ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Высокомолекулярные электролиты (полиэлектролиты) из "Курс коллоидной химии 1984" Заряженную коллоидную частицу можно представить состоящей из одного гигантского полииона и множества противоионов. Поэтому любой золь (если он не находится в ИЭТ) является кол-, лоидным электролитом. Действительно, свойства золей непрерывно переходят в свойства растворов электролитов, например электрофорез в электромиграцию (движение ионов в электрическом поле), двойной электрический слои при предельном диспергировании ( вырождении поверхности)—в ионную атмосферу, выявляющую те же закономерности так, трактовка Гуи переходит в представления теории сильных электролитов. С такими проявлениями глубокой общности свойств коллоидных и молекулярно-ионных растворов мы уже встречались. [c.307] Вряд ли целесообразно, однако, применять понятие коллоидный электролит (так же, как дисперсность в разделе I.I) слишком широко, ибо при этом теряется конкретность его содержания. Поэтому следует исключить из этого понятия все системы частиц, пористые тела и др., зерна которых содержат внутри неизменную объемную фазу, а поверхность отделена от окружающей среды четкой фазовой границей. Коллоидными электролитами следует называть полиэлектролиты, образующиеся в результате электролитической диссоциации ВМС, а также близкие к ним по многим свойствам мицеллы, или ассоциаты, вознит кающие в растворах ПАВ. Они также могут нести электрический заряд. Эти системы будут рассмотрены (см. далее гл. XVII). [c.307] Это выражение обычно и используют — за неи.мением лучще-го — для описания распределения ионов между / и // использовать точное выражение (XVI. 14) пе удается, поскольку неизвестны активности отдельных ионов, особенно в дисперсной системе. Оценку точности (XVI. 15) можно провести экспериментально путем анализа равновесных концентраций ионов в / (с+, с ) и II (с). Из этих данных можно также найти средние коэффициенты активности /+ в I, поскольку из (XVI. 14) строго следует, что = с / , а значения [ в растворах электролитов известны. [c.309] Проведенная проверка показала, что в системах типа белков, при невысоких концентрациях полиионов, уравнение (XVI.14) подтверждается и может быть использовано. Для синтетических ионообменных смол и мембран значения f составляют (при г = = 1) обычно 0,3—0,6, т. е. оказываются значительно меньшими, чем в разбавленных растворах электролитов. [c.309] Полученный результат вполне понятен, т. к. (XVI. 15) и (XVI. 16)—два следствия общего условия равновесия, выражаемого равенством электрохимических потенциалов. [c.309] В подсистеме / вначале содержится только полиэлектролит концентрации полиионов Н- и противоионов Ме+ равны X. [c.310] Равновесное состояние при сохранении электронейтральности в / и // наступает за счет перехода п моль МеА из II в /. Изменения концентраций Ме+ и А- в / VI II ъ этом процессе показаны в табл. XVI. 2. [c.310] Из (XVI. 17) (при V, = Vn) следует, что электролит не распределяется поровну между равными объемами V и Уц коэффициент распределения зависит от соотношения параметров X и Сд. [c.310] если o ii X, то из (XVI. 17) следует, что п q/2, т. е. только при малых концентрациях полииона и больших — электролита достигается равномерное его распределение между I и II. Если же Со С X, то п = О, т. е. электролит не переходит вообш,е из II в . [c.310] Величину X обычно определяют методом измерения емкости обмена ионов (см. раздел XI. 2). [c.310] Внутри биологических клеток концентрация полиэлектролитов составляет 10 %. Если одна заряженная группа приходится, в среднем, на 100 единиц молекулярной массы, то г 1 г-ион/л. Концентрация среды, окружающей клетки (например, в крови), близка к 0,1 г-ион/л. Подстановка этих значений в (XVI. 17) показывает, что при введении соли в среду лишь очень малая часть этой соли переходит в клетки. Таким образом, условия мембранного равновесия позволяют клеткам удерживать стабильность солевого состава при изменении его в окружающей среде. [c.310] Эти данные показывают, что концентрации подвижных ионов внутри клетки сильно различаются между собой. Они указывают также на возможность применения уравнения Доннана в его упрощенной форме (XVI. 14) в отдельных случаях для сложных объектов. [c.311] Следует отметить, что термодинамическая эквивалентность двух рассмотренных выше моделей не позволяет на основании экспериментальных данных по мембранному равновесию решить весьма важный для биологии вопрос о существовании клеточных мембран. Представляет ли клетка раствор полиэлектролита, отделенный от окружающей среды полупроницаемой мембраной, или же структурированную твердообразную систему, ограниченно набухшую в жидкой среде Является ли протоплазма золем или студнем Термодинамический метод не дает ответа на этот вопрос. [c.311] Исследования структурно-механических свойств показали, что для протоплазмы, в зависимости от условий, характерны оба эти состояния. [c.311] Что же касается мембран, то по современным во 1зренням (основанным, главным образом, па электронно-микроскопическом методе и методе дифракции электронов), они существуют, имеют толщину 8—10 нм, в большинстве случаев би-молекулярпы и состоят из фосфолипидного и протеинового слоев. [c.311] В мембранах существуют ворота для обмена веществ (главным образом, ионов) между клеткой и средой они не представляют собой открытых отверстий, но имеют функциональный характер, то пропуская, то задерживая те или иные компоненты, в зависимости от приказов нервной и гуморальной систем организма. [c.311] Особенности распределения ионов, связанных с мембранным равновесием, влияют на величину осмотического давления в рассмотренных системах. [c.311] Наряду с изменениями сир, весьма важным следствием существования мембранного равновесия является возникновение разности потенциалов между равновесными фазами / и II, так называемого потенциала Доннана. [c.311] Вернуться к основной статье