросов вредных веществ в атмосферу. Перечисленные примеры диффузии оказывают вредное влияние на различные процессы, происходящие в природе. (Учитывая глобальное потепление, важно исследовать изменение скорости диффузии в зависимости от повышения температуры окружающей среды.)

Роль диффузии в получении растворов

Процессы диффузии в газах, жидких гелях широко применяются в химии. Например, для получения растворов, для обогащения воздуха кислородом в металлургической промышленности. Диффузия лежит в основе многих технологических процессов: адсорбции, сушки, экстрагирования, мембранных методов разделения смесей и др.

Пронаблюдаем, как легко происходит диффузия между воздухом и бурым газом (оксидом азота (NO 2)). Возьмем колбу и на дно поместим медные опилки (рис.2а), а затем прильем раствор концентр. HNОз (рис.2б). В колбе протекает реакция, в результате которой выделяется бурый газ (NO 2)(рис.2в):

Сu + 4НNО 3 → Сu(NО 3) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O

медные раствор (NО 2)

опилки НNО 3

Рис.2. Диффузия между воздухом и бурым газом (оксидом азота (NO 2)

Диффузия осуществляется между взаимно растворимыми или смешивающимися жидкостями. Все растворы существуют благодаря процессу диффузии. Диффузия очень медленно происходит между несмешивающимися жидкостями, например, вода и подсолнечное масло. В отличие от жидкостей, все газы смешиваются друг с другом и могут диффундировать один в другом.

Лабораторная работа: Сравнение диффузии в жидкостях с диффузией в газах.

О том, что в жидкостях диффузия происходит медленнее, чем в газах, мы можем пронаблюдать, сделав небольшую лабораторную работу.

Тема: Диффузия.

Цель: Пронаблюдать процесс диффузии в жидкости.

Оборудование: чашка Петри, кристаллики КМnО 4

Ход работы:

На бумажной ложечке находятся кристаллики КМnО 4 Осторожно опустим их в заполненную водой чашку Петри. Пронаблюдайте и объясните происходящее явление.

Ещё медленнее диффузия протекает в твердых, а также в коллоидных растворах. Диффузия в коллоидных растворах идет медленно, и поэтому опыт проделан заранее, а вам продемонстрируем результат и расскажем ход опыта.

Опыт Коллоидным раствором служит желатин. Для того, чтобы приготовить раствор, необходимо 1 ложку желатина опустить в холодную воду на 2часа, чтобы порошок набух, затем смесь нагреть и растворить желатин не доводя до кипения. Когда желатин остыл, в середину быстрым движением внесли с помощью пинцета в один стакан кристаллик перманганата калия, в другой – медного купороса. И сейчас мы можем наблюдать результат диффузии,

Диффузия в растительном мире

К.А. Тимирязев говорил: «Будем ли мы говорить о питании корня за счёт веществ, находящихся в почве, будем ли говорить о воздушном питании листьев за счет атмосферы или питании одного органа за счёт другого, соседнего, – везде для объяснения мы будем прибегать к тем же причинам: диффузия».

Действительно, в растительном мире очень велика роль диффузии. Например, большое развитие листовой кроны деревьев объясняется тем, что диффузионный обмен сквозь поверхность листьев выполняет не только функцию дыхания, но частично и питания. В настоящее время широко практикуется внекорневая подкормка плодовых деревьев путем опрыскивания их кроны.

Большую роль играют диффузные процессы в снабжении природных водоёмов и аквариумов кислородом. Кислород попадает в более глубокие слои воды в стоячих водах за счёт диффузии через их свободную поверхность. Поэтому нежелательны всякие ограничения свободной поверхности воды. Так, например, листья или ряска, покрывающие поверхность воды, могут совсем прекратить доступ кислорода к воде и привести к гибели ее обитателей. По этой же причине сосуды с узким горлом непригодны для использования в качестве аквариума.

В процессе обмена веществ, при расщеплении сложных питательных веществ или их элементов на более простые, происходит освобождение энергии, необходимой для жизнедеятельности организма.

Роль диффузии в пищеварении и дыхании человека

Несколько слов о пищеварении человека Наибольшее всасывание питательных веществ происходит в тонких кишках, стенки которых специально для этого приспособлены. Площадь внутренней поверхности кишечника человека равна 0,65 квадратных метра. Она покрыта ворсинками – микроскопическими образованиями слизистой оболочки высотой 0,2-1 мм, за счет чего площадь реальной поверхности кишечника достигает 4-5 квадратных метра, т.е. достигает в 2-3 раза больше площади поверхности всего тела. Процесс всасывания питательных веществ в кишечнике возможен благодаря диффузии.

Дыхание – перенос кислорода из окружающей среды внутрь организма сквозь его покровы – происходит тем быстрее, чем больше площадь поверхности тела и окружающей среды, и тем медленнее, чем толще и плотнее покровы тела. Отсюда понятно, что малые организмы, у которых площади поверхности велики по сравнению с объемом тела, могут обходиться вовсе без специальных органов дыхания, удовлетворяясь притоком кислорода исключительно через наружную оболочку (если она достаточно тонка и увлажнена). У более крупных организмов дыхание через кожу может оказаться более или менее достаточным только при условии, что покровы чрезвычайно тонки (земноводные); при грубых покровах необходимы специальные органы дыхания. Основные физические требования к этим органам – максимум поверхности и минимум толщины, высокая увлажненность покровов. Первое достигается многочисленными разветвлениями или складками (легочные альвеолы, бахромчатая форма жабр).

А как же дышит человек? У человека в дыхании принимает участие вся поверхность тела – от самого толстого эпидермиса пяток до покрытой волосами кожи головы. Особенно интенсивно дышит кожа на груди, спине и животе. Р1нтересно, что по интенсивности дыхания эти участки кожи значительно превосходят легкие. С одинаковой по размеру дыхательной поверхности здесь может поглощаться кислорода на 28% а выделяться углекислого газа даже на 54% больше, чем в легких. Однако во всем дыхательном процессе участие кожи ничтожно по сравнению с легкими, так как общая площадь поверхности легких, если развернуть все 700 млн. альвеол, микроскопических пузырьков, через стенки которых происходит газообмен между воздухом и кровью, составляет около 90-100 квадратных метров а общая площадь поверхности кожи человека около 2 квадратных метров, т.е, в 45-50 раз меньше.

Переход кислорода из легких в кровь происходит, согласно законам диффузии, вследствие разницы парциальных давлений кислорода в альвеолярном воздухе и в венозной крови легочных капилляров.

Парциальное давление кислорода в альвеолярном воздухе определяется многими факторами: объемом легочной вентиляции, скоростью диффузии кислорода в кровь, барометрическим давлением. Диффузионная способность легких зависит от величины диффузионной поверхности (т. е. от количества вентилируемых альвеол), расстояния, которое должен пройти кислород от альвеол до капилляров, а также от состояния тканевой альвеолярной мембраны и капилляров.

Роль диффузии в питании растений.

Основную роль в диффузионных процессах в живых организмах играют мембраны клеток, обладающие избирательной проницаемостью. Прохождение веществ через мембрану зависит от:

Размеров молекул;

Электрического заряда;

От присутствия и числа молекул воды;

От растворимости этих частиц в жирах;

От структуры мембраны.

Существует две формы диффузии: а) диализ – это диффузия молекул растворенного вещества; б) осмос – это диффузия растворителя через полупроницаемую мембрану. В почвенных растворах содержатся минеральные соли и органические соединения. Вода из почвы попадает в растение путем осмоса через полупроницаемые мембраны корневых волосков. Концентрация воды в почве оказывается выше, чем внутри корневых волосков, поэтому происходит диффузия из зоны с большей концентрацией в зону с меньшей концентрацией. Затем концентрация воды в этих клетках становится выше чем в вышележащих – возникает корневое давление, обуславливающее восходящий ток сока по корням и стеблю, а потеря воды листьями обеспечивает дальнейшее поглощение воды.

Минеральные вещества в растение поступают: а) путем диффузии; б) иногда путем активного переноса против градиента концентрации, сопровождающееся расходом энергии. Различают также тургорное давление – это давление, оказываемое содержимым клетки на клеточную стенку. Оно почти всегда ниже осмотического давления клетки сока, т.к. снаружи находится не чистая вода, а солевой раствор. Значение тургорного давления:

Сохранение формы растительного организма;

Обеспечение роста в молодых клетках растений;

Сохранение упругости растений (демонстрация растений кактуса и алоэ);

Формообразование при отсутствии арматурной ткани (демонстрация помидора);

. Осмос

Если два вещества разделены полупроницаемой перегородкой (мембраной), диффузия протекает в одном направлении. Это явление называется осмосом.

Осмос от греческого – толчок, давление. При осмосе происходит выравнивание концентраций раствора по обе стороны мембраны, пропускающей малые молекулы растворителя, но не пропускавшей более крупные молекулы растворенного вещества. Схематическое изображение осмоса представлено на рис.3. Осмос протекает от чистого растворителя к раствору или от разбавленного раствора к концентрированному. Впервые осмос наблюдал французский химик Нолле в 1748 г.

Раствор

NaCl или сахара

Прозрачная пленка

Рис.3. Схематическое изображение осмоса.

Перенос молекул растворителя обусловлен осмотическим давлением или диффузионным. Это термодинамический параметр, характеризующий стремление раствора к понижению концентрации при соприкосновении с чистым растворителем.

Осмотическое давление обусловлено понижением химического потенциала растворителя в присутствии растворенного вещества. Осмотическое давление в предельно разбавленных растворах не зависит от природы растворителя и растворенных веществ; при постоянной температуре оно определяется только числом частиц. Первые измерения осмотического давления произвел немецкий ботаник Пфеффер в 1877 г., исследуя водные растворы сахара.

Растворы с одинаковым осмотическим давлением называют изоосмотическими. Так, различные кровезаменители и физиологические растворы изоосмотичны относительно внутренних жидкостей организма. Если один раствор в сравнении с другим имеет более высокое осмотическое давление, его называют гипертоническим, а имеющий более низкое осмотическое давление – гипотоническим,

Осмос в химии

Для наблюдения осмоса необходима перегородка, проницаемая только для одних веществ и задерживающая частицы другого вещества. Давайте рассмотрим процесс осмоса на опыте, Мы предварительно взяли ложку мясного фарша и 0,5 стакана 10% раствора хлорида натрия. Тщательно перемешали и профильтровали через трехслойную марлю. Раствор поместили в целлофановый мешочек, целлофан будет играть роль проницаемой мембраны для хлорида ионов и непроницаемой для крупных молекул, например белков.

Целлофановый мешочек опустим в стакан с дистиллированной водой, предварительно проверив на содержание в воде хлорид ионов. Раствор не мутнеет от нитрата серебра, значит не содержит хлорид ионы. Оставим мешочек на 5 минут в воде, а затем капнем в воду раствор АgNО 3 и пронаблюдаем помутнение, что указывает на появление хлорид ионов, которые поступают через целлофан в дистиллированную воду. Частицы белка крупные и поэтому они задержались на поверхности целлофана

Аналогичный процесс применяется в медицине, например, в аппарате «искусственная почка».

Применение диффузии в медицине. Аппарат «искусственная почка»

Боле 30 лет назад немецкий врач Вильям Кольф применил аппарат «искусственная почка». С тех пор он применяется: для неотложной хронической помощи при острой интоксикации; для подготовки больных с хронической почечной недостаточностью к трансплантации почек; для длительного (10-15 лет) жизнеобеспечения больных с хроническим заболеванием почек.

