2020-06-29
139
Дисперсные системы – это системы, где одно вещество в виде частиц различной величины
распределено в другом. При этом сплошная фаза дисперсной системы называется
дисперсионной средой, а диспергированное вещество – дисперсной фазой.
По размеру частиц дисперсной фазы различают грубодисперсные системы (взвеси - суспензии, эмульсии, пены) с размером частиц более 500 нм и тонкодисперсные (коллоидные растворы или коллоиды – золи, гидрозоли, аэрозоли) с размерами частиц от 1 до 500 нм.
По агрегатному состоянию: жидкости, газы, твердые вещества.
По силе межмолекулярного взаимодействия между дисперсной фазой и дисперсионной средой:
1. Лиофобные системы - слабое взаимодействие между дисперсной фазой и дисперсионной средой;
2. Лиофильные системы - сильное взаимодействие (растворы высокомолекулярных соединений).
Если дисперсионная среда – вода (H2O),то система называется гидрофильной или гидрофобной.
Особенности растворения ВМС: механизм набухания растворения. Зависимость величины набухания от различных факторов. Изоэлектрическая точка и методы ее определения. Устойчивость растворов биополимеров. Высаливание биополимеров из раствора. Застудневание растворов ВМС. Свойства студней: синерезис и тиксотропия.
Процесс растворения высокомолекулярных соединений сопровождается явлением набухания. Это самопроизвольный процесс поглощения ВМС низкомолекулярной жидкости - растворителя, приводящий к значительному увеличению массы и объема взятого образца.
Набухание и растворение ВМС рассматриваются как процесс смешения двух жидкостей: растворителя и ВМС, находящегося в переохлажденном жидком состоянии. При набухании ВМС молекулы растворителя проникают в глубь его. Этому способствует неплотная структура ВМС, состоящая из нитевидных и изогнутых макромолекул, переплетенных друг с другом. Молекулы низкомолекулярной жидкости, проникая вглубь, заполняют свободные пространства между макромолекулами, отодвигая их друг от друга и ослабляя межмолекулярное взаимодействие. Образовавшиеся "щели" заполняются новыми молекулами растворителя. В результате увеличиваются объем и масса образца. Так, например, при набухании желатины в воде объем увеличивается в 14 раз.
Изоэлектрическая точка и методы ее определения:
Изоэлектрическая точка – такое значение рН, при котором суммарный электрический заряд равен 0.
Методы:
· По электрофоретической подвижности
· По степени набухания;
· По растворимости;
· По скорости застудневания;
· По вязкости растворов.
· По осмотическому давлению.
Растворы ВМС агрегативно устойчивы, как и истинные растворы. Однако при введении больших количеств электролитов наблюдается выделение ВМС из раствора. Но это не следует отождествлять с коагуляцией типичных коллоидных систем. Коагуляция золей происходит при введении сравнительно небольших количеств электролита и представляет собой обычно необратимое явление. Выделение же из раствора ВМС происходит при добавлении относительно больших количеств электролита, не подчиняется правилу Шульце-Гарди и является обычно обратимым процессом. После удаления из осадка электролита промыванием или диализом ВМС снова способно к растворению.
Высаливани е – это процесс осаждения белков с помощью концентрированных растворов солей. Для высаливания чаще всего используют соли Na2SO4, (NH4)2SO4, фосфаты.
Необходимо удалить гидратную оболочку (спиртом или ацетоном) и снять заряд электролитом. Последовательность этих действий не имеет значения. Для осаждения многих белков достаточно большой
концентрации одного электролита, особенно сульфатов, которые обеспечивают снятие и заряда, и дегидратацию частицы. Высаливающее действие электролитов зависит от способности их ионов гидратироваться.
Застудневание - превращение легко подвижной или вязкотекучей жидкости в тело, обладающее эластичностью, пластичностью, хрупкостью. Застудневание характерно для растворов высокомолекулярных соединений и коллоидно-дисперсных систем. Оно обусловлено возникновением пространственной структурной сетки (каркаса), пронизывающей весь объём жидкости и лишающей её подвижности.
Тиксотропия - это способность некоторых структурированных дисперсных систем самопроизвольно восстанавливать разрушенную механическим воздействием исходную структуру.
Тиксотропия проявляется в разжижении при достаточно интенсивном встряхивании или перемешивании гелей, паст, суспензий и др. систем с коагуляционной дисперсной структурой и их загущении (отвердевании) после прекращения механического воздействия. Тиксотропное восстановление структуры — механически обратимый изотермический процесс, который может быть воспроизведён многократно.
Синерезис - явление самопроизвольного уменьшения размеров геля с одновременным выделением наружу дисперсионной среды, содержащейся в петлях геля Синерезису способствуют все факторы, вызывающие коагуляцию: увеличение концентрации электролита, повышение температуры, введение в систему десольватирующих агентов, подвижность и гибкость элементов коагуляционной структуры.
