यहां तक ​​कि 1764 में एम. वी. लोमोनोसोव ने पाया कि विलयन शुद्ध विलायकों की तुलना में कम तापमान पर जम जाते हैं। समाधान के हिमांक में कमी समाधान के ऊपर विलायक वाष्प के लोच (दबाव) में कमी के साथ जुड़ा हुआ है (सर्दियों द्वारा पौधों में सेल सैप की एकाग्रता में परिवर्तन)।

हिमांक बिन्दूसमाधान वह तापमान है जिस पर विलायक के क्रिस्टल किसी दिए गए संघटन के समाधान के साथ संतुलन में होते हैं।

अंतर Δt \u003d t 0 ° - ti ° को तापमान में कमी कहा जाता हैघोल का जमना और घोल की सघनता जितनी अधिक होगी। मात्रात्मक रूप से, यह निर्भरता समीकरण द्वारा व्यक्त की जाती है:

Δt = के सी एम (36)

जहां Δt विलयन के हिमांक में गिरावट है;

सेमी दाढ़ एकाग्रता है;

K आनुपातिकता का गुणांक है, जिसे कहा जाता है क्रायोस्कोपिक स्थिरांकविलायक या दाढ़ समाधान के हिमांक में कमी।

समाधानों के हिमांक में कमी को मापने के आधार पर एक शोध पद्धति को क्रायोस्कोपिक विधि कहा जाता है।

शुद्ध विलायकों की तुलना में विलयन कम तापमान पर जम जाते हैं और उच्च तापमान पर उबलने लगते हैं।

गैर-इलेक्ट्रोलाइट विलयनों के लिए, राउल्ट के नियम के अनुसार, विलयन के हिमांक में कमी मोलर सांद्रता (समीकरण 36) के समानुपाती होती है।

किसी घोल के क्वथनांक में वृद्धि भी दाढ़ की सांद्रता के सीधे आनुपातिक होती है:

Δt गठरी =EC m (37)

ई - एबुलियोस्कोपिक स्थिरांक।

समाधान के आसमाटिक दबाव की गणना वांट हॉफ सूत्र का उपयोग करके की जाती है:

आर ओएसएम = आरटीसी मीटर (38)

आर- सार्वभौमिक गैस स्थिरांक 8.314 kJ/mol deg

टी - तापमान, 0 के, सी एम - दाढ़ एकाग्रता।

परीक्षण प्रश्न

1. वितरण के नियम का सार क्या है?

2. वितरण के नियम का निष्कर्ष।

3. वितरण के नियम का अनुप्रयोग।

4. वितरण नियम की व्युत्पत्ति प्रावस्था संतुलन की किस शर्त पर आधारित है?

5. वितरण गुणांक के मान को कौन से कारक प्रभावित करते हैं?

6. कौन सा निष्कर्षण अधिक प्रभावी है: एकल या भिन्नात्मक?

कार्य

नौकरी का नंबर	एम जी एच 2 ओ	एम जी सुकरोज़	नौकरी का नंबर	एम जी एच 2 ओ	एम जी सुकरोज़
		60	.2
		55

मिलीग्राम पानी मिलीग्राम चीनी युक्त घोल किस तापमान पर उबलेंगे। घोल में घुले पदार्थ की सामग्री पर क्वथनांक की निर्भरता को प्लॉट करें

नौकरी का नंबर	एम जी एच 2 ओ	एम जी सुकरोज़	नौकरी का नंबर	एम जी एच 2 ओ	एम जी सुकरोज़
		60
		55

नौकरी का नंबर	एम जी एच 2 ओ	एम जी ग्लूकोज	नौकरी का नंबर	एम जी एच 2 ओ	एम जी ग्लूकोज
		4,57			10,01
					12,57
					5,56
					14,40
		8,32			11,54

m g H 2 O में विलयन के हिमांक बिंदु का निर्धारण करें जिसमें m g ग्लूकोज़ होता है विलयन में विलयन की सामग्री पर हिमांक बिंदु की निर्भरता का एक ग्राफ तैयार करें

कम तापमान के प्रभाव में जैविक वस्तुओं में होने वाले परिवर्तन,
में विभाजित किया जा सकता है: 1) शारीरिक परिवर्तन; 2) भौतिक में परिवर्तन
रासायनिक क्रम; 3) यांत्रिक क्रम में परिवर्तन। शारीरिक घटनाओं के लिए।
चरित्र को तथाकथित तापमान के झटके के लिए जिम्मेदार ठहराया जाना चाहिए
कम तापमान के संपर्क में। शब्द "तापमान झटका" पहली बार प्रस्तावित किया गया था
1934 में मिलोवानोव, जिन्होंने बैल के शुक्राणु की गतिशीलता में कमी देखी और
15 से 0 ° तक उनके अचानक ठंडा होने के परिणामस्वरूप भेड़ें।

अचानक ठंडा होने पर तापमान का झटका। कई प्रजातियों में देखा गया।
जीवाणु कोशिकाएं, विशेष रूप से लॉगरिदमिक विकास चरण में। तेजी से
जब युवा संस्कृतियों को 37 से 0° तक ठंडा किया जाता है, तो ई. कोलाई बैक्टीरिया के 95% तक मर जाते हैं। पर
निर्दिष्ट सीमा के भीतर तापमान में धीरे-धीरे कमी, जीवाणु कोशिकाएं नहीं होती हैं
क्षतिग्रस्त हैं। धीरे-धीरे ठंडा करके तापमान के झटके से बचा जा सकता है
जीवों और पृथक कोशिकाओं को एक ही तापमान सीमा के भीतर जिसमें
तेज़ और अति-तेज़, कूलिंग शॉक होता है। क्रमिक शीतलन
तथाकथित शीत अनुकूलन में योगदान देता है, सामग्री में आंशिक कमी
पानी।

तापमान आघात के लिए कोशिकाओं की संवेदनशीलता माध्यम की संरचना से महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित होती है,
जिसमें वे हैं। तापमान आघात के प्रति शुक्राणु की संवेदनशीलता
अंडे की जर्दी मंदक के रूप में वीर्य में मिलाने पर काफी कम हो जाता है,
जिसका सुरक्षात्मक प्रभाव संभवतः लेसिथिन के कारण होता है।

30 से 5 ° तक तेजी से ठंडा होने के दौरान एरिथ्रोसाइट्स आमतौर पर क्षतिग्रस्त नहीं होते हैं, लेकिन
सोडियम क्लोराइड की सांद्रता में 0.8 M और उससे अधिक की वृद्धि इन परिस्थितियों में होती है
उनका हेमोलिसिस।

तापमान झटका एककोशिकीय बहुकोशिकीय जीवों में हो सकता है
तेजी से ठंडा होने पर, वे न केवल 0 °, बल्कि इससे भी कम होते हैं। यह दिखाया गया है कि ल्यूकेमिक
माउस कोशिकाएं जीवित रहती हैं, केवल शर्त के तहत, संक्रमित करने की क्षमता को बनाए रखती हैं
-70° तक धीमा जमना। एक उच्च उत्तरजीविता दर के साथ मनाया जाता है
रोगजनक प्रोटोजोआ और शुक्राणुजोज़ा के अनुसार 0 से -79 ° तक धीमी गति से ठंडा होना
त्वरित और अल्ट्रा-फास्ट फ्रीजिंग की तुलना में।

