Истинные и коллоидные растворы высокомолекулярных веществ

Наряду с дисперсными системами в курсе коллоидной химии изучают свойства растворов высокомолекулярных веществ (ВМВ). Эти системы принципиально отличны от коллоидных систем. Растворы ВМВ — гомогенные термодинамически устойчивые обратимые системы, которые образуются самопроизвольно и по своей природе являются истинными молекулярными растворами. Однако при всех различиях их объединяет с коллоидными системами такой важный признак, как размер частиц. Молекулы ВМВ — макромолекулы как и коллоидные частицы, состоят из многих тысяч атомов. С этим связаны схожесть оптических свойств, малая скорость диффузии, низкое осмотическое давление у тех и других систем. [c.460]

Вследствие этих особенностей растворы высокомолекулярных веществ в ряде случаев ведут себя как коллоидные растворы (малая скорость диффузии, высокая вязкость, явление набухания и др.). В соответствии с этим такие растворы считались раньше коллоидными растворами. Однако в противоположность коллоидным растворам они термодинамически устойчивы и поэтому являются истинными молекулярными растворами. Следует отметить, что при растворении в некоторых растворителях высокомолекулярные вещества дают также коллоидные растворы. Так, натуральный каучук в бензоле дает истинный (молекулярный) раствор, а в воде—коллоидный (латекс). Растворы нитрата целлюлозы в ацетоне и растворы желатина в воде являются молекулярными растворами, а растворы нитрата целлюлозы в воде и растворы желатина в спирте—коллоидными растворами. [c.254]

Растворы высокомолекулярных веществ, если они находятся в термодинамически равновесном состоянии, аналогично истинным растворам обладают абсолютной агрегативной устойчивостью. Высокая устойчивость коллоидных растворов ВМС определяется, в основном, двумя факторами — наличием на поверхности частиц двух оболочек электрической и сольватной (гидратной). Поэтому для коагуляции коллоидов высокомолекулярных соединений необходимо не только нейтрализовать заряд коллоидной частицы, но и разрушить жидкостную оболочку. Выделение ВМС из растворов по своему характеру отличается от коагуляции типичных гидрофобных коллоидов. Так. если для гидрофобных золей достаточно незначительных добавок электролитов, чтобы вызвать коагуляцию, то для высокомолекулярных веществ этого недостаточно. Для выделения дисперсной фазы полимеров необходимы высокие (вплоть до насыщенных растворов) концентрации электролитов. Явление выделения в осадок растворенного ВМС под действием большой концентрации электролита получило название высаливания (опыт 110,113). [c.227]

Растворы высокомолекулярных веществ, если они находятся в термодинамически равновесном состоянии, обладают, как и истинные растворы, абсолютной агрегативной устойчивостью. Поэтому теории устойчивости лиофильных коллоидных систем (растворов высокополимеров), например теория Кройта, в которой агрегативную устойчивость желатины, агар-агара и некоторых других веществ объясняли либо электрическим зарядом, либо сольватацией, или, наконец, действием того и другого фактора одновременно, имеет в данное время только историческое значение. [c.363]

Растворы высокомолекулярных веществ. Особую группу дисперсных систем, примыкающих к коллоидным, составляют растворы полимеров. Многие из них путем непосредственного взаимодействия с подходящей дисперсионной средой (вода, бензол и другие жидкие углеводороды, а также спирты, ацетон и т. д. или же смеси этих жидкостей) образуют однофазную систему, т. е. истинный раствор. [c.278]

