Устойчивость растворов ВМС; факторы устойчивости. (Решение → 38286)

Заказ №38742

Вопрос.

 Устойчивость растворов ВМС; факторы устойчивости.

Ответ.

Растворы ВМС ввиду большого размера макромолекул проявляют свойства, сближающие их с лиофобными коллоидными системами. Макромолекулы, как и коллоидные частицы, имют малую скорость диффузии, не проникают через полу-проницаемые мембраны, образуют аморфные осадки, рассеивают свет, проявляя эффект Фарадея-Тиндаля. В отличие от коллоидных систем, растворы ВМС являются термодинамически устойчивыми растворами. Образование лиофобных коллоидных систем требует затраты энергии на измельчение или конденсацию вещества, в растворе имеется границы раздела фаз, коллоидные частицы стремятся коагулировать и такие системы термодинамически малоустойчивы. Растворение же полимера происходит самопроизвольно, без затраты энергии, частицы не коагулируют, отсутствует поверхность раздела фаз. Макромолекулы представляют собой обычные клубки, в петли которых свободно проникают молекулы растворителя. Поскольку поперечное сечение макромолекулы соразмерно с молекулами растворителя, макромолекулы полностью окружены растворителем по все длине. Поэтому между растворенным полимером и растворителем отсутствует граница раздела. В связи с отличием устойчивости от лиофобных коллоидов, растворы ВМС выделены как особая группа лиофильных коллоидных систем. Их рассматривают как молекулярные коллоидные системы. Растения, организмы животных построены из ВМС (нуклеиновые кислоты, белки, полисахариды). Поэтому ткани организма проявляют свойства коллоидных растворов. Однако они проявляются более сложным образом и обеспечивают достаточную устойчивость молекулярных систем. Устойчивость ВМС в растворе обеспечивается структурно-механическими и электростатическими факторами. Структурно-механический фактор обусловлен наличием и толщиной сольватной оболочки, препятствующей взаимодействию частиц. Сольватная оболочка макро-молекул толще, чем у лиофобных коллоидных частиц. Поэтому они любым своим участком могут взаимодействовать с молекулами растворителя. В лиофобных сис-темах с растворителем контачит только поверхность частиц. Поэтому, в отличие от лиофобных коллоидных систем, структурно-механический фактор является опре-деляющим (основным) в сохранении устойчивости макромолекул в растворе. Электростатический фактор обусловлен взаимным электростатическим отталки-ванием макромолекул вследствие возникновения у них одноименного заряда. В отличие от лиофобных коллоидов, заряд макромолекул возникает не за счёт избира-тельной адсорбции ионов, а вследствие диссоциации ионогенных групп макромо-лекул. У некоторых полимеров, такие группы отсутствуют. Поэтому электростати-ческий фактор является второстепенным фактором устойчивости.