रोगजनक अमीबा और अन्य प्रोटोजोआ, डिम्बग्रंथि ऊतक, स्तनधारी अंडे,
पिट्यूटरी और अधिवृक्क ऊतक, वृषण ऊतक, ट्यूमर कोशिकाएं और कुछ प्रकार के
धीमी ठंड के साथ सूक्ष्मजीव व्यवहार्य रहते हैं, लेकिन नहीं
कम तापमान पर तेजी से और अति-तीव्र शीतलन को सहन करें। तंत्र
तेजी से और अल्ट्रा-रैपिड कूलिंग के परिणामस्वरूप तापमान का झटका शून्य और
कम तापमान पर ठंड अचानक परिवर्तन के कारण होती है
कोशिकाओं के अंदर आसमाटिक दबाव। धीमी गति से ठंडा करने से तीव्रता कमजोर हो जाती है
सेल के माध्यम से कोशिकाओं से पानी के प्रसार के कारण आसमाटिक दबाव में परिवर्तन
झिल्ली और इसके क्रिस्टलीकरण अंतरकोशिकीय स्थानों में। इस घटना को कहा जाता है
साथ ही तापमान अनुकूलन। फास्ट और अल्ट्रा-फास्ट फ्रीजिंग और स्टोरेज
न्यूनतम संभव तापमान पर जैविक सामग्री। ऐसी सामग्री के लिए
एंजाइम और कुछ प्रकार के सूक्ष्मजीव शामिल हैं।

तेजी से ठंडा करने का एक फायदा यह भी है कि इन परिस्थितियों में
बर्फ छोड़ने के बाद केंद्रित बाएं हाथ के घोल की क्रिया कम होती है
उनके यूटेक्टिक बिंदु तक पहुंचने से पहले एक विस्तारित अवधि।

कुछ ट्यूमर कोशिकाओं के अपवाद के साथ, बाद के प्रत्यारोपण या संस्कृति के लिए अभिप्रेत स्तनधारी ऊतकों के संबंध में,
पैराथायरायड ग्रंथियां, वे ज्यादातर मामलों में, जल्दी और ठंड के बाद व्यवहार्यता के लक्षण नहीं दिखाती हैं। इसलिए, शीतलन और ठंड की इष्टतम दर कई स्थितियों पर निर्भर करती है।

ठंड के दौरान होने वाले शारीरिक विकार आमतौर पर होते हैं
जैविक में भौतिक रासायनिक और संरचनात्मक परिवर्तन के साथ
सिस्टम। ये परिवर्तन मुख्य रूप से अतिरिक्त और इंट्रासेल्युलर के कारण होते हैं
पानी का क्रिस्टलीकरण और लवणों की यूटेक्टिक सांद्रता। ये दोनों कारक निकट हैं
परस्पर और अन्योन्याश्रित। उनमें से एक विशुद्ध रूप से यांत्रिक कारण बनता है
(क्रिस्टलीकरण), अन्य (नमक सघनता) - में भौतिक और रासायनिक परिवर्तन
पशु और पौधे की कोशिकाएँ। बढ़ती हुई एकाग्रता
ठंड के दौरान इलेक्ट्रोलाइट्स हमेशा पानी के क्रिस्टलीकरण के साथ होते हैं। बढ़ोतरी
नमक सांद्रता, दोनों सकारात्मक तापमान पर और ठंड के दौरान
प्रोटीन के विकृतीकरण और लिपोप्रोटीन के विघटन की ओर जाता है।

निश्चित रूप से शामिल किसी भी जैविक सामग्री को ठंडा करते समय
भंग अवस्था में विभिन्न लवण, घोल का यूटेक्टिक पृथक्करण देखा जाता है।
सबसे पहले, शुद्ध पानी क्रिस्टलीकृत होता है, और नमक को गैर-जमे हुए हिस्से में केंद्रित किया जाता है
जब तक उच्चतम एकाग्रता तक नहीं पहुंच जाता। ज्यादा से ज्यादा
किसी भी मूल की सामग्री की नमक एकाग्रता, उसके बाद
कम तापमान पर घोल के पूर्ण जमने को यूटेक्टिक बिंदु कहा जाता है।
इसलिए, उदाहरण के लिए, टेबल सॉल्ट की अधिकतम (यूटेक्टिक) सघनता,
22.42% का एक घटक -21.2 डिग्री के तापमान पर प्राप्त किया जाता है। जब तापमान गिरता है
नमक की सघनता अब नहीं बढ़ती है, क्योंकि ऐसा घोल पूरी तरह से है
कठोर।

केंद्रित लवण के हानिकारक प्रभाव की डिग्री आ रही है
यूटेक्टिक, निलंबन की संरचना, प्रोटीन की मात्रा, साथ ही नमक की प्रकृति पर निर्भर करता है और
ठंड की गति।

जैविक प्रणालियों के तरल पदार्थ आमतौर पर बहुत जटिल समाधान होते हैं,
अलग-अलग यूटेक्टिक बिंदुओं के साथ लवणों का एक पूरा परिसर होता है। ऐसा
समाधान, रे के अनुसार, यूटेक्टिक बिंदु को निर्धारित करना व्यावहारिक रूप से असंभव है
विभिन्न लवणों की गलनक्रांतिक सांद्रता में अंतर का बल। जटिल जैविक में
समाधान, गलनक्रांतिक क्षेत्र आमतौर पर एक न्यूनतम और के साथ 10 ° या उससे अधिक के भीतर निर्धारित किया जाता है
अधिकतम सीमा। इस क्षेत्र के भीतर हिमीकरण होता है।
विभिन्न लवणों के हाइपरटोनिक समाधान।

नमक की हाइपरटोनिक सांद्रता का जानवरों के ऊतकों और कोशिकाओं पर हानिकारक प्रभाव पड़ता है,
ठंड और भंडारण के दौरान प्रोटोजोआ और बैक्टीरिया के बराबर तापमान पर
यूटेक्टिक क्षेत्र।

जमने की प्रक्रिया के दौरान, कोशिकाओं से पानी इस तरह से पर्यावरण में चला जाता है
दर कि उनकी आंतरिक सामग्री का हिमांक कुछ कम हो जाता है
आसपास के तरल का हिमांक। तब तक कोशिकाओं के आसपास का तरल पदार्थ
संतृप्ति के लिए केंद्रित, कोशिकाओं की सामग्री पर्याप्त रूप से निर्जलित होती है
और जम नहीं सकता। अतिरिक्त- और इंट्रासेल्युलर क्रिस्टलीकरण हमेशा साथ होते हैं
कम तापमान, विनाशकारी प्रभाव पर खारा समाधान की एकाग्रता
जो अब सिद्ध और संदेह से परे है। हालाँकि, कोई नज़रअंदाज़ नहीं कर सकता
और बर्फ के क्रिस्टल की क्रिया, कोलाइडल समाधान के विनाश, उल्लंघन का कारण बनती है
जेल और सोल के बीच संतुलन और एंजाइमों को उनके सबस्ट्रेट्स से बांधना।

