Свойства растворов ВМС

Высаливание – уменьшение растворимости и выделение полимера из раствора при добавлении электролитов (солей). Минимальная концентрация электролита, вызывающая высаливание, называется порогом высаливания. Порог высаливания зависит от рН и природы аниона

SO₄^2– > F^– > CrO₄^– > CH₃COO^– > Cl^– > Br^– > I^– > SCN^– ;

Коацервация – расслаивание раствора ВМВ при добавлении соли ниже порога высаливания. Происходит образование двух фаз – полимер в воде и вода в полимере. Коацерват может распределяться в растворе в виде капель и флоккул (соединенных между собой капель).

Рис. 1. Коацервация

Застудневание – переход раствора ВМС в гель (студень). В студне имеется структура, поддерживаемая межмолекулярными контактами. Застутневание зависит от концентрации ВМС, от температуры, рН, присутствия электролитов.

Тиксотропия – обратимое изменение структуры и механических свойств раствора ВМС при механическом воздействии без изменения температуры. Структурированный раствор полимера после перемешивания определенное время остается жидким, затем структура восстанавливается и раствор снова переходит в гель.

Синерезис – выделение жидкости из студня в результате структурообразования.

Осмотическое давление растворов ВМС низкое, и с трудом поддается точному измерению из-за влияния примесей электролитов. Было установлено, что зависимость осмотического давления от концентрации содержит 2 слагаемых (уравнение Галлера).

Пусть в 1 л раствора содержится m г полимера: c = m/M

p = cRT + bc ² = mRT / M + bm ²/ M ²

Делим левую и правую часть уравнения на массу ВМС:

Параметр b зависит от формы молекул; в случае изодиаметрических молекул b = 0, и уравнение переходит в обычное уравнение Вант-Гоффа.

Рис. 2. Зависимость осмотического давления раствора ВМВ от массовой концентрации.

Полиэлектролиты. Электрофорез. Белки амфотерные полиэлектролиты, так как имеют на поверхности глобулы кислотные и основные группы.

Рис. 3. Схема молекулы полиэлектролита.

На молекуле постоянно имеются заряды, хотя в сумме они могут дать 0. Это зависит от рН среды. Значение рН, при котором молекула не заряжена, называется изоэлектрической точкой, рН_I. При повышении рН молекула теряет протоны и приобретает отрицательный заряд. При электрофорезе она движется к аноду. При понижении рН ниже рН_I основные группы связывают протоны, и на молекуле появляется положительный заряд. Молекула движется к катоду. При рН изоэлектрической точки молекула не подвержена электрофорезу. Методом электрофореза белки можно разделять по заряду. В изоэлектрической точке у белка минимальное набухание.

рН_I

Рис. 4. Определение изоэлектрической точки по набуханию

Рис. 5. Разделение белков методом электрофореза

Мембранное равновесие Доннана – неравномерное распределение низкомолекулярного электролита в присутствии высокомолекулярного электролита.

Рис. 6. Перенос ионов соли через мембрану

Условие равновесия состоит в том, что произведения концентраций Na⁺ и Cl^– одинаковы справа и слева от мембраны:

x(a + x) = (b – x)², откуда получаем

Анализ: при а=0 х= b/2 – это понятно, вещество NaCl распределится поровну.

Вязкость – это свойство жидкостей противостоять сдвигу, то есть возникновению течения. Подвижность, растекаемость типичных жидкостей говорит об их малой вязкости. Жидкости с большой вязкостью – это масла, мед, битум (вар). Коэффициент вязкости определяется следующей формулой:

F =–hS; ; ;

Через капилляр длиной l и радиусом R протекает объем жидкости V за время t под давлением жидкости р = r gl. Обычно используют капилляры радиусом около 2×10^–4 см.

Коэффициент вязкости воды 0,001; крови 0,0015; глицерина 1,49 Нс/м² (в 1000 раз больше, чем крови).

Рис. 7. Вискозиметр

Относительная вязкость. h – раствор, h_о – растворитель.

; t – время истечения.

Удельная вязкость. h_удельн = h_отн – 1 = (h – h_о )/h_о .

Приведенная вязкость h_прив = h_удельн / с.

Дата добавления: 2014-01-04