Осмотическое набухание и поглощение

Механизм набухания еще окончательно не выяснен. Существуют различные теории, объясняющие набухание целлюлозы [4]. Однако ни одна из них не объясняет полностью этот сложный физико-химический процесс. В настоящее время считают, что процесс набухания целлюлозы состоит из двух стадий гидрата-ц и и, сопровождающейся адсорбцией целлюлозой электролита и выделением тепла, при этом объем целлюлозного волокна почти не изменяется, и собственно набухания, связанного с поглощением большого количества жидкости, не сопровождающегося выделением тепла. Вторую стадию часто называют осмотическим набуханием. i [c.181]

Вязкоэластичные свойства среды противодействуют сорбции и последующему набуханию. Поглощение сорбата регулируется достижением метастабильного равновесия между напряжением набухания и осмотическим давлением, связанным с процессом сорбции и растворения. Растворимость лимитируется значительными, медленно релаксирующими напряжениями, противодействующими процессу сорбции [21, 328, 335]. [c.304]

Флори и Ренер провели теоретическое рассмотрение процесса набухания полимера сетчатого строения. Набухание такого полимера происходит до тех пор, пока осмотическая сила растворителя, проникающего в фазу полимера, не уравновесится упругой силой полимерной сетки. Поглощение растворителя набухающим поли- [c.85]

О количестве поглощенной при набухании жидкости можно судить также по изменению объема полимера. Если ограничить объем набухающего полимера, сохранив доступ к нему растворителя, то возникает большое давление на стенки сосуда, содержащего полимер. Это давление (достигающее иногда 5—10 атм) названо давлением набухания. По своей природе оно аналогично осмотическому давлению. [c.213]

Наиболее характерными физико-химическими свойствами белков являются высокая вязкость растворов, незначительная диффузия, способность к набуханию в больших пределах, оптическая активность, подвижность в электрическом поле, низкое осмотическое давление и высокое онкотическое давление, способность к поглощению УФ-лучей при 280 нм (это свойство, обусловленное наличием в белках ароматических аминокислот, используется для количественного определения белков). [c.44]

При погружении ионообменника в раствор электролита набухание опре- деляется концентрацией электролита. С увеличением концентрации электролита поглощение растворителя уменьшается, так как снижается различие в осмотическом давлении между внутренним и внешним раствором. На степень набухания оказывает влияние также природа электролита, что может быть иллюстрировано результатами измерения поглошения воды смолами с сильнокислотными и сильноосновными ионогенными группами (табл. 1.5 и 1.6). [c.27]

С малым и средним числом поперечных связей, что селективность ионитов любого данного типа с ростом числа поперечных связей увеличивается [18, 40, 54, 55]. Это подтверждается почти всеми теориями селективности, начиная с тех теорий, в которых главная роль приписывается осмотическому давлению набухания, и кончая теми теориями, в основе которых лежат представления об образовании ионных пар между противоионами и фиксированными группами или электростатических взаимодействиях более сложного характера. Принятое в настоящей главе представление об обмене как о распределении противоионов между концентрированным раствором (ионитом) и разбавленным раствором также хорошо объясняет увеличение селективности с ростом числа поперечных связей. В самом деле, при уменьшении числа поперечных связей облегчается растяжение матрицы ионита, что способствует поглощению ионитом большего количества воды и, следовательно, приводит к уменьшению концентрации фиксированных групп. Таким образом, фаза ионита становится более похожей на разбавленную фазу раствора, й поэтому коэффициенты разделения имеют тенденцию приблизиться к единице. Это справедливо, конечно, лишь в отсутствие специфических взаимодействий, дающих одному из противоионов преимущество перед другим (пример такого взаимодействия см, в разделе П.2). [c.191]