विशेष रूप से हानिकारक इंट्रासेल्युलर पानी का क्रिस्टलीकरण है, जो एक नियम के रूप में होता है
पशु कोशिकाओं की संरचना और मृत्यु का विनाश। तेज शीतलन दरों पर
अतिरिक्त- और इंट्रासेल्युलर क्रिस्टलीकरण लगभग एक साथ हो सकता है।
अल्ट्राफास्ट कूलिंग रेट पर बहुत कम तापमान पर, स्टेज
क्रिस्टलीकरण को दरकिनार कर दिया जाता है और दवा को एक बेजान अवस्था में स्थानांतरित कर दिया जाता है
(विट्रिफाइड)। Luye के अनुसार, कोशिका मृत्यु तब नहीं होती है जब
प्रोटोप्लाज्म को एक बेजान अवस्था में स्थानांतरित करें और फिर मंच को दरकिनार करते हुए वापस तरल में
क्रिस्टलीकरण। उन्होंने दिखाया कि महत्वपूर्ण तापमान क्षेत्र किस पर है
क्रिस्टल, 0 से -40 ° की सीमा में है। अल्ट्रा-रैपिड कूलिंग के साथ
के रूप में लागू प्रोटीन, शर्करा और पॉलीहाइड्रिक अल्कोहल के केंद्रित समाधान
-150 से तापमान पर तरलीकृत वायुमंडलीय गैसों में डुबो कर पतली फिल्म
-196° तक नीचे, वे पारदर्शी "ग्लास" में बदल जाते हैं। धीमी गति से गर्म करने पर,
"चश्मा" क्रिस्टलीकृत हो जाता है और अपारदर्शी हो जाता है, और तेजी से गर्म होने पर वे
क्रिस्टलीकरण के बिना पिघला।

हिमीकरण एक चरण संक्रमण है जिसमें एक तरल ठोस में बदल जाता है। किसी द्रव का हिमीकरण तापमान उस तापमान को कहा जाता है जिस पर द्रव के ऊपर संतृप्त वाष्प का दबाव उसमें से गिरने वाले ठोस चरण के क्रिस्टल पर संतृप्त वाष्प के दबाव के बराबर होता है।

इस तापमान और इसी संतृप्त वाष्प दबाव पर, क्रिस्टलीकरण दर पिघलने की दर के बराबर होती है, और ये दोनों चरण लंबे समय तक सह-अस्तित्व में रह सकते हैं।

अधिक एम.वी. लोमोनोसोव ने देखा कि एक पतला घोल शुद्ध विलायक से कम तापमान पर जम जाता है। तो, समुद्र का पानी 273 K पर नहीं, बल्कि थोड़े कम तापमान पर जमता है। अनेक प्रयोगों से पता चला है कि किसी विलयन के हिमांक में इस प्रकार के परिवर्तन को एक सामान्य नियम माना जा सकता है।

जमने और उबलने की प्रक्रियाओं का राउल्ट द्वारा विस्तार से अध्ययन किया गया और एक नियम के रूप में प्रस्तुत किया गया, जिसे बाद में राउल्ट का दूसरा नियम कहा गया।

इस कानून की सबसे सरल व्युत्पत्ति पर विचार करें। चित्रा 2 शुद्ध विलायक और समाधान पर तापमान पर संतृप्ति वाष्प दबाव की निर्भरता दिखाते हुए एक आरेख दिखाता है।

वक्र 0A तापमान पर शुद्ध पानी के संतृप्त वाष्प दबाव की निर्भरता है।

वक्र बीसी, डीई - भंग पदार्थ के विभिन्न सांद्रता वाले समाधानों पर संतृप्त जल वाष्प के दबाव की निर्भरता

0D - बर्फ पर संतृप्त जल वाष्प के दबाव की तापमान निर्भरता को व्यक्त करता है।

चित्र 2 दर्शाता है कि 273 K पर विलयन पर वाष्प दाब पानी के ऊपर वाष्प दाब से कम है, लेकिन यह उसी तापमान पर बर्फ पर वाष्प दाब के बराबर नहीं है। केवल 273 K (T'z) से कम तापमान पर ही विलयन पर वाष्प का दबाव इतना कम हो जाता है कि यह बर्फ पर वाष्प के दबाव के बराबर हो जाता है। बिंदु बी इसके अनुरूप है। समाधान की उच्च सांद्रता पर, समाधान पर जल वाष्प के दबाव की तापमान निर्भरता को व्यक्त करने वाले वक्र बीसी वक्र के नीचे स्थित होते हैं, लेकिन इसके समानांतर होते हैं।

आइए हम निम्नलिखित संकेतन का परिचय दें:

P 0 A - 273 K पर शुद्ध विलायक पर वाष्प का दबाव

P A - इसके हिमांक T के विलयन पर वाष्प दाब

एक समकोण त्रिभुज WOC से हम ज्ञात करते हैं

चित्रा 2 दिखाता है कि समाधान के ठंडक बिंदु में कमी कहां है।

उपरोक्त समीकरण में इन मानों को प्रतिस्थापित करने पर, हम प्राप्त करते हैं

(3)

अत्यधिक तनु विलयनों के लिए राउल्ट के पहले नियम से, हमारे पास है

तथा (4)

जहाँ n A, n B, m A पहले से निर्दिष्ट पदों को बनाए रखता है (ऊपर देखें)। यदि हम एम 0 ए के माध्यम से विलायक के दाढ़ द्रव्यमान को निरूपित करते हैं, तो

इस अभिव्यक्ति को समीकरण (4) में प्रतिस्थापित करते हुए, हम प्राप्त करते हैं

इस व्यंजक के दाएँ पक्ष को 1000 से गुणा और भाग करें, तब

(5)

हम समीकरण (5) के सभी स्थिरांकों को एक स्थिरांक K ( ), हमें निम्नलिखित अभिव्यक्ति मिलती है

(6)

अभिव्यक्ति सेंट की molality है

इस अभिव्यक्ति को समीकरण (6) में प्रतिस्थापित करते हुए, हम अंतिम समीकरण प्राप्त करते हैं।

(7)

यह राउल्ट के दूसरे नियम की गणितीय अभिव्यक्ति है: हिमांक में कमी या समाधान के क्वथनांक में वृद्धि इसकी दाढ़ की एकाग्रता के सीधे आनुपातिक है।

समीकरण (7) में गुणांक K को क्रायोस्कोपिक स्थिरांक कहा जाता है, जो घोल के हिमांक में दाढ़ की कमी को दर्शाता है, विलायक की एक व्यक्तिगत विशेषता है (K H2O \u003d 1.86º) और E (Kº) के समान आयाम है किलो मोल -1)

समाधानों के हिमांक में कमी को मापने के आधार पर एक शोध पद्धति को क्रायोस्कोपिक कहा जाता है। यह भी, एबुलियोस्कोपिक की तरह, आपको विलेय के दाढ़ द्रव्यमान की गणना करने की अनुमति देता है

चित्रा 3 समाधानों के ठंडक बिंदु को मापने के लिए डिज़ाइन किया गया एक उपकरण दिखाता है।

ऑस्मोसिस और ऑस्मोटिक दबाव.

