Форма макромолекул в растворе

Среди высокомолекулярных соединений важное место занимают белки. Они играют основную роль во всех жизненных процессах, а продукты их переработки — в технике и производстве. Белки являются полимерными электролитами, так как их молекулы содержат ионогенные группы. Поэтому растворы белков имеют целый ряд особенностей по сравнению с растворами других полимеров. В состав молекул белков входят разнообразные а-аминокислоты, в общем виде формула их строения может быть записана в форме КНг — К — СООН. В водном растворе макромолекула представляет амфотерный ион КНз — К — СОО . Если числа диссоциированных амино- и карбоксильных групп одинаковы, то молекула белка в целом электронейтральна. Такое состояние бедка называют изоэлектрическим состоянием, а соответствующее ему значение pH раствора — изоэлектрической точкой (ИЭТ). Чаще всего белки — более сильные кислоты, чем основания, и для них ИЭТ лежит при pH < 7. При различных pH изменяется форма макромолекул в растворе. В ИЭТ макромолекулы свернуты в клубок вследствие взаимного притяжения разноименных зарядов. Б кислой и щелочной средах в макромолекуле преобладают заряды только одного знака, и вследствие их взаимного отталкивания молекулы распрямляются и существуют в растворе в виде длинных гибких цепочек. Поэтому практически все свойства растворов белков проходят через экстремальные значения в изоэлектрическом состоянии осмотическое давление и вязкость минимальны в ИЭТ и сильно возрастают в кислой и щелочной средах вследствие возрастания асимметрии молекул, минимальна также способность вещества к набуханию, оптическая плотность раствора в ИЭТ максимальна. Изучение всех этих свойств используется для определения изоэлектрической точки белков. [c.443]

Физико-химические свойства растворов высокомолекулярных соединений определяются размерами и формой макромолекул в растворе, интенсивностью взаимодействия макромолекул между собой и сродством данного соединения к растворителю. По этому признаку растворители могут быть разделены на так. называемые хорошие (высокое сродство) и плохие (низкое сродство). В хороших растворителях полимеры способны образовывать истинные растворы. В таких растворителях высокомолекулярные соединения находятся не в виде мицелл или пачек, а в виде отдельных макромолекул. Истинные растворы ВМС подчиняются правилу фаз Гиббса. В частности, это означает, что при ограниченной растворимости концентрация насыщенного раствора зависит только от температуры и не зависит от пути образования раствора (при нагревании или при охлаждении). [c.436]

Свойства растворов полимеров зависят не только от молекулярной массы, но и от формы макромолекул. В растворе цепные макромолекулы принимают конформации статистического клубка, свободно перемещающегося в растворителе. Размер клубков, т.е. степень свернутости, зависит от природы полимера, определяющей гибкость его макромолекул, на которую в свою очередь влияет длина макромолекул и, следовательно, молекулярная масса. Предельные формы клубков - рыхлые клубки, свободно протекаемые растворителем, и плотные клубки, непроницаемые для растворителя. В растворах полиэлектролитов на гибкость цепей действует [c.165]

В некоторых случаях ионизация полиэлектролита в определенном интервале а может сопровождаться кооперативным конформационным переходом молекулярных цепей, т. е. достаточно резким изменением формы макромолекул в растворе. Тогда величина А<3эл включает в себя не только электростатическую составляющую энергии Гиббса полиэлектролита, но и энергию конформационного перехода. Если конформационный переход происходит в достаточно узком интервале значений pH (или а), то эти две составляющие удается разделить и из кривых потенциометрического титрования определить термодинамические параметры соответствующего конформационного перехода. [c.118]

Вязкость раствора полимера зависит от природы растворителя. Это объясняется тем, что растворитель влияет на форму макромолекул в растворе. В хороших растворителях молекула полимера сольватиро-вана, что придает ей жесткость, и, следовательно, она имеет вытянутую форму. В плохих растворителях сольватация макромолекулы мала и ее отдельные части взаимодействуют друг с другом, в результате макромолекула сворачивается в более или менее плотный клубок (рис. 105). Чем лучше полимер растворяется в данном растворителе, тем более вытянуты макромолекулы и тем больше вязкость раствора. [c.257]

РАЗМЕРЫ И ФОРМА МАКРОМОЛЕКУЛ В РАСТВОРАХ [c.188]

При определении молекулярной массы вискозиметрическим методом с расчетом ее по характеристической вязкости получают средневязкостную молекулярную массу, значение которой для большинства полимеров лежит в интервале между и, т.е. > Л/, >, и зависит при этом от формы макромолекул в растворе [c.172]

Растворители, применяемые для прямого растворения целлюлозы, могут использоваться в двух направлениях для получения разбавленных растворов с целью исследования свойств целлюлозы в растворах (измерения СП, определения молекулярно-массового распределения и изучения формы макромолекул в растворах) для получения сравнительно концентрированных растворов с целью применения для переработки целлюлозы в гидратцеллюлозные волокна и пленки и другие изделия. Для той и другой цели пригодны и косвенные методы растворения, т е. превращение целлюлозы в ее производные с последующим растворением. [c.555]

Все вышесказанное свидетельствует о том, что зависимость приведенной вязкости значительно сложней, чем это следует из уравнения Штаудингера. Она усложняется формой молекул и взаимодействием между ними даже в очень разбавленных растворах. Поэтому в формулу Штаудингера вводится эмпирически определенная поправка в виде показателя стенени а, характеризуюш,ая форму макромолекул в растворе. Тогда формула приобретает такой вид [c.67]

Основная задача статистической физики полимеров — расчет средних величин, характеризующих размеры п форму макромолекул в растворе нлн другой полимерной системе. В разд. 1.2 мы уже привели отдельные формулы, связывающие среднеквадратичное расстояние между концами макромо- [c.153]

Величина а зависит от формы макромолекул в растворе. Для плотных клубков а=0 для более рыхлых клубков, т. е. для большинства систем полимер — растворитель, 0,5< а< 1. [c.76]

Таким образом, тепловое движение свертывает макромолекулу в клубок. Вероятность такого состояния много больше, чем вытянутого, так как вытянутая конформация цепи может осуществляться одним способом, а свернутая — множеством способов. Клубкообразная форма макромолекул в растворе доказана прямыми опытами ( 3.6). [c.68]

Величина коэффициента диффузии зависит от величины и формы макромолекулы в растворе. Эта зависимость найдена Эйнштейном и выражается через коэффициент поступательного трения /о диффундирующей молекулы [2] [c.122]

Третий и четвертый пункты при правильной постановке эксперимента практически выполняются. Зависимость коэффициента диффузии от концентрации и полидисперсности полимера должна приниматься во внимание. Зависимость от концентрации является результатом отклонения термодинамических свойств растворов полимеров от свойств идеальных растворов и отклонения формы макромолекулы в растворе от сферической. Анализ [3—б] обоих факторов приводит к уравнению [c.123]

Оптические свойства коллоидов тесно связаны с размерами, формой и внутренней структурой коллоидных частиц и поэтому имеют важное значение при изучении коллоидных систем. Характерными для коллоидных систем свойствами являются дифракционное рассеяние света на коллоидных частицах (уравнение П1.1), которое используется, в частности, при нефелометрических измерениях, и флуктуационное светорассеяние на сгущениях концентрации молекул в растворах полимеров (уравнение III.5), применяемое, в частности, для определений молекулярного веса и асимметрии формы макромолекул в растворах. [c.65]

Во-вторых, сам по себе процесс химического превращения макромолекулы одного типа и строения в молекулу другого типа и строения в соответствии с данной реакцией уже обязательно связан с изменением формы макромолекулы в растворе, поскольку меняется ее химический состав, характер внутри- и межмолекулярного взаимодействия, потенциальные барьеры вращения и т. п. Конформация цепи, обеспечивавшая доступность реагента ко всем звеньям в начале процесса, может уже не реализоваться на более поздних стадиях, и реакция замедлится. Возможны и обратные случаи — ускорение реакции за счет, например, разворачивания цепи в данной среде по ходу конверсии. [c.29]

Для изучения строения и формы макромолекул в растворе очень часто используют зависимость характеристической вязкости от скорости сдвига. Чтобы найти эту зависимость, необходимо использовать точную аппаратуру. [c.195]

Одним из очень важных вопросов является вопрос о форме макромолекул в растворах и их взаимном расположении в ас-социатах. Этот вопрос важен потому, что при формовании изделий из растворов структура полимерного материала создается уже в растворе. [c.333]

Это объяснение, по-видимому, является не единственным. Скорее всего СОКН-группы сильно сольватируются молекулами НгЗО , что влияет на форму макромолекул в растворе. Прим. ред. [c.93]

В предыдущем разделе предметом обсуждения были лишь такие системы, в которых растворенные частицы могли рассматриваться как изолированные диполи, обладающие малыми размерами по сравнению с длиной волны падающего света. Это имеет место для виниловых полимеров со степенью полимеризации меньше 500. Однако чаще размер молекул полимеров сравним с длиной волны в этом случае рассеяние света зависит от форм макромолекул в растворе. На рис. 48 изображена большая молекула полимера на пути светового луча. Рассеянный свет, попадающий на плоскость АВ (нулевой угол), совпадает по фазе с падающим лучом независимо от того, какая часть молекулы полимера является источником вторичного излучения. Однако по мере увеличения б возрастает различие между фазами света, пришедшего от различных частей молекулы в результате интенсивность рассеянного излучения уменьшается вследствие интерференции. Теперь рассеяние уже не симметрично относительно угла 90° (как показано на рис. 47) и / (9) зависит от угла, под которым производится измерение. [c.183]

Здесь у означает содержание осадителя в объемных долях раствора в момент появления мути, аир — константы, зависящие от характера растворенного вещества, растворителя и осадителя, а также от температуры и концентрации. Показатель т определяется формой макромолекул в растворе для вытянутых молекул, например для производных целлюлозы, он равен 1, для сферических и сильно разветвленных молекул значение т уменьшается до 0,6. [c.144]

Для определения молекулярного распределения этот метод неприменим. Путем измерения угловой зависимости интенсивности рассеяния можно определить форму макромолекул в растворах, при этом для линейных макромолекул определяется квадрат расстояния между концами цепей в растворе. Таким образом, возникает возможность проследить изменение формы макромолекул в растворителе и смесях растворителей. Из зависимости интенсивности рассеяния от концентрации получается второй вириальный коэффициент В, который лежит в основе различных расчетов. Экспериментально следует обращать особое внимание на оптическую пустоту растворов, т. е. очистку их от пыли, и на точность при определении показателей преломления раствора и растворителя. [c.161]

Измерение характеристической вязкости высокомолекулярных соединений в разбавленных растворах не является прямым методом определения молекулярного веса. Однако путем сопоставления полученных результатов с данными других методов можно легко установить степень полимеризации вытянутых макромолекул этот метод дает средневесовой молекулярный вес. По численным значениям, получаемым из уравнения (100), можно сделать заключение о форме макромолекул в растворе, причем чем лучше растворитель, тем более вытянуты макромолекулы. Путем определения зависимости вязкости от температуры и концентрации можно различать молекулярные и мицеллярные коллоиды, а также гомеополярные и гетерополярные молекулярные коллоиды. На возможность распознавания сферо- и линейных коллоидов уже указывалось. После соответ- [c.177]

Вискозиметрические методы дают возможность оценить форму макромолекул в растворе. У гибких молекул, легко сворачивающихся в клубки, а = 0,64—0,68, у очень жестких молекул нитроцеллюлозы в ацетоновом растворе я = 1. Уравнение с я = 1 предложено Штаудингером, полагавшим, что молекулы в растворе можно рассматривать как жесткие палочки. [c.198]

Способы изучения формы макромолекул в растворе. Ценные сведения о форме макромолекул в растворах можно получить с помощью оптических методов исследования. Широко распространено изучение двойного лучепреломления. Последнее свойственно оптически анизотропным системам, [c.200]

На форму макромолекулы в растворе, как это показали экспериментальные исследования, существенным образом влияет природа растворителя. В одном растворителе молекулы полимеров могут быть более вытянуты, в другом — более свернуты в клубок. Как правило, чем лучше полимер растворяется в данной жидкости, чем более он сольватнроваи, тем меньше участки молекулярной цепи взаимодействуют друг с другом, тем более вытянуты макромолекулы и тем выше вязкость раствора. В плохом растворителе макромолекулы мало сольватированы и поэтому образуют более компактные клубки. Поэтому введение в раствор полимера нерастворителя обычно значительно снижает вязкость раствора. [c.461]

Конформаци онн ые эффекты. Процесс химического лрсвращения макромолекулы одного типа и строения в молекулы другого типа и строения обязательно связан с изменением формы макромолекулы в растворе, поскольку меняются ес химический состав, характер внутри- и межмолскулярного взаимодействия, потенциальные барьеры вращения и т. д. Еслн для осуществления той или иной реакции необходимо сближение на опредЕлен юе расстояние функциональных групп макромолекулы, разделенных десятками звеньев, то произойдет реакция илн нет, будет занисеть от того, реализуется ли необходимая для этого сближения конформация [c.161]

Хитозан проявляет ярко выраженные полиэлектролитные свойства в водной среде приобретает заряд, фиксированный на основной цепи макромолекулы. В связи с этим на его молекулярную конформацию оказывают влияние взаимодействие электрических зарядов, расположенных вдоль основной цепи макромолекул, и локальное сопротивление звеньев макромолекул продольному изгибу. Электростатические заряды влияют на форму макромолекул в растворах, набор конформационных состояний включает как статический клубок, так и более компактное "квазиглобулярное" состояние, характеристическая вязкость растворов зависит от молекулярной массы. Необходимо отметить, что хитозан сравнительно однороден по молекулярной массе. [c.388]

Среди других методов определения среднего значения молеку- лярной массы наибольшее распространение получил вискозимет-рический, в котором помимо массы в расчете учитывают форму макромолекулы в растворе. Средневязкостная молекулярная масса Ма выражается уравнением [c.16]

Во-первых, то, что с помощью органических растворителей из растительной ткани невозможно извлечь более 10% лигнина [29 — 31], во-вторых, высокая нолидисперсность изолированных препаратов [14, 22, 23, 27, 32, 33] и чрезвычайно широкие колебания их среднего молекулярного веса — от нескольких сотен до сотен тысяч и миллионов [14, 20, 21], в-третьих, сферическая форма макромолекул в растворе [17. 21, 22, 24, 34—37] и, наконец, в-че-твертых, недрерь1вное увеличение молекулярного веса растворя-ющихся Фрагментов лигнина с углублением процесса делйгниФи-Кации древесины [14, Z3, 25, 37] [c.259]

Таким образом, мы приходим к заключению, что характер адсорбции полимера из растворов умеренно высокой концентрации наряду с прочими факторами существенно зависит как от формы макромолекул в растворах, так и от степени структурированности раствора. Увеличение степени межмолекулярного взаимодействия в растворе должно до определенных пределов приводить к увеличению адсорбции за счет увеличения размеров агрегатов молекул, переходящих на поверхность, а дальнейший рост структурированности раствора може воспрепятствовать такому переходу и привести к уменьшению сорбции. [c.146]

Диалкиламинозамещенные полиэфиры представляют собой воскообразные продукты, диарил аминозамещенные — обладают каучукоподобными свойствами. Строение полиэфиров определяет весь комплекс физических свойств, в том числе и их растворимость. Алифатические полиэфиры растворяются значительно лучше, чем ароматические. Большинство алифатических полиэфиров хорошо растворяется в бензоле [94], хлорированных растворителях [401], феноле, крезолах. Ароматические полиэфиры растворимы в фенолах, пиридине [3871, триэтаноламине [402. Строение полиэфиров оказывает влияние и на свойства их растворов. Батцер [381] рассмотрел вопрос о связи числа вязкости ряда полиэфиров с формой макромолекулы в растворе. Для полиэфиров янтарной и пимелиновой кислот с гександиолом зависимость числа вязкости от концентрации линейна [382]. В случае же разветвленных полиэфиров тех же кислот с гексан-триолом кривая, выражающая эту зависимость, проходит через минимум или максимум. Батцер предложил величину отклонения от линейной зависимости применять как меру оценки степени разветвленности макромолекулы. Влияние на температуру плавления и кристалличность полиэфиров боковых заместителей было рассмотрено Доком и Кемпбеллом [384]. [c.24]

Низкие значения характеристической вязкости и величина а <С 0,5 могут быть объяснены сильной разветвлепностью полимерных цепей, в результате чего форма макромолекул в растворе должна значительно отличаться от формы линейных полимеров. Метод гомофазной радиационной полимеризации даже в случае бифункциональных мономеров не дает возможности получения строго линейных полимеров в случае же тетра- и гексафункциональпых мономеров наряду с обычными реакциями передачи цепи имеет место инициирование и рост цепи по остаточным двойным связям в полимере, что в конечном счете должно привести к сильно запутанным, а возможно даже сшитым участкам. Таким образом, полимер в растворе должен представлять собой микрогель, свойства которого будут значительно отличаться от растворов линейного полимера того же молекулярного веса. [c.102]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология