Молекулярная масса и определение по рассеянию свет

При определении молекулярных масс полимеров методом Дебая следует также учесть, что параметр т отражает светорассеяние, обусловленное только рассеивающими частицами, и не связан с рассеянием света растворителем, т. е. является избыточной величиной [c.147]

Необходимо отметить, что уравнение Дебая применимо только для сильно разбавленных растворов полимеров, когда с < 0,1 %. При этом оно выполняется только в том случае, если размеры макромолекуляр-ных клубков не превышают 40—50 нм, т. е. меньше 1/10Х. При больших размерах рассеиваюш,их частиц в них возникает внутримолекулярная интерференция и суммарная интенсивность светорассеяния системой уменьшается. В результате при расчете по уравнению (V. 32) получаются заниженные значения молекулярной массы. Для определения истинных значений М в таких системах необходимо учесть зависимость интенсивности рассеянного света от угла 0 [см. уравнение (IV. 1)] и в уравнение Дебая ввести соответствующую поправку. [c.147]

Принцип этого метода определения молекулярной массы состоит в измерении углового распределения рассеянного раствором полимера монохроматического света. [c.50]

Установлено, что белки могут иметь весьма различные размеры и форму. Определение молекулярной массы и размеров молекул белка выполняется с применением мощного арсенала физических методов исследований. Молекулярные массы можно определить с помощью измерения скоростей диффузии, скоростей седиментации в ультрацентрифуге, рассеяния света и даже путем измерения размеров индивидуальных больших по размеру молекул белка методом электронной микроскопии. [c.510]

Установлено, что белки могут иметь весьма различные размеры и форму. Определение молекулярных масс и размеров белков было выполнено с применением мощного арсенала физических методов исследований. Молекулярные массы можно определить с помощью анализа отдельных компонентов (см. упражнение 20-23), измерения скоростей диффузии, скоростей седиментации в ультрацентрифуге, рассеяния света и даже путем измерения размеров индивидуальных, очень больших по размеру молекул белка методом электронной микроскопии. Сведения о форме молекул получают, измеряя скорости молекулярной релаксации после электрической поляризации, исследуя изменения в оптических свойствах (двойное лучепреломление), возникающие в струе жидкости, непосредственно с помощью электронной микроскопии и, что имеет, быть может, наиболее важное значение, исследуя интенсивность рассеяния света и рентгеновского излучения как функцию угла рассеяния. Применение всех этих методов часто встречает трудности вследствие высокой степени гидратации белков, а также в результате того, что многие белки вступают в обратимые реакции ассоциации, образуя димеры, три-меры и т. д. Молекулярные массы, молекулярные параметры и изоэлектрические точки ряда важных белков приведены в табл. 20-2. [c.125]

РЕФРАКТОМЕТРИЯ ПРИ ОПРЕДЕЛЕНИИ МОЛЕКУЛЯРНОЙ МАССЫ ПОЛИМЕРОВ МЕТОДОМ РАССЕЯНИЯ СВЕТА [c.95]

Рефрактометрические данные для определения моментов электрического диполя, молекулярных масс методом рассеяния света, спектральных характеристик молекул и оптической активности [c.329]

Метод светорассеяния является одним из основных абсолютных методов определения молекулярных масс полимеров. В нем измеряют интенсивность рассеяния света — мутность т при нескольких концентрациях и графической экстраполяцией на бесконечное разбавление раствора находят Мш [c.18]

Существует несколько физических методов абсолютного измерения молекулярных масс, в первую очередь основанных на использовании седиментации или рэлеевского рассеяния света. Они требуют существенно большего количества индивидуального биополимера, чем описанные химические и биохимические методы, проводятся путем прецизионных измерений на дорогостоящем оборудовании и применительно к задаче измерения молекулярных масс белков и нуклеиновых кислот постепенно утрачивают свое значение. Седиментационные методы основаны на использовании уравнений (7.2) или (7.3). В первом случае измерению подлежат константа седиментации биополимера и коэффициент диффузии. Во втором случае нужно достичь состояния седиментационного равновесия и измерить распределение концентрации исследуемого биополимера вдоль центрифужной ячейки, т.е. концентрацию биополимера на нескольких разных расстояниях г от оси ротора. Оба метода требуют определения парциального удельного объема, или, что то же самое, плавучей плотности биополимера в условиях, используемых для седиментации. [c.267]