समाधानों का एक बहुत ही महत्वपूर्ण जैविक गुण परासरण है।

प्रकृति में, समाधान अक्सर विलायक से झिल्लियों द्वारा अलग किए जाते हैं जो केवल विलायक कणों के लिए पारगम्य होते हैं। इस मामले में, विलेय विलायक में विसरित नहीं हो सकता है, और केवल विलायक का विलयन में संक्रमण देखा जाएगा, अर्थात विलायक दोनों दिशाओं में गति करेगा, लेकिन फिर भी विपरीत दिशा की तुलना में समाधान में थोड़ा अधिक प्रवाहित होगा।

समतापी आसवन के आधार पर परासरण की क्रियाविधि की कल्पना करना आसान है। माइक्रोप्रोर्स के साथ एक अर्ध-पारगम्य झिल्ली को विलायक और एकाग्रता सी के साथ समाधान (चित्र 4) में अलग करें।

वाष्पीकरण एक तरफ एक विलायक द्वारा और दूसरी तरफ एक समाधान द्वारा बंधे एक छिद्र में होता है। वाष्प चरण से विलायक की तरफ से संतृप्त वाष्प की लोच के राउल्ट कानून के अनुसार वृद्धि के कारण, समाधान में गुजर रहा है।

परासरण के परिणामस्वरूप, विलयन की मात्रा बढ़ जाती है, और इसकी सांद्रता धीरे-धीरे कम हो जाती है; घोल में झिल्ली के माध्यम से प्रवेश करने वाला विलायक तरल स्तंभ एच को बढ़ाता है और इसके परिणामस्वरूप, हाइड्रोस्टेटिक दबाव बढ़ाता है (चित्र 5 देखें)। इसी समय, झिल्ली के माध्यम से विपरीत दिशा में जाने वाले विलायक अणुओं की संख्या में वृद्धि होगी, अर्थात। समाधान से विलायक तक। धीरे-धीरे, समाधान का हाइड्रोस्टेटिक दबाव और कमजोर पड़ने वाले मूल्यों तक पहुंच जाएगा, जिस पर दोनों दिशाओं में चलने वाले विलायक अणुओं की संख्या बराबर हो जाएगी और आसमाटिक संतुलन आ जाएगा। ऑस्मोसिस के परिणामस्वरूप विकसित अतिरिक्त हाइड्रोस्टेटिक दबाव, ऊँचाई एच के एक समाधान स्तंभ द्वारा मापा जाता है, जिस पर आसमाटिक संतुलन स्थापित होता है, आसमाटिक दबाव कहा जाता है।

चावल। 5

कई विलयनों के लिए अर्ध-पारगम्य झिल्ली कोलोडियन, सिलोफ़न, फेर्रुजिनस कॉपर आदि से बनी होती हैं।

आसमाटिक दबाव के नियम.

आसमाटिक दबाव के नियमों के अध्ययन से गैसों के नियमों के साथ उनकी पूर्ण सादृश्यता का पता चला। गैर-इलेक्ट्रोलाइट्स के पतला समाधान के लिए, उन्हें निम्नानुसार तैयार किया जा सकता है:

स्थिर तापमान पर, आसमाटिक दबाव सीधे विलेय की मोलर सांद्रता के समानुपाती होता है (बॉयल-मारियोटे कानून के साथ एक सादृश्य):

एक स्थिर दाढ़ एकाग्रता पर, आसमाटिक दबाव सीधे पूर्ण तापमान के समानुपाती होता है (गे-लुसाक कानून के साथ एक समानता):

इन दो कानूनों से यह पता चलता है कि एक ही दाढ़ की सांद्रता और तापमान पर, विभिन्न गैर-इलेक्ट्रोलाइट्स के समाधान समान आसमाटिक दबाव बनाते हैं, अर्थात। गैर-इलेक्ट्रोलाइट्स के सममोलर समाधान आइसोटोनिक हैं (एवोगैड्रो के नियम के साथ एक समानता)।

वांट हॉफ ने समाधानों में आसमाटिक दबाव के लिए एक एकीकृत कानून प्रस्तावित किया (मेंडेलीव-क्लेपेरॉन के एकीकृत गैस कानून के समान): गैर-इलेक्ट्रोलाइट्स के तनु समाधानों का आसमाटिक दबाव दाढ़ की एकाग्रता, आनुपातिकता गुणांक और पूर्ण तापमान के सीधे आनुपातिक है। :

चूँकि c \u003d n / V, जहाँ n गैर-इलेक्ट्रोलाइट के मोल्स की संख्या है, और V समाधान का आयतन है, तब या

अगर कुछ लोग भूगोल पाठकेवल एक दुःस्वप्न में सपना देख सकता है, मेरे साथ सब कुछ गलत है। मुझे वैज्ञानिक साहित्य पढ़कर प्रसन्नता होती है, मैं भौगोलिक मानचित्रों का अच्छा ज्ञाता हूँ और वे किसी भी विद्यार्थी की सहायता आसानी से कर सकते हैं। एक दिन मुझे इसका एहसास हुआ ज्ञान को निरंतर विकसित करना चाहिए. अब मैं समझाऊंगा कि मैं इस निष्कर्ष पर कैसे पहुंचा।

मैं स्वास्थ्य उपचार कराने के लिए अक्टूबर में समुद्र में आया था। उस दिन बहुत ठंड थी, लेकिन मैं बाहर टहलने के लिए किनारे के पास गया। लेकिन, स्मार्ट घड़ी को देखकर, मैं हैरान था: तापमान 0°C है। तो फिर समुद्र का पानी क्यों नहीं जमता? आइए आज एक साथ उत्तर ढूंढते हैं।

पानी कितने तापमान पर जमता है

विज्ञान अच्छा है क्योंकि आप कोई भी उत्तर पा सकते हैं। आपने अभी सोचा, और उत्तर पहले से ही तैयार है। आपको बस और अधिक जिज्ञासु होने की आवश्यकता है, अधिक पुस्तकें पढ़ें। वैज्ञानिकों ने लंबे समय से इस सिद्धांत की घोषणा की है कि पानी तापमान पर जम जाता है 0 डिग्री सेल्सियस. इसी तरह की जानकारी स्कूल की पाठ्यपुस्तकों में मिलती है। पर ये सच नहीं है। क्योंकि पानी जमता है, जमता नहीं। प्रक्रिया पानी को बर्फ में बदलनाबुलाया क्रिस्टलीकरण(यह अधिक सटीक शब्द है)।

जब तापमान 0°C तक पहुँच जाता है, तो पानी का आकार बदलना शुरू हो जाता है। तदनुसार, यह पूरी तरह से जमता नहीं है, लेकिन केवल जमना शुरू होता है। यह तरल की संरचना पर विचार करने योग्य है, अगर पानी में मिलावट है(नमक, रेत, धूल), यह लंबे समय तक सख्त हो जाएगा। क्रिस्टल संरचना बनाने का कोई कारण नहीं है, ठंड की प्रक्रिया धीमी हो जाती है।

पानी के बारे में मिथकों पर विश्वास करना बंद करें

विश्वकोश पढ़ने, प्रयोग करने की तुलना में कुछ कथनों को याद रखना आसान है। इसलिए, 21वीं सदी में भी, लोग झूठे निर्णयों द्वारा निर्देशित होते हैं।

पानी के बारे में शीर्ष प्रसिद्ध मिथक:

• आसुत जल- पीने के लिए सबसे अच्छा। वास्तव में, उपयोगी खनिजों सहित सफाई प्रक्रिया के दौरान सब कुछ नष्ट हो जाता है।

• पानी- रंगहीन पदार्थ। पानी न केवल पारदर्शी है (बादल हो सकता है), बल्कि एक टिंट है, भूजल में एक पीला या भूरा रंग है। समुद्र का पानी नीला, गहरा नीला हो सकता है।

• पानी असीमित मात्रा में पिया जा सकता है। एक सूत्र है जो परिभाषित करता है दैनिक तरल पदार्थ का सेवनएक व्यक्ति द्वारा नशे में होना। यह सब निर्भर करता है वजन(कम से कम दो लीटर प्रति दिन)।

पानी - जीवन स्रोत. उसके पास शक्ति है, आपको प्रकृति के इस उपहार का सावधानीपूर्वक उपयोग करना चाहिए।

बड़ी जैविक वस्तुओं का क्रायोसंरक्षण

क्रायोबायोलॉजी के आवेदन का सबसे पेचीदा क्षेत्र - जैविक वस्तुओं पर निम्न और अति-निम्न तापमान के प्रभाव का विज्ञान - जीवित जीवों या व्यक्तिगत अंगों को गहरी ठंड की स्थिति में संरक्षित करने के तरीकों की खोज है। व्यक्तिगत कोशिकाओं के क्रायोप्रिजर्वेशन की तकनीक या, उदाहरण के लिए, भ्रूण अच्छी तरह से विकसित है, लेकिन प्रतिवर्ती (अर्थात, विगलन के बाद व्यवहार्यता के संरक्षण के साथ) बड़ी वस्तुओं के जमने से गंभीर बाधाओं का सामना करना पड़ता है। मुख्य कठिनाई यह है कि बड़ी मात्रा और द्रव्यमान के साथ समान शीतलन प्राप्त करना कठिन होता है। असमान जमने से कोशिकाओं और ऊतकों को गंभीर और अपरिवर्तनीय क्षति होती है। इस बीच, इस समस्या का समाधान, उदाहरण के लिए, प्रत्यारोपण के लिए एक अंग बैंक बनाने में मदद कर सकता है और इस तरह हजारों रोगियों की जान बचा सकता है। इससे भी अधिक लुभावना एक गंभीर रूप से बीमार व्यक्ति को गहरी ठंडक की स्थिति में रखने की संभावना है जब तक कि दवा उसकी मदद करने में सक्षम न हो, शायद दशकों में।

ठंड के दौरान सबसे बड़ा खतरा बनने वाले बर्फ के क्रिस्टल द्वारा कोशिका झिल्ली को यांत्रिक क्षति होती है। दोनों बाहर और - जो कि बहुत अधिक खतरनाक है - कोशिकाओं के अंदर, वे इन झिल्लियों को बनाने वाली लिपिड द्वि-आणविक परत को तोड़ते हैं।

ठंड के दौरान कोशिकाओं को नुकसान से बचाने के लिए विशेष पदार्थों का उपयोग किया जाता है - क्रायोप्रोटेक्टेंट्स। उन्हें दो समूहों में विभाजित किया गया है: कोशिका में प्रवेश करना, या एंडोसेलुलर (डाइमिथाइल सल्फ़ोक्साइड (डीएमएसओ), एसिटामाइड, प्रोपलीन ग्लाइकॉल, ग्लिसरीन, एथिलीन ग्लाइकॉल), और गैर-मर्मज्ञ या एक्सोसेलुलर (पॉलीइथाइलीन ग्लाइकॉल और पॉलीइथाइलीन ऑक्साइड, फिकोल, सुक्रोज, ट्रेहलोस) , आदि), जो कोशिका से पानी को आसमाटिक रूप से बाहर निकालने का कार्य करते हैं।

उत्तरार्द्ध फायदेमंद है: सेल में जितना कम पानी रहता है, बाद में उतनी ही कम बर्फ बनती है। लेकिन पानी को हटाने से कोशिका के अंदर शेष लवणों की सांद्रता में वृद्धि होती है - उन मूल्यों तक जिन पर प्रोटीन विकृतीकरण होता है। एंडोसेलुलर क्रायोप्रोटेक्टेंट्स न केवल हिमांक को कम करते हैं, बल्कि क्रिस्टलीकरण के दौरान बनने वाले "नमकीन" को भी पतला करते हैं, जिससे प्रोटीन को विकृत होने से रोका जा सकता है।

सबसे व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले ग्लिसरीन और डीएमएसओ हैं। जब पानी में मिलाया जाता है, तो इसका हिमांक कम हो जाता है, लगभग 2: 1 के अनुपात में इसके निम्नतम मान तक पहुँच जाता है। यह न्यूनतम तापमान कहलाता है गलनक्रांतिक, या क्रायोहाइड्रेट. इस तरह के मिश्रण को और ठंडा करने के साथ, गठित बर्फ के क्रिस्टल के आकार इतने छोटे (क्रिस्टल सेल के आकार के बराबर) हो जाते हैं कि वे सेल संरचनाओं को महत्वपूर्ण नुकसान नहीं पहुंचाते हैं।

यदि जीवित ऊतकों में क्रायोप्रोटेक्टेंट की सांद्रता को यूटेक्टिक स्तर तक लाना संभव होता, तो यह बर्फ के क्रिस्टल द्वारा ऊतक क्षति की समस्या को पूरी तरह से हल कर देता। हालांकि, ऐसी सांद्रता पर, कोई भी ज्ञात क्रायोप्रोटेक्टेंट्स विषाक्त होते हैं।

व्यवहार में, क्रायोप्रोटेक्टेंट्स की सांद्रता का उपयोग किया जाता है जो यूटेक्टिक की तुलना में बहुत कम होता है, और साथ ही, पानी का हिस्सा अभी भी जम जाता है। इसलिए, ग्लिसरॉल के 27% घोल का उपयोग करते समय, कोशिका में मौजूद 40% पानी ग्लिसरॉल के साथ एक यूटेक्टिक मिश्रण बनाता है, जबकि बाकी का जम जाता है। हालाँकि, जैसा कि 1954-1960 में किए गए प्रयोगों द्वारा दिखाया गया है। अंग्रेजी क्रायोबायोलॉजिस्ट ऑड्रे स्मिथ, गोल्डन हैम्स्टर ऐसी स्थिति में जीवित रहने में सक्षम हैं जहां उनके मस्तिष्क के ऊतकों में निहित पानी का 50-60% तक बर्फ में बदल जाता है!

प्रतिवर्ती ठंड की समस्या को हल करने के लिए शीतलन दर का बहुत महत्व है। धीमी गति से ठंडा करने (तरल नाइट्रोजन वाष्प में या विशेष कार्यक्रम फ्रीजर में) के दौरान, बर्फ के क्रिस्टल मुख्य रूप से अंतरकोशिकीय स्थान में बनते हैं। जैसे ही वे ठंडे होते हैं, वे बढ़ते हैं, कोशिकाओं से पानी खींचते हैं। जैसा कि पहले ही उल्लेख किया गया है, यह क्रिस्टल से कोशिकाओं को होने वाले नुकसान को काफी कम कर सकता है, लेकिन कोशिकाओं के अंदर लवण की सांद्रता काफी बढ़ जाती है, जिससे प्रोटीन विकृतीकरण का खतरा बढ़ जाता है।

दुर्भाग्य से, तापमान की इष्टतम दर घट जाती है, जिस पर बर्फ के क्रिस्टल के हानिकारक प्रभावों और विलेय की उच्च सांद्रता के बीच एक समझौता होता है, जो विभिन्न प्रकार की कोशिकाओं के लिए बहुत भिन्न होता है। उनके लिए क्रायोप्रोटेक्टेंट की इष्टतम सांद्रता भी भिन्न होती है। यह अंगों और ऊतकों के क्रायोप्रिजर्वेशन को बहुत जटिल बनाता है जिसमें कई अलग-अलग प्रकार की कोशिकाएं शामिल होती हैं, और इससे भी ज्यादा पूरे जीव।

तेजी से ठंडा करने के दौरान (उदाहरण के लिए, तरल नाइट्रोजन में नमूना कम करके), पानी को कोशिकाओं से बाहर फैलने का समय नहीं मिलता है; क्रिस्टल कोशिकाओं के बाहर और अंदर दोनों जगह बनते हैं, लेकिन तेजी से ठंडा होने के कारण, वे पहले मामले की तुलना में बहुत छोटे हो जाते हैं, और सभी कोशिकाओं में बनने का समय नहीं होता है। इस मामले में, नमक की जहरीली सांद्रता से बचा जा सकता है, और उनके जोखिम की अवधि कम होती है, जैसा कि क्रायोप्रोटेक्टेंट्स के हानिकारक प्रभावों की अवधि है। उत्तरार्द्ध उच्च सांद्रता के उपयोग की अनुमति देता है।

पर्याप्त तेजी से 0 ° C और कुछ हद तक कम ठंडा होने पर, पानी तुरंत जमता नहीं है (क्रिस्टलीकृत)। सबसे पहले, एक सुपरकूल्ड तरल बनता है। स्मिथ द्वारा वर्णित प्रयोगों में, वह कुछ मामलों में आइस क्रिस्टल के गठन के बिना गोल्डन हैम्स्टर को -6 डिग्री सेल्सियस तक ठंडा करने में सक्षम थी। वहीं, जानवरों की त्वचा और अंग मुलायम बने रहे। और गर्म होने के बाद, हैम्स्टर बिना किसी हानिकारक प्रभाव के जीवन में आ गए। गर्भवती महिलाओं (यदि हाइपोथर्मिया गर्भकाल की पहली छमाही में हुई) ने सामान्य बच्चों को लाया।

छोटे स्तनधारियों के नवजात शिशुओं पर सर्जिकल ऑपरेशन करने की एक तकनीक है - उदाहरण के लिए, चूहे। इस उम्र में संज्ञाहरण व्यावहारिक रूप से लागू नहीं होता है, और इसलिए शावकों को केवल 15-20 मिनट के लिए ठंडा किया जाता है जब तक कि वे गतिशीलता और संवेदनशीलता नहीं खो देते। एक ज्ञात मामला है, जब इस तरह के अध्ययनों के दौरान (कृन्तकों के व्यवहार पर वोमरोनसाल अंग को हटाने का प्रभाव) मॉस्को संस्थानों में से एक की प्रयोगशाला में, प्रयोगकर्ता की लापरवाही के कारण, कई नवजात शावकों के जुंगेरियन हम्सटर , -12 डिग्री सेल्सियस के तापमान वाले कक्ष में एक कपास पैड पर बस भूल गए थे। हटाए जाने के बाद - 2-3 घंटों के बाद - वे पूरी तरह से ठोस थे, और उनके शरीर का शाब्दिक अर्थ "लकड़ी की दस्तक" था। कमरे के तापमान पर कुछ समय बाद, शावक जीवन में आए, हिलने लगे और आवाज करने लगे ...

शरीर में तरल पदार्थ आमतौर पर -1 ... -3 ° C पर जमने लगते हैं। हालाँकि, जैसे ही कुछ पानी बर्फ में बदल जाता है, शेष तरल में घुलने वाले पदार्थों की सांद्रता बढ़ जाती है और इस तरल का हिमांक कम होता जाता है।

विभिन्न जैविक तरल पदार्थों के पूर्ण जमने का तापमान बहुत भिन्न होता है, लेकिन किसी भी स्थिति में यह -22...–24 डिग्री सेल्सियस से नीचे हो जाता है।

एक सुपरकूल्ड तरल में प्रति यूनिट समय एक बर्फ क्रिस्टल के "भ्रूण" के गठन की संभावना इस तरल की मात्रा के समानुपाती होती है और दृढ़ता से तापमान पर निर्भर करती है: -40 डिग्री सेल्सियस और 1 एटीएम के दबाव पर। शुद्ध पानी का क्रिस्टलीकरण लगभग तुरंत होता है, लेकिन इससे भी कम तापमान पर (-70 डिग्री सेल्सियस के क्रम में, पानी की चिपचिपाहट में वृद्धि के कारण क्रिस्टल की वृद्धि दर धीमी हो जाती है। अंत में, लगभग -130 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर , क्रिस्टल की वृद्धि पूरी तरह से बंद हो जाती है। यदि खतरनाक आकार के क्रिस्टल बनने से पहले सक्रिय क्रिस्टलीकरण के तापमान को "छोड़ने" के लिए तरल को जल्दी से ठंडा किया जाता है, तो चिपचिपाहट इतनी बढ़ जाती है कि एक ठोस कांच जैसा पदार्थ बन जाता है। इस घटना को कहा जाता है कांच में रूपांतरया कांच में रूपांतर.

यदि कोशिकाओं या ऊतकों को कांच के संक्रमण तापमान तक ठंडा करना संभव है, तो वे इस अवस्था में अनिश्चित काल तक रह सकते हैं, और परिणामी क्षति क्रिस्टलीकरण के साथ ठंडा करने की तुलना में अतुलनीय रूप से कम होगी। दरअसल, यह जैविक वस्तुओं को गहरी ठंड की स्थिति में संरक्षित करने की समस्या का समाधान होगा। सच है, जब कोशिकाओं को पिघलाया जाता है, तो उन्हें पुनर्जीवित करने के लिए, उन्हें फिर से एक खतरनाक तापमान सीमा से गुजरना होगा ...

एक सेल में बर्फ के क्रिस्टल की वृद्धि दर को पानी में अशुद्धियों को जोड़कर कम किया जा सकता है जो इसकी चिपचिपाहट को बढ़ाता है - वही ग्लिसरॉल, शर्करा, आदि। इसके अलावा, ऐसे पदार्थ होते हैं जो बर्फ के क्रिस्टल के निर्माण को रोकते हैं। उदाहरण के लिए, ऐसे गुण हैं। कई शीत-प्रतिरोधी जानवरों के जीवों द्वारा निर्मित विशेष प्रोटीन - आर्कटिक और अंटार्कटिक मछली, कुछ कीड़े, आदि। इन पदार्थों के अणुओं में ऐसे क्षेत्र होते हैं जो बर्फ के क्रिस्टल की सतह के पूरक होते हैं - इस सतह पर "नीचे बैठना" , वे इसके आगे बढ़ने को रोकते हैं।

जब बड़े (एक सेल की तुलना में - 1 मिमी और अधिक से) वस्तुओं को ठंडा किया जाता है, एक नियम के रूप में, उनके अंदर महत्वपूर्ण तापमान प्रवणता उत्पन्न होती है। सबसे पहले, बाहरी परतें जम जाती हैं, और एक तथाकथित क्रिस्टलीकरण मोर्चा बनता है, जो बाहर से अंदर की ओर बढ़ता है। इस मोर्चे के आगे पानी में घुले लवण और अन्य पदार्थों की सांद्रता तेजी से बढ़ती है। इससे प्रोटीन का विकृतीकरण होता है और अन्य कोशिका वृहत अणुओं को क्षति पहुँचती है। एक और समस्या है टिश्यू क्रैकिंग। इसका कारण असमान और गैर-समान शीतलन है, विशेष रूप से ऐसी स्थिति में जहां बाहरी परतें आंतरिक से पहले कठोर हो जाती हैं।

60 के दशक में वापस। 20 वीं सदी पानी के क्रिस्टलीकरण को नियंत्रित करने के लिए उच्च दबाव का उपयोग करने का विचार प्रस्तावित किया गया था। यह विचार बढ़ते दबाव के साथ पानी/बर्फ चरण संक्रमण के तापमान में कमी पर आधारित है। 2045 एटीएम पर। शुद्ध पानी का क्रिस्टलीकरण तापमान -22 डिग्री सेल्सियस है। इस तरह हिमांक में अधिक कमी प्राप्त करना संभव नहीं है - दबाव में और वृद्धि के साथ, यह फिर से बढ़ना शुरू हो जाता है।

1967 में वापस, अमेरिकी एम.डी. Persidsky और उनके सहयोगियों ने एक कुत्ते के गुर्दे को फ्रीज करने के लिए प्रयोग किए। शोधकर्ताओं ने गुर्दे को 15% डाइमिथाइल सल्फ़ोक्साइड घोल से भर दिया (छिड़काव रक्त वाहिकाओं की एक प्रणाली के माध्यम से एक जैविक वस्तु में पदार्थों का परिचय है), जिसके बाद उन्होंने उन्हें दबाव में एक साथ वृद्धि के साथ ठंडा किया ताकि किसी भी समय तापमान इस दबाव के अनुरूप हिमांक बिंदु से नीचे नहीं था। जब न्यूनतम तापमान मान (इस मामले में, क्रायोप्रोटेक्टेंट की उपस्थिति के कारण, यह लगभग -25 डिग्री सेल्सियस था) तक पहुँच गया, तो दबाव कम हो गया।

दबाव के तेजी से रिलीज के साथ, इस तरह के तापमान के लिए सुपरकूल किया गया तरल कुछ सेकंड से अधिक समय तक मौजूद नहीं रह सकता है, जिसके बाद सहज क्रिस्टलीकरण होता है। लेकिन इस मामले में गठित क्रिस्टल समान रूप से नमूने की मात्रा पर वितरित किए जाते हैं, और कोई क्रिस्टलीकरण सामने नहीं होता है, साथ ही लवण की एकाग्रता में असमान वृद्धि भी होती है। इसके अलावा, इस मामले में उत्पन्न होने वाले क्रिस्टल छोटे और दानेदार होते हैं और इसलिए कोशिकाओं को अपेक्षाकृत कम नुकसान पहुंचाते हैं।

हालांकि, क्रिस्टलीकरण प्रक्रिया के दौरान, एक महत्वपूर्ण मात्रा में गर्मी (क्रिस्टलीकरण की अव्यक्त गर्मी) जारी की जाती है, जिसके परिणामस्वरूप नमूना गर्म होता है - अंततः क्रिस्टलीकरण तापमान तक, अर्थात। जब दबाव वायुमंडलीय तक गिर जाता है - लगभग 0 ° C तक। उसके बाद, ठंड की प्रक्रिया, निश्चित रूप से बंद हो जाती है। नतीजतन, जब दबाव हटा दिया गया, तो केवल लगभग 28% पानी ही क्रिस्टलीकृत हो पाया, जबकि बाकी पानी तरल बना रहा।

सभी पानी को क्रिस्टलीकृत करने के लिए, दबाव कम करने से पहले नमूने को लगभग -80 ° C के तापमान तक ठंडा करना आवश्यक होगा - हालाँकि, इस मामले में, बर्फ बहुत पहले बनना शुरू हो जाएगी। M.Persidsky ने चक्रीय रूप से दबाव डालकर समस्या को हल किया। दबाव में बार-बार वृद्धि के साथ-साथ दबाव के पहले रिलीज के बाद फिर से ठंडा होने के बाद नमूना 0 डिग्री सेल्सियस तक गर्म हो गया। इसके अगले "रीसेट" पर, तरल के अगले हिस्से में जमने का समय था, और इसी तरह। नतीजतन, पानी के लगभग पूर्ण और "हानिरहित" क्रिस्टलीकरण को प्राप्त करना संभव था, जिसके बाद तापमान को पहले से ही निडर होकर कम किया जा सकता था
-130 डिग्री सेल्सियस (और नीचे) सामान्य वायुमंडलीय दबाव पर और गुर्दे को इस अवस्था में अनिश्चित काल तक रखें।

विगलन के दौरान, चक्र को उल्टे क्रम में दोहराया गया था: गुर्दे को -28 डिग्री सेल्सियस तक गर्म किया गया था, जिसके बाद दबाव को 2000 एटीएम तक बढ़ा दिया गया था। इस मामले में, बर्फ के क्रिस्टल का अपेक्षाकृत समान पिघलना हुआ। फिर दबाव में एक साथ कमी के साथ नमूना को धीरे-धीरे गर्म किया गया।

इस तरह से संरक्षित गुर्दे, प्रयोग के लेखकों के अनुसार, "किसी अन्य तरीके से जमे हुए गुर्दे की तुलना में ऊतक क्षति के कम लक्षण दिखाई दिए" - हालांकि वे व्यवहार्य नहीं रहे ...

इसके बाद, सूक्ष्म परीक्षण के लिए जैविक नमूनों की तैयारी में उच्च दबाव वाली ठंड तकनीक का उपयोग किया गया। पर्याप्त रूप से पतला खंड बनाने के लिए, नमूना को पहले जमना चाहिए, लेकिन सामान्य ठंड के दौरान, कोशिका संरचनाएं इतनी क्षतिग्रस्त हो जाती हैं कि व्यावहारिक रूप से अध्ययन करने के लिए कुछ भी नहीं होता है ...

खाद्य उद्योग में हिमीकरण उत्पादों के लिए कई हजार वायुमंडलों के दबाव का सफलतापूर्वक उपयोग किया जाता है। ऐसा करने में, दो लक्ष्यों का पीछा किया जाता है। सबसे पहले, एक लंबे (और इसलिए सबसे कम संभव तापमान पर) भंडारण के बाद, एक जमे हुए उत्पाद का स्वाद ताजा से जितना संभव हो उतना कम अलग होना चाहिए। इसके लिए यह भी जरूरी है कि जमने के दौरान कोशिकाएं नष्ट न हों, जिसे लगभग 2000 एटीएम के दबाव पर जमने से कुछ हद तक हासिल किया जा सकता है। एक अन्य लक्ष्य उत्पाद का एक साथ नसबंदी है, जो इसके विपरीत, उसमें मौजूद बैक्टीरिया की कोशिकाओं को नष्ट करके प्राप्त किया जाता है। इसके लिए बहुत अधिक दबाव की आवश्यकता होती है - 6 हजार एटीएम। और अधिक।

लेखक अंगों या पूरे जीवों के प्रतिवर्ती संरक्षण के लिए उच्च दबाव का उपयोग करने के नए प्रयासों के बारे में नहीं जानते हैं, लेकिन इस बीच यह तरीका बहुत ही आशाजनक लगता है। बेशक, उच्च दबाव के हानिकारक प्रभावों के बारे में सवाल उठता है। यह ज्ञात है कि क्रमिक वृद्धि के साथ लगभग 500 एटीएम। सेल व्यवहार्यता कम नहीं है। 6000 एटीएम पर। और अधिक, लगभग सभी कोशिकाएं मर जाती हैं, लेकिन कोशिकाओं के प्रकार और स्थिति, उनमें पानी, लवण और अन्य पदार्थों की सामग्री, तापमान आदि के आधार पर मध्यवर्ती मूल्यों का एक अलग प्रभाव हो सकता है।

हालांकि, यह उम्मीद की जा सकती है कि आवश्यक 2 हजार एटीएम तक दबाव में धीरे-धीरे वृद्धि होगी। शरीर को नुकसान नहीं होगा। दरअसल, जमने की तैयारी में, वस्तु को पहले लगभग 0 ° C तक ठंडा किया जाता है (यदि यह एक जीवित प्राणी है, तो यह सांस लेना बंद कर देता है) और तरल से भरे कक्ष में रखा जाता है। 1961 में, अमेरिकी शोधकर्ता एस जैकब ने 30 मिनट के लिए लगभग 1000 एटीएम के दबाव के अधीन किया। एक कुत्ते का दिल, अभी-अभी शरीर से बाहर निकाला गया है और लगातार सिकुड़ता जा रहा है। दबाव हटने के बाद दिल की धड़कन फिर से शुरू हो गई।

यह भी महत्वपूर्ण है कि कुछ क्रायोप्रोटेक्टिव पदार्थ बैरोप्रोटेक्टर्स भी होते हैं, यानी वे कोशिकाओं को उच्च दबाव से बचाते हैं। एक "अच्छा" क्रियोप्रोटेक्टेंट न केवल समाधान के ठंडक बिंदु को कम करता है, बल्कि कोशिका झिल्ली को भी स्थिर करता है, जिससे उन्हें अधिक लोचदार बना दिया जाता है।

बेशक, हल करने के लिए अभी भी कई समस्याएं हैं: प्रयोगों के दौरान, इष्टतम शीतलन मोड को काम करने के लिए, विशिष्ट क्रायोप्रोटेक्टेंट्स आदि का चयन करने के लिए। उदाहरण के लिए, "ठंडा करने के साथ संपीड़न - दबाव" के चक्र से गुजरते समय राहत", शीतलन वस्तु की सतह से ही होता है। यह इस तथ्य की ओर जाता है कि बर्फ परिधि पर बनेगी, जबकि केंद्र में, इसके विपरीत, पहले से मौजूद बर्फ दबाव में वृद्धि के कारण पिघल सकती है। इसे या तो तापमान को धीरे-धीरे कम करके (और वस्तु को अधिक समान रूप से ठंडा करने की अनुमति देकर) या बाहरी परतों में क्रायोप्रोटेक्टेंट्स की सांद्रता बढ़ाकर इसका मुकाबला किया जा सकता है। इस मामले में, दबाव को अधिकतम मूल्यों तक बढ़ाना आवश्यक नहीं है। चक्रों की संख्या बढ़ाकर 500-1000 वायुमंडलों की ज्ञात सुरक्षित सीमा के भीतर रहना संभव है।

इसके अलावा, जैसा कि गोल्डन हैम्स्टर के साथ स्मिथ के प्रयोगों ने दिखाया है, केवल लगभग 40% पानी (और बाकी का क्रिस्टलीकरण) का काचीकरण प्रतिवर्ती क्रायोप्रिजर्वेशन के लिए पर्याप्त हो सकता है।

इसलिए, उपलब्ध डेटा हमें बड़े जैविक वस्तुओं-अंगों और यहां तक ​​​​कि पूरे जीवों के मुक्त पानी के क्रिस्टलीकरण और क्रायोप्रिजर्वेशन को नियंत्रित करने के लिए उच्च दबाव के उपयोग की उम्मीद करने की अनुमति देता है। इस दिशा में काम रूसी विज्ञान अकादमी के सेल बायोफिजिक्स संस्थान (ई.एन. गखोवा के निर्देशन में आनुवंशिक संसाधनों के क्रायोप्रिजर्वेशन की प्रयोगशाला) में बायोमेडिकल टेक्नोलॉजीज संस्थान और स्टेट रिसर्च इंस्टीट्यूट ऑफ कंप्यूटर साइंस के साथ मिलकर किया जा रहा है। एआई के बाद एस.ए. वेक्शिंस्की।