Применение аппарата «искусственная почка» становится в большей мере терапевтической процедурой, аппарат применяется как в клинике, так и в домашних условиях. С помощью аппарата проводилась подготовка реципиента к первой в мире успешной трансплантации почки, проведенной в 1965 г. академиком Б.В. Петровским.

Аппарат представляет собой гемодиализатор, в котором кровь соприкасается через полупроницаемую мембрану с солевым раствором. Вследствие разности осмотических давлений из крови в солевой раствор сквозь мембрану проходят ионы и молекулы продуктов обмена (мочевина, мочевая кислота), а также различные токсические вещества, подлежащие удалению из организма. Аппарат представляет собой систему из плоских каналов, разделенных тонкими целлофановыми мембранами, по которым встречными потоками медленно движутся кровь и диализат – солевой раствор, обогащенный газовой смесью CO 2 + О 2 Аппарат подключается к кровеносной системе больного с помощью катетеров, введенных в полую (вход крови в диализат) и локтевую (выход) вены. Диализ продолжается 4-6 ч. Этим достигается очистка крови от азотистых шлаков при недостаточной функции почек, т.е. осуществляется регулирование химического состава крови.

.Практическое применение осмоса

Мембранные методы разделения основаны на различной скорости прохождения компонентов раствора или газовой смеси через полупроницаемую мембрану за счёт разницы концентрации, давления, температуры или электрического потенциала по обе стороны мембраны. Мембранные методы разделения применяются для опреснения солёных и очистки сточных вод, получения особо чистой воды, разделения углеводородов, концентрирования растворов, в том числе пищевых продуктов, биологически активных веществ, обогащения воздуха кислородом. Полупроницаемые мембраны изготовляют в виде пористых плёнок, пластин, полых нитей из полимеров, стекла, металлов. Обратный осмос используется при гиперфильтрации – метода концентрирования или уменьшения засоленности растворов, заключающийся в подаче их на полупроницаемую мембрану. Мембрана пропускает растворитель и полностью или частично задерживает растворенное вещество. Обратный осмос применяется для опреснения солёных и очистки сточных вод, разделения трудноразделимых смесей, смещения равновесия химических реакции.

В настоящее время во всем мире действует свыше 2000 заводов по опреснению воды.

Вредное проявление диффузии

К сожалению, необходимо отметить и вредные проявления этого явления. Дымовые трубы предприятий выбрасывают в атмосферу углекислый газ, оксиды азота и серы. В настоящее время общее количество эмиссии газов в атмосферу превышает 40 миллиардов тонн в год. Избыток углекислого газа в атмосфере опасен для живого мира Земли, нарушает круговорот углерода в природе, приводит к образованию кислотных дождей. Процесс диффузии играет большую роль в загрязнении рек, морей и океанов. Годовой сброс производственных и бытовых стоков в мире равен примерно 10 триллионов тонн.

Загрязнение водоёмов приводит к тому, что в них исчезает жизнь, а воду, используемую для питья, приходится очищать, что очень дорого. Кроме того, в загрязненной воде происходят химические реакции с выделением тепла. Температура воды повышается, при этом снижается содержание кислорода в воде, что плохо для водных организмов. Из-за повышения температуры воды многие реки теперь зимой не замерзают. Для снижения выброса вредных газов из промышленных труб, труб тепловых электростанций устанавливают специальные фильтры. Такие фильтры установлены, например на ТЭЦ в Ленинском районе Челябинска, но установка их стоит очень дорого. Для предупреждения загрязнения водоемов необходимо следить за тем, чтобы вблизи берегов не выбрасывался мусор, пищевые отходы, навоз, различного рода химикаты.

Кессонная болезнь

Наиболее интенсивно диффузия происходит между газами и между газом и жидкостью. Газы адсорбируются на поверхности жидкости, а затем путем диффузии распространяются по всей ее массе, иначе говоря, растворяются в ней. При не слишком высоких давлениях масса газа, растворяющегося в жидкости, прямо пропорциональна парциальному давлению газа в ней. При снижении давления газа над поверхностью жидкости растворенный в ней газ выделяется в форме пузырьков. Это явление лежит в основе кессонной болезни, которой страдают водолазы. Известно, что на глубине под водой водолаз дышит воздухом при повышенном давлении и кровь насыщается газами воздуха, особенно азотом. В результате резкого снижения давления при возвращении на поверхность воды азот выделяется из крови в виде пузырьков, которые могут попасть в кровеносный сосуд небольшого диаметра. В этом случае может наступить полная закупорка сосуда. Явление это называется газовой эмболией. Закупорка сосуда в жизненно важных органах может иметь серьёзные последствия для организма. Чтобы избежать этого, приходится возвращать водолаза на поверхность очень медленно (после работы на глубине 80 м в течение 1 часа на подъем надо затратить около 9 часов или же использовать специальные декомпрессионные камеры. В настоящее время разрабатываются устройства с применением гелиево-кислородной смеси, которые дают возможность более быстрого возвращения водолаза на поверхность.

Опыт: Обратимся к экспонатам, которые лежат у вас на столах. Одну фасоль мы заранее замочили в горячей воде, другая оставалась сухой. Думаю, что разница в размерах, прежде одинаковой, фасоли видна. Мы наблюдаем с вами одностороннюю диффузию – осмос.

Применение диффузии в технике и в повседневной жизни

Диффузия находит широкое применение в промышленности и повседневной жизни. На явлении диффузии основана диффузионная сварка металлов. Методом диффузионной сварки без применения припоев, электродов и флюсов соединяют между собой металлы, неметаллы, металлы и неметаллы, пластмассы. Детали помещают в закрытую сварочную камеру с сильным разряжением, сдавливают и нагревают до 800 градусов. При этом происходит интенсивная взаимная диффузия атомов в поверхностных слоях контактирующих материалов. Диффузионная сварка применяется в основном в электронной и полупроводниковой промышленности, точном машиностроении.

