Ксерогели набухание

Набуханию подвержены также высушенные гели — ксерогели. Поглощение дисперсионной среды ксерогелями связано с капиллярным всасыванием и растяжением элементов пространственного каркаса и постепенным их заполнением средой. Лио-фобные ксерогели, имеющие прочные узлы сцепления структурных элементов, набухают незначительно, в отличие от лиофильных — студней, активно вступающих во взаимодействие с растворителем. [c.29]

Лиофобные хрупкие гели сохраняют свой каркас при высушивании, т. е. при полном удалении дисперсионной среды. Высушенные гели — ксерогели — способны вновь впитывать жидкую среду при контакте с ней. Однако набухание в этих системах проявляется очень слабо или вообще отсутствует вследствие довольно прочных связей в местах контактов между частицами и жесткости самих частиц. Сухие хрупкие гели ввиду пористости имеют сильно развитую [c.475]

Помимо увеличения массы набухающего ксерогеля, также происходит и резкое увеличение его объема. Это легко может быть продемонстрировано на набухании каучука, желатина, сухого агар-агара и др. [c.204]

Основным недостатком этого метода является малая прочность прибора (пористого дна), позволяющая определять давление примерно только 6—7 атм, в то время как ксерогели могут развивать давления, доходящие до 1000 и более атмосфер. Набухание проис- [c.206]

Одним из свойств эластических гелей является способность избирательно поглощать растворитель, т. е. процесс набухания происходит только в той среде, в которой гель способен растворяться. Гели, набухание которых сопровождается полным их растворением, например каучука в бензоле, а пептона, альбумина, гуммиарабика в воде и т. п., называются неограниченно набухающими. В противоположность этому гели (ксерогели), поглощающие растворитель, но при набухании не переходящие в золи, называются ограниченно набухающими желатин, агар-агар и др. При создании определенных условий (повышение температуры, изменение реакции среды и др.) ограниченно набухающие гели все же могут переходить в золи. [c.232]

Гели большей частью образуются путем застудневания золя или путем набухания, т. е. поглощения растворителя сухим веществом. Жидкость из геля может быть удалена испарением, если она летуча. Если этот процесс сопровождается сжатием, приблизительно соответствующим объему удаленной жидкости (как г то имеет место в высыхающих гелях желатины), то получаемый продукт, хотя он и тверже и прочнее, обычно имеет вид геля и называется ксерогелем. Если при удалении жидкости сжатие минимально и жидкость заменяется газом, то получаемый продукт называется аэрогелем (стр. 237). [c.235]

Разумеется, различие между неподвижной фазой набухших гранул геля и подвижным элюентом тем сильнее, чем больше различается по составу растворитель в обеих фазах. Это имеет место в так называемой распределительной хроматографии если суспендировать гидрофильный ксерогель, например, в большом избытке бутанола, насыщенного водой, то гель извлекает из смеси преимущественно воду и до известной степени набухает. Процесс набухания можно продолжить, многократно обрабатывая гель новыми порциями системы до достижения равновесия. Однако в итоге гель все же набухает гораздо меньше, чем в чистой воде. Можно себе представить, что в порах геля находится вода, насыщенная бутанолом, а вне гранул — бутапол, насыщенный водой. В процессе хроматографирования распределение происходит между этими двумя фазами, причем скелет геля служит зачастую только инертным носителем. На такой колонке в препаративных масштабах должны разделяться все соединения, которые легко анализировать методом хроматографии на бумаге. По сравнению с порошком целлюлозы, например, сефадекс обладает тем преимуществом, что на нем можно работать с гораздо большими скоростями кроме того, поскольку неподвижная фаза в сефадексе действительно пронизывает весь гель, распределительные колонки подобного типа обладают значительной емкостью. [c.195]

В распоряжении экспериментаторов, использующих гель-хроматографию, должно находиться большое число видов гелей с одинаковыми общими химическими характеристиками, чтобы можно было соответствующим образом подобрать интервал фракционирования. У большинства ксерогелей интервал фракционирования определяется степенью сшивки, от которой зависит способность геля к набуханию. Чем ниже степень сшивки, тем сильнее гель может набухать и тем доступнее он становится для больших молекул. Выпускаемые в настоящее время гели допускают широкий выбор интервалов фракционирования (для молекулярных масс от 10 до 10 ). Очень важное свойство гелей — их механическая прочность заполняющий колонку слой геля не должен деформироваться при пропускании через него потока элюента. Деформация частиц геля приводит к увеличению гидравлического сопротивления хроматографического слоя, сопровождающемуся уменьшением скорости течения, а иногда даже деформацией слоя в целом, вследствие которой он становится совершенно непроницаемым для растворителя. Обычно более сильно набухающие гели характеризуются меньшей механической стойкостью, и поэтому при работе с ними обычно надо строго придерживаться определенных правил (см. разд. 6.3). [c.348]

СТО гелями), также способны поглощать большие количества воды или других жидкостей, как и эластичные ксерогели (студни). Однако, поскольку это поглощение почти не сопровождается увеличением объема, оно не является набуханием в точном смысле этого слова, а потому именуется общим термином оводнение. [c.190]

Разнообразные способы получения студней могут быть разбиты на две основные группы а) желатинирование растворов и б) набухание сухих веществ (ксерогелей) в соответствующих жидких средах. [c.366]

Различные ксерогели при взаимодействии с данной жидкостью ведут себя неодинаково. Так, например, если в воду при комнатной температуре поместить пластинку желатина, то процесс набухания ее будет продолжаться до тех пор, пока это вещество не поглотит определенный объем жидкости, после чего набухание приостанавливается. Такие вещества, как желатин, носят название ограниченно набухающих в воде. Иное наблюдается при погружении в воду таких веществ, как гуммиарабик. Последний, набухая в воде, постепенно при этом пептизируется, образуя золь. Гуммиарабик является представителем неограниченно набухающих веществ. Кроме желатина, к числу ограниченно набухающих веществ относятся агар-агар, крахмал, столярный, рыбий клей и др. К числу неограниченно набухающих, наряду с гуммиарабиком, относятся пептон, альбумин, гемоглобин и др. [c.390]

Пере.ход ксерогеля в золь сопровождается разрывом связи между отдельными частицами. Как мы видим, это может быть осуществлено или изотермическим путем (при тиксотропии и при неограниченном набухании), или же путем повышения температуры (для ксерогелей, набухающих при обычной температуре ограниченно). [c.390]

Д3,ля того чтобы вызвать набухание ксерогеля, обычно достаточно погрузить его в соответствующую жидкость. Набухание возможно и в парах данной жидкости. Однако гель в парах набухает гораздо меньше, чем при погружении его в жидкость. [c.393]

Количества жидкости, поглощаемые набухающим гелем, во много раз превосходят вес самого геля. Так, желатин при комнатной температуре (в зависимости от сорта) может поглощать 500 % и более воды, агар-агар — до 700%, казеин — 100%. Нативный крахмал связывает при набухании при низкой температуре около 33% воды, а некоторые препараты клетчатки — около 12 %. Лиогели, образующиеся в результате набухания ксерогелей, беднее влагой, чем получаемые желатинированием золей. [c.394]

Рис. по. Кривая набухания ксерогеля (по изменению объема). [c.395]

Как установлено опытным путем, в процессе набухания положительный тепловой эффект наблюдается лишь при поглощении ксерогелем первых сравнительно небольших порций жидкости (порядка 0,3—0,4 г на 1 г сухого коллоида). [c.396]

Контракция. Набухание ксерогеля сопровождается изменением общего (суммарного) объема системы гель — жидкость наблюдается сжатие, контракция. [c.397]

На рис. 114 дана кривая, выражающая собой величину контракции системы С в сж /г в зависимости от степени набухания г. Из рисунка видно, что контракция особенно сильно выражена при поглощении ксерогелем первых порций жидкости. В этом отношении имеется полная аналогия с тепловым эффектом (см. рис. 112) малые количества жидкости связываются в начале набухания с наибольшим тепловым эффектом и подвергаются наиболее сильной контракции. В последующем, при поглощении дальнейших количеств влаги оба эффекта быстро затухают. [c.397]

Общий объем VI равен объему колонки. Внешний объем Увв можно определить, если хроматографировать на колонке, заполненной гелем, какое-либо высокомолекулярное вещество, не способное проникать в поры геля объем растворителя, прошедшего через слой геля до проскока хроматографируемого вещества, соответствует внешнему объему. Внутренний объем Упор связан с пористостью геля. Для ксерогелей, т. е. для слабонабухающих гелей. Упор определяется сравнительно просто. Для этого следует знать величину 5г, называемую емкостью геля по растворителю и равную количеству растворителя в граммах, поглощенного при набухании 1 г сухого геля. Для определения емкости по растворителю навеску сухого геля оставляют набухать в выбранном растворителе, затем последний удаляют осторожным продолжительным центрифугированием, после чего набухший гель взвешивают. Разность масс набухшего и сухого гелей, отнесенная к единице массы сухого геля, и составляет значение 5г. Отсюда [c.227]

Системы с коагуляционной структурой, из которых высушиванием удалена дисперсионная среда, способны в той или иной степени поглощать эту среду при контакте с ней. Поглощение среды сухим гелем — ксерогелем (от греч. ксерос — сухой) мйжет обусловливаться как простым капиллярным всасыванием, так и раздвижением элементов структуры геля вследствие возникновения расклинивающего давления и заполнения образовавшихся промежутков средой. В последнем случае говорят о набухании [c.321]

В заключение необходимо указать, что студни высокомолекулярных веществ при малом содержании в них растворителя очень близки по свойствам к самим высокомолекулярным веществам. Конечно, выеокомолекулярное вещество, не содержащее растворителя, не является студнем или гелем, но оно может быть получено из студня путем высушивания и легко превращено в студень в результате набухания. Поэтому высокомолекулярные вещества, способные набухать, часто рассматривают как предельное состояние геля при удалении из него растворителя и называют ксерогеля-ми, т. е. сухими гелями (ксерос —по-гречески сухой). Высокомолекулярные вещества, не способные к набуханию, обычно называют смолами. [c.490]

Гели могут быть получены при желатинировании растворов полимеров и золей или при набухании ксерогелей (хегоз по-гречески — сухой), например пластинок столярного клея, сухого желатина, крахмала и др. Кроме того, они могут образоваться в результате реакций полимеризации и конденсации, например получение пластмасс, каучука и т. п. Такие пищевые продукты, как простокваша, кефир, сыр и др., представляющие собой гели, могут быть получены под воздействием ферментативных процессов. [c.197]

Системы с коагуляционной структурой, из которых высушиванием удалена дисперсионная среда (ксерогели), способны в той или иной степени поглощать эту среду при контакте с ней. При этом происходит раздвяжение элементов структуры геля и заполнение образовавшихся промежутков дисперсионной средой. Этот процесс называется набуханием. Очевидно, что набухание является процессом, обратным синерезису. Вследствие того, что при образовании пространственной структуры лиофобных систем места контактов закрепляются довольно прочно, лиофобные ксерогели набухают незначительно. [c.152]

Существует так называемый ЦГредеровский парадокс, который заключается в том, что ксерогель желатины сильнее набухает в жидкой воде, чем при соприкосновении с насыщенными водяными парами при той же температуре. Если допустить, что гель, набухший в парах, может еще иметь некоторое давление набухания в жидкой воде, то это противоречило бы второму закону термодинамики, ибо таким путем можно было бы создать механизм для изотермического превращения тепла в работу. Вопрос остается неразрешенным, поскольку проведение удовлетворительного эксперимента трудно осуществимо. [c.245]

Характеристикой пористости геля, если это истинный ксерогель, может служить степень его набухания. Емкость по растворителю Sr (solvent regain), введенная вначале Пеппером и др. [7] для ионообменных смол, равна количеству растворителя в граммах, поглощенного при набухании 1 г сухого геля [8]. Для гранулированного геля емкость по растворителю можно легко определить следующим образом отвешенное количество сухого геля оставляют набухать в избытке растворителя, растворитель между гранулами геля удаляют осторожным продолжительным центрифугированием на сите и вновь взвешивают набухший гель (подробнее эта методика описана на стр. 93). [c.31]

В последнее время были предприняты попытки изучить влияние температуры на объем выхода. При хроматографировании белков на ксерогелях следует учитывать влияние повышенной температуры не только на объемные параметры молекулы [16], но и на степень набухания геля [17]. Калибровочная кривая элюирования полистиролов на стирагелях(фиг. 35)построена с учетом данных, полученных при трех различных температурах [18]. Эти результаты убедительно показывают, что объем выхода не зависит от температуры. [c.114]

При обсуждении объемных соотношений в слое геля исходят из предположения, что в набухшем геле имеются, области, куда могут проникать лишь такие молекулы, размеры которых не превышают некоторой определенной величины. Наличие в гелях областей, соответствующих молекулам определенных размеров, Флодин [13] объяснял специфической структурой геля. В набухшем ксерогеле концентрация полимера вблизи поперечных мостиков (сшивок) настолько высока, что крупные молекулы уже не могут проникнуть в эти области. Размеры и число таких областей определяются степенью сшивки геля (т. е. его способностью к набуханию), с одной стороны, и размерами молекул исследуемого вещества — с другой. В аэрогелях или подобных им жестких носителях (например, в стирагеле) размеры труднодоступных областей уже определены специфической структурой полимера. В этом случае действительно можно говорить о порах , существование которых в ксерогеле можно допустить лишь при значительном упрощении. [c.115]

Ксерогель-аэрогелевые гибриды обладают структурными особенностями гелей обоих типов. У этих так называемых негомогенных гелей твердая полимерная матрица с большим числом поперечных связей пронизана многочисленными микро-порами, образуюш,ими, как и в аэрогелях, так называемые макропоры (см. ниже рис. 7.4, гл. 7). Микропористые части структуры способны сольватироваться подобно ксерогелям, но только в небольшой степени из-за наличия большого числа поперечных связей. Набухание в воде или органических растворителях приводит только к небольшим изменениям объема. Поскольку полимерная матрица довольно жесткая, гели этого ти- [c.343]

ВИДОВ ЭТОГО геля сферой 40, 100, 300, 1000 и 100 000 (табл. 6,ЗА). В продажу сферой поступает в сухом виде. Основными преимуществами его являются высокая механическая прочность и химическая стойкость. Механическая прочность сферона близка к прочности ионообменных смол, и хроматографирование на нем можно вести при высоких скоростях потока. Объем геля при набухании меняется ничтожно мало, а для набухания требуется около 4 ч. По своей внутренней структуре эти гели являются макросетчатым ксерогель-аэрогелевыми гибридами. [c.353]

Эта же фирма выпускает макропористые полистирольные гели — стирагели, представляющие собой ксерогель-аэрогелевые гибриды. Эти материалы химически и механически очень устойчивы, обладают отличными хроматографическими характеристиками, при набухании объем их очень мало меняется. К гелям этого же типа относится биобедс SM. [c.356]

Виды сорбентов. Сорбенты для эксклюзионной хроматографии полимеров должны быть термически и механически стойкими с большим объемом пор малым сопротивлением внутрённей массо-передаче и току элюента а главное — они не должны иметь адсорбционной активности. Различают два типа сорбентов ксерогели и аэрогели (рис. VU.16). Ксерогели —это однородносетчатые и гетеросетчатые органические гели, пористая структура которых образуется в результате набухания геля в элюенте. Аэрогели сохраняют пористость в сухом виде, В зависимости от способности набухать в водной среде или в органических растворителях органические гели делятся на гидрофильные, гидрофобные или универсальные. [c.179]

Физико-химические свойства хрупких ксерогелей в основном определяются капиллярными явлениями. Подобные образования легко впитывают всякую смачивающую их жидкость, независя-мо от ее химического состава. При этом объем ксерогеля не изменяется, и он не переходит ни в лиогель, ни в золь (т. е. здесь нет ни набухания, ни пептизации ксерогеля). Этим хрупкие студни резко отличаются от эластичных. [c.389]

Эластичные гели при поглощении жидкости увеличиваются в объеме — набухают, а при высушивании снова сжимаются Такое попеременное изменение объема при набухании и отбухании может быть повторено неограниченное число раз (в отличие от ксерогелей неорганических коллоидов — хрупких ксерогелей). [c.389]

Ксерогели лиофилоз обычно отличаются хорошей гибкостью, причем это свойство по мере набухания еще возрастает. В общем следует отметить, что механические свойства эластичных гелей в большой степени зависят от способа их получения, предшествующей механической обработки и т. д. [c.390]

Весовой метод определения набухания удобен для ксерогелей, имеющих форму пластинки, бруска и т. п. (вообще вид сплошной массы определенной формы). Для определения набухания порошкообразных веществ обычно пользуются объемным методом. Но он менее точен, чем весовой. Кульман предложил центрифугально-весовой метод определения набухания порошкообразных веществ (отделение набухшего студня от избытка жидкости на стеклянном фильтротигле при помощи центрифуги с последующим взвешиванием его). Этим методом Пинес исследовала гидрофильность хлебопекарных объектов. Величину набухания иногда определяют по объему фильтрата (разность между объемами жидкости, первоначально взятой и остающейся свободной по окончании процесса набухания, дает количество ее, связываемое набухающим гелем). [c.394]

Величину контракции можно измерить при помощи дилатометра. Один, из приборов этого рода представлен на рис. 113. Резервуар А, снабженный на шлифе градуированной капиллярной трубкой К, заполняется дву.мя жидкостями нижний слой — среда для набухания (например, вода), верхний— индифферентная жидкость, в которой данный ксерогель (например, желатин) не набухает (бензол, толуол и т. п.). Испытуемое тело подвешивают в индифферентной жидкости и выдерживают в ней некоторое время (пока температура всей системы не выравнится). После этого кран в правом колене закрывают и ксерогель опускают в нижний (водный) слой сосуда А, где коллоид и набухает. Размер контракции определяют по опусканию мениска жидкости в капилляре К и выражают в куб. сантиметрах на 1 г сухого коллоида. [c.397]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология