Нарушение устойчивости растворов ВМС, высаливание и коацервация

Разбавленные растворы ВМС находятся в термодинамическом равновесии и обладают большой устойчивостью, так как они истинные. Концентрированные растворы ВМС редко бывают в состоянии термодинамического равновесия, но устойчивость их также высока.

Нарушения устойчивости растворов ВМС происходит под влиянием ряда факторов, которые понижают их растворимость. Одним из таких факторов является действие солей. Прибавление малых количеств солей (Na₂SО₄, NaCI и др.) к водным растворам полимеров иногда вызывает помутнение, изменение вязкости и осмотического давления. При увеличении концентрации солей происходит выделение ВМС из водных растворов, т. е. высаливание.

Внешне эти явления сходны с коагуляцией коллоидных систем. Однако действие электролитов на растворы ВМС (высаливание) по своей природе отличается от коагуляции коллоидных систем, в частности, к высаливанию неприменимо правило значности Шульце-Гарди.

Высаливание вызвано тем, что ионы добавляемых солей гидратируются и отнимают воду у макромолекул полимера, раствор становится пересыщенным. Это приводит к выпадению полимера в осадок. Чем сильнее гидратируется ион, тем сильнее его высаливающее действие. По высаливающему действию анионы (при одинаковом катионе) располагаются в следующий лиотропный ряд (или ряд Гофмейстера):

> цитрат > СН₃СОО^– >> Br^– > I^– > CNS^–,

где левые члены ряда , цитрат (анион лимонной кислоты) способствуют, а три правые Br^–, I^–, CNS^– препятствуют высаливанию.

Катионы меньше влияют на высаливание, так как они гидратируются слабее анионов, но и их действие можно выразить лиотропными рядами, например, для катионов щелочных металлов (при одинаковом анионе):

Li⁺ > Na⁺ > K⁺ > Rb⁺ > Cs⁺

Высаливание белков зависит также от рН среды. При смещении от ИЭТ возрастают заряд и гидратация макромолекул белка, повышается их растворимость, поэтому при высаливании рН поддерживают близким к ИЭТ. Высаливание – процесс обратимый. При добавлении воды к осадку белка он снова переходит в раствор.

Другой фактор, понижающий устойчивость растворов ВМС – это добавление жидкости, которая смешивается с растворителем, но не растворяет ВМС. Поэтому ВМС или выпадает в осадок, или выделяется в виде второй жидкой фазы (коацервация). Коацерваты, например, могут быть получены из водных растворов желатина добавлением спирта, в котором желатин не растворяется.

Растворимость белков уменьшается также при понижении температуры.

Высаливание белков концентрированными растворами солей – один из методов фракционирования белковых смесей на альбумины и глобулины. На тонком сочетании действия солей, спирта и охлаждения до –5ºС основаны специальные способы детального фракционирования белковых смесей. Этим методом из сыворотки крови выделено свыше 10 белков.

Дата добавления: 2014-01-07