Для извлечения растворимых веществ из твердого измельченного материала применяют диффузионный аппарат. Такие аппараты распространены главным образом в свеклосахарном производстве, где их используют для получения сахарного сока из свекловичной стружки, нагреваемой вместе с водой.

Существенную роль в работе ядерных реакторов играет диффузия нейтронов, то есть распространение нейтронов в веществе, сопровождающееся многократным изменением направления и скорости их движения в результате столкновения с ядрами атомов. Диффузия нейтронов в среде аналогична диффузии атомов и молекул в газах и подчиняется тем же закономерностям.

В результате диффузии носителей в полупроводниках возникает электрический ток, Перемещение носителей заряда в полупроводниках обусловлено неоднородностью их концентрации. Для создания, например, полупроводникового диода в одну из поверхностей германия вплавляют индий. Вследствие диффузии атомов индия в глубь монокристалла германия в нем образовывается р-n – переход, по которому может идти значительный ток при минимальном сопротивлении.

На явлении диффузии основан процесс металлизации – покрытия поверхности изделия слоем металла или сплава для сообщения ей физических, химических и механических свойств, отличных от свойств металлизируемого материала. Применяется для защиты изделий от коррозии, износа, повышения контактной электрической проводимости, в декоративных целях, так, для повышения твердости и жаростойкости стальных деталей применяют цементацию. Она заключается в том, что стальные детали помещают в ящик с графитовым порошком, который устанавливают в термической печи. Атомы углерода вследствие диффузии проникают в поверхностный слой деталей. Глубина проникновения зависит от температуры и времени выдержки деталей в термической печи.

Роль диффузии в технике

Для придания железным и стальным деталям твердости их поверхности подвергают диффузному насыщению углеродом.Природный горючий газ, которым мы пользуемся дома, не имеет не цвета ни запаха… При утечке заметить его невозможно, поэтому на распределительных станциях газ смешивают с особым веществом, обладающим резким, неприятным запахом, который легко ощущается человеком даже при малой концентрации. (Меры безопасности). На сахарных заводах при извлечении сахара из свеклы. Для сварки материалов. Для дубления кожи и меха. Для крашения волокон ткани.

Диффузия в живописи.

Культурная диффузия.

Культурная диффузия (cultural diffusion), взаимное проникновение (заимствование) культурных черт и комплексов из одного общества в другое при их соприкосновении (культурном контакте). Диффузия обозначает стихийное взаимопроникновение и обогащение культур. Распространение культуры - особая форма движения, отличная от миграций обществ и людей и никак не сводимая к этим процессам. Каналами К.Д. служат миграция, туризм, деятельность миссионеров, торговля, война, научные конференции, торговые выставки и ярмарки, обмен студентами и специалистами и др. Миссионеры принесли в развивающиеся страны не только новый религиозный кодекc, но также новые обычаи в поведении, одежде, гигиене, школьном обучении. К.Д. может происходить не только между странами и народами, но также между группами (полицейскими и преступниками) и классами, например между высшим и низшим, поэтому различают два ее направления:

1) горизонтальное распространение наблюдается между несколькими этносами, равными по статусу группами или индивидами, поэтому его еще можно называть межгрупповой К.Д. (заимствование милиционерами лексических формул из воровского жаргона);

2) вертикальное распространение элементов культуры происходит между субъектами с неравным статусом, его называют стратификационной К.Д. (заимствование аристократией элементов простонародного говора). Стратификационная К.Д. имеет два направления: восходящее (сверху вниз) и нисходящее (снизу вверх). К.Д. предполагает один очаг высокой культуры, из которого по всем странам мира распространяются его достижения.

Термодиффузия.

ТЕРМОДИФФУЗИЯ - перенос компонент газовой смеси или растворов при наличии в них градиента темп-ры. Если разность темп-р поддерживается постоянной, то вследствие Т. в объёме смеси возникает градиент концентрации, что вызывает и обычную диффузию. В стационарных условиях при отсутствии потока вещества Т. уравновешивается обычной диффузией и в объёме возникает разность концентраций, к-рая может быть использована, напр., для разделения изотопов. Т. в растворах наз. эффектом Соре - по имени швейц. химика Ш. Соре (Ch. Soret), впервые в 1879-81 исследовавшего Т.

Бародиффузия.

Бародиффузия - диффузия, происходящая под действием давления или поля силы тяжести

Проведенные исследования

Опыт № 1 Наблюдение явления диффузии в жидкости

Цель: наблюдение диффузии в жидкости в зависимости от разных условий.

Приборы и материалы : стакан с холодной водой, раствор «зеленки», тарелка с горячей водой, растительное масло, пипетка.

Описание опыта и полученные результаты:

а) в стакан с водой капнули «зеленку» и пронаблюдали, как происходит процесс диффузии;

б) провели этот же опыт, поставив стакан с водой в тарелку с горячей водой, процесс произошел гораздо быстрее, чем в первом случае;

в) перед тем как капнуть в стакан с водой «зеленку», добавили в воду несколько капель растительного масла, процесс диффузии произошел гораздо медленнее, чем в первом случае.

Вывод: подобные явления под влиянием человека часто происходят в природе и оказывают на нее негативное влияние.

Опыт №2.Наблюдение явления диффузии в газах

Цель: изучение изменения диффузии газа в воздухе в зависимости от изменения температуры в помещении.

Приборы и материалы : термометр, часы с секундной стрелкой, аммиак.

Описание опыта и полученные результаты: исследовали время распространения запаха аммиака в помещении V=30м 3 при температуре t = +15 0 (помещение проветриванием доводилось до необходимой температуры). Засекалось время от начала распространения запаха в комнате, до получения явной чувствительности у людей, стоящих на расстоянии 6 м. от исследуемого объекта (аммиак). Затем тщательно проветривали помещение и через 2 часа после данного эксперимента, повышение температуры до 25 0 . Затем опыт повторяли. Для всех полученных данных определяли среднее арифметическое значение (x) и ошибку среднее арифметическое (m).

Таблица

Примечание: n-количество экспериментов

Если предположить, что процессы диффузии прямо пропорциональны времени распространения запаха аммиака в помещении, тогда в результате данного исследования можно выявить зависимость времени распространения запаха аммиаки в помещении, а значит и скорости диффузии от изменения температуры воздуха в помещении.

Данные свидетельствуют о том, что скорость распространения запаха аммиаки зависит от повышения температуры помещения следующим образом: при повышении температуры с +15 0 на 5 0 данный параметр уменьшился на 11.8 сек. Это свидетельствует о том, что запах распространился быстрее в 1,2 раза. При дальнейшем повышении температуры помещения на 5 0 (до 25 0) уменьшился на 18.2 сек, что свидетельствует об ускорении распространения запаха в 1,6 раза. Таким образом, анализ показателей времени распространения запаха аммиака в помещении объемом 30м 3 показал, что диффузия аммиака ускоряется при повышении температуры воздуха в комнате.

Вывод : чем выше температура газов, тем быстрее происходят процессы диффузии. Например, при выбросе горячих газов из труб различных предприятий (или из выхлопных труб автомобилей) эти вредные для здоровья людей и животных вещества распространяются очень быстро. Летом это происходит еще быстрее.

Опыт №3. Влияние различных веществ на поверхности воды на процесс диффузии

Цель : изучить, как различные вещества на поверхности воды влияют на скорость испарения воды и сделать вывод о скорости протекания диффузии.

Приборы и материалы : термометры – 4 шт, часы – 1 шт, тарелки – 4 шт, теплая вода, бензин, керосин, растительное масло.

Описание опыта и полученные результаты : в тарелки была налита вода одинаковой массы и одинаковой температуры (34 градуса), затем в одну тарелку был налит бензин (5 мл), во вторую – керосин (5мл), в третью – растительное масло (5 мл), в четвертой вода оставалась чистой. Растительное масло в нашем опыте имитировало нефть. Засекалось время, через каждые 15 минут снимались показания термометров, помещенных во все жидкости. Результаты измерений зафиксированы в таблице.

Время	Температура чистой воды, С	Температура воды с бензином, С	Температура воды с керосином, С	Температура воды с растительным маслом, С
14:38	34	34	34	34
14:45	30	31	31	32
15:00	26	27	27	28
15:15	24	26	26	28
15:30	22	22	22	26
15:45	22	22	22	24

При испарении из воды вылетают отдельные молекулы. Так как вода, покрытая пленкой бензина, керосина и растительного масла, остывает медленнее, то можно судить о том, что и молекулам кислорода труднее проникнуть в воду: рыбы и другие водные обитатели испытывают недостаток кислорода и могут даже погибнуть.

Вывод : наличие различных веществ на поверхности воды нарушает процессы диффузии и может привести к нежелательным экологическим последствиям.

Заключение

Исходя из вышеизложенного можно сделать вывод о том, что диффузия играет огромную роль в жизни человека и животных, без этого явления жизнь на Земле была бы невозможна. Но, к сожалению, люди в результате своей деятельности часто оказывают негативное влияние на естественные процессы в природе.

Природа широко использует возможности, заложенные в процессе диффузионного проникновения, играет важнейшую роль в поглощении питания и насыщении кислородом крови. В пламени Солнца, в жизни и смерти далёких звезд, в воздухе, которым мы дышим, всюду мы видим проявление всемогущей и универсальной диффузии.

Изучая диффузию, ее роль в экологическом равновесии природы и факторы, влияющие на ее протекание в природе, мы пришли к выводу, что надо почаще привлекать внимание общественности к проблемам окружающей среды.

Когда мы готовили этот доклад, изучали литературу, занимались исследовательской деятельностью, то хотели, чтобы люди хранили, ценили нашу природу. Проведя данную работу, мы пришли к выводу, что экологическое воспитание надо осуществлять с малых лет.

Чтобы внести свой посильный вклад в экологическое воспитание школьников, мы хотим выступить с этим сообщением перед учащимися других классов для того, чтобы они поняли, как важно бережное отношение к природе и нашей Земле в целом, ведь нам и нашим потомкам жить на ней.
с. 1

В наше время не многим женщинам приходится изнурять себя тяжелым физическим трудом. Однако причин для образования все еще достаточно. Загрязненная атмосфера города, неправильное питание, стресс на работе, сложности воспитания детей – все эти факторы и многие другие приводят к тому, появляются значительно раньше, чем должны.

К счастью, косметология развилась до такого состояния, проблему без особых сложностей. Безопасными и эффективными препаратами от считаются ботокс и диспорт.

Каждый, кто решается избавиться от морщин современным способом, рано или поздно задается вопросом: ботокс или диспорт, что ?

Прежде всего стоит знать, что такое диспорт и ботокс – это не совершенно разные препараты. Оба препарата имеют в своей основе ботулинотоксин. Вещество представляет собой нейропаралитический яд, который тем не менее широко используется в медицине в лечебных целях. И не стоит пугаться при упоминании слова «яд».

Всем известно, что любой яд становится опасным только в определенных концентрациях. Многие лечебные препараты являются небольшими дозами яда, то же самое касается ботулинотоксина. В это вещество применяется в минимальных концентрациях, и поэтому пациент в полной безопасности.

Что же выбрать, ботокс или диспорт?

Несмотря на то что препараты очень схожи по составу и применению, в определенных случаях имеет смысл предпочесть один другому.

Время действия
Ботокс в России пользуется большей популярностью чем диспорт. Основная причина в том, что этот препарат появился на всемирном рынке, а, следовательно, и на отечественном, значительно раньше. Вторая причина в том, что время действия ботокса несколько больше. После инъекции ботокса морщины не появляются в течение 12 недель, а вот диспорт теряет эффект уже через 8–9 недель.
Однако и у диспорта есть свои преимущества. Он начинает действовать значительно раньше своего аналога. Иногда морщины пропадают уже через сутки. В большинстве случае через 2–4 дня. Это очень удобно, если разглаживание морщин нужно срочно. Поэтому диспорт является оптимальным решением если в планах внезапно появляется важное мероприятие.
Ботокс начинает действовать примерно через неделю после инъекции.
Однако окончательный эффект обоих препаратов наступает только через 10–14 дней.
Эффективность
Оба препарата действуют практически с одинаковой эффективностью. Морщины разглаживаются – становится гладкой. Но чтобы была гладкой постоянно, инъекции нужно проводить около трех раз в году. Время действия ботокса более длительное, и легко сделать вывод, что именно его следует выбрать тем, кто намерен поддерживать молодость постоянно. Однако этот вывод может оказаться ошибочным.
Опыт показывает, что если применять диспорт в течение долгого времени (более года или двух) длительность эффекта значительно увеличивается. Таким образом, этот препарат является более эффективным при долгом использовании.
Диффузия
Важный момент в выборе препарата касается такого явления в косметологии, как диффузия. Диффузия помогает распространить эффект разглаживания морщин на большую область лица, тем самым уменьшив количество совершаемых инъекций.Диффузия свойственна диспорту. Ботокс же не обладает этим свойством.Таким образом, если нужна большая точность, используют ботокс. Если нужно разгладить большую область – диспорт.
Диспорт
Цена
Средняя цена единицы ботокса составляет от 10 $, а единицы диспорта – от 3$ . Но как уже говорилось выше, требуется в три раза больше диспорта, чем ботокса. Поэтому в смысле цены эти препараты одинаковы.
Безопасность
Как уже говорилось, оба препарата являются проверенными и надежными. Однако, сложно довериться заявлениям даже самых известных врачей, когда близкая подруга жалуется на то, после инъекций стало похожим на маску.

Причины неудачной процедуры неопытность или некомпетентность врача-косметолога. Неопытные и непрофессиональные специалисты неспособны точно определить и парализовать нужные мышцы , вследствие чего и появляется вышеописанный эффект .

Также стоит вспомнить об эффекте диффузии, о котором говорилось выше. Этот эффект полезен только в том случае, если используется опытным косметологом.Таким образом, ботокс можно назвать немного более безопасным препаратом, так как он обладает большей точностью и требует меньших навыков от косметолога.

Мнение профессионалов

Авторитетное американское издание Archives of Facial Plastic Surgery протестировало 90 добровольцев, среди которых 77 были женщинами, а остальные – мужчинами. Для удаления «гусиных лапок» были использованы 10 единиц ботокса и 30 единиц диспорта на правую и левую части лица соответственно. Через 30 дней был устроен опрос. Около 70 % добровольцев указали в анкетах, что эффект от диспорта им понравился больше.

Также до процедуры и через 30 дней после ее совершения были сделаны фотографии лиц испытуемых. После были сделаны фотографии лица в расслабленном и напряженном состояниях. Более половины ученых, которым дали посмотреть на фотографии, заключили, что в напряженном состоянии эффект от диспорта лучше. Однако в расслабленном состоянии никакой разницы обнаружено не было.

Обращайтесь только к опытным профессионалам! Будьте красивыми и здоровыми!

Ваш СуперКосметолог!

Ультрафонофорез в косметологии - это симбиоз воздействия косметологических препаратов с колебаниями ультразвуковых волн. Взаимодействие двух методик улучшает диффузию лекарственных препаратов, при этом увеличивая их активность и продолжительность действия.

Характеристика метода

Процедура ультрафонофореза - это комплексная методика микро-массажа. Под воздействием ультразвуковых колебаний разрыхляется соединительная ткань, увеличивается внутриклеточная проницаемость кожного покрова. Процесс озвучивания осуществляется через контактные среды. От частоты колебаний зависит количество проникающего препарата. Наилучшим действием обладает низкая частота ультразвука. Диффузия осуществляется сквозь потовые и сальные железы, внеклеточный матрикс и мембраны клеток. Частицы полезных веществ образуют в теле «кожное депо», откуда постепенно поступают в кровь.

Основные функции ультразвуковых волн:

разрыхление соединительной ткани, увеличение проницаемости кожного покрова;
улучшение диффузии лекарственных средств;
облегчение транспортировки жидкости сквозь капиллярные стенки;
активизация микроциркуляции крови;
лимфодренаж.

Ультрафонофорез лица работает на 3-х уровнях интенсивности, тела - на 8-10 уровнях. Это зависит от ощущений клиента, а также цветовой шкалы интенсивности. Нормальным считается показатель в виде ощущения легкого тепла. Если повышать интенсивность, то возможен ожог. Косметология применяет два режима звуковых колебаний:

Постоянный. Применяется для устранения темных кругов под глазами, рубцов, гематом, постакне, стрий, гиперпигментации, применяется в ремиссионный период после терапии кожных заболеваний.
Импульсный. Лечит воспаления, пустулезные болезни, купероз. Используется при чувствительной коже, острой боли.

Эффективное взаимодействие фонофореза с ультразвуковыми волнами, оказывающими тепловой, механический, химический эффект, дает возможность потенцирования полезных эффектов.

