Некоторые свойства растворов высокомолекулярных веществ

Строением белков объясняются их весьма разнообразные. свойства. Они имеют разную растворимость некоторые растворяются в воде, другие — в разбавленных растворах нейтральных солей, а некоторые совсем не обладают свойством растворимости (например, белки покровных тканей). При растворении белков в воде образуется своеобразная молекулярно-дисперсная система (раствор высокомолекулярного вещества). Некоторые белки могут быть выделены в виде кристаллов (белок куриного яйца, гемоглобина крови). [c.353]

В настоящее время лиофильные коллоидные растворы рассматриваются как истинные растворы высокомолекулярных веществ, обладающие некоторыми свойствами коллоидных растворов. [c.226]

Кроме перечисленных систем, в курсе коллоидной химии изучаются истинные, т. е. однофазные, обычно термодинамически устойчивые, равновесные растворы высокомолекулярных веществ. С типичными коллоидными системами растворы высокомолекулярных веществ роднит общность молекулярно-кинетических и некоторых, других свойств, обусловленных удлиненной формой их молекул и большими их размерами по сравнению с размерами молекул растворителя. [c.11]

С увеличением концентрации повышается возможность взаимодействия молекул и их групп и увеличивается вероятность образования коагуляционной связи. По этой причине рост концентрации до некоторого предела облегчает застудневание. Однако во многих случаях повышение концентрации облегчает и коагуляцию, поэтому концентрированные коллоидные растворы или не удается получить, или они легко коагулируют. Свойства концентрированных растворов высокомолекулярных веществ приближают их к твердым полимерам, у которых механические свойства подчиняются другим закономерностям (см. главу IX). [c.221]

Истинные растворы высокомолекулярных веществ (например, растворы некоторых белков в воде) образуют отдельный самостоятельный тип дисперсных систем они проявляют некоторые свойства коллоидных систем, что связано с размером частиц растворенного вещества. Об этих системах подробнее будет сказано в главе XV. [c.261]

Релаксационные явления свойственны не только высокомолекулярным веществам. Мы уже сталкивались с явлением релаксации при рассмотрении кинетических свойств газов ( 35) и электропроводности растворов электролитов ( 168). Релаксация наблюдается и во многих других системах и явлениях. Однако в низкомолекулярных системах подвижность частиц настолько велика, что релаксация заканчивается в кратчайшие промежутки времени, измеряемые тысячными или миллионными долями секунды или еще быстрее. Поэтому в тех системах с влиянием релаксации прихо дится сталкиваться только при рассмотрении процессов, происхо дящих с очень большими скоростями. Но в полимерах рассмотрен ные выше особенности внутреннего строения и затрудненность пе ремещения частиц, обусловленная различными связями между цепями, приводят к тому, что некоторые перемещения частиц про исходят чрезвычайно медленно. Это приводит к малой скорости соответствующих релаксационных явлений и существенно отражается на многих свойствах. [c.580]

Растворы некоторых высокомолекулярных соединений, особенно природного происхождения, при растворении даже в небольших концентрациях образуют систему, текучесть которых очень низка. В таких системах возможна упругая деформация, и заметная скорость течения обнаруживается лишь при определенном напряжении сдвига. Такие системы называют студнями . По своим механическим свойствам они подобны гелям — структурированным дисперсным системам. Образование студней наблюдается при охлаждении растворов белковых веществ, например желатина. Причины образования студней белковых веществ окончательно не выяснены. Предполагается, что структурирование их растворов происходит в результате взаимодействия гидрофобных частей макромолекул и образования связей между разноименно заряженными группами. [c.224]

В конце предыдущей главы мы познакомились с клетчаткой и крахмалом как важными представителями природных высокомолекулярных соединений. Такие вещества, как клетчатка, крахмал, каучук, белки и ряд других веществ, которые мы теперь относим к высокомолекулярным соединениям, издавна были важными объектами изучения органической химии. Несмотря на различия в составе, эти вещества обладают некоторыми общими свойствами. Эта общность проявляется, в частности, в неспособности переходить в жидкое и тем более в газообразное состояние без разложения. Большинство из этих веществ нерастворимы, и лишь некоторые могут образовывать коллоидные растворы. Подобные свойства объясняются тем, что в отличие от большинства других органических соединений клетчатка (целлюлоза), крахмал, каучук, белки являются высокомолекулярными веществами, молекулы которых состоят из тысяч и десятков тысяч атомов. [c.315]

