химический каталог




Курс коллоидной химии

Автор С.С.Воюцкий

во внешней жидкости.

При условии Ci х~сЦ(2с2) = с2/2 (XIV, 43)

Иными словами, электролит распределится равномерно по обеим сторонам мембраны.

Рассмотренная схема относится к случаю, когда в начале опыта ннзкомоле-кулярный электролит находился только во внешней жидкости. Однако картина ?существенно не меняется, если низкомолекулярный электролит присутствует в начале опыта и в осмотической ячейке. Не меняется положение и в том случае, если у высокомолекулярного и низкомолекулярного электролитов нет общего иона, например, когда во внутренней жидкости осмометра находятся ионы R*+ м С1~, \ во внешней — Na+ и Вг~,

Нетрудно определить, из каких слагаемых состоит осмотическое давление в рассмотренном выше случае.

Если не считаться с приведенными выше соображениями и принять, что -присутствие ннзкомолекулярного электролита не оказывает влияния, поскольку юн свободно проходит через мембрану, то наблюдаемое осмотическое давление .можно было бы выразить следующим уравнением:

я*~RTcx(z + \) (XIV, 44)

На самом деле в результате установления равновесия Доннана осмотическое давление раствора будет равно:

я = RTct + RT (гсх + х) + RTx — 2RT (с2 + х) (XIV, 45)

В правой части этого уравнения член RTct отвечает осмотическому давлению, обусловленному высокомолекулярными нонами, член RT(zct + х) — осмотическому давлению хлорид-ионов; член RTx — осмотическому давлению нонов натрия инутрн >шейки осмометра, а член 2RT (с2 + х) —осмотическому давлению низкомолекулярного электролита в наружной жидкости Подставляя в приведенное уравнение значения х нз уравнения (XIV, 40) и проведя некоторые преобразования, получим:

Я_*ге,(, + 1)Ю1+Ь,

zcx + 2с2 '

Это уравнение при условии ct S> сд, т. е. когда в системе почти нет низко-адолекулярного электролита, превращается в следующее:

n — RTCl{z+\) (XIV, 47)

Иными словами, осмотическое давление представляет в этом случае давление высокомолекулярного электролита.

При условии Ci <С С2, т. е. когда в системе много низкомолекулярного электролита, прииеденное выше уравнение принимает вид:

я=»/?Г^ (XIV, 48)

Это значит, что найденное осмотическое давление является давлением, обусловленным одними высокомолекулярными ионами.

При всех промежуточных соотношениях содержаний высокомолекулярного» и низкомолекулярного электролитов осмотическое давление будет меняться & пределах от RTc\\z + 1) до RTcu

Из изложенного совершенно ясно, что при исследовании осмотического давления растворов высокомолекулярных электролитов всегда необходимо учитывать эффект Доннаиа. Практически для получения правильных результатов экспериментатор либо определяет концентрацию электролитов, находящихся в системе, и затем вводит в расчеты соответствующую поправку, либо измеряет осмотическое давление в присутствии избытка иизкомолекулярного электролита. В последнем случае найденное осмотическое давление отвечает осмотическому давлению одних высокомолекулярных иоиов.

Поскольку осмотическре равновесие устанавливается при неравномерном распределении ионов по обе стороны мембраны, в системе должна возникать разность электрических потенциалов между жидкостью внутри и снаружи осмотической ячейки (так называемый «мембранный потенциал»). Эту разность потенциалов можно обнаружить, вводя, например, во внутреннюю и внешнюю жидкости осмометра одинаковые каломельные электроды. Зная распределение электролитов в системе, по уравнению Нернста можно вычислить разность потенциалов. Лёб показал, что значения разности потенциалов, вычисленные и найденные экспериментально, довольно хорошо совпадают.

Теория мембранного равновесия Доинана позволяет объяснить седлообразную форму кривой, характеризующей зависимость осмотического давления раствора белка от рН среды. В самом деле, в изоэлектрической точке амфолита число ионизированных ионогенных групп минимально. Это и обусловит минимальное давление. При добавлении кислоты, например НС1, содержание анионов (хлорид-ионов) в растворе сначала растет быстрее, чем содержание ионов водорода (последние связываются с гидроксилами гидратированных амино-групп белка, образуя воду). Так будет продолжаться до тех пор, пока все гидроксильные группы не свяжутся с ионами водорода и группы OHNH3— не перейдут в группы CINH3—. В * этот момент осмотическое давление будет максимально, во-первых, потому, что группы CINH3— ионизируют значительно сильнее, чем группы OHNH3—, и, во-вторых, потому, что в системе не содержится еще чужеродного низкомолекулярного электролита (НС1), способного проникать через мембрану и, как уже было показано, понижающего осмотическое давление самого-высокомолекулярного электролита При дальнейшем добавлении кислоты число хлорид-ионов вследствие подавления диссоциации молекул белка будет становиться все меньше по сравнению с числом хлорид-ионов и водородных ионов* образовавшихся в результате диссоциации молекул кислоты Благодаря избытку низкомолекулярного электролита, распределяющегося равномерно во внутренней и внешней жидкостях осмометра, осмотическое давление будет обусловлено одними высокомолекулярными ионами Кроме того, благодаря наличию в системе избытка хлорид-ионов диссоциация группы CINH3 — уменьшается. Все это приведет к тому, что осмотическое давление при добавлении избытка кислоты будет падать

Следует заметить, что теория Доннана не только объясняет форму кривой, характеризующей изменение осмотического давления при изменении рН, но и* позволяет предсказать, что при введении в систему кислоты с двухвалентные анионом кривая должна лежать ниже кривой для кислоты с одновалентным анионом. На рис XIV, 15 изображены подобные кривые, полученные Лёбом при* добавлении к раствору желатина НС1 и H2SCv Сплошными линиями показаны

экспериментально найденные кривые, пунктирными — теоретически вычисленные (по Доннану). Некоторое расхождение экспериментальных и теоретических кри. вых объясняется, очевидно, изменением степени ионизации групп C1NH3— Прд добавлении кислоты.

Аналогичная картина наблюдается и при повышении рН: осмотическое давление раствора белка при добавлении щелочи сначала возрастает, а затем, до. стигнув максимума, начинает уменьшаться.

Теория Доннана удовлетворительно объясняет форму кривых, характеризующих изменение осмотического давления не только от рН раствора, но и от введения нейтральных электролитов. Однако рассмотрение этого случая выходит за пределы настоящего курса.

Очень просто объясняется с позиций теории мембранного равновесия и известная зависимость объема набухшего белка (например, студня желатина) от рН среды. Минимальная степень набухания студня должна соответствовать изо-электрической точке белка, так как при этом минимально и осмотическое давление, являющееся причиной набухания. По обе стороны от этого минимума кривая зависимости объема от рН поднимается и, достигнув максимума, спускается, поскольку таким же образом от рН зависит и осмотическое давление. При трактовке набухания с точки зрения Доннана совершенно все равно, являютс

страница 172
< 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
билеты на концнрт аскинг александрии
набор ножей
курсы бухгалтера сколько стоит
курс парикмахера недорого и 80% практика юао

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
(07.12.2016)