Препараты

Используемые лекарственные препараты имеют форму раствора, эмульсии, крема или мази. Это связано со свойством затухания ультразвуковых волн. Необходимые препараты включают в контактную среду. Механическая волна не должна нарушить его структуру, лечебную активность. В качестве основы для контактной среды используется ланолин, растительное масло, глицерин, диметилсульфоксид (ДМСО). Жирная контактная среда облегчает процесс проникновения полезных компонентов к глубоким слоям дермы.

Вводить с помощью электрофонофореза можно лишь некоторые вещества: экстракт алоэ, интерферона, гепарина, лидазы, гидрокортизона, преднизолона и другие.Проведение одного сеанса позволяет коже получить около 10 % активных веществ. За время курса из 10-20 сеансов проявляется накопительный эффект.

Основные используемые препараты и их действие:

Ультрафонофорез лица с гиалуроновой кислотой от морщин способствует устранению возрастных изменений кожи. Применяется в сочетании с экстрактами растений, витамином Е.
Ультрафонофорез с гидрокортизоном направлен на снятие воспалений, активизацию кровообращения.
Использование лидазы позволяет устранить рубцы, постакне.
Карипаин также ликвидирует рубцы, спайки.

Препарат подбирается индивидуально, в соответствии с имеющейся проблемой кожи.

Процедура

Предварительно проводится демакияж, тщательное очищение кожи лица антисептическим средством. Затем специалист покрывает кожу лечебным или косметическим средством. Препарат готовится самим врачом или используется готовый его вариант. На протяжении сеанса постепенно добавляется контактное вещество, его также оставляют на коже после процедуры.

Наибольший эффект от ультрафонофореза достигается посредством правильной настройки аппарата. Основные настраиваемые индивидуально параметры: интенсивность колебаний ультразвука, глубина, сила, частота. Показатель интенсивности соответсвует значению в 1,2 Вт/см 2 . Для изменения глубины проникновения лечебной композиции производится регулировка частоты и мощности ультразвука. При первом сеансе производится озвучивание только одного поля. Если переносимость хорошая, то последующие сеансы проводятся с захватом нескольких полей. По окончании процедуры кожа увлажняется и охлаждается с помощью специального крема.

Продолжительность озвучивания одного поля составляет около 5 минут, один сеанс длится около 10-20 минут. Курс ультрафонофореза составляет от 15 до 20 сеансов, с обязательным интервалом в несколько дней. Результат можно наблюдать после 5-го сеанса. Повторный курс процедур разрешается проводить спустя 3 месяца.

Показания и противопоказания

Метод ультрафонофореза имеет определенные показания и противопоказания. Основные показания к процедуре:

устранение косметических дефектов (целлюлит, растяжки, шрамы, нарушенный липидный обмен);
терапия кожных заболеваний различного генеза (псориаз, склеродермия, акне, себорея);
реабилитационный период после пластической операции лица;
облысение, проблемы с волосами;
рубцы;
дегидратация кожи;
очаги гиперпигментации;
последствия ожогов, обморожений;
возрастные изменения.

Противопоказания к проведению ультрафонофореза:

беременность, лактация;
злокачественная неоплазия;
аутоиммунные заболевания;
патологии хронического и острого характера;
гипертония;
сердечно-сосудистые заболевания;
микротравмы на коже;
проблемы свертываемости крови;
установленный кардиостимулятор, зубные металлические протезы.

Эффективность ультрафонофореза

Процедура улучшает микроциркуляцию крови, отток лимфы, метаболизм. Активно стимулируются регенерационные процессы в клетках, приходит в норму работа сальных желез. После прохождения курса процедур наблюдается лифтинговый эффект, укрепляется тургор кожного покрова, исчезает угревая сыпь. Методика безболезненна, не требует реабилитационного периода, отсутствуют побочные эффекты.

Метод ультрафонофореза успешно сочетается с другими косметическими процедурами. Согласно отзывам прошедших курс сеансов людей подтверждается высокая эффективность метода. Большая часть результата зависит от квалификации косметолога, используемых препаратов.

Среди многочисленных явлений в физике процесс диффузии относится к одним из самых простых и понятных. Ведь каждое утро, готовя себе ароматный чай или кофе, человек имеет возможность наблюдать эту реакцию на практике. Давайте узнаем больше об этом процессе и условиях его протекания в разных агрегатных состояниях.

Что такое диффузия

Данным словом именуется проникновение молекул или атомов одного вещества между аналогичными структурными единицами другого. При этом концентрация проникающего соединений выравнивается.

Впервые этот процесс был подробно описан немецким ученым Адольфом Фиком в 1855 г.

Название данного термина было образовано от латинского diffusio (взаимодействие, рассеивание, распространение).

Диффузия в жидкости

Рассматриваемый процесс может происходить с веществами во всех трех агрегатных состояниях: газообразном, жидком и твердом. Чтобы отыскать практические примеры этого, стоит просто заглянуть на кухню.

Варящийся на плите борщ - это один из них. Под действием температуры молекулы глюкозинбетанина (вещества, благодаря которому свекла обладает таким насыщенным алым цветом) равномерно реагируют с молекулами воды, придавая ей неповторимый бордовый оттенок. Данный случай - это в жидкостях.

Помимо борща, данный процесс можно увидеть и в стакане чая или кофе. Оба эти напитка имеют столь равномерный насыщенный оттенок благодаря тому, что заварка или частички кофе, растворяясь в воде, равномерно распространяются между ее молекулами, окрашивая ее. На этом же принципе построено действие всех популярных растворимых напитков девяностых: Yupi, Invite, Zuko.

Взаимопроникновение газов

Атомы и молекулы, переносящие запах, находятся в активном движении и вследствие него перемешиваются с частицами, уже содержащимися в воздухе, и довольно равномерно рассеиваются в объеме помещения.

