Растворы высокомолекулярных соединений

Вещества, молекулярная масса которых выше 10 тыс. дальтон, называ­ются высокомолекулярными (ВМС) или полимерами. К числу важнейших природных ВМС относятся белки и полисахариды растительного и животного происхожде­ния (желатин, альбумин, крахмал, агар-агар), натуральный каучук и др. Растворению полимеров предшествует ихнабухание – проникно­вение молекул растворителя в среду полимера и связанное с этим уве­личение его массы и объема. По мере дальнейшего набухания расстояния между макромолекулами увеличиваются настолько, что они начинают отрываться друг от друга и переходить в растворитель и вконце концов все молекулы полимера в силу диффузии равномерно распределяются по всему объему растворителя, образуя истинный раствор.

Различают неограниченное и ограниченное набухание, В первом случае оно заканчивается растворением полимера. Во втором случае набухание не доходит до растворения и образуется студень (набухание желатина в воде при комнатной температуре). Причина ограниченно­го набухания – в наличии химических связей между макромолекулами, ко­торые не дают им возможности переходить в растворитель.

Свободная и связанная вода в коллоидных pacтвopax

Молекулы воды электронейтральны. Однако, помещенные во внешнее электрическое поле, они проявляют дипольный характер, ориентируясь при этом соответственно электрическим силовым линиям.

Аналогично этому гидратация гидрофильных коллоидов обусловли­вается электрическими зарядами высокомолекулярных веществ. Таким образом на поверхности этих молекул образуются оболочки из диполей молекул воды, ориентированных в зависимости от знака заряда ВМС. Те слои диполей воды, которые расположены в непосредственной близости к поверхности макромолекулы, наиболее прочно связаны с ней и наибо­лее упорядоченно ориентированы. Этот слой образует так называемую связанную воду (или структурированную). Остальная часть воды свободная. Исследования показали, что свойства связанной воды резко отличаются от свойств свободной воды. По степени упорядоченности стру­ктуры связанная вода приближается к свойствам твердого тела и имеет бóльшую плотность, чем вода свободная. Гидратная оболочка не обла­дает растворяющими свойствами, поэтому ВМС растворяются в свободной воде.