ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Свойства растворов полиэлектролитов из "Курс коллоидной химии" Все высокомолекулярные электролиты растворяются в полярных растворителях,.так как макромолекулы с ионогенными группами взаимодействуют с полярными жидкостями сильнее, чем с неполярными. Именно вследствие значительного взаимодействия высокомолекулярных, электролитов (белков) со средой (водой) высокомолекулярные вещества одно время называли лиофильными коллоидами. [c.469] Рассмотрим важнейшие представители полиэлектролитов, а именно, белки, так как они ведут себя в растворах наиболее сложно. У других высокомолекулярных электролитов, содержащих либо одни кислотные, либо одни основные группы, исчезают только свойства, присущие отсутствующей ионогенной группе. [c.469] Молекула белка, ведущая себя в этом случае как основание, приобретает положительный заряд и прн электрофорезе движется к катоду. Поскольку между одноименно заряженными группами, разбросанными по всей длине молекулы, действуют электрические силы отталкивания, свернутая в клубок цепная молекула белка в кислой среде будет стремиться распрямиться. Плотность молекулярного клубка в результате этого понизится и может стать даже ниже той плотности, которая соответствует наиболее статистически вероятной форме гибкой макромолекулы. Однако при большом избытке НС1 из-за наличия большого количества хлорид-ионов степень ионизации соединения INH3—R—СООН, являющегося солью сильной кислоты и слабого основания, будет понижаться и молекула снова свернется в более плотный клубок. [c.470] На форму макромолекул действует не только изменение pH среды, но и введение в раствор индифферентного электролита. Не слишком большое количество электролита в растворе полиэлектролита подавляет ионизацию ионогенных групп и, очевидно, приводит к приближению формы макромолекул к наиболее статистически вероятным конформациям. При больших концентрациях электролитов начинает сказываться уже их высаливающее действие, что снигкает растворимость высокомолекулярных веществ и приводит к образованию более плотных молекулярных клубков. При этом действие ионов низкомолекулярных электролитов, конечно, будет соответствовать тому порядку, в каком они стоят в лиотропном ряду. [c.470] Из сказанного видно, что pH и введение электролитов влияют на заряд и форму молекул высокомолекулярных электролитов. Очевидно, эти факторы также должны влиять и на те свойства раствора, которые зависят от формы растворенных макромолекул. К таким свойствам относятся вязкость, осмотическое давление и объем студня набухшего высокомолекулярного вещества, если он не растворяется в данной среде. [c.471] Рассмотрим, как влияет pH на свойства растворов белков. [c.471] Аналогичную форму должна иметь и кривая, выражающая зависимость объема студня желатина от pH жидкости, с которой студень находится в состоянии равновесия. Действительно, опыты Лёба показали, что степень набухания желатина в воде в зависимости от pH можеТ быть представлена седлообразной кривой с минимумом, отвечающим изоэлектрической точке, и с двумя максимумами, лежащими по правую и левую сторону от минимума. Эта кривая изображена на рис. XIV, 14. [c.471] Нетрудно представить, что кривая, выражающая зависимость осмотического давления раствора желатина от pH, также должна иметь седлообразную форму. В изоэлектрическом состоянии свернутая в плотный клуб ок макромолекула обладает очень малой гибкостью и число сегментов, играющих роль кинетических единиц, минимально. При значениях pH выше и ниже изоэлектрической точки макромолекула желатина, распрямляясь, становится все более гибкой, что и обуславливает увеличение числа движущихся сегментов, а следовательно, и рост осмотического давления. При добавлении в раствор избытка кислоты или щелочи, как было показано выше, гибкость молекулярной, цепочки начнет опять уменьшаться, уменьшится и число движущихся сегментов, в результате понизится также и осмотическо е давление раствора. [c.472] На основании подобных же рассуждений нетрудно представить, как будет изменяться вязкость раствора высокомолекулярного электролита, его осмотическое давление или объем набухающего студня при введении в систему низкомолекулярного индифферентного-электролита. [c.472] Мембранное равновесие Доннана. Зависимость свойств растворов высокомолекулярных электролитов от pH и содержания низкомолекулярпых электролитов можно объяснить не только изменением, формы макромолекулы в рас-Гворе, но и мембранным равновесием Доннана. Правда, равновесие, Доннана является фор.мальным термодинамическим истолкованием процесса и с его помощью нельзя сделать вывода о молекулярном механизме явления. Кроме того, следует подчеркнуть, что равновесие Доннана, как и всякая Термодинамическая интерпретация процесса, пригодно в том случае если имеет место равновесное состояние системы. [c.472] Рассмотрим зависимость осмотического давления растворов полиэлектролитов от pH и присутствия электролитов так, как ее представлял себе Доннан, а затем уже объясним, исходя из этой концепции, влияние pH и низкомолекулярных электролитов па объем набухшего студия и вязкость растворов полимеров. [c.472] Эта пропорция показывает, что иизкомолекулярный электролит, когда его мало, будет преимущественно находиться во внешней жидкости. [c.474] Иными словами, электролит распределится равномерно по обеим сторонам мембраны. [c.474] Рассмотренная схема относится к случаю, когда в, начале опыта низкомолекулярный электролит находился только во внешней жидкости. Однако картина существенно не меняется, если низкомолекулярный электролит присутствует в начале опыта и в осмотической ячейке. Не меняется положение и в том случае, если у высокомолекулярного и низкрм0лекуляр110Г0 электролитов нет общего иона, например, когда во внутренней жидкости -Ьсмометра находятся ионы и С1 , а во внешней — Ма и Вг . [c.474] Нетрудно определить, из каких слагаемых состоит осмотическое давление в рассмотренном выше случае. [c.474] Иными словами, осмотическое давление представляет в этом случае давление высокомолекулярного электролита. [c.474] Вернуться к основной статье