Это проявление диффузии в газах. Стоит отметить, что само вдыхание воздуха тоже относится к рассматриваемому процессу, как и аппетитный запах свежеприготовленного борща на кухне.

Диффузия в твердых телах

Кухонный стол, на котором стоят цветы, застелен скатертью яркого желтого цвета. Подобный оттенок она получила благодаря способности диффузии проходить в твердых телах.

Сам процесс придания полотну какого-то равномерного оттенка проходит в несколько этапов следующим образом.

Частички желтого пигмента диффундировали в красильной емкости по направлению к волокнистому материалу.
Далее они были впитаны внешней поверхностью окрашиваемой ткани.
Следующим шагом была снова диффузия красителя, но на этот раз уже внутрь волокон полотна.
В финале ткань зафиксировала частички пигмента, таким образом окрасившись.

Диффундирование газов в металлах

Обычно, говоря об этом процессе, рассматривают взаимодействия веществ в одинаковых агрегатных состояниях. Например, диффузия в твердых телах, твердых веществах. Для доказательства этого явления проводится опыт с двумя прижатыми друг к другу металлическими пластинами (золото и свинец). Взаимопроникновение их молекул происходит довольно долго (один миллиметр за пять лет). Этот процесс используется для изготовления необычных украшений.

Однако диффундировать способны и соединения в разных агрегатных состояниях. К примеру, существует диффузия газов в твердых телах.

В процессе экспериментов было доказано, что подобный процесс протекает в атомарном состоянии. Для его активации, как правило, нужно значительно повышение температуры и давления.

Примером такой газовой диффузии в твердых телах является водородная коррозия. Она проявляется в ситуациях, когда возникшие в процессе какой-нибудь химической реакции атомы водорода (Н 2) под действием высоких температур (от 200 до 650 градусов Цельсия) проникают между структурными частицами металла.

Помимо водорода, в твердых телах диффузия кислорода и других газов также способна происходить. Этот незаметный глазу процесс приносит немало вреда, ведь из-за него могут рушиться металлические сооружения.

Диффундирование жидкостей в металлах

Однако не только молекулы газов могут проникать в твердые тела, но и жидкостей. Как и в случае с водородом, чаще всего такой процесс приводит к коррозии (если речь идет о металлах).

Классическим примером диффузии жидкости в твердых телах является коррозия металлов под воздействием воды (Н 2 О) или растворов электролитов. Для большинства этот процесс более знаком под названием ржавления. В отличие от водородной коррозии, на практике с ним приходится сталкиваться значительно чаще.

Условия ускорения диффузии. Коэффициент диффузии

Разобравшись с тем, в каких веществах может происходить рассматриваемый процесс, стоит узнать об условиях его протекания.

В первую очередь быстрота диффузии зависит от того, в каком агрегатном состоянии пребывают взаимодействующие вещества. Чем больше в котором происходит реакция, тем медленнее ее скорость.

В связи с этим диффузия в жидкостях и газах всегда будет проходить более активно, нежели в твердых телах.

К примеру, если кристаллы перманганата калия KMnO 4 (марганцовка) бросить в воду, они в течение нескольких минут придадут ей красивый малиновый цвет. Однако если посыпать кристаллами KMnO 4 кусочек льда и положить все это в морозилку, по прошествии нескольких часов перманганат калия так и не сможет полноценно окрасить замороженную Н 2 О.

Из предыдущего примера можно сделать еще один вывод об условиях диффузии. Помимо агрегатного состояния, на скорость взаимопроникновения частиц влияет также и температура.

Чтобы рассмотреть зависимость от нее рассматриваемого процесса, стоит узнать о таком понятии, как коэффициент диффузии. Так называется количественная характеристика ее скорости.

В большинстве формул она обозначается при помощи большой латинской литеры D и в системе СИ измеряется в квадратных метрах на секунду (м²/с), иногда - в сантиметрах за секунду (см 2 /м).

Коэффициент диффузии равен количеству вещества, рассеивающегося через единицу поверхности на протяжении единицы времени, при условии, что разность плотностей на обеих поверхностях (расположенных на расстоянии равном единице длины) равна единице. Критерии, определяющие D, - это свойства вещества, в котором происходит сам процесс рассеивания частиц, и их тип.

Зависимость коэффициента от температуры можно описать при помощи уравнения Аррениуса: D = D 0exp (-E/TR).

В рассмотренной формуле Е - минимальная энергия, необходимая для активации процесса; Т - температура (измеряется по Кельвину, а не Цельсию); R - постоянная газовая, характерная для идеального газа.

Помимо всего вышеперечисленного, на скорость диффузии в твердых телах, жидкости в газах влияет давление и излучение (индукционное или высокочастотное). Кроме того, многое зависит от наличия катализирующего вещества, часто именно оно выступает в роли пускового механизма для начала активного рассеивания частиц.

Уравнение диффузии

Данное явление - частный вид уравнения дифференциального при частных производных.

Его цель - отыскать зависимость концентрации вещества от размеров и координат пространства (в котором оно диффундирует), а также времени. При этом заданный коэффициент характеризует проницаемость среды для реакции.

Чаще всего уравнение диффузии записывают следующим образом: ∂φ (r,t)/∂t = ∇ x .

В нем φ (t и r) — плотность рассеивающегося вещества в точке r во время t. D (φ, r) — диффузии обобщенный коэффициент при плотности φ в точке r.

∇ — векторный дифференциальный оператор, компоненты которого по координатам относятся к частным производным.

Когда коэффициент диффузии зависим от плотности, уравнение является нелинейным. Когда нет — линейным.

Рассмотрев определение диффузии и особенности данного процесса в разных средах, можно отметить, что он имеет как положительные, так и отрицательные стороны.

КАТЕГОРИИ