Рассмотрим зерно сухой сульфополистирольной смолы в Н -форме, которое помещено в воду. Вода проникает в смолу, гидратируя ионы водорода и сульфат-ионы. Можно принять, что эти ионы растворяются в гидратной воде, образуя очень концентрированный водный раствор внутри зерна смолы. Содержание воды в смоле увеличивается за счет осмотического давления. При набухании зерен смолы валентные связи между атомами углерода углеводородных цепей и поперечные связи растягиваются, стремясь вместить поступающую воду. За счет упругости валентных связей возникает давление, противодействующее поглощению воды. Количество воды, поглощенной при равновесии, зависит от степени сшитости смолы и обмениваемого иона (табл. 5). [c.37]

Поглощение жидкостей полимерами — это то, что называют процессом осмоса. Физическая сущность процессов осмоса и растворения почти одна и та же. Действительно, это специфическая форма растворения и как другие формы этого процесса осмос включает диффузию молекул одного типа в среду, содержащую молекулы другого типа. Обычно мы представляем растворение как диффузию твердого тела (например, сахара) в жидкость (воду), с образованием однородной молекулярной смеси. При набухании же полимеров, наоборот, жидкость, диффундирующая в твердое тело, образует молекулярную смесь, которая представляет собой раствор. В одном из знакомых вариантов осмоса, например используемом для измерения осмотического давления (гл. 2), чистая жидкость отделена от раствора полупроницаемой мембраной, которая проницаема для молекул растворителя, но не дает возможности молекулам растворенного вещества переходить в обратном направлении. Единственное [c.195]

Набухание студней является результатом сольватации и осмотического поглощения растворителя неограниченное набухание — лишь первая стадия растворения ограниченное набухание происходит при ограниченном смешении или наличии в полимере прочной пространственной сетки. Сольватационная стадия набухания сопровождается положительным тепловым эффектом, уменьшением общего объема, понижением энтропии растворителя, низкой начальной упругостью пара и др. [c.195]

Осмотическое поглощение растворителя проявляется в давлении набухания. Разрыв связей в узлах сетки при нагревании или изменении состава среды приводит к плавлению студня, образование сетки связей в условиях понижения растворимости — к застудневанию, иногда с последующим синерезисом. В гелях полиэлектролитов и белков значительные дополнительные объемные изменения происходят при изменении pH. Гели полиэлектролитов с регули- [c.195]

Из табл. 1-2 видно, что теплота набухания, характеризующая активность коллоидного тела к воде, сравнима с величиной теплоты растворения. Такая аналогия между растворением и поглощением жидкости коллоидным телом распространяется довольно далеко. Тело, поглощающее жидкость, обладает давлением набухания, аналогичным осмотическому давлению растворенного вещества. С увеличением количества поглощенной жидкости давление набухания быстро уменьшается. [c.12]

Поглощение жидкости без выделения тепла и контракции называется собственным набуханием, а поглощенная жидкость — осмотической (физико-химическая связь). Поглощаемая осмотически жидкость по своим свойствам не отличается от обычной жидкости. [c.17]

Некоторые исследователи первую стадию процесса поглощения жидкости (поглощение жидкости адсорбционными силами) называют гидратацией, а вторую стадию (осмотическое поглощение жидкости) — набуханием. Тогда осмотически поглощенную и иммобилизованную жидкость можно назвать жидкостью набухания. По своим свойствам она является свободной жидкостью. [c.17]

Итак, при набухании вода связывается гидратационно и осмотически, и, следовательно, набух а ние является сложным процессом фи зико-х и мического связывания и физического поглощения воды. [c.307]

При более детальном ознакомлении с процессом ионного обмена проявляются, однако, довольно существенные отличия его от реакций обмена между солями разной растворимости. Сетчатая структура синтетических ионов, способность их к набуханию и обусловленные этим изменения осмотического давления внутри ионита, изменение гидратации ионов в смоле, вызванное ограниченным размером ячеек ее сетчатой структуры, высокая концентрация фиксированных ионогенных групп и противоионов в ионите, создающая довольно сильное электростатическое поле в смоле, диффузионные затруднения при обмене крупных ионов — все это усложняет ионный обмен. Многие из указанных особенностей обмена ионов наиболее сильно проявляются при обменном поглощении крупных органических ионов, а именно такие ионы и существуют в водных растворах ПАВ. Вследствие этого использование ионообменных процессов для извлечения анионных и катионных ПАВ из сточных вод потребовало предварительного изучения поведения ПАВ при контакте с синтетическими ионообменными смолами различного строения. [c.38]

Среди применяемых для исследования процесса старения методов можно назвать следующие определение скорости газовы-деления в вакууме , скорости поглощения кислорода под действием света и тепла , определение ненасыщенности -з, поверхностного натяжения , определение интенсивности и характера спектров поглощения в инфракрасной области, позволяющее непосредственно установить количество и природу отдельных групп, связей и т. д. > , определение ультрафиолетовых спектров, по которым можно судить о расходе и изменениях противостарителей, ускорителей вулканизации и т. д.", измерение электропроводности для наполненных резин , а также измерение молекулярного веса полимеров (метод светорассеяния, метод определения вязкости, осмотический метод). Часто применяются простые методы измерения растворимости, набухания и т. д. [c.250]

Таким образом, интенсивное поглощение воды гидрофобными полимерами на этой стадии набухания обусловлено образованием в объеме материала осмотических ячеек, постепенно заполняемых раствором полярных примесей в воде. Кинетика это- [c.247]

Можно полагать, что механизм поглощения воды на стадии набухания, когда в полимерной матрице начинаются процессы термоокислительной деструкции, осложняется появлением дополнительных полярных групп и фрагментов макромолекул, способных к трансляционному движению по объему материала. Очевидно, что на этой стадии сорбционная емкость образца возрастает пропорционально увеличению количества полярных центров и увеличению объема и количества осмотических ячеек. [c.248]

С рассматриваемой точки зрения поглощение воды ионообменными сорбентами, обусловленное осмотическим процессом, ограничивается гибкостью каркаса смолы количественно величина набухания может быть рассчитана из приведенных выше уравнений в предположении о равенстве конечного осмотического давления давлению набухания ионита. Однако более интересно остановиться на той стороне осмотической теории Грегора, которая связана непосредственно с термодинамикой обмена ионов и избирательностью поглощения. [c.96]

Интересно отметить, что поглощение воды целлюлозным материалом при его смачивании значительно выше величины, получаемой экстраполяцией кривой сорбции паров на р ро — 1- Это явление объясняется неравновесным характером целлюлозного материала, который может поглощать воду за счет релаксационных процессов в структуре (типа упругой губки, с которой снимается нагрузка после ее погружения в воду), а также за счет осмотических процессов. При набухании в воде количество удерживаемой жидкости достигает 0,75—1,5-кратного значения от массы целлюлозы. [c.55]

Роль набухания видна также из того, что после образования точки роста и возникновения возможности использовать осмотические факторы общая активность процесса поглощения воды прорастающими семенами неуклонно падает. [c.73]

В синтетических полярных полимерах и белках набухание начинается с сольватации полярных групп. При образовании сольватных слоев поглош,ается около 20—40% растворителя от массы сухого полимера. Следующая стадия набухания — поглощение десятикратного объема растворителя — объясняется осмотически-ми явлениями. Набухание в современиой трактовке тесно связано с молекулярной структурой полимера. С термодинамической точки зрения процессы набухания ВМС и растворения низкомолекулярных веществ весьма сходны между собой набухание — явление,-характерное для полимеров. [c.285]

Легкая регенерируемость ионитов обусловливает сохранение ими активных свойств в течение длительного времен тать без смены несколько лет. Для этого с механической прочностью и химической (а в ря ческой) устойчивостью при контакте с обрабатываемыми растворами. Они также должны иметь осмотическую устойчивость, т. е. не разрушаться в результате набухания в водных pa i выражают в миллиграммах поглощенной воды ионита или разностью удельных объемов набухшего и сухого ионита (абсолютная набухаемость), или их отношен набухаемость, коэффициент набу хае мости). [c.302]

Одной из наиболее распространенных является осмотическая теория набухания (Н. П. Песков, С. М. Липатов, А. Г. Кульман и др.), согласно которой процесс набухания протекает в две стадии (в два этапа). Первая стадия связана с поглощением ксеро-гелем малых количеств растворителя, при этом объем почти не изменяется. Присоединение жидкости происходит только на поверхности высокомолекулярных соединений (т, е. интермолекулярно), Вторая стадия характеризуется поглощением основных количеств жидкости, проникающей внутрь межмолекулярных пространств (т, е. интрамолекулярно). Этот период сопровождается большим увеличением объема геля в результате осмотического всасывания растворителя. [c.237]

Давление набухания и осмотическое давлеиие Неравном ар ное натяжение и перенапряжения на учаспках перепутанных или сшитых цепей за счет неравномерного поглощения растворителя с изменением объема. Натяжение цепей под действием осмотического давления Низкочастотное Взаимодействие с (растворителем, изменяющим энергию связ и в цепях образование свободных радикалов, ионов и т. д. [c.15]

Аналогия давления набухания с осмотическим давлением золей очевидна. Одна ю вследствие того, что структура гелей препятствует полной свободе движения растворенных частичек золя, неудивительно, что здесь наблюдаются значительные эффекты гистерезиса (рис. 2 и стр. 245 и 254). Сродство растворенного к растворителю часто очень велико при поглощении первых порций растворителя (о чем свидетельствует давление набухания, которое может достигать нескольких сот атмосфер), но быстро падает до ничтожных значений при продолжении процесса набухания. Возникает оно по крайней мере в концентрированных гелях, главным обра- [c.236]

На рис. 90 показано изменение количества поглощенного бензнлового спирта во времени. Как видно из рисунка, равиовеоные значения степени набухания для обоих типо В пленки различны. Как и следовало ожидать в соответствии с представлением о двухфазной структуре студней, пленка, полученная через стадию застудневания (тип Б), поглощает больше бензилового спирта, чем пленка, полученная через стадию раствора (тип А), в которой все фракции диацетата целлюлозы распределены раваюмер но н осмотические эффекты невозможны. [c.199]

Понятие осмотического давления набухания является ключевым в теории Грегора оно непосредственно вытекает из его модели. Полиэлектролит без поперечных связей в присутствии большого избытка растворителя должен был бы поглощать растворитель вплоть до полного растворения. В соответствии с теорией Грегора растягивание полимерных цепей, обусловленное поглощением растворителя, вызывает напряжения в поперечных связях, что приводит в свою очередь к вознжкнове нию осмотического давления, препятствующего набуханию. Когда осмотическое давление набухания становится равным остаточному осмотическому давлению, устанавливается равновесие [21]. [c.133]

Охлаждение раствора желатины вызывает застудневание. При этом растворимая фракция переходит в нерастворимую, и силы, которые растягиваяи агрегат, уменьшаются или даже вовсе исчезают происходит сжатие и выделение осмотически поглощенной воды. Осмотическое давление жидкой фазы и эластические усилия в агрегатах, т. е. силы, которые стремятся изменить объем студня желатины, действуют против эластического сопротивления студня в целом. Таким образом, набухание или синерезис зависят от трех сил, и при равновесии мы имеем [c.357]

Прорастание неизбежно должно начинаться с поглощения воды. В дополнение к уже упомянутым приспособлениям, предупреждающим впитывание воды, можно еще отметить, что у А triplex dimorphostegia за счет высокого содержания соли в прицветниках, окружающих односемянный плод, создается такое высокое осмотическое давление, что поглощение воды семенем становится невозможным. О других возможных способах регуляции поглощения воды можно судить на основании анализа трех фаз набухания изолированных зародышей. В случае зародышей люпина [23] в первой фазе происходит чисто физический процесс поглощения воды эта фаза завершается через 45 мин. Во второй фазе, которая длится 7— [c.474]

Набухание играет большую роль в производстве целлюлозы щелочными способами. Основной операцией в этом производстве является варка древесины в крепких водных растворах NaOH (часто в смеси с Na S) в закрытых котлах под давлением 6—7 атм и соответствующих повышенных ( 170°) температурах. В таких условиях набухание древесины (щепы) протекает очень сложно и сопровождается не только процессами деструктурирования клетчатки, но и процессами химического изменения многих составных частей древесины. В этом сложном комплексе процессов, однако, достаточно отчетливо обнаруживаются все основные черты, типичные для набухания, а именно экзотермичность, контракция, довольно значительное увеличение общего объема и характерные стадии-гидратация (адсорбционное поглощение) и капиллярная конденсация воды. Действие осмотических сил здесь осложняется явлением равновесия Доннана. Интересно отметить, что процесс деструктурирования идет в известной мере за счет нарушения водород- [c.193]

Однако связывание огромных количеств растворителя, наблюдающееся при набухании, трудно и даже невозможно объяснить только явлением электростатической гидратации. По исследованиям Путиловой (1935 г.), определявшей как общее связывание воды, так и теплоту набухания, желатина гидратационно связывает всего 18% воды, в то время как при разбухании общее связывание воды достигает 3000—4000%. Следовательно, при набухании вода связывается двумя путями. Пе рвые порции воды, несомненно, связываются электростатически (собственно, гидратация), причем это наиболее прочно связанная вода . Ее труднее всего удалить. Большинство воды, однако, связано иным путем. Анализ давления набухания в зависимости от поглощения растворителя показал, что давление набухания аналогично осмотическому давлению. Отсюда был сделан вывод об осмотическом поглощении растворителя при набухании. [c.307]

При контакте сухого ионита с раствором происходит поглощение растворителя и растворенного вещества. Поглощение растворителя ионитом обусловлено двумя факторами осмотическим и электростатическим. Гидрофильные функциональные группы образуют концентрированный электролит, диссоциирующий на ионы, способные к сольватации и разбавлению. Разность осмотического давления во внешнем растворе и в ф азе ионита приводит к интенсивному проникновению растворителя в ионит и набуханию последнего. Набуханию ионита способствует электростатическое отталкивание одноименно заряженных фиксированных ионов функциональных групп. Очевидно, осмотическая активность фиксированного иона и противоиона в ионите должна быть выше, чем у недиссоциированной функциональной группы, и уменьшаться по мере снижения мольной доли диссоциированных функциональных групп относительно гидрофобной полимерной матрицы. [c.118]

ВОДА. Первоначальное поглощение воды семенем происходит путем всасьшания. Вода всасывается через микропиле (крошечное отверстие в тесте, или семенной кожуре) и семенные оболочки в результате чисто физического процесса адсорбции воды содержащимися в семени коллоидами. К ним относятся белки, крахмал и вещества, входящие в состав клеточных стенок, такие как гемицеллюлозы и пектины. Набухание этих веществ создает большую силу, достаточную для разрыва семенной кожуры или околоплодника, окружающих семя. В дальнейшем вода движется от клетки к клетке под действием осмотических сил. Она необходима дая активизации биохимических процессов, связанных с прорастанием, поскольку эти процессы протекают в водном растворе. На этой стадии вода участвует также в гидролизе (переваривании) запасных питательных веществ. [c.127]

Концентрация клеточного сока, его осмотическое давление, несомненно, имеют важное значение для поглощения воды клеткой. Это обстоятельство не дает, однако, оснований рассматривать процесс поглощения воды как чисто осмотический и тем самым исключать участие в нем живой протоплазмы. Известно, что основная часть биоколлоидов клетки принадлежит к гидрофильным соединениям, способным к обратимым изменениям степени своей оводненности. Поглощая воду, коллоидная мицелла набухает, при отдаче же воды коллоидной мицеллой происходит ее так называемое отбухание. Развиваемые в ходе этих процессов силы весьма значительны и нередко достигают сотен атмосфер. Сила, которую нужно приложить к коллоидной системе, чтобы предотвратить поглощение ею воды, называется давлением набухания. [c.73]