Желатин осмотическое давление

На осмотическое давление растворов ВМС существенное влияние может оказывать присутствие в растворе низкомолекулярного электролита. Зависимость осмотического давления от pH среды для раствора желатины показана на рис. 1-7. Как видно из приводимых данных, на осмотическое давление оказывает влияние не только pH среды, но и тип низкомолекулярного электролита. Расчет осмотического давления [c.36]

Осмотическое давление. Осмотическое давление коллоидных растворов прямо пропорционально числу частиц коллоида в единице объема. Однако, так как по величине и массе коллоидные частицы в огромное число раз превосходят обычные молекулы, то естественно, что число молекул растворенного всщества, например в 17о-ном молекулярно-дисперсном растворе, в соответствующее число раз превосходит число частиц коллоида, находящихся в таком же объеме 1%-ного коллоидного раствора. Вследствие этого осмотическое давление коллоидных растворов много меныие, чем осмотическое давление истинных растворов. Так, осмотическое давление 1%-ного раствора сахара (молекулярный вес сахара М=342 прн комнатной температуре равно 0,725 атм, т. е. 743 см вод. ст., а желатина, частичный вес которой равен примерно 20 000, т. е. раз в 60 больше, чем у сахара, обладает в 1%-ном растворе осмотическим давлением всего в 10 см вод. ст. [c.511]

Зависимость осмотического давления растворов желатины от их pH [c.37]

Основная заслуга в основании коллоидной химии принадлежит Т. Грэму, об исследованиях которого (фосфорные кислоты) уже говорилось. Занимаясь определениями осмотического давления различных растворов, Грэм сконструировал осмометр, состоящий из подвешенного в испытуемом растворителе (воде) колокола с отверстиями вверху (обрезанная верхняя часть склянки для жидких продуктов). Снизу колокол был затянут пергаментной бумагой. Этот прибор Грэм назвал диализатором, и с его помощью изучал осмотические свойства различных растворов, в том числе растворов желатины. Название коллоид (хо .) а— клей ) Грэм ввел в 1861 г. Он писал Так как желатина представляет собой особый тип веществ, было предложено обозначать вещества этого типа названием коллоиды и трактовать о такой форме агрегации, как о коллоидном состоянии материи. Противоположным коллоидному является кристаллическое состояние материи. Вещества, принадлежащие к данной форме состояния материи, следует обозначить названием кристаллоиды... Коллоиды представляют собой динамическое состояние материи, кристаллоиды — ста-тическое. Коллоиды обладают энергией... [c.446]

Прибавление малых количеств солей к водным растворам высокомолекулярных соединений не вызывает явной коагуляции, но оно может обусловливать помутнение растворов, повышение вязкости, изменение осмотического давления и некоторых других свойств. Устойчивость растворов высокомолекулярных соединений зависит также от концентрации водородных ионов. В изоэлектрической точке (для желатины при pH = 4,7) осмотическое давление, вязкость и набухание достигают наименьшего значения. [c.158]

Исследования растворов желатины в присутствии соляной кислоты показали, что 1) изменение концентрации НС1, а с ней и pH сильнейшим образом влияет на величину осмотического давления 2) изменение это проходит через некоторый минимум, совпадающий с изоэлектрической точкой (для желатины равной 4,7) 3) при повышении концентрации, т. е. с понижением pH, величина Р растет и, достигнув максимума (для желатины при pH около 3), вновь начинает падать 4) при повышении pH от изоэлектрической точки (для желатины с прибавлением щелочи) величина Р также растет и проходит через второй, максимум. Кривая Р=/(рН) аналогична кривой набухания Ди=/(рН) (рис. 43, стр. 184), что говорит о том, что физическая причина изменения степени набухания и величины осмотического давления одна и та же. Причина эта заключается в том, что в изоэлектрическом состоянии (С-потенциал равен нулю) вследствие уменьшения сольватации макромолекулы высокополимера агрегируются (структурируются) в более сложные и крупные комплексы, внутрь которых при набухании с большим трудом проникают молекулы растворителя (уменьшается величина Av), а уменьшение при этом числа кинетических единиц естественно ведет к снижению и осмотического давления. [c.200]

Замечание. Помимо конго красного можно использовать для этой цели и другие золи, например, 1%-ный раствор желатины, предварительно прокипяченный в течение 15 мин. За 24 ч раствор поднимается в капиллярной трубке на высоту 5—6 см. Таким образом, золи, как и истинные растворы, обладают осмотическим давлением, только очень малым. [c.171]

Нетрудно представить, что кривая, выражающая зависимость осмотического давления раствора желатина от pH, также должна иметь седлообразную форму. В изоэлектрическом состоянии свернутая в плотный клубок макромолекула обладает очень малой гибкостью и число сегментов, играющих роль кинетических единиц, минимально. При значениях pH выше и ниже изоэлектрической точки макромолекула желатина, распрямляясь, становится все более гибкой, что и обуславливает увеличение числа движущихся сегментов, а следовательно, и рост осмотического давления. При добавлении в раствор избытка кислоты или щелочи, как было показано выше, гибкость молекулярной цепочки начнет опять уменьшаться, уменьшится и число движущихся сегментов, в результате понизится также и осмотическое давление раствора. [c.472]

Работа проводится следующим образом. Приготовляется 1,5 дм раствора электролита (например НС1) определенной концентрации (по указанию преподавателя). На полученном растворе готовится 40—50 см 1%-ного раствора желатины. Далее коллодиевый мешочек, закрытый резиновой пробкой, вместимостью 40—50 см , наполняется раствором желатины, после чего в пробку вставляется капилляр (для этой цели можно использовать капиллярную пипетку на 1 см ). Мешочек помещается в стакан объемом 1 дм , до уровня пробки (рис. 135). Стакан заполняется раствором приготовленного электролита. Система оставляется в покое на 1—2 дня для достижения равновесия, что может быть установлено по постоянству высоты мениска жидкости в капилляре, характеризующей величину осмотического давления. После достижения равновесия капилляр удаляется и вместо него в отверстие пробки вставляется маленькая воронка. Путем сдавливания мешочка можно добиться поднятия жидкости в воронку, после чего производится измерение э. д. с. с помощью двух каломельных электродов. [c.311]

Как и все равновесные системы, растворы полимеров обладают свойствами обратимости если изменить условия, в которых находится раствор, а потом создать первоначальные условия, то и свойства раствора станут прежними. Так, например, если 1%-ный водный раствор желатина выпарить на водяной бане, а затем разбавить водой вновь до 1%-ной концентрации, то его вязкость, осмотическое давление, электропроводность восстановятся. [c.201]

Отсутствие заряда у дисперсной фазы соответствует изоэлектрическому состоянию. В изоэлектрическом состоянии белки обладают наименьшей устойчивостью, наименьшей вязкостью, минимальным осмотическим давлением и наименьшей способностью к набуханию. Изоэлектрическому состоянию желатина соответствует рН=4,7. [c.228]

Так, Бромберг [208], исследовавший эмульсии, стабилизированные растворами желатины, предположил, что силы отталкивания могут появляться вследствие возникновения в набухших гелеобразных слоях между капельками эмульсии осмотического давления, препятствующего свободному вытеканию жидкости. Эта идея получила в дальнейшем свое развитие в работе Фишера [209], предложившего метод расчета осмотического давления в перекрывающихся полимерных адсорбционных слоях. [c.160]

На рис. 16 схематически изображена осмотическая ячейка, с помощью которой можно с успехом демонстрировать довольно высокие осмотические давления растворов. Эта ячейка изготовляется следующим образом. Шоттовский стеклянный фильтр 1 марки Ш2 хорошо прогревают на пламени газовой горелки и вливают в него нагретый 15%-ный раствор желатины, так чтобы на дне фильтра образовался слой толщиной в 1 мм. После того как желатина застынет, вливают в фильтр 3%-ный раствор гексациано-(П)феррата калия и погружают его в раствор сульфата меди такой же концентрации примерно на сутки. Из латунной ленты изготовляют кольцо 2, которое как обруч должно плотно охватывать слегка конические стенки стеклянного фильтра, причем по обеим сторонам кольца должны быть ушки 3 с отверстиями, в которые будут входить концы пружинок 4, крепящих резиновую пробку 5. Исследуемый раствор наливают в подготовленную таким способом осмотическую ячейку и, следя за тем, чтобы внутри не оставалось пузырьков воздуха, плотно закрывают ее пробкой со вставленной в нее манометрической трубкой 6. Следует отметить, что после каждого опыта ячейку вновь приходится изготовлять заново, так как она становится непригодной для [c.48]

Физические свойства раствора обнаруживают подобное же влияние pH. На рис. 10 представлена найденная Лебом зависимость от pH вязкости растворов желатины одной и той же весовой концентрации. Кривая вязкости обнаруживает ясный минимум в изоэлектрической точке и растет при смешении коллоида с кислотой или основанием. Является ли причиной увеличения вязкости только возрастающая сольватация или же оказывает также влияние тормозящее действие противоионов, внешних по отношению к самим частицам желатины,— не совсем ясно. Рис. 11 и 12, также взятые у Леба, иллюстрируют соответствующее влияние pH на осмотическое давление (см. стр. 228) и электропроводность. На величину последней, очевидно, несколько влияет и подвижность ионов неорганического электролита, наличие которых необходимо, чтобы изменять pH. [c.223]

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]

Так, осмотическое давление 1%-ното раствора сахара (молекулярный вес сахара М = 342) при комнатной температуре равно 0,725 атм, т. е. 749 см вод. ст., а желатина, частичный вес которой равен примерно 20 ООО, т. е. раз в 60 больше, чем [c.360]

Попытки применить рассмотренные выше методы для измерения молекулярных весов таких веществ, как каучук, желатина, крахмал и т. д., не дали совпадающих результатов. Так, например, для каучука значения молекулярных весов, определенные методом осмотического давления, составляли 200000—500000, методом понижения точки замерзания растворов — от 1000 до 5000. (Метод повышения точки кипения не всегда пригоден для полимеров, так как полимерные молекулы при повышенных температурах склонны к деструкции.) Значительное расхождение в этих величинах было совершенно непонятно, так как теоретическая основа методов одинакова. В течение многих лет большую величину отвергали, потому что она не соответствовала представлениям того времени о химическом строении вещества. Можно было думать, что несомненно завышенные значения молекулярного веса являются результатом какой-либо физической ассоциации или агломерации истинных молекул. Однако в то время никому не удалось выделить и идентифицировать постулированные истинные молекулы. [c.31]

Сходство уравнения набухания с уравнением осмотического давления привлекло внимание исследователей. Так, Бикерман сравнивая оба уравнения, приходит к выводу, что газовое уравнение можно преобразовать в уравнение (154), еслн вместо люлекулы — точки (для газа) — принять за действующую единицу поверхность мицеллы, т. е. ввести величину удельной поверхности 5о. Исходя кз этого, можно определять по давлению набухания величину 5о. Для желатины == 1,1 10 что очень близко подходит к величине 5о для целлюлозы. [c.386]

Согласно теории С. М. Липатова для осмотического поглощения необходима разность осмотических давлений раствора фракции низкого молекулярного веса вне и внутри клетки. В процессе сорбции на поверхности клетки образуется сольватный слой воды, достаточно прочно связанный адсорбционными силами со стенкой клетки. Растворимость фракции желатина низкого молекулярного веса в таком слое мала. Поэтому разность концентраций растворимой фракции желатина внутри и на внешней поверхности клетки незначительна, что и приводит к ничтожно малому осмотическому поглощению. [c.45]

Таким образом, замкнутая клетка является осмотической ячейкой и диффузия жидкости обусловлена разностью осмотических давлений растворимой фракции. Теория подтверждается прямыми экспериментами, показывающими зависимость набухания от кон-центрации растворимых фракций во внешней жидкости. Так, напри-мер, если желатин, набухший в чистой воде, поместить в раствор, содержащий растворимую фракцию, то произойдет отбухание (про- цесс, обратный набуханию, сопровождающийся уменьшением объема тела). [c.17]

Следует заметить, что теория Доннана не только объясняет форму кривой, характеризующей изменение осмотического давления при изменении pH, но и позволяет предсказать, что при введении в систему кислоты с двухвалентным анионом кривая должна лежать ниже кривой для кислоты с одновалентным анионом. На рис. XIV, 15 изображены подобные кривые, полученные Лёбом при oбaвлeнии к раствору желатина НС1 и HaSO . Сплошными линиями показаны [c.475]

Рис. XIV, 15. Вычисленные и найденные значения осмотического давления подкисленных растворов желатина / —H I, найдено 2 —НС1, вычислено 3 —HjSO(. найдено 4 —HjSOi, вычислено.

Очень просто объясняется с позиций теории мембранного равновесия и известная зависимость объема набухшего белка (например, студня желатина) от pH среды. Минимальная степень набухания студня должна соответствовать изоэлектрической точке белка, так как при этом минимально и осмотическое давление, являющееся причиной набухания. По обе стороны от этого минимума кривая зависимости объема от pH поднимается и, достигнув максимума, спускается, поскольку таким же образом от pH зависит и осмотическое давление. При трактовке набухания с точки зрения Доннана соверщенно все равно, являются ли макромолекулы белка кинетическими отдельностями или образуют трехмёрную сетку. Иначе говоря, безразлично, какими причинами удерживаются вместе поливалентные ионы в системе — в результате ли наличия полупроницаемой перегородки или тем, что эти поливалентные ионы связаны друг с другом прочными связями и образуют трехмерную сетку. [c.476]

Если раствор и растворитель разделить при помощи полупроницаемой перегородки (мембраны), пропускающей свободно молекулы растворителя и препятствующей прохождению растворенного вещества, то диффузия становится односторонней — проникает через перегородку только растворитель. Роль полупроницаемых мембран могут выполнять как ткани животных и растений — мочевой пузырь, стенки кищечника, протоплазма клеток и др., так и искусственно изготовленные мембраны (пленки из коллодия, желатины, целлофана и т. д.). 0,лнос.тпронняя диффузия растворителя раствор н.азыва осмосом, а си- "ла, обусловливающая осмос, отнесенная к единице поверхности полупроницаемой мембраны, называется осмотическим давлением, [c.154]

Приведенные выше результаты для желатины являются новым фактом, подтверждающим ее агрегированность в растворе. К этому вопросу об агрегации можно подойти и другим путем. Известно, что желатина хорошо растворима в НС1 и, таким образом, можно исследовать влияние концентрации НС1 на осмотическое давление. Такие иооледования были проведены и результаты для 1,5%-ного раствора желатины даны в табл. ПО. Рассмотрение этих результатов показывает, что с ростом концентрации НС1 осмотическое давление тоже растет, достигая некоторого предела. [c.319]

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

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]

Особенности осмотического давления коллоидных систем. Из этих особенностей следует отметить прежде всего ничтожно малую величину осмотического давления, измеряемую лишь долями миллиметра ртутного столба, что, очевидно, связано с ничтожно малой частичной концентрацией лиофобных золей. Так, например, для гидрозоля АзаЗд, даже с наивысшей для него весовой концентрацией в 1%, осмотическое давление равно всего лишь 0,026 мм рт. ст.—против 569 мм рт. ст. для раствора тростникового сахара и 7,7 мм рт. ст. для раствора желатины (представителя высокомолекулярных соединений) с такой же весовой концентрацией (1 %). Неудивительно, что в свое время Грэм совсем не мог констатировать такие ничтожные величины Р для золей. Эта особенность, однако, вполне укладывается в рамки закона Р=сЯТ. [c.46]

На рис. 45,а представлены результаты исследования С. М. Липатова, проведенного с 0,5% раствором желатины. Кривая Я=/(Т), т. е. ОАВС, показывает, что для этого раствора существуют две температурные области, в которых осмотическое давление более или менее удовлетворительно следует уравнению [c.196]

Рис. 45. Схематический ход кривых осмотического давления при изменениях температуры а—заюсимость Р ог температуры для желатины (по Липатову) б—гистерезис осмотического давления.

На рис. 45,6 в схематическом виде для раствора желатины представлена гистерезисная петля осмотического давления—AB DA, т. е. необратимый ход кривой P—f T) при быстрых изменениях температуры. При быстром нагревании от Ti до T a осмотическое давление нарастает сначала от точки А до точки D плавно и медленно, что отвечает отрезку ОЛ на рис. 45,а, а потом от точки D до точки С—весьма круто, подобно отрезку АВ на рис. 45,о. При быстром охлаждении от T a до падение осмотического давления идет по совершенно иной кривой СВА (отрезок этой кривой СВ аналогичен отрезку СВ на рис. 45,с). Таким образом, как и в случае гистерезиса оводнения и обезвоживания гистерезис осмотического давления заключается в несовпадении прямого и обратного процессов изменения осмотического давления с температурой. Явление это легко объясняется процессами дезагрегации (деструктурирования) и агрегации (структурирования) макромолекул растворенного полимера при быстром нагревании макромолекулы не успевают дезагрегироваться на большее число более мелких частиц и достичь равновесия при быстром же охлаждении, наоборот, система, пришедшая в равновесие, не успевает придти в новое равновесие путем агрегации и уменьшения числа частиц. Если бы нагревание и охлаждение вести крайне медленно, то значения Р должны были бы уложиться на прямой АС, т. е. пропорционально значениям абсолютнь Х температур, как того требует закон Гей-Люссака. Таким образом, нарушение обратимости процесса изменения осмотического давления в растворах высокомолекулярных соединений является только кажущимся, обязанным влиянию фактора времени, не учитываемого термодинамикой, а следовательно не противоречащим признанию этих растворов за истинные. [c.197]

Влияние примесей на вязкость. Такое влияние принадлежит главным образом эле1 тролитам, содержащимс 1 нередко в самих полимерах. Одни электролиты оказывают структурирующее действие, т. е. повышают вязкость, например соли кальция, тогда как другие, наоборот, разрушают структуры и понижают вязкость, например щелочи, т. е. ионы ОН . В большинстве случаев это действие связано с процессом десольватации и реже —с процессом сольватации дисперсных частиц. Особенно характерно влияние pH на растворы высокомолекулярных электролитов, например белков, а также целлюлозы. Действие это аналогично уже рассмотренному нами влиянию pH на такие свойства, как набухание, растворимость, осмотическое давление, и связано с зарядом и степенью сольватации частиц. Так, растворы желатины обнаруживают мини- [c.220]

Грегор [25] первый четко указал на то, что явление ионного обмена в смолах можно рассматривать как пример доннанов-ского равновесия, причем осмотическое давление внутреннего раствора уравновешивается механическим давлением напряженной полимерной сетки. Основная идея этой концепции, однако, принадлежит Проктору и Вильсону (1916 г.), которые использовали ее для объяснения влияния pH на набухание желатины, Незаряженный сшитый гель набухает в подходящем растворителе до равновесного объема, определяемого главным образом отношением объема, приходящегося на одну поперечную связь, к молярному объему растворителя и величиной термодинамического коэффициента взаимодействия между полимером и растворителем для степени набухания можно вывести термодинамические или статистические формулы (см., например, [26]), причем свободная энергия смешивания уравновешивается свободной энергией растяжения полимерных цепочек. Эта теория, однако, не нашла применения для ионообменных смол, используемых на практике, во-первых, ввиду того, что степень их сшивки достаточно высока, а во-вторых, потому, что свободная энергия растворения сшитой смолы относительно невелика по сравнению с энергией смешивания растворителя с диссоциированными ионами. Если рассматривать фазу набухшей смолы как раствор, то станет очевидным, что молярная концентрация ионов несравнимо больше, чем концентрация полимера таким образом, ответственными за понижение химического потенциала растворителя в среде являются главным образом противоионы. Следовательно, вода из внешнего раствора имеет тенденцию диффундировать внутрь до тех пор, пока энергия растяжения матрицы не скомпенсирует противоположный по знаку член в выражении для свободной энергии. [c.115]

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

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]

Например, ограниченно набухают вулканизованные каучуки, задубленная желатина и другие полимерные продукты, цепные молекулы которых скреплены силами химических связей. В то же время ограниченное набухание происходит и в тех случаях, когда цепи полимера частично скреплены не химическими, а ван-дер-ваальсовыми силами, более прочными, чем энергия межмолекулярного взаимодействия между растворителем и полимером. Именно поэтому, например, желатина при комнатной температуре только набухает, но не растворяется в воде. При ограниченном набухании этот процесс протекает до установления равновесия между осмотическим давлением набухания и механическим напряжением в сетчатом полимере, независимо от того, возникает ли сетчатая структура в результате образования химических связей между цепями полимера или в результате образования ван-дер-ваальсовых связей. [c.249]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология