Понятие и основные характеристики высокомолекулярных соединений (ВМС).

Растворы ВМС- С точки зрения дисперсности эти

растворы можно считать истинными, дисперсная фаза представлена макромолекулами – молекулами гигантских размеров

¾ Высокомолекулярные вещества состоят из смеси молекул разного размера, построенных из одних и тех же мономерных молекул, расположенных в полимерной цепи по определенному принципу.

¾ ВМС, построенные из одинаковых мономерных звеньев называют гомополимерами.

¾ Если последовательность звеньев мономера монотонна, т.е. повторяется, то такие полимеры называют регулярными, а если последовательность отсутствует – нерегулярными.

¾ По характеру структуры полимерной цепи молекулы высокомолекулярных веществ могут быть линейными, не имеющими разветвлений, разветвленными, обладающими боковыми ответвлениями, и сетчатыми (сшитыми или пространственными), образующими трехмерную сетку.

Общность ВМС с истинными растворами.

1) при растворении ВМС растворы этих веществ образуются самопроизвольно, не требуя специальных добавок, чтобы образовался раствор;

2) растворы ВМС гомогенны, это значит, что у них нет границы раздела между растворяемым веществом и растворителем;

3) особенность ВМС заключается в том, что подобно истинным растворам низкомолекулярных соединений они являются термодинамически равновесными системами. Они длительное время являются устойчивыми, если нет воздействия внешних факторов (например, растворов электролитов), могут сохраняться длительное время без изменений;

4)растворы ВМС по молекулярно-кинетическим свойствам ничем не отличаются от растворов низкомолекулярных соединений. Для них характерно броуновское движение (хаотическое передвижение частиц в растворе);

5) ВМС в растворе диспергируются до молекул, которые видны в ультрамикроскоп;

6) для растворов ВМС характерно отсутствие явления Тиндаля, т.е. при прохождении пучка света через раствор не наблюдается отклонение луча света.

Общность ВМС с коллоидными системами.

¾ растворы ВМС являются гомогенными системами, содержащими частицы (макромолекулы) размером сравнимые с коллоидными (мицеллами),

¾  высокая вязкость растворов ВМС и медленная диффузия веществ, вызванные огромными размерами и разной формой макромолекул,

¾  неспособность проникать через молекулярные фильтры – мембраны и, как следствие, более высокое осмотическое давление растворов ВМС по сравнению с растворами низкомолекулярных веществ,

¾  схожие с коллоидно-дисперсными системами оптические свойства,

¾  обязательное набухание ВМС перед растворением.

 

Заряд коллоидной частицы и белка.

Заряд белка:

В живом организме в составе клеток и межклеточной жидкости присутствуют ионы и полярные молекулы органического происхождения (амфиионы), которые создают электропроводность.

Примеры:

Ионы – неорганические компоненты плазмы крови (Na+, К+ и т.п.)

Амфиионы - аминокислоты и белки (заряд создают группы -NH3 + и - СОО-, они образуют полярные связи, участвующие в образовании структур белковой молекулы)

Заряд коллоида: характеризуется мицеллой (смотреть вопрос 83)

Строение мицеллы.

 Коллоидная мицелла состоит:

¾ Ядра

¾ Адсорбционого слоя

¾ Диффузного слоя

Ядро мицеллы представляет собой микрокристалл или агрегат из многих микрокристаллов. Поверхность ядра обладает запасом свободной энергии и избирательно поглощает ионы из интермицеллярной жидкости. На поверхности ядра предпочтительно адсорбируются ионы, способные достраивать его кристаллическую решётку или образующие с ионами, входящими в состав кристаллической решётки, малорастворимые соединения (правило Фаянса - Панета). В результате поверхность ядра мицеллы приобретает заряд.

Ионы, создающие заряд ядра мицеллы, называются потенциалообразующими или потенциалопределяющими.

Образующийся заряд притягивает из интермицеллярной жидкости противоположно заряженные ионы – противоионы, часть которых достаточно прочно удерживается вблизи поверхности, но полностью не нейтрализует её заряд. Потенциалоопределяющие ионы с этой частью противоионов образуют адсорбционный слой.

Остальная часть противоионов, количество зарядов которых x равно разности между количеством зарядов потенциалообразующих ионов (n) и противоионов адсорбционного слоя (n-x), 30 расположена на более удалённом расстоянии от ядра, образуя диффузный слой.

Ядро вместе с адсорбционным слоем образует гранулу, а гранула с диффузным слоем – мицеллу. Гранула имеет либо положительный, либо отрицательный заряд. Мицелла всегда электронейтральна.

Теория растворения.

Было 2 основные теории

¾ Сторонники физической теории растворов, которую развивали Вант-Гофф, Аррениус и Оствальд, считали, что процесс растворения является результатом диффузии, т. е. проникновения растворённого вещества в промежутки между молекулами воды.

¾ В противоположность представлениям физической теории растворов Д. И. Менделеев и сторонники химической теории растворов доказывали, что растворение является результатом химического взаимодействия растворённого вещества с молекулами воды. В результате химического взаимодействия растворённого вещества с водой образуются соединения — гидраты.