Исследования опалесценции получили самостоятельное развитие для определения молекулярной массы и формы макромолекул полимеров. В этом случае используется флуктуационная трактовка рассеяния света, где в уравнения, описывающие это явление [например, (2.18)1, входит молекулярная масса. Эта связь выведена из зависимости осмотического давления от концентрации. Поскольку влияние межмолекулярных взаимодействий на осмотическое давление исчезает только при очень больших разбавлениях, необходимо получать данные для разбавленных растворов при нескольких концентрациях и результат [/ = / (1/%) или = = 7 (1/%)] экстраполировать к бесконечному разбавлению (с -> 0). Данный прием характерен для всех методов определения молекулярной массы, основанных на использовании осмотического давления, хотя при этом не всегда имеется уверенность в том, что при разбавлении растворов малоустойчивых высокомолекулярных веществ их молекулярная масса остается неизменной. [c.29]

Измерение рассеяния света разбавленными водными растворами полисахаридов также используют для определения их молекулярной массы. Через растворы полисахаридов пропускают монохроматический (поляризованный или неполяризованный) свет и измеряют интенсивность рассеянного света как функцию угла рассеяния. На основании полученных данных можно определить форму молекул и их молекулярную массу 76]. [c.234]

Квадрат производной (1.78) входит в формулы для расчета молекулярной массы полимеров методом рассеяния света (см. гл. V). В связи с этим важным практическим применением появилось большое число работ по инкрементам показателей преломления полимеров в различных растворителях [34, 42, 46], вычислению их [35, 36, 43—45], а также определению свойств полимеров и [c.29]

Рнс. 3.51. Зависимость молекулярной массы полимера, определенной методом рассеяния света, от времени полимеризации (по данным [36]). [c.363]

Рассеяние света и малоугловое рассеяние рентгеновских лучей — наиболее распространенный метод определения параметров макромолекул. Совместное определение интенсивности рассеяния света и асимметрии углового распределения интенсивности рассеяния позволяют одновременно определять молекулярную массу и средний радиус инерции макромолекулы любого строения. Для этих целей при-меняется метод асимметрии либо —чаще — метод двойной экстраполяции Зимма 1120]. Данные для использования этих методов приведены в табл. 1.23—1.26. [c.112]

Рассеяние света. Метод, основанный на измерении рассеяния света, можно применять для определения средней молекулярной массы, что особенно ценно для целей идентификации высокомолекулярных частиц, образующихся при гидролизе катионов металлов [66—68]. Однако метод недостаточно хорош для определения констант устойчивости из-за его крайне низкой точности. [c.156]

Если с принять за массовую концентрацию, то в знаменатель уравнения будет входить плотность в квадрате. Результаты анализа в данном методе могут иметь погрешности, обусловленные взаимодействием между макромолекулами в растворах. Для исключения этих погрешностей при определении молекулярной массы полимеров, мицеллярной массы ПАВ или просто массы частиц осмотически активных золей вместо метода сравнения применяют абсолютный метод Дебая. Интенсивность рассеянного света в этом методе выражают уравнением Эйнштейна, которое получается на основе учета флуктуаций оптической плотности, возникающих при изменении осмотического давления и кон- [c.305]

Светорассеяние 17]. При пропускании света через раствор происходит его частичное рассеяние. Степень рассеяния каждой частицей зависит, в частности, от ее размера и может служить для определения молекулярной массы, которая связана со степенью мутности т следующим уравнением [c.61]

Одним из важных абсолютных методов определения молекулярной массы полимеров служит измерение рассеяния монохроматического света их разбавленными растворами. В случае частиц, размером менее 0,1 длины волны рассеиваемого света, между приведенной интенсивностью избыточного рассеяния раствора /, его концентрацией с и молекулярной массой растворенного вещества М имеет место соотношение [c.95]

Таким образом, определение молекулярной массы по светорассеянию требует ряда операций 1) измерения интенсивности рассеянного света 2) определения асимметрии углового распределения интенсивности рассеянного света 3) измерения разности показателей преломления растворителя и раствора. Все измерения нужно проводить в зависимости от концентрации при определенных длинах волн. Необходимо также иметь в виду, что крупные частицы (размерами более десятой длины волны) помимо влияния на интенсивность рассеянного света и его угловое распределение могут внести некоторые изменения в приведенную формулу интенсивность рассеянного света, которая для мелких частиц обратно пропорциональна четвертой степени длины волны (А,4), делается обратно пропорциональной несколько меньшей величине. Так, при диаметре частиц 1500 нм этот показатель равен не 4, а уже приблизительно 2,5. Существует график зависимости показателя п (при длине волны) от размера частиц. В случае очень крупных частиц в уравнение необходимо вносить поправку величины показателя. [c.62]

При измерениях рассеянного раствором полимера света (например, при стандартных определениях молекулярной массы и размеров частиц) фиксируемая приемником интенсивность относится к сравнительно большому (в молекулярных масштабах) рассеивающему объему, излучена им за продолжительный (в тех же масштабах) промежуток времени и представляет, таким образом, значение I, усредненное и по объему, и по времени. Подобная усредненная величина интенсивности рассеяния / не содержит прямой информации о флуктуационном механизме рассеяния, которому она обязана своим происхождением. [c.56]

Рефрактометрия при определении молекулярной массы полимеров ме тодом рассеяния света. . ........... [c.348]

Очевидно, что для данной весовой концентрации растворенного вещества С интенсивность рассеяния пропорциональна массе молекул растворенного вещества т. Как указал Дебай, рассеяние света можно использовать поэтому для определения молекулярного веса растворенных веществ. Для этого нужно просто определить изменение показателя преломления раствора в зависимости от концентрации растворенного вещества in/d и энергию, рассеянную разбавленным раствором в известном телесном угле di2 при некотором значении угла % (обычно 90° к падающему лучу). Более удобным способом является интегрирование (Д-18) по всем направлениям, что позволяет найти полную интенсивность рассеянного света. Последняя приравнивается к уменьшению интенсивности падающего луча, после того как он проходит через раствор (находимой путем измерения мутности раствора). Если известен молекулярный вес вещества, уравнение (Д-17) позволяет судить об отклонениях раствора от идеальности. [c.451]

Рассеяние электромагнитных волн растворами макромолекул и его особенности по фавнению с растворами низкомолекулярных веществ. Определение молекулярной массы и радиуса инерции макромолекул из данных по рассеянию света. Светорассеяние как метод определения средневесовой молекулярной массы полимеров и среднего радиуса инерции макромолекул. [c.381]

Метод светорассеяния существенно упрощаегся, если измерение производить в интервале углов от 2 до Ю . Это так называемое малоугловое светорассеяние в отличие от рассмотренного выше широкоуглового. В этом методе светорассеяние определяют при одной величине угла, а расчет ведут, как для молекул с малой массой. Применение малоуглового рассеяния с использованием в качестве источника света лазера делает этот метод удобным для непрерывного контроля молекулярной массы и определения ММР. [c.206]

Одели п Эвестон [147] выполнили очень тщательные измерения молекулярной массы методами рассеяния света, ультрацентрифугирования и определения вязкости в 2,19 %-ном рас- [c.343]

Следз ет отметить, что, по данным Аккера, примерно через 30 мин после начала эксперимента, когда молекулярная масса, определенная методо.м рассеяния света, составляла 14 000, наблюдалось линейное соотношение между 1 С и i для 15 %-ного золя, состоящего из дискретных частиц размером 6 нм (рис. 3.31). Это показывает, что частицы или небольшие агрегаты кремнезема добавляются к большим растущим агрегатам в соответствии с реакцией первого порядка. Аналогичное предположение о том, что разновидности с большими молекулярными массами связываются с разновидностями кремнезема, имеющими меньшую молекулярную массу, было высказано и Аккером. Но на основании измерения величины вязкостп он допускал лишь линейный ход полимеризации. Однако, как было [c.331]

Среднемассовую ММ — Мщ, обычно определяют методами светорассеяния и седиментации. В этих методах используется сложное и дорогостоящее оборудование. Кроме того, при седиментации в ультрацен-трифуге необходимая длительность эксперимента Б некоторых случаях достигает нескольких недель. Эксперимент состоит в том, что раствор полимера помещают в ячейку, которая вращается в течение длительного времени. В результате достигается термодинамическое равновеспе, так что полимер распределяется по радиусу ячейки в соответствии с молекулярной массой фракций. При этом центробежная сила, действующая на макромолекулы, уравновешивается движущей силой, обусловленной диффузией и направленной противоположно градиенту концентрации. Определение ММ методом светорассеяния основано на том, что интенсивность рассеяния падающего света пропорциональна квадрату массы макромолекул. [c.74]

Известно, что подобные полимерные разновидности присутствуют в растворе только в том случае, когда молярное отношение превышает 25102 НзгО. Отсюда следует, что в растворе с отношением 3,3 приблизительно (3,3—2,0)/3,3 или же 39 % от всего кремнезема будет представлять собой полимерную форму, тогда как 61 % составляет главным образом мономер. Если степень полимеризации высокомолекулярной фракции составляет - 15, то тогда усредненные по числу и по массе молекулярные массы будут, по расчетам, равны 180 и 284 соответственно. Эти значения имеют по крайней мере тот же самый порядок величины, что и среднечисленная молекулярная масса, равная 280, определенная криоскоиическнм методом [63], и усредненная по массе молекулярная масса, равная 325, определенная Дебаем и Нойманом [37] методом рассеяния света. Значение молекулярной массы 900, полученное Эвестоном [31] методом равновесного центрифугирования, оказалось выше, вероятно, из-за того, что автор измерял молекулярную массу в растворах хлорида натрия. Экстраполяция его данных к значению наименьшей концентрации соли (0,08 М) дает основание полагать, что молекулярная масса для данного отношения 5102 ЫазО равна -—бОО в отсутствие соли молекулярная масса была бы еще ниже. [c.174]

Термодинамические методы — отнюдь не единственный путь определения молекулярной массы. Широко используют также методы, основанные на рассеянии света и на измерении вязкости. Первый из них использует тот факт, что направление и интенсивность света, рассеиваемого раствором полимера, есть функция размеров и формы рассеивающих свет частиц. Этот гетод позволяет определить ср днемассовую молекуля рную массу Му.. [c.317]

Теория малоутловой дифракции исходит из представлений, близких к применяемым в теории рассеяния света растворами макромолекул (с. 82). Теория позволяет связать наблюдаемую под теми или иными углами интенсивность рассеяния, т. е. его индикатрису с расстояниями между рассеивающими частицами. Для определения формы макромолекулы приходится задаться некоторыми о ней предположениями — представить макромолекулу в виде шара, эллипсоида или вытянутого цилиндра. Для таких, а также для других простых тел вычисляется индикатриса рассеяния как функция геометрических параметров макромолекулы. Так, для шара определяется электронный радиус инерции (электронный, так как рентгеновские лучи рассеиваются электронами). Для миоглобина этот радиус оказался равным 1,6 нм, что хорошо согласуется с размерами, определенными методом рентгеноструктурного анализа кристаллического миоглобина. Если рассеивающая система вытянута, то определяется электронный радиус инерции ее поперечного сечения. По индикатрисам рассеяния определены размеры, форма и молекулярные массы ряда биополимеров. Так, лизоцим представляется эквивалентным эллипсоидом вращения с размерами 2,8 X 2,8 X 5,0 нм . Более детальная информация о форме однородных частиц получается из анализа кривых рассеяния под большими углами (от [c.136]

Более интересно применение методов, основанных на рассеянии света, для определения средней молекулярной массы полимеров в растворах. Для расчетов необходимо знать мутность, концентрацию, показатель преломления, длину волны, производную показателя по концентрации и так называемый второй вириальный коэффициент, являющийся мерой неиде-альности раствора. Использование метода светорассеяния ограничено размерами молекул они должны быть меньше длины волны. [c.317]

Использование рассеяния света для определ-енйя молекулярной массы обсуждалось в главе 8 (раздел IV)- Этот метод широко испрль-зовался для определения молекулярной массы протеинов в пределах от 15 000 до 3 000 000. [c.252]

Даже при прохождении луча света через самую чистую жидкость некоторая часть света рассеивается во всех направлениях. Это происходит в результате того, что колебания электрического вектора падающего света (1, разд. 6-7 и 17-1) вызывают осциллирующую поляризацию электронов атомов или молекул жидкости. В свою очередь осциллирующая электронная поляризация обусловливает возникновение электромагнитного излучения, которое и представляет собой рассеянный свет. Интенсивность рассеянного света пропорциональна квадрату молекулярной поляризуемости (1, разд. 6-7). Если полимер растворяют в растворителе, показатель преломления oтopoгo отличается от показателя преломления растворенных в нем макромолекул, то раствор будет рассеивать свет в большей степени, чем чистый растворитель, и при определенной массе полимера степень рассеяния будет пропорциональна среднемассовой молекулярной массе М . [c.529]

Сравнение средневесовой молекулярной массы Жщ, полимера, определенной методом светорассеяния, со среднечисловой молекулярной массой М , полученной осмометрическим методом, позволяет получить сведения о распределении молекул полимера по молекулярным массам. Для однородных по составу полимеров значения Жщ, и М равны, но у полимеро1 с широким распределением по молекулярным массам М оказывается меньше М . Это различие обусловлено разными методами определения молекулярных масс так, осмометрическим методом оценивается число присутствующих в растворе макромолекул, и этот метод в одинаковой степени чувствителен и к малым, и к большим молекулам. С другой стороны, при рассеянии света большие по размеру макромолекулы оказывают большее влияние. [c.529]

Рассеяние света разбавленными растворами полимеров впервые было изучено Дебаем. Это положило начало развитию методов определения молекулярной массы полимеров и размеров макромолекул (см. гл. 14). Им же была развита теория критической опалесценции [18], которая позволяет оценить средние радиусы действия межмолекулярных сил в бинарных смесях низкомолекулярных жидкостей, а также в растворах полимеров. Дальнейшее развитие эта теория получила в работах Эскина и сотр. [19] и Ври и Эскера [20]. [c.438]

Приведенное уравнение имеет место, когда размер частиц меньше 1/20 длины волны используемого света. Если частицы больше этого критического размера (как, например, глюкана со СП больше 50—60), то происходит рассеивание более чем от одной точки молекул, что дает интерференцию и диссимметрию при угловом распределении рассеянного света. Это требует внесения соответствующих поправок при расчете молекулярных масс и достигается определением диссимметрии путем сравнения интенсивности рассеянного света еще в двух направлениях, симметричных по отношению к основному направлению, в котором ведется наблюдение рассеяния. Обычно рассеяние света определяется в направлении под углом 90° к направляемому лучу света [c.61]

В течение последних 10—15 лет теоретически и экспериментально развивалось совершенно новое направление в изучении свойств макромолекул путем анализа рассеянного ими света, получившее название флуктуационной спектроскопии [1, 2]. Подобная методика позволяет, например, за время порядка одной минуты определить крэффициент самодиффузии макромолекул в растворе. Последний связан, как известно (см., например [3]), с важнейшими физическими параметрами макромолекулы, в частности с ее размерами и массой, и позволяет их вычислить. Не удивительно, что новая методика (несмотря на некоторую аппаратурную сложность) получает все большее распространение. Ниже мы остановимся кратко на принципиальных предпосылках новой методики и трех ее вариантах 1) частотном анализе света, рассеянного макромолекулами 2) методе автокорреляционной функции 3) определении молекулярной массы очень больших частиц. [c.50]

Реализация условий кросс-хроматографии технически сложна, поэтому обычно для определения молекулярной и композиционной неоднородности сополимера используют мультидетек-торную ГПХ. Особенно перспективно применение таких детекторов, как проточный фотометр малоуглового рассеяния света или проточный вискозиметр, наряду с традиционными—дифференциальным рефрактометром и УФ-, ИК-снектрофотометра-ми. С помощью первых детекторов можно определить истинную молекулярную массу ГПХ-фракций сополимера, а с помощью последних — их средний состав. [c.230]

Бильмейер [2] приводит краткое описание методов определения средних молекулярных весов . Один из этих методов связан с измерениями осмотического давления полимерных растворов. Поскольку осмотическое давление зависит от числа частиц в растворе, этот метод чувствителен к числу полимерных молекул, находящихся в растворе, и к числу мономерных звеньев. Метод осмотического давления позволяет оценить среднечислоБОЙ молекулярный вес В методе рассеяния света от полимерных растворов измеряемые характеристики зависят от массы рассеивающих частиц, и оцениваемый молекулярный вес является средневесовым [c.149]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология