Давление осмотическое в гелях

Представления о давлении набухания гелей являются формальной основой осмотической теории Грегора — Глюкауфа. При этом проводится аналогия между равновесием гель (ионит) — рас- [c.178]

Другие свойства раствора Не в Не. Кроме вопроса о распределении изотопа Не между двумя фазами растворителя, были изучены другие свойства раствора Не в Не, именно, осмотическое давление, создаваемое изотопом Не в растворе и изменение давления паров гелия при наличии в гелии изотопа Не . Hj ho отметить, впрочем, что эти два явления не были изучены количественно в зависимости от различных факторов,—было лишь доказано их существование. [c.529]

Неравномерное распределение низкомолекулярного электролита по обе стороны мембраны или между гелем и раствором существенно влияет на величину измеряемого осмотического давления. В связи с этим осмотическое давление собственно коллоидных частиц или полиэлектролитов может быть определено только при значительном превышении их концентрации над концентрацией истинного электролита во внешнем растворе (при i l z). При i< g измеряемая величина осмотического давления составляет половину от осмотического давления коллоидных частиц. При промежуточных соотношениях концентраций в измеряемые значения осмотического давления необходимо вводить поправку, учитывающую мембранное равновесие. [c.471]

При нагревании в воде крахмал набухает и превращается в гель. При этом крахмальная гранула ведет себя как осмотическая ячейка, в которой роль полупроницаемой перегородки (мембраны), по-видимому, играет амилопектин. Осмотическое давление и связанная с ним степень набухания возрастают с повышением температуры. В пределе крахмальная гранула поглощает воды в 25—30 раз больше своего объема. [c.79]

Следует подчеркнуть, что источником осмотического давления в наших примерах было ограничение возможности равномерного заполнения коллоидными частицами всего объема системы вследствие наличия полупроницаемой мембраны. Однако ограничение диффузионной способности коллоидных частиц может быть осуществлено не только при наличии мембраны, но также при соединении коллоидных частиц между собой, например, в виде геля. Поэтому осмотические явления имеют место также в гелях, в ионообменных адсорбентах и в других системах (см. главы пятую и девятую). [c.37]

Отношение концентрации растворенного вещества у поверхности мембраны к его концентрации в разделяемом растворе называют концентрационной поляризацией. Ее влияние на рабочие характеристики мембран отрицательно, так как вследствие увеличения осмотического давления раствора снижается движущая сила процесса разделения. Кроме того, при этом возможны выпадение в осадок и осаждение на мембране труднорастворимых солей, гелей высокомолекулярных соединений, что вызывает необходимость чистки или замены мембран. [c.341]

Явление гистерезиса выражается не только в отставании вязкости, осмотического давления, оптического вращения и т. д., от изменения температуры, но также и в процессе синерезиса — самопроизвольного расслоения студня. При снижении растворимости полимера (например, за счет охлаждений) раньше, чем успеет осуществиться расслоение, может образоваться студень. Так как состояние равновесия соответствует расслоению и уже произошло застудневание, процесс разделения фаз (синерезис) продолжается в самом геле. Точно так же возникновение межцепных связей может отставать от падения температуры этим, по-видимому, объясняется, почему чрезмерно быстрое охлаждение растворов полимеров не ускоряет, а, наоборот, тормозит процесс застудневания (в результате снижения температуры падает скорость образования межцепных связей, которые не успели возникнуть при более высоких температурах). [c.504]

Обратимся теперь к более интересному случаю, когда у уменьшается, но объемная доля гель-фракции не успевает релаксировать. При этом наблюдается тенденция к сегрегации - флуктуации плотности растут. Это можно описать как уменьшение модуля Юнга Е и в конечном счете обращение его в нуль при некоторой температуре Тд(ф). Не учитывая усложнений, вызванных тензорным характером напряжений, можно выразить Е через производную осмотического давления П [c.178]

Стремление к расширению, создаваемое осмотическим давлением, уравновешивается напряжениями в каркасе самого геля, т. е., в случае желатины, натяжением молекулярных нитей. В каждой мельчайшей единице объема геля (которая, однако, достаточно велика в сравнении с размером первичной частицы желатины) напряжения полностью уравновешиваются, т. е. здесь мы встречаемся с механизмом, совершенно отличным от существующего в золе, где осмотическое давление действует против полупроницаемой перепонки. [c.245]

В экспериментально исследованных гелях полимеров [18] полимерная цепь могла частично ионизоваться при этом осмотическое давление протонов, совершающих тепловое движение в растворителе, создавало силу, стремящуюся увеличить объем полимерной сетки геля. В результате для осуществления коллапса полимерной сетки геля при наличии осмотического [c.89]

Столь же понятным становится и наличие разности давлений, о которой говорил П. Л. Капица, между гелием, находящимся в двух сосудах при различных температурах. Эта разность давлений есть не что иное, как аналог обыкновенного осмотического давления. Ведь такая щель представляет собой для гелия что-то вроде полупроницаемой перегородки. Через нее проходит сверхтекучий гелий, но не проходит тепло. Поэтому, подобно тому, как в двух разных растворах, соединенных полупроницаемой перегородкой, создается разность давлений, такая же разность давлений создается между сосудами с гелием, находящимися при разных температурах. [c.16]

Однако ситовой эффект исключения лишь отчасти объясняется осмотическим давлением, хотя в набухших гелях последнее нельзя не учитывать. [c.112]

Молекулярный вес продуктов диссоциации определяют как химическими (ср. разд. 10.2.3 и 10.2.4), так и физическими методами. Для установления молекулярного веса обычно используют методы ультрацентрифугирования (седиментация, диффузия, седиментационное равновесие [104, 105, ПО—115]), измерения светорассеяния [116—118] и осмотического давления [136. Характеристическая вязкость полимерных цепей в конформации статистического клубка связана простым соотношением с молекулярным весом. Следовательно, он может быть найден по измерению вязкости [137] (ср. разд. 10.2.7.5). Плотности и вязкости различных водных растворов представлены в табл. 2. Размер полипептидных цепей при денатурации можно оценить пО полипептидам-маркерам с известными молекулярными весами при электрофорезе в полиакриламидном геле (ср. разд. 10.2.7.4) и гель-фильтрации (ср. разд. 10.2.7.5). [c.414]

Благодаря более быстрому проникновению молекул растворителя в полимер, чем молекул полимера в растворитель, и замедленной скорости перегруппировки макромолекул создается разность концентраций растворов внутри геля и в жидкости, приводящая к соответствующим различиям в активности растворителя. При разделении раствора полимера и растворителя полупроницаемой мембраной это различие в активности растворителя проявляется в осмотическом давлении, а при соприкосновении [c.183]

Неограниченное набухание сопровождается осмотическим проникновением растворителя внутрь геля до полного растворения полимера при наличии прочной пространственной сетки (например, в вулканизованном каучуке) проникновение растворителя продолжается до тех пор, пока эластическое напряжение набухшего геля не уравновесит давления набухания, после чего гель остается в ограниченно набухшем состоянии. Скорость достижения этого состояния вначале велика, потом она замедляется приблизительно пропорционально приближению системы к равновесному состоянию. [c.184]

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 коллоидной химии и химии высокомолекулярных соединений известно, что сшитые и некоторые несшитые гели способны лишь к ограниченному набуханию в чистом растворителе. Проктор [265] предположил, что в геле по мере поступления в него растворителя, как и в осмотической ячейке, развивается избыточное по сравнению с внешней средой давление, противодействующее дальнейшему поступлению растворителя в гель. [c.166]

По-видимому, особенности обмена ионов на сшитых гелях не следует обязательно связывать с реальным давлением набухания, а надо искать их объяснение на базе учета в уравнениях термодинамики особенностей строения фазы геля. Осмотическая теория фактически и ставит вопрос о существовании таких особенностей. [c.180]

Вторая стадия набухания представляет собой чисто физический процесс, без химического взаимодействия между гелем и растворителем, а поэтому и без выделения тепла. Увеличение объема геля на этой стадии набухания происходит вследствие того, что внутри геля осмотическое давление более высокое, чем в окружающем его растворе. В силу этой разницы осмотическхтх давлений растворитель проникает в глубь геля до тех пор, пока осмотическое давление внутри геля и снаружи его, в растворителе, не сравняются. Повышенное давление внутри геля обусловливается присутствием в нем растворимых фракций. Высокомолекулярные лиофильные соединения состоят из фракций различно степени дисперсности и различной растворимости . Нерастворимые фракции не оказывают влияния на осмотическое давление, раствор шые же повышают осмотическое давление и этим способствуют набуханию. [c.19]

Значительную часть изученных высокомолекулярных эмульгаторов составляют водорастворимые соединенпя, дающие эмульсии М/В получить эмульсию типа В/М с такими веществами пе удалось. Это показывает, что межфазная эластичность является несущественной (ван дер Ваарден, 1958). Вероятно, устойчивость будет зависеть от плотно упакованной пленки, которая противодействует утончению жидкой прослойки между каплями. Можно считать эффективным высокомолекулярный эмульгатор, образующий эластичный гель он разбухает в непрерывно11 фазе, а попытке к сжатию этого геля препятствуют большие осмотические силы (давление набухания). [c.112]

Иониты в контакте с водой не растворяются, но поглощают некоторое количество воды и набухают, являясь гелями с ограниченной набухаемостью. При набухании ионитов размер мюфопор возрастает от 0,5-1,0 нм (5-10А) до 4 нм (40А), а размер микропор составляет 70-130 нм (700-1300А). При этом объем ионитов увеличивается в 1,5-3 раза. Степень набухания зависит от строения смолы, природы протнвоионов, от состава раствора. Набухание влияет на скорость и полноту обмена ионов, а также на селективность ионита. Оно прекращается после того, как разность осмотических давлений до и после обмена уравновесится упругими силами растяжения и сжатия ионита. [c.85]

Чтобы компенсировать этот избыток,вода диффундирует в поры и пустоты геля,вызывая его набухание, до тех пор, пока диффузионные силы не уравновесятся кохезионными силами структуры геля. Тяга в раствор и, следовательно, набухание пропорциональны е. Максимального набухания следует ожидать при тех же самых концентрациях водородных ионов, что и для максимума осмотического давления. Рис. 9 и 14 показывают что это действительно имеет место, ибо форма кривых сходна и оба максимума наблюдаются при одном и том же pH, а именно 3,3. Делались попытки количественного приложения теории к набуханию белков и других веществ, но это весьма трудно вследствие упругих свойств самого геля (см. также стр. 243). [c.228]

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]

Следует подчеркнуть существенное различие между поведв нием амфотерного геля, находящегося в равновесии с внешней фазой, и соответствующего золя, находящегося в осмотическом равновесии с полупроницаемой мембраной. Осмотическое давление в золе высоко, но равномерно. Разность давлений между золем и внешней яшдкостью резко проявляется у поверхности мембраны, и здесь давление уравновешивается механическим напряжением самой мембраны. В геле, находящемся в равновесии с окружающей жидкостью, также существует избыток осмотического давления. Однако последнее не уравновешивается каким-либо нанряже-лием на границе геля и окружающей жидкости, и у этой поверхности нет резкого падения давления. [c.245]

Для объяснения закономерностей ионообменных процессов был выдвинут ряд теорий наиболее обешаю-шими из современных теорий являются представления Грегора. Согласно его теории, ионообменную смолу следует рассматривать как набухший гель, в котором установилось равновесие между давлением набухания (или осмотическим давлением) и упругими силами сшитой матрицы полимера. Всякое изменение условий нарушает этот баланс, и система переходит в новое состояние равновесия. Так, например, если полностью набухшую смолу в натриевой форме перевести в водородную форму, зерна ионита несколько увеличатся в размере это увеличение тем меньше, чем больше степень поперечной сшивки смолы. Согласно теории Грегора, замена малого иона на ион большего радиуса приводит к тому, что углеводородный скелет смолы раздается при этом упругие силы растут, вызывая в свою очередь увеличение внутреннего давления на подвижные элементы набухшей смолы, что приводит к выдавливанию некоторой части свободной воды из матрицы полимера В результате устанавливается новое равновесное состояние, при котором прирашение объема ионита будет меньше, чем разница объемов гидратированных ионов водорода и натрия. С уменьшением степени сшивки уменьшаются и силы упругости, возникающие при данном приращении объема, в связи с чем количество свободной воды, выжимаемой из матрицы ионита при заданном изменении ионного состава, будет меньше, а конечное увеличение объема смолы, следовательно, будет больше. [c.25]

Некоторые из неподвижных фаз, которые стали использоваться первыми, заметно набухают при погружении в хроматографический растворитель, например, сшитые декстраны набухают в воде, резины-в различных органических растворителях. Такое набухание вызывается тем, что осмотическое давление, производимое молекулами полимеров, уравновешивается упругим сокращением полимерной сетки. Гинсберг и Коен /4/ предположили, что осмотическое давление ответственно за исключение неэлектролитов из сшитых декстранов. В гелях могут возникать высокие давления, что вызывает уменьшение растворимости молекул растворенного вещества. Кроме того, растворимость падает с увеличением размеров молекул. Согласно этой теории, растворенное вешество распределяется между двумя частями подвижной фазы, одна из которых нахйдится под давлением. [c.112]

Если количество сосуществующих фаз в твердом остатке изменяется, то постоянство давления пара не гарантируется, если к тому же три этом гидрат постепенно обезвоживается и остается низкий гидрат в про-м1ежуточном выоокодиоперсном активированном состоянии. По мере хода обезвоживания последняя фаза постепенно будет достигать ионечного состояния в виде строго стехиометрического соединения. Ее переменный состав, обусловленный сорбционно связанной водой (как в коллоидных гелях) или осмотически связанной водой [c.652]

D. M onnell [269], 19, 1947, 93—128. Расщирение и растрескивание бетона объясняется высокими осмотическими давлениями (> 39 кг/см ), которые возникают в растворах щелочных солей на контакте с гелем кремнезема, образовавшимся при взаимодействии цемента с кремнеземистыми породами см. также V. Rodt [619], [c.789]

Исследовано (в ультрацентрифуге) молекулярно-весовое распределение поливинилпирролидона с малым (11 000 и 28 000) и большим (328 000) молекулярным весом. Молекулярно-весовое распределение поливинилпирролидона 1С мол. весом 17 600 было и-оследовано также осмометрическим методом, когда применяемая мембрана проницаема для растворенного вещества 472 Исследовано осмотическое давление водных растворов фракций поливинилпирролидона Сравнительное исследование полидисперсности поливинилпирролидона методом дробного осаждения, термодиффузией и фильтрацией через гель (нерастворимый крахмал) показало, что метод термодиффузии позволяет добиться высокой селективности при разделении высоко молеку-лярных фракций, в то время как фильпрация разбавленного раствора через гель эффективно разделяет лишь сравнительно низкомолекулярные фракции 74,1475 Исследование концентрационной зависимости коэффициентов диффузии образцов поливинилпирролидона мол. весом 1100, 24 500, 40 000 и 160 000 показало, что в соответствии с гидродинамическими теориями коэффициенты диффузии, экстраполированные к бесконечному разбавлению, обратно пропорциональны молекулярному весу в степени 0,6 [c.746]

Влиянию пониженных температур —попеременному замораживанию и оттаиванию — подвергаются практически все открытые сооружения, служащие в условиях атмосферного воздействия. Особенно опасная ситуация возникает, когда воздействуют одновременно низкая температура и растворы солей, например при работе бетона в морских сооружениях. Суть действия пониженной температуры в бетоне заключается, в возникновении деформации расширения замерзающей воды в опасных порах, которая может привести к оазрушению. Возникают но меньшей мере два источника разрушающих сил первый — увеличение объема воды при замерзании - 9%), что ведет к возникновению большого гидравлического давления иа стенки пор и капилляров, второй — осмотическое давление, возникающее благодаря локальному увеличению концентрации раствора из-за отделения замерзающей воды от раствора. По мнению некоторых исследователей, величина осмотического давления может достигать 1—2 МПа. Многократные теплосмены постепенно расшатывают структуру цементного камня и бетона, снижают его прочность и в момент, когда давление расширения превышает предел прочности при растяжений, бетон разрушается. Как показано Б. Г. Скрамтаевым, В,- М. Москвиным7 В. В. Стольниковым и С. Д. Мироновым, основную роль в разрушении при действии низких температур играют как общая пористость, так и характер капиллярно-пористой структуры материала — в искусственном камне имеются поры, наиболее опасные и ответственные за развитие разрушения материала. Практически не опасны, например, - очень мелкие поры геля, поскольку вода в них замерзает толы о при температуре ниже 193 К. Поскольку морозостойкость искусственного камня зависит от характера и величины общей пористости, то е снижением можно добиться существенного повышения морозостойкости. Общую пористость можно уменьшить снижением В/Ц, использованием цемента с пониженной водопотребностью, а также введением разных типов добавок — пластифицирующих, гидрофобизирующих, воздухововлекающих. [c.369]

Существуют представления, что суть процессов набухания заключается в проявлении осмотических сил в гелевых слоях образца, помещенного в воду. Деформации набухания и усадки относятся к физическим самопроизвольным деформациям. Усадка можсг происходить и за счет химических процессов — тогда она называется контракцией, например при уплотнении геля цементного камня вследствие гидратации клинкерных минералов. На величину усадки цементного камня влияет много факторов. Так, алитовые и более грубом олотые цементы меньше склонны к усадке. Снижение водоцементного отношения, при прочих равных условиях введение порошковидных заполнителей также приводят к снижению усадки. Повышают усадку добавка хлористого кальция, обработка цементного камня или бетона паром под давлением в автоклавах. [c.380]

Дополнительное давление набухания (я,—Яд) в (IX.3), обусловленное доннановским распределением ионов, было значительно ранее другим путем рассчитано Проктером и Вильсоном для объяснения более сильного набухания белковых студней (желатины) в кислых и щелочных средах. В студнях белков эти эф кты слабее, чем в невулканизованных гелях полиэлектролитов, ввиду меньшей плотности расположения зарядов (в белках одна СОО -группа приходится на 7—9 аминокислотных остатков), однако в них набухание, подобно осмотическому давлению, проходит через четкий минимум в изоточке. Таким образом, к начальному изоэлектрическому набуханию, механизм которого описан выше (стр. 180—181), в белковых студнях добавляется дополнительное набухание при изменении pH величина этого набухания, как указывалось, ограничивается упругим напряжением в набухшем студне. [c.188]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология