Справочник химика 21

Химия и химическая технология

Статьи Рисунки Таблицы О сайте English
Раствор, содержащий макроионы с зарядом 2, обязательно имеет также низкомолекулярные ионы, так как в целом раствор должен оставаться электронейтральным. Кроме того, желательно-учитывать изменение концентрации низкомолекулярных ионов, поскольку общая концентрация ионов (или ионная сила), как известно, является одной из наиболее важных переменных Для любого раствора, содержащего ионы.

ПОИСК





Макроионы

из "Химия полимеров"

Раствор, содержащий макроионы с зарядом 2, обязательно имеет также низкомолекулярные ионы, так как в целом раствор должен оставаться электронейтральным. Кроме того, желательно-учитывать изменение концентрации низкомолекулярных ионов, поскольку общая концентрация ионов (или ионная сила), как известно, является одной из наиболее важных переменных Для любого раствора, содержащего ионы. [c.259]
Таким образом, в данном разделе необходимо рассматривать системы, содержащие по меньшей мере три компонента. Чтобы не усложнять расчеты, предположим, что все присутствующие низкомолекулярные ионы одновалентны и Х . Приложение этих расчетов к системам, в которых низкомолекулярные ионы имеют более высокие заряды, обычно не вызывает затруднений, но в большинстве случаев в этом нет необходимости поскольку пас интересуют макроионы, то нет особых причин, из-за которых мы должны были бы для приготовления раствора с данной ионной силой употреблять неоднозарядные ионы. [c.259]
Мы будем выражать концентрацию растворов в моляльностях с равным успехом можно выражать концентрации в моль л, так как на самом деле в разбавленных водных растворах (вода являет-, ся самым обычным растворителем для макроионов) оба способа выражения концентрации почти равнозначны. [c.259]
Значение Z может быть, конечно, как положительным, так и отрицательным (для обозначения абсолютной численной величины 2 мы будем использовать символ Щ т. е. 1— г ). [c.260]
Оперативное определение компонента 2 (при положительном Z) таково добавляется один моль РХ и удаляется Z/2 молей МХ при отрицательном значении Z добавляется один моль M[zjP и удаляется Zl/2 молей МХ. Химический потенциал компонента 2 является потенциалом одного моля макроионов плюс разность между и р. для малых ионов, умноженная на Z/2. Эта разность для таких ионов, как и СГ, обычно, по-видимому, очень мала. [c.261]
Далее повсюду при обсуждении растворов макроионов будет использоваться определение компонентов по Скэтчарду. [c.261]
Это уравнение рассматривается в разделе Г4г. [c.262]
Наиболее важным следствием уравнения (14-9) является то, что, как было впервые отмечено в 1911 г. Доннаном , малые лоны могут быть распределены по обе стороны мембраны в неравных количествах. Это легко показать, например, следующим образом. [c.263]
Из этих уравнений сразу же следует, что если 2 положительно, то и и наоборот, если 2 отрицательно. Иными словами, заряд макроиона по одну сторону мембраны частично компенсируется пониженной концентрацией по эту же сторону малых одноименно заряженных ионов, и частично—повышенной концентрацией малых ионов противоположного знака. [c.264]
Некоторые рассчитанные значения моляльностей с каждой стороны мембраны даны в табл. 9. В этих расчетах коэффициенты активности принимались одинаковыми по обе стороны, а для 2 2 выбирали значения 0,002 и 0,02. Более низкое значение соответствует заряду (+2) для макромолекулярного иона с молекулярным весом 10 ООО при концентрации 1 г на 100 г растворителя или заряду (+20) для макромолекулярного иона с молекулярным весом 100 ООО при той же весовой концентрации. Такие величины заряда характерны обычно для растворов белков вблизи их изоэлектрических точек. В значительно более кислых или основных растворах могут быть получены заряды в 10 раз большие такие величины зарядов приведут к еще большему расхождению в распределении ионов по обе стороны мембраны, как видно из расчета для 2/712=0,02. [c.264]
Если в системе присутствуют не один тип катионов и анионов, а несколько, го, конечно, уравнение (14-12) может в общем случае сильно усложниться, так как при этом в уравнение электронейтральности (14-1) должны войти концентрации остальных ионов. Однако эту трудность можно обойти, если иметь один катион и один анион в таком большом избытке, что вкладом остальных ионов в общее число зарядов с каждой стороны мембраны можно пренебречь. [c.265]
Следует отметить, что ни щ, ни Шд не представляют собой начальные, определенные до установления равновесия, концентрации с той стороны мембраны, с которой содержатся макромолекулы. Эти концентрации должны быть измерены в той части раствора после достижения равновесия. [c.267]
Форма этого уравнения аналогична форме уравнения (13-8). Мы видим, что выражение для П/сз в пределе при нулевой концентрации сводится, так же как и в случае растворов неэлектролитов, к закону Вант-Гоффа [уравнение (13-5)] и что осмотическое давление, следовательно, может быть использовано для определения молекулярных весов макроионов так же, как для нейтральных макромолекул. [c.268]
ИЛИ выше. Только при низких значениях 2 и при высоких кон-центрациях соли член, связанный с исключенным объемом, долл ен становиться значительным по величине. [c.269]
В этой тгб 1 це л ы не сравниваем вклад ксключенного объема для гибких полимернш цепей, поскольку гибкие макроионы, если они заряжены, подвергаются заметным конформаци-онным изменениям. Таким образом, порядок величии В, приведенных в табл. 6, неверен дл 1 гибких макроионов. Эти ионы будут рассмотрены в гл. 7. [c.269]
Применение этих соображений к белкам рассматривается в разделе 14ж. Полиэлектролиты с гибкими макромолекулами рассматриваются в гл. 7. [c.269]
Производные коэффициентов активности, которые фигурируют в уравнении (14-25), являются сложными величинами, и в настоящее время не существует простой статистико-механиче-ской теории, с помощью которой можно было бы предсказать их значения. Теоретическая работа, ведущая к разрешению очень сложной проблемы, недавно проведена Хиллом . Как отмечалось выше, важнейшей предпосылкой для разрешения этой проблемы является расчет электростатического потенциала во всех точках смеси макроионов, малых ионов и растворителей. Расчет потенциала для некоторых простейших случаев будет приведен в гл. 7, но случаи, достаточно сложные для того, чтобы можно было определять химический потенциал как функцию концентрации макроионов, рассматриваться не будут. [c.270]
На стр. 133 отмечалось, однако, что растворы белков и других слабых электролитов обычно содержат ионы, которые отличаются. друг от друга своими зарядами, поскольку заряд каждого отдельного иона колеблется около среднего зачения (что вызвано обменом ионами Н с растворителем). Влияние этого на термодинамические свойства растворов макроионов было рассмотрено Кирквудом и Шумакером . Общая теория, предложенная этими авторами, не может быть рассмотрена без ознакомления с содержанием гл. 7, однако наиболее важный результат, полученный ими, и который приводится здесь, может быть легко выведен с помощью теории Дебая—Хюккеля. [c.270]
Такого рода растворы похожи на растворы солей типа КС и СаС1а, в которых размеры положительных и отрицательных ионов примерно одинаковы. Следовательно, как и в растворах таких простых ионов, в рассматриваемом случае будет иметь место суммарная сила притяжения между ионами, которая дает отрицательный вклад в химический потенциал его можно рассчитать прямым путем с помощью теории Дебая—Хюккеля, по крайней мере, для предельного случая очень низких концентраций, когда индивидуальные ионы находятся на относительно больших расстояниях друг от друга. При этих условиях то обстоятельство, что ион с суммарным зарядом 2, скорее может состоять из большого количества отдельных положительных и отрицательных зарядов вместо заряда 2 , сконцентрированного в одной точке, не будет иметь большого значения. [c.271]


Вернуться к основной статье


© 2025 chem21.info Реклама на сайте