Во втором издании учтены замечания и пожелания преподавателей физической и коллоидной химии техникумов пищевой промышленности, сделанные на читательской конференции в марте 1986 г. Введен дополнительный параграф Молекулярно-кинетическая теория газов , изменена последовательность изложения материала главы Поверхностные явления . С более современных позиций изложены классификация дисперсных систем, свойства растворов коллоидных поверхностно-активных веществ, растворов и студней высокомолекулярных соединений. Внесены некоторые изменения и уточнения и в другие главы учебника. Приведен ряд новых примеров из технологий пищевых производств и решений типовых задач. [c.8]

Высокомолекулярные системы образуются преимущественно на основе цепных линейных структур, звенья которых связаны между собой прочными химическими связями, вследствие чего молекулярные цепи сохраняются как в твердых полимерах, так и в растворах. К высокомолекулярным системам относятся различные полимеры с линейными гибкими макромолекулами (каучуки, эластомеры), линейными жесткими макромолекулами (целлюлоза и ее эфиры), спиральными макромолекулами (белки, нуклеиновые кислоты), разветвленными макромолекулами (крахмал, гликоген) и др. Свойства этих систем подробно рассмотрены в ряде последующих глав (см. главы восьмую — десятую). Приводим некоторые примеры линейных полимерных веществ, которые удобно записать следующей типовой формулой [c.24]

Высокомолекулярные соединения (ВМС). К ним относятся природные и синтетические полимеры с молекулярной массой от десятков тысяч до нескольких миллионов. Это белки, полисахариды, каучук, синтетические полимеры. Размер молекул ВМС соответствует частицам коллоидной степени дисперсности. Растворы этих веществ часто называют молекулярными коллоидами, однако на самом деле ВМС образуют истинные растворы, т. е. однофазные системы. От коллоидных растворы ВМС отличает большая устойчивость, связанная с наличием в их молекулах большого количества лиофильных групп, более высокая концентрация растворов, способность сухого вещества набухать и переходить в растворенное состояние. Тем не менее растворы ВМС имеют и некоторые свойства коллоидов. [c.21]

Высокомолекулярные вещества, растворенные в хорошем растворителе образуют термодинамически обратимые, молекулярные, гомогенные, то есть однофазные, агрегативно устойчивые системы. Однако, в плохо растворяющей или в нерастворяющей среде высокомолекулярные вещества образуют дисперсные системы со свободными поверхностями раздела, поведение которых соответствует типичным микрогетерогенным дисперсным системам. Так, макромолекулы медленно диффундируют в растворе, не проникают через полунепроницаемые мембраны. Однако по некоторым свойствам растворы высокомолекулярных соединений имеют сходство с коллоидными системами, в связи с чем растворы высокомолекулярных соединений иногда называют молекулярными коллоидами. Так, например, размеры макромолекул соизмеримы, или даже превышают размеры коллоидных частиц. Впрочем, эта соизмеримость проявляется лишь по длине макромолекул, поперечные же их размеры соответствуют размерам обычных молекул. [c.28]

Наконец, несостоятельность дисперсоидологии особенно ясно выявилась после детального нсследоваия природы растворов полимеров. Согласно Во. Оствальду и другим представителям дисперсоидологии, все коллоидные свойства должны обязательно проявиться у систем, содержащих частицы коллоидных размеров. Однако, как было уже показано, растворы высокомолекулярных веществ, молекулы которых отвечают коллоидным размерам, проявляют только некоторые свойства, типичные для коллоидных систем (оптические, молекулярно-кинетические свойства), в отношении же других свойств они имеют очень мало общего с типичными коллоидными растворами. [c.23]

Однако существуют некоторые причины, действительно сближающие растворы высокомолекулярных веществ с коллоидными системами. Так, растворы высокомолекулярных соединений в плохих растворителях содержат молекулы (или агрегаты молекул), свернутые в компактный клубок с явно выраженной межфазной поверхностью. По существу, они представляют отдельную фазу. Такие растворы высокомолекулярных соединений действительно можно отнести к коллоидным системам. Далее, в концентрированных растворах высокомолекулярных веществ обычно возникают достаточно большие ассоциаты макромолекул, существующие неопределенно долго. Эти частицы также можно рассматривать как вторую фазу или, по крайней мере, как зародыши этой фазы. Наконец, растворы высокомолекулярных веществ благодаря большим размерам их молекул обладают, как будет показано ниже, рядом свойств лиозолей, что позволяет рассматривать многие проблемы одновременно и для коллоидных растворов, и для растворов высокомолекулярных веществ. [c.416]

Причина застудневания состоит в возникновении связей между молекулами высокомолекулярного вещества, которые в растворе представляли собою кинетические отдельности. Между молекулами полимера в растворе могут образовываться кратковременные связи, приводящие к возникновению ассоциатов. Однако если средний период существования связей между макромолекулами становится, очень большим (практически бесконечным), то ассоциаты не будут распадаться и возникшие образования проявляют в некоторой степени свойства твердой фазы. Постоянные связи между молекулами в растворах высокомолекулярных веществ могут образовываться в результате взаимодействия полярных групп макромолекул или ионизированных ионогенных групп, несущих электрический заряд различного знака, и, наконец, между макромолекулами могут возникать химические связи (например, при вулканизации каучука в растворе). Таким образом, застудневание есть не что иное, как процесс появления и постепенного упрочнения в застудневающей системе пространственной сетки. При этом для застудневания растворов высокомолекулярных веществ характерно, что связи образуются не по концам кинетических отдельностей, как это происходит при переходе в гель лиозолей с удлиненными жесткими частицами, а могут возникать между любыми участками гибких макромолекул, лишь бы на них имелись группы, которые могут взаимодействовать друг с другом. [c.482]

Связаннодисперсные системы, обладающие в некоторой степени свойствами твердого тела, не следует смешивать с системами, имеющими твердую дисперсионную среду, у которых частички также не способны перемещаться относительно друг друга, так как вязкость дисперсионной среды огромная. Приведенная классификация применима не только к коллоидным системам, но и к растворам высокомолекулярных веществ. [c.18]

Изучение процессов структурирования и деструктурирования в дисперсных системах часто удобно вести путем наблюдения за изменением в них типичного для жидких систем свойства — вязкости, тесно связанного с другими реологическими свойствами систем. При этом следует учитывать, что вязкость некоторых лиофобных золей и особенно растворов высокомолекулярных веществ обнаруживает ряд аномалий а) неподчинение закону Ньютона и Пуазейля, б) изменение во времени, в) аномальное поведение с изменением температуры, г) изменение от механических воздействий (явление тиксотропии). В таких системах появляется дополнительная вязкость, обусловленная добавочным сопротивлением (трением) течению жидкости за счет образования сеткообразных структур. Такая вязкость получила название структурной. Таким образом, вязкость указанных систем можно рассматривать как сумму двух слагаемых нормальной вязкости, обусловленной нормальным, подчиняющимся законам Ньютона и Пуазейля, ламинарным течением жидкостей ( 31) и структурной вязкости Г]отр [c.370]

Коллоидные растворы и растворы высокомолекулярных веществ играют важную роль в биологических процессах. Цитоплазма любой растительной или животной клетки представляет собой сложную дисперсную систему, некоторые корлпоненты дисперсной фазы которой находятся в коллоидном состоянии. Примером сложной дисперсной системы является и молоко, основные составные части которого — вода, жир, казеин и молочный сахар. Жир находится в виде эмульсии и при стоянии молока постепенно поднимается кверху (сливки). Казеин (белок) содержится в виде раствора, похожего по свойствам на коллоидный, и самопроизвольно не выделяется, но [c.223]

Неэластичные студни впитывают любую смачивающую их жидкость, при этом объем их почти не изменяется. Эластичные студни поглощают не все смачивающие их жидкости, а только некоторые. Чаще всего такими жидкостями являются те, в которых вещество студня может существовать также в виде золя, и жидкости, сходные с ними по своему химическому составу. Здесь наблюдается избирательная способность к впитыванию. Избирательное поглощение жидкости эластичным студнем сопровождается сильным увеличением егообъема. Это явление называется набуханием. Способность к набуханию — наиболее характерное свойство высокомолекулярных веществ, являющееся одним из методов получения гелей. Желатин и агар-агар набухают только в воде или в водных растворах и не набухают в жидких органических веществах. Каучук набухает в сероуглероде, бензоле и его производных, но не набухает в воде. [c.257]

