2018-01-21
1789
По степени дисперсности:
Классификация дисперсных систем по агрегатным состояниям фаз:
| дисперсионная среда | дисперсионная фаза | примеры дисперсных систем |
| твердая | твердая | Рубиновое стекло; пигментированные волокна; сплавы; рисунок на ткани, нанесенный методом пигментной печати |
| твердая | жидкая | Жемчуг, вода в граните, вода в бетоне, остаточный мономер в полимерно-мономерных частицах |
| твердая | газообразная | Газовые включения в различных твердых телах: пенобетоны, замороженные пены, пемза, вулканическая лава, полимерные пены, пенополиуретан |
| жидкая | твердая | Суспензии, краски, пасты, золи, латексы |
| жидкая | жидкая | Эмульсии: молоко, нефть, сливочное масло, маргарин, замасливатели волокон |
| жидкая | газообразная | Пены, в том числе для пожаротушения и пенных технологий замасливания волокон, беления и колорирования текстильных материалов |
| газообразная | твердая | Дымы, космическая пыль, аэрозоли |
| газообразная | жидкая | Туманы, газы в момент сжижения |
| газообразная | газообразная | Коллоидная система не образуется |
Особенности растворения ВМС: механизм набухания и растворения. Зависимость величины набухания от различных факторов. Изоэлектрическая точка и методы ее определения. Устойчивость растворов биополимеров. Высаливание биополимера из раствора. Застудневание растворов ВМС. Свойства студней: синерезис и тиксотропия.
|
|
|
Процесс растворения высокомолекулярных соединений связан со стадией набухания и увеличением их массы и объема.
Степень и скорость набухания полимеров зависит от ряда факторов: температуры, давления, величины pH среды, присутствия веществ, в особенности электролитов, степени измельченности полимера и «возраста» полимера.
Скорость набухания с повышением температуры растет, а степень предельного набухания уменьшается, если процесс набухания сопровождается выделением тепла.
С ростом внешнего давления степень набухания всегда повышается, что вытекает из принципа Ле-Шателье, если учитывать, что суммарный объем системы из растворителя и растворяемого вещества при набухании уменьшается.
Влияние pH среды на набухание хорошо изучено для белков и целлюлозы: минимум набухания лежит в области изоэлектрической точки (например для желатины при pH=4,7), по ту и другую сторону, от которой степень набухания возрастает и, достигнув максимумов, вновь начинает уменьшаться.
Изоэлектрическая точка (pI) — кислотность среды (pH), при которой определённая молекула или поверхность не несёт электрического заряда.
Величина изоэлектрической точки определяется величинами констант диссоциации кислотной и основной фракций:
|
|
|
Основным фактором термодинамической устойчивости растворов биополимеров (ВМС) является их высокая гидрофильность, которая обусловлена наличием таких гидрофильных групп, как – NH2, – COOH, – OH, – SH, – CO – NH –, пептидные связи и др.
В результате вокруг макромолекулы образуется сольватная или гидратная оболочка. Дополнительным фактором устойчивости является наличие заряда на молекуле белка, обусловленное ионогенными группами. Растворы ВМС самопроизвольно не осаждаются. Чтобы лишить высокомолекулярные частицы устойчивости, необходимо удалить гидратную оболочку и снять электрический заряд. Одним из методов осаждения белков является высаливание.
ВЫСАЛИВАНИЕ:
Высаливание – это процесс осаждения белков с помощью
концентрированных растворов солей. Для высаливания чаще всего используют
соли Na2SO4, (NH4)2SO4, фосфаты.
Высаливание наиболее эффективно в ИЭТ белка, что и используется для
её определения. Учитывая механизм осаждающего действия электролитов и
других водоотнимающих средств, немецкий биохимик Кройт предложил
общую схему высаливания.
Большинство растворов ВМС, таких как агар-агар, желатина, а также коллоидные растворы типа гидроксида железа (III) или кремниевые кислоты, способны при определенных условиях переходить в твердое состояние без видимого разделения фаз. Этот процесс носит название застудневание или желатинирование. А продукты, образовавшиеся в результате этих процессов,
называются студнями или гелями.
Студни или гели – это дисперсные системы, у которых частицы дисперсной фазы не движутся свободно, а связаны между собой, т.е. это золи, потерявшие агрегативную устойчивость, но сохранившие кинетическую устойчивость. Гели могут быть естественного и искусственного происхождения. К числу естественных относятся цитоплазма живых клеток, кожа, хрусталик глаза и т.д. Искусственные гели можно приготовить из желатины, агар-агара, каучука. Многие продукты питания представляют собой студни (хлеб, сыр, джемы и
т.д.).Студни под влиянием механических воздействий способны разжижаться, переходить в золи, а затем при хранении снова застудневать.. Тиксотропия – одно из доказательств того, что структурообразование в гелях происходит за счет межмолекулярных взаимодействий. Застудневание системы, происходящее самопроизвольно, не всегда является конечной стадией. Студни со временем меняют свои свойства, т.е. стареют. Происходит разделение студня на две фазы: уплотнённый гель и разведённый золь. Этот процесс называется синерезисом. Структурная сетка 11 геля стягивается и выжимает из себя растворитель. У белков синерезис зависит от рН и активнее всего в ИЭТ.
