химический каталог




Особенности растворов высокомолекулярных соединений

Автор О.С.Гамеева

До недавнего времени растворы высокомолекулярных соединений (ВМС) не совсем правильно относили к золям. Многочисленные исследования свойств растворов ВМС показали, что эти системы по многим свойствам отличаются от золей и имеют ряд специфических особенностей.

К ВМС относятся: натуральный и искусственный шелк, шерсть, хлопок, синтетические смолы, пластические массы, натуральный и синтетический каучуки, синтетические волокна (капрон, нитрон, лавсан и др.), белковые вещества, крахмал, целлюлоза и ее производные и многие другие.

Высокомолекулярные соединения - вещества, обладающие молекулярной массой от нескольких тысяч до нескольких миллионов атомных единиц масс. Такие огромные по размеру молекулы называют макромолекулами. У некоторых ВМС макромолекулы способны диссоциировать с образованием макроионов. Примером таких ВМС являются амфотерные полимерные электролиты, в частности водные растворы белков. Имея в своем составе основные (- NH2) и кислотные (- СООН) функциональные группы, белковые молекулы проявляют амфотерные свойства. В зависимости от рН они диссоциируют по кислотному типу, отщепляя ионы Н+ и образуя макроанионы (при рН > 7), или же посылают в раствор ионы ОН- и сложные макрокатионы (при рН<7).

По некоторым признакам растворы ВМС сходны с золями. Размер частиц в растворах ВМС соответствует коллоидной степени дисперсности (10-6-10-7 см). Частицы этих растворов, как и золей, задерживаются полупроницаемыми перегородками при диализе, обладают сравнительно небольшой скоростью диффузии, способны под влиянием внешних факторов коагулировать. Все это послужило основанием причислять такие растворы к золям. Однако исследованиями В. А. Каргина и С. М. Липатова было показано, что растворы ВМС представляют собой гомогенные истинные растворы, содержащие отдельные макромолекулы или макроионы растворенных веществ. Отличительной особенностью растворов ВМС (по сравнению с золями) является способность частиц взаимодействовать с молекулами растворителя, что выражается термином лиофильность. Вследствие этого такие растворы образуются самопроизвольно путем неограниченного набухания, переходящего в обычное растворение.

Процесс растворения ВМС обратим, т. е. после удаления растворителя, например испарением, можно снова получить раствор добавлением новой порции растворителя к сухому остатку. Концентрация растворов ВМС может достигать высоких значений, вследствие чего может быть определено осмотическое давление. В отличие от золей растворы ВМС, как и истинные растворы, при неизменных внешних условиях как угодно долго сохраняют агрегативную устойчивость своих частиц. Следовательно, эти системы находятся в устойчивом термодинамическом равновесии, в то время как золи, подчиняясь второму закону термодинамики и обладая повышенным запасом свободной энергии, стремятся перейти в более устойчивое состояние с меньшим запасом энергии путем укрупнения частиц.

В растворах ВМС эффект Фарадея-Тиндаля обнаруживается не совсем четко вследствие того, что показатель преломления сольватированных частиц растворенного вещества n мало отличается от показателя преломления растворителя n0, поэтому разность n-n0 -> 0, а интенсивность рассеяния света растворами ВМС незначительна. По этой же причине макромолекулы невозможно обнаружить под ультрамикроскопом.

Золи представляют собой суспензоиды. В большинстве случаев дисперсной фазой в них являются твердые частицы, обладающие кристаллическим строением, а дисперсионной средой - жидкость (Т-Ж). Растворы ВМС в своем поведении подобны двойным жидким системам (ЖIII) с типичными случаями ограниченной и неограниченной взаимной растворимости. Например, до 55° С ацетилцеллюлоза ограниченно растворяется в хлороформе, и раствор расслаивается на две фазы. Выше 55° С наблюдается неограниченная смешиваемость, т. е. к растворам ВМС, как и к растворам низкомолекулярных веществ, применимо правило фаз (работы В. А. Каргина). К золям оно неприменимо, так как они относятся к неравновесным системам.

Высокомолекулярные соединения способны в одних условиях образовывать истинные растворы, в других же дают типичные коллоидные растворы. Так, например, можно получить золь желатины в спирте, золи нитроцеллюлозы в воде, каучука в воде (латексы) и др.

Растворы ВМС наряду с проявлением сходных свойств с истинными растворами и золями имеют ряд специфических особенностей, обусловленных присутствием в них макромолекул сильно вытянутой формы (повышенная вязкость, студенистость, набухание и другие свойства). Растворы ВМС следует рассматривать как промежуточное звено между золями и истинными растворами низкомолекулярных веществ.

Смотри так же по теме явление набухания ВМС, высаливание ВМС. Студни. Явление защиты, вязкость растворов ВМС и определение молекулярной массы высокомолекулярных соединений.


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]    [обратная связь]

 

 

Реклама
проекционный экран
Компания Ренессанс люк чердачный с лестницей - цена ниже, качество выше!
стул для посетителей изо
хранение вещей в москве на карте

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
(10.12.2016)