Еще сравнительно недавно к коллоидным растворам относили и растворы высокомолекулярных веществ (полимеров), например, растворы крахмала, белков и т. д. Однако исследования показали, что растворы полимеров представляют собой истинные растворы, хотя и обладают многими свойствами, сходными со свойствами коллоидных растворов. Молекулы полимеров, как и мицеллы, не проходят через полупроницаемые мембраны типа пергамента и целлофана. Такое сходство объясняется тем, что размеры молекул растворенных полимеров имеют тот же порядок величин, что и размеры коллоидных частиц они значительно превосходят размеры обычных молекул. Этим же объясняется явление рассеивания света (опалесценция) как коллоидными растворами, так и растворами высокомолекулярных веществ. И все же еще раз подчеркнем, что растворы полимеров — это истинные растворы, в которых отсутствует основной признак коллоидной системы — гетерогенность, т. е. наличие поверхности раздела между дисперсной фазой и дисперсионной средой. [c.223]

Существует класс весьма важных веществ с очень большими молекулами, так называемые высокомолекулярные соединения, или полимеры. Сюда относятся белки, целлюлоза, каучук и ряд синтетических продуктов. Размеры молекул этих веществ в отдельных случаях могут даже превышать размер коллоидных частиц. Возникает вопрос, являются ли растворы этих веществ коллоидными системами. Казалось бы, на этот вопрос следует ответить положительно, так как эти растворы, содержащие гигантские молекулы, обладают многими свойствами, характерными для коллоидных растворов, например, способностью к диализу и малой диффузией. Однако, как показали исследования последних десятилетий, в достаточно разбавленных растворах высокомолекулярные соединения раздроблены до молекул и, следовательно, эти растворы представляют собою гомогенные системы. Поэтому их нельзя отнести к типичным коллоидным системам. Растворы белков, целлюлозы, каучука и других подобных веществ во избежание путаницы лучше называть не коллоидными растворами, как это было принято раньше, а растворами высокомолекулярных веществ. Это название указывает, что данные системы, во-первых, являются истинными растворами и, во-вторых, что в них содержатся гигантские молекулы. [c.14]

Понимая под коллоидным раствором растворы, содержащие любые частицы с большим молекулярным или частичным весом, мы можем отнести к таким растворам и растворы высокомолекулярных веществ. Однако следует учитывать, что коллоидные растворы в таком смысле слова разделяются на две группы микрогетерогенные системы и истинные растворы веществ с большим молекулярным весом. Поэтому перенесение закономерностей, свойственных одной какой-либо группе, возможно лишь в тех случаях, когда это связано с общим свойством — большим молекулярным весом (например, молекулярно-кинетические свойства). [c.246]

Таким образом, коллоидные системы оказались разделенными на дисперсные системы и высокомолекулярные вещества с их растворами это деление существует и в настоящее время. Не следует думать, что рассмотрение растворов высокомолекулярных веществ как лиофильных коллоидов, обладающих высокой сольватацией, было простой ошибкой как и во всяком значительном этапе развития науки, в этом представлении была определенная доля истины. В настоящее время имеются довольно подробные данные о количестве прочно связанного растворителя в растворах простых электролитов, неэлектролитов, высокомолекулярных веществ и лиофобных золей отношение молекулярного веса растворенного вещества [c.11]

На основании ряда работ советских и зарубежных авторов, битумы следует рассматривать как растворы высокомолекулярных веществ — асфальтенов (молекулярный вес 1500—4500) в более низкомолекулярной среде — мальтенах (средний молекулярный вес 800). Эти растворы могут быть как истинными, так и коллоидными в зависимости от количества и качества асфальтенов, растворяющей способности мальтенов и температуры. При изменении температуры или концентрации растворителя эти растворы могут образовывать студни. Как известно, реологические свойства и кол- [c.4]

Тем не менее, указанные особенности кинетики процессов в растворах высокополимеров, несмотря на их практическое значение, не изменяют принципиальной характеристики природы стабильности этих растворов, как термодинамически устойчивых обратимых истинных растворов. Эта характеристика, как указывалось, резко отличает растворы высокомолекулярных веществ от лиофобных коллоидных систем она означает также, что растворы высокомолекулярных веществ подчиняются основному уравнению Vni.l. Рассмотрим теперь более подробно роль энергетического и энтропийного членов уравнения УП1. 1 в термодинамическом состоянии растворов полимеров. [c.172]

Молекулы высокомолекулярных веществ чаще имеют линейное строение, иногда с ответвлениями, которые могут связывать между собой ряд молекул, образуя сетчатую или трехмерную структуру. Из-за больших размеров молекул высокомолекулярных веществ диффузия в их растворах идет медленно макромолекулы неспособны проникать через полупроницаемые мембраны, т.е. в этом отношении они отличаются от типичных коллоидных систем. В противоположность коллоидным системам растворы высокомолекулярных веществ обладают термодинамической устойчивостью, т.е. они могут быть отнесены к истинным (молекулярным), однофазным системам. [c.66]

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

Подобно истинным растворам низкомолекулярных веществ, растворы высокомолекулярных веществ обладают термодинамической устойчивостью в этом заключается их основное отличие от ранее рассмотренных лиофобных коллоидных систем. Как было показано, наличие термодинамической устойчивости вместе с тем означает [c.151]

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]

Интересно проследить за изменением терминологии в коллоидной химии по мере ее развития. Первоначально растворы высокомолекулярных соединений относили к истинным коллоидам, а золи золота, иодистого серебра, берлинской лазури и др. называли случайными коллоидами. Затем для коллоидов типа золя золота было предложено название лиофобные коллоиды , а растворы высокомолекулярных веществ стали называть лиофильными коллоидами . Работами Г. Штаудингера, Г. Марка, В. А. Каргина и других ученых было показано, что между типичными коллоидными системами и растворами высокомолекулярных соединений существуют принципиальные различия. В настоящее время понятие коллоид не используется для растворов высокомолекулярных соединений, а под лиофильными коллоидными системами понимают высокодисперсные системы в том значении, которое указывалось в предыдущем параграфе. [c.12]

Растворы высокомолекулярных веществ, если они находятся в термодинамически равновесном состоянии, обладают, как и истинные растворы, абсолютной агрегативной устойчивостью. Поэтому теории устойчивости лиофильных коллоидных систем (растворов высокополимеров), например теория Кройта, в ко- [c.358]

Коллоидные растворы очищают от примесей истинно растворенных веществ диализом соответствующие приборы называются диализаторами. Диализ основан на различной способности истинно растворенных и коллоидно-растворенных (высокомолекулярных) веществ к диффузии [c.225]

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]

Указанные свойства. приближают истинные растворы высокомолекулярных веществ к коллоидным системам. [c.340]

Классификация студней. Наряду с рассмотренными жидкими существуют также коллоидные системы, в большей или меньшей степени обладающие свойствами твердого тела. Это — студни или гели. При этом, если в твердообразное состояние перешел истинный раствор высокомолекулярного вещества, то такую систему называют студнем. Гелями же считают отвердевшие мицеллярные или грубодисперсные коллоидные системы. [c.383]

Растворы целлюлозы, как и всех высокомолекулярных соединений, по ряду свойств, таких, как малое осмотическое давление, малая диффузионная способность, неспособность проникать через полупроницаемую перегородку, напоминают коллоидные растворы. Это сходство объясняется тем, что размеры молекул высокомолекулярных соединений значительно превосходят размеры обычных молекул и приближаются к размерам коллоидных частиц. Однако растворы высокомолекулярных веществ принципиально отличаются от коллоидных растворов. В коллоидных растворах отдельные растворенные частицы представляют собой агрегаты молекул, связанных друг с другом силами Ван-дер-Ваальса. В растворах же высокомолекулярных веществ растворенные частицы являются отдельными молекулами, хотя и очень больших размеров, т. е. растворы высокомолекуляр-ных веществ являются истинными растворами. [c.254]

Растворы высокомолекулярных веществ представляют собой истинные растворы, термодинамически устойчивые и обратимые, не нуждающиеся в стабилизаторе. Частицы, содержащиеся в таких растворах, состоят не из множества малых молекул, как это имеет место у коллоидов, а представляют отдельные молекулы, правда, относительно очень больших размеров. В этом собственно и заключается отличие растворов высокомолекулярных соединений от растворов низкомолекулярных веществ. Тем не менее ряд ученых (Кройт, Бунгенберг де Йонг, И. И. Жуков, Эдельман и др.) относят растворы высокомолекулярных веществ к коллоидным растворам, причем некоторые называют растворенн те в них вещества обратимыми коллоидами (Кройт, Бунгенберг дё йонг), а некоторые — молекулярными коллоидами (И. И. Жуков, Эдельман). Нетрудно видеть, что основные особенности, присущие лиозолям, объясняются в случае растворов высокомолекулярных веществ просто большим размером молекул, приближающимся, а в некоторых случаях даже превосходящим размер коллоидных частиц. [c.416]

Растворы высокомолекулярных веществ, если они находятся в термодинамически. равновесном состоянии, агрегативно устойчивы, как и истинные растворы. Поэтому специальные теории о устойчивости лиофильных коллоидных систем, например теория Кройта и Бунгенберг де йонга, согласно которой агрегативную устойчивость растворов желатина, агара и других высокомолекулярных соединений авторы пытались объяснить либо электрическим зарядом частиц, либо сольватацией, либо, наконец, действием обоих этих факторов одновременно, представляют теперь только исторический интерес. [c.465]

Сравнительное изучение типичных коллоидов и высокомолекулярных веществ показало принципиальное различие ряда их свойств. Как уже было указано, типичными свойствами коллоидных систем являются гетерогенность, поверхность раздела фаз, агрегативная и термодинамическая неустойчивость, необратимость. В противоположность типичным коллоидным системам работами Каргина и его сотрудников было показано, что растворы высокомолекулярных веществ — термодинамически обратимые молекулярные гомогенные (однофазные) системы, агрегативно устойчивые без стабилизаторов. Сами высокомолекулярные вещества отличаются способностью к самопроизвольному растворению при соприкосновении с хорошими растворителями, а растворы получаются устойчивыми и без стабилизатора. В этом отношении высокомолекулярные вещества стоят ближе к веществам, образующим истинные растворы. Однако в плохих растворителях или в нерастворяющей среде высокомолекулярные вещества способны давать дисперсии со свободными поверхностями раздела. Эти дисперсии по своим свойствам относятся к типичным микрогетерогенным и коллоидныр системам (например, синтетический латекс и дисперсии полимеризационных смол). [c.18]

Если взаимодействие коллоидных частиц со средой незначительно, то золи называют лиофобными (гидрофобными), если оно выражено сильно, то золи называют лиофильными (гидрофильными). Частицы в лиофильных золях окружены сольватной (гидратной) оболочкой, делающей их более агрегативно устойчивыми по сравнению с лиофобными золями. Типичные гидрофобные золи — гидрозоли металлов (платины, золота, серебра и др.), неметаллов (серы, графита и др.), солей, не образующих истинных растворов в воде (Agi, As Sg и др.). Гидрозоли кремниевой и ванадиевой кислот, гидроксидов алюминия и железа (III) несколько приближаются к гидрофильным системам. Типичные лиофильные системы — водные растворы желатина и вообще разных белковых веществ, целлюлозы и др. Их раньше причисляли к лиофильным коллоидам. Но в настоящее время доказано, что растворы подобного рода высокомолекулярных веществ, а также синтетических высокомолекулярных веществ являются однофазными системами (Каргин, Слонимский и др.). В отличие от типичных коллоидных растворов указанные растворы только в некоторых отношениях сходны с типичными коллоидами медленная диффузия, неспособность проникать через животные и растительные пленки. Это объясняется тем, что в растворах высокомолекулярных веществ молекулы велики (см. гл. XIII) и соизмеримы с размерами коллоидных частиц. Но все же они являются молекулярно-дисперсными системами и по своей агрегативной устойчивости близки к истинным растворам низкомолекулярных веществ. По этой причине растворы высокомолекулярных веществ сейчас не причисляют к типичным коллоидным микрогетеро-генным системам. [c.176]

Подобно истинным растворам низкомолекулярных веществ, растворы высокомолекулярных веществ обладают термодинамической устойчивостью в этом заключается их основное отличие от ранее рассмотренных лиофобных коллоидных систем. Как было показано, наличие термодинамической устойчивости вместе с тем означает обратимость состояния растворов высокомолекулярных веществ и возможность достижения ими истинного равновесия, определяемого уравнением VIII. 1. [c.170]

На коллоидные растворы очень похожи истинные растворы органических высокомолекулярных веществ, молекулы которых по своим размерам сравнимы с размерами коллоидных частиц (стр. 132). До последнего времени такие растворы высокомолекулярных веществ — полимеров называли лиофилъными (от греч. philos — друг) коллоидными растворами, чтобы подчеркнуть сродство их больших молекул к жидкости, выражающееся в их способности к образованию истинного раствора или к набуханию в жидкости. [c.133]

Органические вещества. Основную часть органического вещества природных вод составляют гумусовые соединения, которые образуются при разложении растительных остатков. Водный гумус содержит в основном лигнино-протеиновые соединения. В состав его входят также углеводы, л<иры и воск. Почвенный гумус включает в себя нерастворимый гумин, перегнойные кислоты и другие продукты распада сложных органических веществ. Перегнойные (гумусовые) кислоты делятся на гумииовые (гуминовая и ульми-новая) и фульвокислоты (креповая и апокреновая). Гуминовые кислоты — высокомолекулярные соединения, продукты конденсации ароматических соединений типа фенола с аминокислотами и протеинами. Их строение еще недостаточно изучено. В зависимости ОТ размера молекул гуминовые соединения могут образовывать в воде истинные, коллоидные растворы и взвеси. Гуминовые кислоты способны, вследствие межмолекулярных взаимодействий, образовывать агрегаты молекул — мицеллы. Мицеллярная масса гуминовых кислот составляет 3700—8270. Фульвокислоты — высокомолекулярные соединения типа оксикарбоновых кислот, содержащие азот, с меньшим количеством углеродных атомов, чем гуминовые. Кислотные свойства у них выражены достаточно сильно. Концентрация органических веществ (водного гумуса) может достигать 50 мг/л и выше. Гуминовые кислоты составляют незначительную [c.62]

Первыми объектами исследований, положившими начало коллоидной химии, явились растворы природных высокомолекулярных веществ (ВС), обладающих клейкостью—желатин, крахмал, гуммиарабик и другие, так как такие растворы по их молекулярнокинетическим свойствам (малому осмотическому давлению, медленной диффузии и неспособностью проникать через полупроницаемые мембраны) похожи на коллоидные растворы. Это сходство объясняется тем, что размеры частицы, определяющие молекулярно-ки-нетнческие свойства обоих типов растворов (коллоидных и высокомолекулярных) довольно близки друг к другу и значительно превосходят размеры молекул истинных растворов. Однако растворы высокомолекулярных соединений, как уже было выше указано, принципиально отличаются от коллоидных. Частицы (мицеллы) в коллоидных системах — это агрегаты молекул, в то время как в растворах высокомолекулярных веществ — отдельные, гигантских размеров, молекулы. Коллоидные растворы представляют собой гетерогенные, термодинамически неравновесные, агрегативно неустойчивые системы. Для устойчивости коллоидных систем необходимо вводить стабилизаторы. [c.355]

Выделение диспергированного тела, находягцегося в растворе в виде макромолекул или мицелл, — процесс, аналогичный (с точки зрения агрегативной неустойчивости) процессу коагуляции дисперсной фазы в гидрофобных коллоидных системах. Поэтому можно условно говорить о коагуляции гидрофильных (лиофильных) золей и истинных растворов высокомолекулярных веществ — лиофильных дисперсных систем. [c.430]