Перемешивание высоковязких жидкостей и паст. Смеси взаимнонерастворимых жидкостей и смеси твердых веществ с жидкостью обладают во многих случаях высокой вязкостью. Некоторые из них имеют свойства неньютоновских жидкостей, в том числе таких, которые обладают начальным сопротивлением сдвигу (например различные пасты и растворы высокомолекулярных веществ). К этой области относятся и некоторые однофазные системы, например сплавы. [c.53]

Добавление электролитов и поверхностно-активных веществ и изменение концентрации водородных ионов оказывает разнообразное влияние на вязкость коллоидных растворов, суспензий и растворов высокомолекулярных веществ. Это влияние основано на том, что изменяет ся взаимодействие между частицами, а также форма и другие свойства молекул полимеров. Если происходит агрегирование частиц (скрытая коагуляция), то вязкость коллоидных растворов и суспензий возрастает, т. к. между частицами оказывается заключенным некоторый объем дисперсионной среды. Эффективный объем агрегатов частиц выще, чем составляющих их частиц, что увеличивает сопротивление течению и, в соответствии с уравнением Эйнштейна, повышает вязкость. Пептизация агрегатов и диссолюция частиц снижают вязкость коллоидных растворов и суспензий. Измерением вязкости иногда пользуются для качественной оценки коагуляционных процессов в коллоидных растворах и суспензиях. [c.216]

Мы уже говорили о стремлении всякой гибкой полимерной цепочки свернуться в шарик, называемый глобулой. Этот процесс аналогичен стягиванию жидкости в каплю за счет сил поверхностного натяжения. Поверхность шарика намного меньше поверхности вытянутой макромолекулы, и межмолекулярное взаимодействие при контакте глобул тоже значительно слабее. Этим объясняется малая вязкость растворов глобулярных макромолекул и низкая прочность твердых полимеров, построенных из глобул. На этом свойстве глобулярных высокомолекулярных веществ основано образование природных концентрированных маловязких растворов. Это белковые растворы для питания эмбриона куриных яиц это кровь, снабжающая организм необходимыми веществами. Глобулярной структурой объясняется непрочность некоторых органических полимеров, например фенолоформальдегидных и мочевиноформальде-гидных смол, кремнийорганического каучука. Низкая вязкость растворов полифосфонитрилхлоридов очень высокого молекулярного веса также связана с глобулярной формой этих неорганических макромолекул. Если полимер достаточно однороден, т. е. состоит из макромолекул одинакового молекулярного веса, то из глобул, уложенных по принципу наиболее плотной упаковки, могут образовываться хорошо ограненные кристаллы, например кристаллы вируса табачной мозаики или яичного альбумина. [c.65]

Представляют собой бесцветные жидкости с очень высокой растворяющей способностью — они растворяют многие высокомолекулярные вещества, в том числе некоторые полимеры. Смешиваются с водой г.о всех соотношениях. Химически устойчивы, но разлагаются при контакте со щелочами и кислотами. Находят все более широкое применение в органическом синтезе и синтезе высокомолекулярных соединенпл. Ускоряют протекание многих реакций. Свойства некоторых амидов кислот приведены в табл, 8. [c.64]

Лиофильными принято называть такие коллоиды, частицы которых в большом количестве связывают молекулы дисперсионной среды, например некоторые мыла в водной среде. Сюда относили раньше и растворы высокомолекулярных органических соединений (белки, целлюлоза и ее эфиры, каучук, многие искусственно получаемые соединения). Однако, как показало изучение внутреннего строения и свойств таких систем, производившееся в недавнее время, и, в частности, работы В. А. Каргина, Добри и Флори, эти системы представляют собой истинные растворы, т. е. молекулярно-дисперсные, а не коллоидные системы. Они являются гомогенными системами. Характерные отличия их свойств от свойств других групп истинных растворов обусловливаются в основном сильным различием в величине частиц растворителя и растворенного вещества и строением этих частиц, представляющих собой очень длинные и гибкие молекулы (цепное строение). Переход их в раствор облегчается высокой степенью сольватации. Благодаря большому размеру молекул растворы этих веществ по многим свойствам являются близкими коллоидным растворам и образуют самостоятельную группу растворов — растворы высокомолекулярных соединений. Более детально свойства этих растворов будут рассмотрены в гл. XVII ( 244). [c.508]

К лиофильным коллоидным системам относят растворы высокомолекулярных соединений, которые одновременно проявляют и некоторые свойства истинных растворов. Высокомолекулярные соединения принадлежат к другому уровню организаиии вещества — уровню макромолекул. Таким образом, между лиофильными и лиофобными коллоидными системами имеются не менее принципиальные различия и с точки зрения теории строения вещества. [c.157]

Ультрамикрогетерогенные системы иногда называют коллоидными растворами, но чаще коллоидными системами (системы с коллоидной степенью измельчения), а также золями, или высокодисперсными (тоикодисперс-ными) системами. Частицы дисперсной фазы этих систем часто называют коллоидными частицами. Между ультрамикрогетерогенными системами и истинными растворами (особенно некоторых высокомолекулярных веществ) наблюдается и различие, и известное сходство. В свойствах ультрамикрогетерог.енных и микрогетеро-генных дисперсных систем также наблюдается некоторое сходство и некоторое различие. Отметим, что к дисперсным системам относят не только системы, содержащие измельченную дисперсную фазу, но и пористые тела. В табл. XVII.2 приведены примерные значения удельной поверхности как тонкоизмельченных, так и пористых тел. [c.224]

Из вышеприведенного перечня высокомолекулярных соединений можно видеть, что соединения этого класса обладают самыми различными свойствами. Так, натуральные и синтетические каучуки высокоэластичны (обратимо растягиваются на сотни процентов), а большинство синтетических смол жестки, как стекло. Некоторые высокомолекулярные соединения растворяются в различных растворителях и дают ценнейшие для промышленности растворы в виде лаков, клеев и пленкообразо-вателей, другие же не растворяются ни в чем. Одни обладают кислотостойкостью или диэлектрическими свойствами, у других этого нет и т. д. В настоящее время установлено, что свойства высокомолекулярных веществ зависят от условий их получения, температуры испытания, химического строения, размеров и формы молекул, агрегатного состояния, интенсивности меж-молекулярных связей и других факторов [c.166]

По Ребиндеру, структурно-механический барьер возникает при адсорбции молекул ПАВ, которые способны к образованию гелеобразного структурированного слоя на межфазной границе, хотя, возможно, и не обладают высокой поверхностной активностью по отношению к данной границе раздела фаз — ПАВ третьей и четвертой групп (см. гл. П, 3). З от слой подобен трехмерной структуре, т. е. гелю, который может возникать в растворах некоторых веществ при достаточной их концентрации. К таким веществам относятся глюкозиды, белки, производные целлюлозы (карбоксиметил]деллюлоза) и другие так называемые защитные коллоиды —высокомолекулярные вещества со сложным строением молекул, которые имеют области меньшей и большей гидрофильности в пределах одной молекулы. По отношению к дисперсиям гидрофильных порошков в неполярных жидкостях выоэкой стабилизируюи ей способностью обладают многие маслорастворимые ПАВ, способные прочно(химически) адсорбироваться на поверхности гидрофильных частиц. Стабилизированные тaxiIM путем лиофобные системы приобретают свойства дисперсий данного стабилизатора, т. е. становятся лиофили-зованными. По Ребиндеру, высокую эффективность структурномеханического барьера определяют следующие условия. [c.317]

Некоторые специфические свойства высокомолекулярных веществ, такие, как растворени с предварительным набуханием и выг-пкяя. вязкость раЗтво )о вГ исследователи коллоидных систем раньще объясняли сильным взаимодействием диспергированных частиц с растворителем За повышенное сродство указанных частиц с растворителем такие растворы были названы лиофильными, чем и подчеркивалось их отличие от тиофобных золей, где подобное сродство отсутствовало Подразделяя коллоидные системы на лиофобные и лиофильные, исследователи не видели принципиального различия между этими двумя системами, считая, что в том и другом случае кинетически независимыми частицами в растворе являются не молекулы, а кристаллические образования (мицеллы), состоящие из большого числа молекул Другими словами, при получении коллоидных растворов процесс диспергирования заканчивается на стадии образования мицелл и не доходит до полного отделения всех молекул растворенного вещества друг от друга , [c.478]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология