Гидрофобные ионы молекулы воды

В процессе ионного обмена поглощающийся ион переходит из водной фазы, т. е. из внешнего водного раствора, в фазу ионита, где концентрация молекул воды значительно ниже, чем во внешнем растворе, во всяком случае, для разбавленных растворов. Кроме того, в фазе ионита нарушается структура воды —она становится менее упорядоченной. Поэтому во внешнем водном растворе условия для гидратации ионов более благоприятные, чем в фазе ионита. Вследствие этого ионы, способные к гидратации в большей степени, преимущественно удерживаются в растворе, а гидрофобные ионы, особенно больших размеров, не способные к гидратации и нарушающие структуру воды, вытесняются из раствора в фазу ионита. [c.184]

Гидрофобная гидратация обнаруживается в случае сложных органических ионов и молекул ряда неэлектролитов. Она обусловливается тормозящим действием растворенных частиц на трансляционное движение молекул воды раствора. В отличие от гидрофильной гидрофобная гидратация не является следствием сильного взаимодействия молекул воды и растворенного вещества, а скорее возникает в результате усиления взаимодействия между молекулами Н2О, способствуя тем самым структурированию свободной воды. По представлениям О. Я. Самойлова, гидрофобная гидратация заключается в стабилизации структуры воды частицами растворенного вещества. [c.275]

В случае гидрофобных коллоидов коагуляция электролитами обычно происходит легко и для достижения седиментации достаточно уже сравнительно небольших концентраций ионов. Напротив, коагуляция гидрофильных коллоидов, частицы которых покрыты слоем адсорбированных молекул воды, часто идет значительно труднее, и их седиментация иногда наступает лишь при высоких концентрациях электролита. [c.332]

Гидрофобные группировки ассоциированных молекул образуют ядро мицеллы, а ионизированные группы располагаются на границе раздела мицеллы с водой и контактируют с молекулами воды. В воде такие мицеллы обычно имеют средний радиус 2—4 нм и состоят из 50—100 мономерных молекул [132]. Их форма обычно близка к сферической или эллипсоидной. В неводных неполярных растворителях мицеллы обычно имеют обратную структуру, т. е. ионные группы образуют ядро мицеллы, и углеводородные цепи ионов контактируют с неполярным растворителем [132]. [c.71]

Образование мицелл НПАВ в водных растворах определяется, в основном, силами когезии углеводородных цепей молекул и сродством гидрофильных групп к молекулам воды в случае ионных ПАВ — когезией гидрофобных групп и балансом электрических сил ионизированных групп молекулы. В водных растворах молекулы ПАВ находятся в строго ориентированном состоянии таким образом, что гидрофобные части молекул располагаются центрально друг к другу, а гидрофильные — по отношению к полярному растворителю. В этом случае возникают возможности к образованию ассоциированных соединений. Как правило, мицеллы ПАВ и других ВВ имеют большие коллоидные размеры (40-500 А°), состоят из большого числа молекул (до 200) и обладают большой объемной емкостью, т.е. имеют пустоты. Кроме того, относительно небольшие промежуточные пространства могут возникать при набухании в воде плохо растворимых макромолекул ВВ. В эти пустоты мицелл или промежуточные пространства скоплений макромолекул под влиянием сил межмолекулярного притяжения могут проникать относительно небольшие молекулы ЛВ, образуя соединения, которые очень часто стабилизируются дополнительными побочными валентными силами. Количество включаемого ЛВ зависит от размеров полого пространства мицеллы и молекулы действующего вещества. [c.393]

Высказывались предположения, что гидратация частиц гидрофобных золей имеет место за счет связи молекул воды как с адсорбированными иотенциал-определяющими ионами [77], так и с ионами диффузного слоя [78, 79]. Прочность связи воды с частицами у обоих видов гидратации, очевидно, неодинакова. Целесообразно, как в случае ионных, так и граничных сольватных слоев, различать первичную (более прочно связанную) и вторичную гидратации. Первая, по-видимому, име- [c.147]

В физиологических условиях катионы окружены молекулами воды, т. е. гидратированы. Чтобы проникнуть через мембрану - липофильную структуру - внутрь клетки, ионы должны сменить оболочку с гидрофильной на гидрофобную. Для этой цели и служат ионофоры. В химическом отноше- [c.114]

Для ионов щелочных и щелочно-земельных металлов чем меньше кристаллографический радиус катиона, тем больше гидродинамический радиус, так как для малого иона характерна положительная гидратация и он прочно удерживает гидратную оболочку. Координированные вокруг таких катионов молекулы воды могут вступать во взаимодействие с силикатными анионами или мицеллами, что является начальной стадией процесса агрегации кремнезема. Ионы четвертичного аммония отличаются гидрофобной гидратацией, гидродинамический радиус близок к собственному радиусу иона, причем заряд катиона сильно экранирован органическими радикалами. [c.83]

Согласно современным представлениям, каждая полярная молекула воды связана прочной водородной связью с четырьмя другими молекулами и образует ажурную тетраэдрическую структурную сетку [16, стр. 259]. По-видимому, ионы растворенного вещества, имеющие малый радиус, размещаются в пустотах такой сетки и слабо влияют на структуру воды гидрофобное внедрение). Ионы большого радиуса могут замещать водные молекулы в структурных узлах гидрофильное внедрение). В результате взаимодей-стий ионов растворенного вещества с молекулами воды изменяются термодинамические свойства воды, нарушается ее упорядоченная структура в ближайшем окружении (увеличение энтропии) или, наоборот, происходит стабилизация структуры (уменьшение энтропии). Напомним, что энтропия определяется как отношение количества тепла, полученного или отданного системой, к ее абсолютной температуре. [c.45]

Во вторую группу входят растворимые в воде, но не диссоциирующие и не образующие ионов вещества. Растворение таких соединений обусловлено созданием между кислородными атомами этих соединений и молекулами воды водородной связи и образованием гидратов. Входящая в соединения углеводородная часть предопределяет их гидрофобные свойства. [c.70]

Первое слагаемое АГ3 1 имеет отрицательный знак и характеризует уменьшение растворимости газа за счет разрушения собственной структуры воды под влиянием ионов. Второе слагаемое А з л характеризует изменение растворимости газа за счет образования вблизи ионов зон упорядоченного расположения молекул воды. Знак А з и зависит от характера расположения молекул растворителя в этих зонах. Очевидно, что АГз,ц будет иметь положительный знак только в том случае, если ионы способствуют развитию структуры, характерной для чистой воды. Примером здесь могут быть ионы с гидрофобным характером гидратации, которые обладают положительным солевым эффектом [69]. Третье слагаемое 3,111 характеризует влияние упорядочивающего действия частиц газа на его растворимость в растворе электролита. Этот вклад отрицателен [c.134]

Действие иона на тепловое и трансляционное движение ближайших молекул можно разделить на две составляющие. Первая (гидрофильная гидратация) связана с наличием положительной или отрицательной гидратации, она растет с повыщением температуры и уменьшается при переходе ог растворов в обычной воде к растворам в тяжелой воде. Вторая (гидрофобная гидратация) характеризуется тем, что часть растворенного вещества оказывает на трансляционное движение молекул тормозящее действие и вызвана тем, что часть пространства раствора, соответствующая собственному объему частиц растворенного вещества, оказьшается недоступной для молекул воды. Эта составляющая растет с увеличением размера частиц растворенного вещества. [c.146]

Чаще всего мицеллы имеют сферическую форму. В полярном растворителе, таком, как вода, гидрофобные углеводородные цепи поверхностно-активных веществ сосредоточены внутри сферы, по поверхности которой распределены полярные или ионные головки , ориентированные в направлении противоионов, находящихся в водном растворе. Объединяясь вместе, гидрофобные группы обеспечивают благоприятное изменение энтропии, так как при этом молекулы воды уходят из водноорганической интерфазы и гидрофобные группы приобретают значительную свободу движения внутри мицеллы. Именно это увеличение энтропии приводит к благоприятному изменению свободной энергии при мицеллообра-зовании. [c.283]

Необходимо полностью уяснить себе, что заш,итное действие (т. е. стабилизация коллоидного раствора) проявляется в двояком виде, а именно в 5лектрическом или ионном и в молекулярном. Совершенно правильным будет сказать, что суспензия частиц углерода может иметь две степени устойчивости одну, образуемую ета-потенциалом, и вторую, являющуюся следствием формирования пленки адсорбированного вещества. В первом случае устойчивость объясняется взаимным отталкиванием частиц друг от друга. Во втором случае это действие имеет пространственный или геометрический характер, так как толстая пленка адсорбированного вещества препятствует такому тесному сближению, которое может выявить флокуляцию. Но для этого требуется, чтобы адсорбированная пленка была достаточно толста и в то же время обладала значительной адгезией в отношении частиц. В водных коллоидных растворах эта адсорбированная пленка может фактически состоять из молекул воды. СЗчень показательный пример — это коллоидный раствор агар-агара, поскольку он способен сохранять свою устойчивость, будучи даже изоэлектрическим. Однако добавление 50 процентов спирта или ацетона приводит к дегидратации частиц и последующей флокуляции. Еще более интенсивно происходит дегидратация в коллоидном растворе частиц агар-агара, если добавить к раствору один процент таннина. В этом случае половина углевода молекулы таннина адсорбируется агар-агаром, в то время как ароматическая часть таннина направляется в сторону воды. В конечном итоге частица становится гидрофобной. Таким образом вода десорбируется, вслед за чем наступает флокуляция. [c.86]

Молекулы нафтеновых и жирных кислот имеют асимметричнополярное строение и состоят из полярной группы СООН и длинного неполярного углеводородного радикала. Такие молекулы при адсорбции ориентируются своими полярными группами к частицам цемента и зернам заполнителей, адсорбировавших ионы кальция углеводородные же радикалы при этом обращены наружу. Эти углеводородные цепи гидрофобны, не смачиваются водой, между их концами, образованными метильными группами, существуют лишь сравнительно слабые силы притяжения. Плоскости, образованные метильными группами, являются плоскостями скольжения, если внешняя сила действует касательно к плоскостям (рис. 44), что имеет место при перемешивании, вибрировании, прокате и других механических воздействиях на бетонную смесь. [c.169]

Таким образом, зависимость термодинамических величин q и Ст от л и рассмотренные ИК спектры указывают на начальную фиксацию кислорода молекулы воды на катионах и связывание с ионами кислорода решетки цеолита одного водорода этой молекулы (высокая теплота адсорбции, низкая теплоемкость и узкая полоса валентных колебаний другой свободной группы ОН молекулы воды). Затем идет фиксация молекул воды между катионами К" , что обуславливается располол<ением, концентрацией и гидрофобным характером этих больш-их катионов (см. рис. 2.9). Когда эти возможности исчерпаны, теплота адсорбции падает, а теплоемкость возрастает в соответствии с разрывом при нагревании водородных связей в некоторой части образованных при адсорбции воды ассоциатов. Дальнейший рост q и падение Ст обусловлены, в основном, образованием водородно-связанной сетки ассоциатов воды, фиксированной на поверхностях полостей этого цеолита. Когда образование этих ассоциатов завершено, q снова падает, а Ст растет. Наконец, перестройка сетки ассоциатов при заполнении центральных частей полостей цеолита ведет снова к росту q (уже небольшому) и падению Ст до величины, довольно близкой к теплоемкости жидкой воды. Изменения в инфракрасном спектре при адсорбции воды цеолитом KNaX подтверждают, что с ростом происходит поочередное усиление и ослабление водородной связи. Для цеолита NaX этого не наблюдается. [c.44]

Депрессоры применяют для подавления флотации примесей с целью повышения селективности процесса. В противоположность собирателям депрессоры уменьшают краевой угол, т. е. повышают гидрофильность материала и замедляют или совсем устраняют прилипание его частиц к пузырькам. Депрессор или препятствует сорбции собирателя, вытесняя его с поверхности твердых частиц, или увеличивает гидрофильность поверхности настолько, что действие п дрофобизирующего собирателя становится не эффективным. Например, флотация силикатов подавляется кислотами, ухудшающими сорбцию анионных собирателей в результате вытеснения с поверхности катионов металлов ионами гидроксония НзО . Крахмал, карбоксиметилцеллюлоза и другие высокомолекулярные органические полимеры с множеством полярных групп, удерживающих молекулы воды, сорбируются на твердой поверхности, и ее гидрофильность увеличивается в большей мере, чем гидрофобность от действия собирателя, углеводородные радикалы которого меньше гидрофильных молекул полимера. [c.330]

Среди дисперсных систем коллоидные растворы занимают промежуточное положение между суспензиями и истинными растворами диаметр распределенных частичек в жидкой фазе коллоидного раствора колеблется от 1 до 100 ммк. Коллоидные растворы могут быть получены двумя различными- методами дисперсионным (уменьшением величины частиц более грубых дисперсных систем) и конденсационным (увеличением величины частиц истинных растворов, обладающих молекулярной или ионной дисперсией вещества). Коллоидные растворы называются также золями. В отличие от истинных растворов коллоидные растворы являются оптически неоднородными системами, так как световые лучи в них подвергаются светорассеянию этим объясняется опалесценция коллоидных растворов (различные окраски в отраженном и проходящем свете), что служит отличительным признаком коллоидных систем. Так как величина частиц коллоидного раствора одного и того же вещества колеблется в широких пределах, то окраска этих растворов может быть различной. Для коллоидных растворов характерны все явления, происходящие на поверхности раздела двух фаз, особенно процесс поглощения различных веществ на поверхности (адсорбция). Одним из продуктов адсорбции из растворов могут быть молекулы растворителя, в частности воды. Коллоидные системы, в которых частички неспособны взаимодействовать с дисперсионной средой (в частности, с водой), а следовательно, и не могут в ней растворяться, называются лиофобными (гидрофобными). Например, к гидрофобным коллоидам относятся коллоидные металлы, сульфиды. Лиофильные коллоиды характеризуются тем, что дисперсная фаза взаимодействует с дисперсионной средой и способна в ней растворяться. Если дисперсионной средой служит вода, коллоиды называются гидрофильными (например, желатин, клей и др.). Частички коллоидного раствора, помимо молекул воды, могут адсорбировать на своей поверхности ионьь [c.244]

Реакция идет без катализаторов, однако в условиях нормального протекания жизненных процессов требуется ее ускорение. Последнее достигается в результате катализа ее цинксодержащим ферментом,— карбоангидразой. Этот фермент встречается в трех формах, имеет молекулярную массу 30 000 в состав его входят 260 аминокислотных остатков. В макромолекуле металлофермен-та имеется довольно глубокая полость, внутренняя поверхность которой покрыта гидрофобными группами аминокислотных остатков. В глубине полости находится необходимый для осуществления реакции (а) ион цинка, связанный с тремя остатками гистидина через имидазольные группы. Четвертое координационное место занято, по-видимому, молекулой воды или гидроксидионом. [c.571]

За рубежом интенсивно ведутся исследования по созданию высокоэффективных ПАВ. Наибольшие надежды связываются в настоящее время с созданием ПАВ, совмещающих в себе высокую поверхностную активность и высокую совместимость с пластовыми водами. Такие ПАВ содержат в составе молекулы различные функциональные группы, как например, оксиэтиленовые цепи и сульфо- или сульфонатные группы в сульфоэтоксилатах, карбоксильные в карбоксиметилатах или катионные и анионные группы в амфолитных ПАВ типа бетаинов. Варьируя длину оксиэтиленовых цепей и степень превращения исходного неионогенного продукта в анионный, можно регулировать их свойства применительно к условиям конкретных месторождений. Так, в качестве основного или вспомогательного ПАВ стали применять олигомерические ПАВ. От обычных они отличаются своей молекулярной структурой. Гидрофильную часть молекулы олигомерического ПАВ образуют несколько полярных и ионных функциональных групп, распределенных вдоль углеводородной цепи, которая сравнима по размерам или больше гидрофобной части молекулы [119]. [c.102]

Ион цинка образует хелатные связи с двумя имидазольными группами и боковой цепью глутаминовой кислоты (рис. 7-3). Остатки Arg-245 и Туг-248 образуют водородные связи с субстратом, причем последний выступает в роли общего кислотного катализатора, участвующего в про-тонировавии уходящей группы. В роли атакующего нуклеофила выступает, по-видимому, либо карбоксилатная группа остатка Glu-270, либо молекула воды. В первом случае в качестве промежуточного продукта должев образоваться ангидрид. Наличие гидрофобного кармана объясняет специфичность фермента по отношению к С-концевым аминокислотам с объемистыми гидрофобными боковыми цепями. [c.116]

Карбоангидраза — один из наиболее активных среди известных ферментов. Реакция гидратации СО2 при 25 С характеризуется числом оборотов 10 с" . Тот же самый фермент катализирует гидратацию ацетальдегида [уравнение (7-35)], однако эта реакция протекает в ЮОО раз медленнее. Активность контролируется состоянием ионизации группы с p/(a 7. Согласно наиболее распространенной теории, предполагается, что ион цинка связывает молекулу воды и что комплекс Zn—ОН2 теряет протон, образуя Zn+—ОН (процесс потери протона комплексом Zn—ОН2 характеризуется р/Са 7, т. е. необычно низкой величиной р/Са, что, возможно, связано с гидрофобным окружением [104, 104а]). Zn+—ОН по существу представляет собой стабилизированный гидроксильный ион, существующий при тех значениях pH, при которых ОН обычно имеется в очень небольшом количестве. Именно этот гидроксильный ион и присоединяется к СО2 или к альдегидному субстрату. Таким образом, роль Zn + в этом ферменте состоит в генерировании атакующего основания, а не в поляризации карбонильной груп- [c.141]

При той причине, что белки функционируют в водной среде, а вода обладает исключительно сильно выраженным деассоциирующим действием, образование белковых конформаций не может быть объяснено одним лишь большим числом водородных связей в спиральной и -структурах. Помимо водородных связей решающий вклад в стабилизацию конформаций вносят ионные связи, вандерваальсовы дисперсионные силы и особенно гидрофобные взаимодействия. Под гидрофобными взаимодействиями понимают тот факт, что в водной среде гидрофобные группы плотно контактируют друг с другом с тем, чтобы уменьшить поверхность контакта с водой. Причина этого лежит в том, что соприкосновение гидрофобных групп с окружающими молекулами воды энергетически невыгодно. Об этом говорит то, что значение ДЯ° слегка превышает нулевое. Рассмотрим окружение некоторого гидрофобного бокового радикала таким образом, что оно будет охарактеризовано определенным упорядоченным состоянием молекул воды. Если две гидрофобные группы вступают во взаимодействие, то умень- [c.381]

Для адсорбции органических веществ из водных растворов должны применяться прежде всего углеродистые пористые материалы (различные типы активированных углей) либо органические синтетические сорбенты. Полярные гидрофильные материалы — глины, силикагели, алюмогель и гидраты окислов — для адсорбции веществ из водных растворов практически непригодны, так как энергия взаимодействия их с молекулами воды почти равна или превышает энергию адсорбции молеюул органических соединений. Однако, если в водном растворе молекулы или ионы образуют крупные ассоциаты как, например, ионы и молекулы синтетических поверхностно-активных веществ с длинными цепями углеводородных радикалов или ионы прямых красителей в присутствии минеральных солей, то энергия адсорбции таких ассоциатов или мицелл значительно превышает энергию связи молекул воды с поверхностью даже наиболее гидрофильных материалов. Поэтому синтетические поверхностно-активные вещества (моющие, эмульгаторы и т. п.), прямые красители и другие соединения, обладающие свойствами коллоидных электролитов, хорошо поглощаются из мицеллярных растворов не только гидрофобными сорбентами типа активированных углей и синтетических смол, но и кр(упнопористыми гидрофильными материалами, особенно гидратами окислов алюминия и железа. Последним для сорбции коллоидных ассоциатов следует отдать предпочтение, так как у самых крупнопористых обесцвечивающих углей марок ОУ лишь около 20% поверхности пор доступно для крупных мицелл синтетических моющих веществ, гуминовых кислот или прямых красителей, тогда как практически вся поверхность крупных пор свежеосажденных гидратов окислов алюминия и железа доступна для мицелл этих соединений. [c.99]

Гидрофобные мембраны стремятся оттолкнуть молекулы воды группы со средней полярностью (СООН, КНз, ОН, СНО) могут противодействовать тенденции молекул воды к связыванию, что приводит к разрущению групп молекул и способствует увеличению потока воды через мембрану. В гидрофильных мембранах (например, из ацетатов целлюлозы) значительная часть воды находится в связанном состоянии и не замерзает при охлаждении мембраны до — 80 °С. Подвижность этой воды ограничена, чем объясняется особенность поведения воды, находящейся в сольватной оболочке молекул полимера, образующих поры мембраны капиллярная вода легче удаляется из мембраны, чем связанная. Это очень важно для объяснения селективности мембраны, поскольку связанная вода не может сольватировать ионы растворенных солей, а капиллярная в состоянии сольватировать эти ионы и увлекать их через мембрану. Повыщая гидрофильность мембран с учетом особой роли воды как растворителя и проникающего через мембрану компонента раствора, можно увеличить селективность и проницаемость мембран. Повысить гидрофильность полимерных мембран можно путем увеличения числа гидрофильных и снижения числа гидрофобных групп в макромолекулах полимера, из которого получают мембрану. [c.324]

В качестве последнего примера белков, связывающих малые молекулы, уместно рассмотреть лектины. Эти белки, чаще всего встречающиеся в растениях (но не только в них), связывают производные углеводов со значительной степенью стереоспецифичности. Впервые лектины привлекли внимание исследователей своей способностью агглютинировать эритроциты посредством связывания гликопротеинов мембран. Некоторые лектины специфичны к индивидуальным групповым веществам крови. Интерес к ним увеличился после того, как было обнаружено, что некоторые из лек-тинов агглютинируют преимущественно злокачественные клетки. Посредством иммобилизации на нерастворимом носителе типа агарозы лектины могут быть использованы для очистки гликопротеинов методом афинной хроматографии. Наиболее изученным лек-тином является конкавалин А для этого белка определены аминокислотная последовательность из 238 остатков и трехмерная структура. Конформация конкавалина А весьма примечательна. Семь участков его единственной полипептидной цепи формируют антипараллельную складчатую структуру, а шесть последующих участков образуют другую антипараллельную структуру, перпендикулярную первой. Ион Mn + координирован с двумя молекулами воды и боковыми радикалами Н18-24, 01и-8, Азр-Ш и Азр-14, образуя октаэдр. Ион Са +, расположенный на расстоянии 0,5 нм от Мп +, делит с ним два последних лиганда, а также связан с карбонильным кислородом Туг-12, боковым радикалом Айп-14 и двумя молекулами воды и также образует октаэдрическую конфигурацию. Остатки глюкозы и маннозы связываются в глубоком кармане размером 0,6 X 0,75 X 1,8 нм, образованным, как это ни удивительно, гидрофобными остатками. [c.562]

Рентгеноструктурный анализ комплекса 222 К показывает, что 36-чле-ный цикл валиномицина представляет собой складки из шести фрагментов р-спирали (браслетообразная форма), стабилизированных внутримолекулярными водородными связями шести карбонильных групп с соседними амидными группами К-Н. Благодаря этим водородным связям конформация 222 почти заморожена, а ее центральная полость оказывается идеально соответствующей иону К" . Эффективность связывания этого катиона обеспечивается шестью сложноэфирными карбонильными группами, обращенными внутрь полости молекулы. Липофильные алкильные группы остатков О-валина и Ь-молочной кислоты, составляющих валиномицин, обращены наружу, образуя гидрофобную периферию молекулы. Последняя, во-пер-вых, препятствует проникновению воды к центральной ее части и тем самым предохраняет системообразующие водородные связи от разрушения, и, во-вторых, обеспечивает растворимость и самого валиномицина, и его комплекса с К+ в липофильных средах, в частности в клеточных мембранах. (Вопрос о конформациях валиномицина гораздо сложнее, чем здесь упрощенно изложено — подробнее см. в монографии [ЗЗГ].) Другой тип природного ионофора представлен структурой антибиотика нонактина (223). [c.474]

I Атом железа в геме имеет октаэдрическую конфигурацию, е., железо здесь шестикоординационное. Ион Ре находится центре плоского порфинового квадрата и связан с четырьмя ромами азота пиррольных колец (см. 10.1). Пятым лигандом 4и1яется остаток Н15-87 в а-цепи (или Н1з-92 в.р-цепи), с ато-№м азота которого осуществляется координационная связь тома железа. Шестое координационное место (по другую сто-р ну плоскости порфинового цикла) в. отсутствие кислорода в имает молекула воды. При взаимодействии попавшего легкие кислорода с гемоглобином происходит замещение олекулы воды на кислород, приводящее к образованию окси-[( моглобина (рис. 11.16). Необычным является то, что в этом Ьмплексе Ре + не окисляется в Ре +. Это объясняется тем, 0 в гемовом кармане молекула Ог находится в гидрофобном окружении. [c.375]

Пространственная структура зависит не от длины полипептидной цепи, а от последовательности аминоютслотных остатков, специфичной для каждого белка, а также от боковых радикалов, свойственных соответствующим аминокислотам. Пространственную трехмерную структуру или конформацию белковых макромолекул образуют в первую очередь водородные связи, а также гидрофобные взаимодействия между неполярными боковыми радикалами аминокислот. Водородные связи играют огромную роль в формировании и поддержании пространственной структуры белковой макромолекулы. Водородная связь образуется между двумя электроотрицательными атомами посредством протона водорода, ковалентно связанного с одним из этих атомов. Когда единственный электрон атома водорода участвует в образовании электронной пары, то протон притягивается соседним атомом, образуя водородную связь. Обязательным условием образования водородной связи является наличие хотя бы одной свободной пары электронов у электроотрицательного атома. Что касается гидрофобных взаимодействий, то они возникают в результате контакта между неполярными радикалами, неспособными разорвать водородные связи между молекулами воды, которая вытесняется на поверхность белковой глобулы. По мере синтеза белка неполярные химические группировки собираются внутри глобулы, а полярные вытесняются на ее поверхность. Таким образом, белковая молекула может быть нейтральной, заряженной положительно или же отрицательно в зависимости от pH растворителя и ионо-генных групп в белке. К слабым взаимодействиям относят также ионные связи и ван-дер-ваальсовы взаимодействия. Кроме того, конформация белков поддерживается ковалентными связями 8—8, образующимися между двумя остатками цистеина. В результате гидрофобных и гидрофильных взаимодействий молекула белка спонтанно принимает одну или несколько наиболее термодинами-чесю выгодных конформаций, причем, если в результате каких-либо внешних воздействий нативная конформация нарушается, возможно полное или почти полное ее восстановление. Впервые это показал К. Анфинсен на примере каталитически активного белка рибонуклеазы. Оказалось, что при воздействии мочевиной или р-меркаптоэтанолом происходит изменение ее конформации и, как следствие, резкое снижение каталитической активности. Удаление мочевины приводит к переходу конформации белка в исходное состояние, и каталитическая активность восстанавливается. [c.35]

Органические соединения растворяются в воде, если в состав их молекул входят гидрофильные группы (—80зН, —СООН, —ОН, —ЫНг), содержащие атомы с неподеленными электронными парами. Растворение прн этом происходит за счет образования этими группами водородных связей с молекулами воды (образование гидратов). Чем менее гидратировано соединение и чем более гидрофобна его молекула, тем менее оно растворимо. Если при взаимодействии органического аналитического реагента, содержащего гидрофильные группы, с неорганическими ионами происходит блокирование [c.152]

С другой стороны, молекулы неионогенных ПАВ не содержат диссоциирующих групп и, очевидно, в этом случае такое притяжение между гидрофильной частью молекулы и окружающими молекулами воды играет несколько большую роль. Однако и в данном случае, хотя атом кислорода в гидрофильной группе неионогенных ПАВ обнаруживает относительно б ольшое притяжение к молекулам воды, влияние на растворимость всей оксиэтиленовой группы невелико, так как наличие гидрофобных СНг-групп в полиоксиэтиленовой цепи компенсирует указанное влияние. Вместе с тем растворение неионогенных ПАВ сопровождается возрастанием конформационной энтропии, обусловленной наличием в молекуле длинной и большой гидрофильной группы. Оба эти эффекта обычно малы [3] по сравнению с эффектом, обусловленным диссоциацией ионной группы. Поэтому максимальная концентрация молекулярно-растворенного вещества, т. е. величина критической концентрации мицеллообразования (ККМ), гораздо меньше для неионогенных ПАВ, чем для ионогенных с той же длиной цепи. Например, ККМ додецилсульфата натрия составляет 0,0081 молъ л, тогда как у додецилглюкозида она равна 0,00019 моль л [4]. [c.11]

Гидрофильность самих частиц твердой фазы зависти от их химического состава. Разные группы обладают различной способностью связывать молекулы воды. Гидрофильными являются радикалы —ОН, —СООН, —СО, —СОН, — ONH, —NH2, а гидрофобными — радикалы предельных углеводородов. Гидратируясь, каждая группа —ОН с.вязывает от 1 до 3 молекул воды, группа —СООН — от 3 до 4 молекул, группы —СО п —СОН — 2 молекулы, а группа —СОЫН — 1 молекулу воды. Двойная связь также является гидрофильной . Как упоминалось выше, характер противоионов и способность их гидратироваться оказывает влияние и на толщину гидратной оболочки. Ионы Ы+ и Ыа+ гидратируются больше, чем К , в связи с чем присутствие в фильтрате ионов первой группы при прочих равных условиях приводит к гидрофилизации поверхности частиц и, следовательно, к ухудшению качества фильтрования. [c.81]

На гидрофильных поверхностях преобладают ненасыщенные атомные, ионные или полярные связи, что и обусловливает взаимодействие поверхностей с молекулами воды или их ассоциата-ми. На гидрофобных поверхностях преобладают насыщенные связи, потому они слабо взаимодействуют с водой. Степень гид-рофильности различных материалов определяют чаще всего величиной краевого угла смачивания 0 водой поверхности материалов (рис. 1.6), принимая условно, что при 0 < 90° поверхность хорошо смачивается водой и ее можно считать гидрофильной при 0 > ЭО " поверхность гидрофобна [10, стр. 11]. [c.25]

Маленков и Самойлов показали, что льдоподобная и клатратная структуры энергетически близки, но первые более предпочтительны при низких температурах. При 30—60° С не исключена возможность перехода тетраэдрического льдоподобного каркаса в додекаэдрические структуры клатрат-ного типа, что может быть связано с тепловыми аномалиями свойств воды, проявляющимися при температурах 30—40° С. Они также могут быть преобладающей структурной формой в участках воды, примыкающих к поверхностям раздела, гидрофобным ионам или отдельным частям макромолекул. Рентгеноструктурные исследования Дэнфорда и Леви не подтвердили предположений Полинга и подтвердили модель, подобную модели Самойлова — разрушенный льдоподобный каркас и междоузельные молекулы воды. [c.37]

Частичная замена звеньев 5ВТ на 2М5ВТ (до 70%) не приводит к разрушению системы водородных и ионных связей [45], только полное алкилированне П5ВТ позволяет достичь растворимости в большинстве органических растворителей [87, 88]. Введение метильной группы в основную цепь в случае ПИПТ приводит к высокой и легкой растворимости полимера в воде, что связано с существованием макромолекул в компактной конформации, стабилизированной гидрофобными взаимодействиями метильных групп, тетразольные звенья при этом оказываются доступными для молекул воды [84]. [c.119]

Больших успехов в интерпретации свойств водных растворов алкиламмониевых солей достиг Г. Френк с сотрудниками [63]. Согласно предложенной ими модели, сравнительно большой порядок в таком растворе объясняется взаимодействием молекул воды между собой в слое, примыкающем к иону, и взаимодействием этого с.чоя с окружающей средой посредством водородных связей. Крупный гидрофобный ион алкиламмония, внедрившийся в каркас воды, не способен сильно взаимодействовать с диполями ближайших молекул Н2О. В результате наибольшая часть энергии высвобождается вследствие укрепления водородных связей между этими молекулами, что приводит к значительно более строгой взаимной ориентации молекул Н2О в первой гидратной оболочке и к усилению взаимодействия со следующим слоем воды по сравнению с тем обычным случаем, когда молекулы И2О находятся в гидратной оболочке небольшого иона, способного сильно притягивать их к себе своим электростатическим полем. Так объясняются большие отрицательные значения энтропий растворителя в водных растворах алки.таммони-евых солей. [c.296]

НО не имеют гвдрофобных групп. Оказалось, что и в этом случае зависимости С , =/(Хг) при 273-283 К проходят через максимум, т.е. проявляются эффекты, подобные гидрофобной гидратации. Появление максимума С ,п можно объяснить уменьшением трансляционной подвижности молекул воды добавками больших по размеру ионов [Со (N1 3) дС ]. Но из-за отсутствия в составе указанных катионов гидрофобных групп эффект увеличения растворимости аргона проявляется в области очень малых добавок электролита ( 2 5 10 ).ПриХ2 >5 10 наблюдается высалива- [c.59]