2015-10-16
459
Различают две группы коллоидных систем - лиофобные, частицыкоторых не имеют сольватной оболочки, и лиофильные, частицы которых сильно сольватизированы. К лиофильным коллоидам до недавнего времени относили и растворы ВМС. Однако исследования показали, что рас творы ВМС – это растворы истинные, хотя и обладающие многими свойствами коллоидных растворов. Раствори ВМС обладают малой диффузионной способностью, не проникают через полунепроницаемые мембраны, pacсеивают лучи света.
Однако растворение биополимеров ведет к образованию истинных растворов, так как между дисперсной фазой (молекулы ВМС) и дисперсионной средой нет поверхности раздела, т.е. системы эти гомогенные и, следовательно, обладают агрегативной устойчивостью. Молекулы белков, как известно, имеют либо спиралевидную (фибриллярные белки), либо глобулярную структуру (глобулярные белки). И та и другая структура несет на своей поверхности заряженные группы (-NH3+ и -СОO–). Общий заряд ВМС зависит от соотношения этих групп в молекуле (табл.). Состояние, при котором число групп -NH3+ равно числу групп СОО¯ в молекуле белков, называется изоэлектрическим состоянием. Заряд молекулы при этом равен нулю. рН, при котором белок находится в изоэлектрическом состоянии (ИЭС), называется изоэлектрической точкой (ИЭТ).
|
|
|
Изменение ИЭС белка в зависимости от рН
| ← Снижение рН среды | Изоэлектрическое состояние, ИЭТ | Увеличение рН среды → |
| Число групп -NH3+ больше числа групп -СОО¯, т.к. в кислой среде диссоциация кислот снижается (белок заряжается положительно) | Число групп -NH3+ равно числу групп -СОО¯ в молекуле белка (молекула белка электронейтральна) | Число групп -NH3+ меньше числа групп -СОО¯, т.к. степень диссоциации кислот увеличивается (белок заряжается отрицательно) |
Перезарядка групп -NH2 и -COOH при изменении рН среды существенно изменяет вид спирали и глобулы, т.е. меняют конфигурацию белковой молекулы, а это существенно сказывается на функциональной способности молекулы. Введение в раствор сильных электролитов (например, солей) приводит к конкуренции их за молекулы воды у ВМС, а это снижает растворимость их и облегчает процесс нейтрализации заряда полимера. В итоге ВМС выпадает в осадок. Осаждение полимеров солями называетея высаливанием.
По степени высаливающей способности вводных растворах ионы располагают в так называемые лиотропные ряды:
С4Н4О62– >SO42–>CH3COO–>CI–>NO3–CNS–
и Li+>Na+>K+>Rb+>Cs+>Mg2+>Ca2+>Sn2+>Ba2+
Расположение ионов в лиотропных рядах связано не столько с зарядом иона, сколько со степенью его гидратации.
После отмывки полимера от электролита (например, диализом), он снова может быть переведен в растворимое состояние, т.е. процесс высаливания обратим.
