Понятие о высокомолекулярных соединениях (ВМС). Значения их молярных масс.
биополимеры. Природные высокомолекулярные соединения (ВМС), являющиеся структурной основой всех живых организмов (белки, нуклеиновые кислоты, полисахариды)
Смешанные биополимеры: липопротеиды, гликопротеиды, липополисахариды
• Большой молекулярный вес (104 < М < 106 г/моль)
• Молекулы состоят из химически связанных между собой сотен и тысяч атомов (макромолекулы)
• В их составе регулярно повторяющиеся группы атомов – мономеров
Классификация ВМС по происхождению: Природные – встречаются в природе (натуральный каучук, крахмал, целлюлоза, белки)
• Искусственные (модифицированные) – дополнительно измененные природные полимеры (резина)
• Синтетические – полученные методом синтеза (нитрон, капрон, лавсан, синтетический каучук)
Типы пространственной структуры полимеров (примеры полимеров).
Типы пространственной структуры:
• Линейные – химически не связанные одиночные цепи мономерных звеньев (каучук, желатин, целлюлоза)
– М – М – М – М –
• Разветвленные полимеры (крахмал или гликоген)
М – М –
– М – М
М – М – М –
• Лестничные полимеры (целлюлозные и искусственные волокна)
• Сетчатые (сшитые) полимеры – трехмерные полимеры, звенья которых образуют единую, химически связанную пространственную сетку
Конформации молекул- Энергетически равноценные пространственные формы, возникающие при повороте мономерных звеньев полимерных цепей без разрыва химической связи
491)Сравнение р-ов полимеров и гидрофобных коллоидных растворов. растворы Вмс- Самопроизвольно образующиеся гомогенные, однофазные, термодинамически устойчивые и обратимые, не нуждающиеся в стабилизаторе истинные растворы. Растворы коллоидов-золи.
Набухание полимеров. Степень набухания. От каких факторов зависит степень набухания полимера?
Увеличение объема и массы ВМС вследствие поглощения им растворителя. Количественно измеряется степенью набухания
α=(m-m0)*100%/m0 или α=(V-V0)*100%/V0
факторы, влияющие на величину набухания:
• Температура
• Степень измельчения полимера
• Возраст полимера
• Ионы электролитов
• Реакция среды
• Природа полимера и растворителя («подобное растворяется в подобном»…)
Механизм набухания (охарактеризуйте стадии процесса).
Механизм набухания. Первая стадия – за счет сольватации полярных групп ВМС молекулами растворителя (поглощение 20-50% растворителя от массы полимера)
Вторая стадия – за счет осмотического всасывания растворителя, которое возникает благодаря односторонней диффузии растворителя в полимер
Влияние природы веществ на набухание. Классификация полимеров по способности к набуханию, примеры.
Классификация полимеров по способности к набуханию.
• Неограниченно набухающие – набухание идет до полного растворения полимера (полимеры линейного характера)
• Ограниченно набухающие – растворения не происходит, но имеет место увеличение массы (полимеры с сетчатой структурой)
• Не испытывающие набухания
Полимеры из сферических макромолекул растворяются без набухания (гемоглобин, гликоген)
496) Возможные механизмы влияния электролитов на набухание. (неуверен) Чем сильнее ион гидратирован, тем сильнее он препятствует процессу набухания. Анионы до хлора хорошо адсорбируются на полимерах
497)Расположение ионов в лиотропные ряды по их влиянию на набухание. Чем сильнее ион гидратирован, тем сильнее он препятствует процессу набухания
Лиотропный ряд (обращенный ряд Гофмейстера):
Ba2+ > Sr2+ > Ca2+ > Mg2+ > Cs+ > Rb+ > K+ > Na+ > Li+ – катионов
CNS- > J- > Br- > NO3- > Cl- > [ацетат]- > [тартрат]2- > [цитрат]3- > F- > SO42- – анионов
Анионы до хлора хорошо адсорбируются на полимерах
Влияние рН среды на набухание.
Реакция среды. В кислой или щелочной среде:
• В результате адсорбции Н+ и ОН- появление на макромолекулах избыточного положительного или отрицательного заряда
• Повышение степени гидратации макромолекул
• Увеличение электростатических сил отталкивания и нарушение целостности структуры полимера
Давление набухания, значение явления.
давление набухания- Давление, которое оказывает набухающий полимер на ограничивающие его пористые стенки, проницаемые для растворителя
Имеет место:
• При отеке тканей
• При прорастании зерен
• При разрушении твердых горных пород корнями растений
• Использование в анатомических музеях для расчленения костей черепа
Коацервация. Значение явления.
Коацервация – слияние водных оболочек нескольких частиц без объединения самих частичек (используется при микрокапсулировании лекарств)
Высаливание ВМС, значение процесса.
Высаливание – осаждение ВМС в концентрированных растворах электролитов. Механизм высаливания. Заключается в понижении растворимости ВМС в концентрированных растворах электролитов
• Малые концентрации солей – осаждение наиболее крупных, тяжелых и обладающих наименьшим зарядом
• При повышении концентрации солей – осаждение более мелких и устойчивых белковых фракций. Схема Кройта: нарисовать