химический каталог




Курс коллоидной химии

Автор С.С.Воюцкий

ие уплотнения молекулярного клубка в результате подавления ионизации одноименно заряженных ионогенных групп,' вязкость раствора снова уменьшается.

Аналогичную форму должна иметь и кривая, выражающая зависимость объема студня желатина от рН жидкости, с которой студень находится в состоянии равновесия. Действительно, опыты Лёба показали, что степень набухания желатина в воде в зависимости от рН может быть представлена седлообразной кривой с минимумом, отвечающим изоэлектрической точке, и с двумя максимумами, лежащими по правую и левую сторону от минимума. Эта кривая изображена на рис. XIV, 14.

В связи с вопросом о влиянии ионизации ионогенных групп макромолекул на объем студня уместно хотя бы кратко остановиться на исследованиях,, приведших к созданию общей теории набухания и «отбухания» студней высокомолекулярных электролитов при изменении степени ионизации.

Если к студню высокомолекулярного электролита приложить какую-нибудь нагрузку, то при поочередной ионизации и нейтрали-зации (моляризации) его мол'екул студень способен производить механическую работу. Таким образом, студень может служить не чем иным, как механо-химической машиной. Сетка из молекул высокомолекулярного электролита, подобно хорошо известным тепловым машинам, может производить работу, превращая химическую энергию в механическую, причем это может происходить при постоянной температуре. Работа мускулов живого организма тесно связана с механо-химическими процессами; именно ими объясняется способность человека производить работу.

Нетрудно представить, что кривая, выражающая зависимость осмотического давления раствора желатина от рН, также должна иметь седлообразную форму. В изоэлектрическом состоянии свернутая в плотный клубок, макромолекула обладает очень малой гибкостью и число сегментов, играющих роль кинетических единиц, минимально. При значениях рН выше и ниже изоэлектрической точки макромолекула желатина, распрямляясь, становится все более гибкой, что и обуславливает увеличение числа движущихся сегментов, а следовательно, и рост осмотического давления. При добавлении в раствор избытка кислоты или щелочи, как было показано выше, гибкость молекулярной цепочки начнет опять уменьшаться, уменьшится и число движущихся сегментов, в результате понизится также и осмотическое давление раствора.

На основании подобных же рассуждений нетрудно представить, как будет изменяться вязкость раствора высокомолекулярного электролита, его осмотическое давление или объем набухающего студня при введении в систему низкомолекулярного индифферентного электролита.

Мембранное равновесие Доннана. Зависимость свойств растворов высокомолекулярных электролитов от рН и содержания низкомолекулярных электролитов можно объяснить не только изменением формы макромолекулы в растворе, но и мембранным равновесием Д о и н а и а. 'Правда, равновесие Доннана является формальным термодинамическим истолкованием процесса и с его помощью нельзя сделать вывода о молекулярном механизме явления. Кроме того, следует подчеркнуть, что равновесие Доннана, как и всякая термодинамическаи интерпретация процесса, пригодно в том случае если имеет место равновесное состояние системы.

Рассмотрим зависимость осмотического давления растворов полиэлектролитов от рН и присутствия электролитов так, как ее представлял себе Дониан, а затем уже объясним, исходя из этой концепции, влияние рН и низкомолекулярных электролитов на объем набухшего студня и вязкость растворов полимеров

Как мы знаем, осмотическое давление растворов высокомолекулярных веществ можно определять гораздо более точно, чем осмотическое давление типичных лиозолей. Это обусловлено тем, что растворы высокомолекулярных веществ можно очищать с помощью длительного диализа или переосаждения, не опасаясь коагуляции. Однако практически обычно трудно удалить из раствора высокомолекулярного электролита все чужеродные электролиты, и осмотическое

давление приходится определять в их присутствии. Чтобы исключить влияние низкомолекулярных электролитов на результаты определения, Дюкло и Маль-фитано пытались измерить осмотическое давление растворов высокомолекулярных электролитов, помещая диализуемый раствор в осмометре в ультрафильтрат. Однако, как показал Доннан, результаты этих исследований нельзя считать правильными.

Чтобы понять причину этого, представим себе, что при определении осмотического давления с помощью обычного осмометра с полупроницаемой мембраной в начале опыта в осмотическую ячейку налит раствор высокомолекулярного электролита, полностью распадающегося на не способные к диализу высокомолекулярные иоиы R*+ и на малые ионы, например О-, проникающие сквозь мембрану. Примем, что концентрация ионов RI+ во внутреннем растворе равна си тогда концентрация нонов в том же растворе будет гсх. Пусть во внешней жидкости осмометра содержится низкомолекулярный электролит, например хлорид натрия, оба иона которого (Na+ и С1~) способны проходить через мембрану. Обозначим концентрацию NaCl во внешнем растворе через с% Наконец, для упрощения допустим, что объемы внутреннего и внешнего раствора равны.

Тогда распределение ионов в начале опыта будет следующим:

Внутренняя жидкость (/) Внешняя жидкость (е)

[Ъг+Ь = сг [Na+]e = с2

[СП!-г*, [СГ],-ся

Можно было бы предположить, как принимали Дюкло и Мальфитано, что-хлорид натрия в результате осмоса распределится равномерно по обе стороны полупроницаемой мембраны. Однако опыт показал, что это не так. Доннаном было установлено, что в рассматриваемом случае достигается равновесие общего вида:

Внутренняя жидкость (i) Внешняя жидкость (е)

[R*+]f = с, [Na+1 =с2-х

[СГ],+ * [СГ],

[Na*],-*

2

с,

При установлении равновесия иоиы низкомолекулярного электролита не могут проникать через мембрану порознь, так как в противном случае возникли бы электрические поля, препятствующие диффузии. Число ударов, производимых ионами CI" и Na+ одновременно на единицу площади внутренней стороны перегородки, зависит от произведения концентраций ионов, т. е. [Na^-tCl-]!. Для. наружной стороны перегородки число одновременных ударов ионов будет пропорционально произведению [Na+]e-[Cl~]«. Очевидно, в системе установится раи-новесие, когда число пар ионов, проходящих в единицу времени через перегородку справа налево, будет равно числу пар ионов, проходящих слева направо. Иначе говоря, условием равновесия является равенство произведений концентраций ионов, находящихся внутри и снаружи мембраны и свободно проникающих сквозь нее:

[Na+]t • [СГ], - [Na+]e ? [СГ], (XIV, 37)

Подставляя в уравнение (XIV, 37) найденные значения для [Na+],*, [О-]», [Na+]*. и [CI-],?, получаем:

х{гсх -f*)=>(c2-*)8 (XIV,38)

или

гсхх = с\ — 2с2х (XIV, 39)

Откуда

х = 4К*е1 + 2о$ (XIV, 40>

При условии Ci :> с%, т. е. когда в системе индифферентного электролиту мало

х = сЦ(гС]) (XIV.Щ

Из этого уравнения легко получить пропорцию:

х}с2=с2}(гсг) (XIV, 42)

Эта пропорция показывает, что низкомолекулярный электролит, когда его мало, •будет преимущественно находиться

страница 171
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189

Скачать книгу "Курс коллоидной химии" (4.52Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
быстросъёмные номерные рамки
бутсы за 2000 32 размера
продажа шашек такси в самаре
сколько стоит плазмолифтинг в москве

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(08.12.2016)