Свойства растворов ВМС: особенности растворения, реологические свойства, осмос. Устойчивость растворов ВМС

Сентябрь 9, 2022

Главная
Химия
Свойства растворов ВМС: особенности растворения, реологические свойства, осмос. Устойчивость растворов ВМС

Содержание

2. Высокомолекулярные соединения… … вещества, молекулярная масса которых, по данным одних авторов составляет от 104 до 106
3. Сходства и различия растворов ВМС и коллоидных растворов
4. Растворы ВМС … … лиофильные коллоидные системы, термодинамически устойчивые и обратимые; … молекулярнодисперсные системы, в которых
5. Строение (структура) ВМС линейная разветвлённая пространственная Специфические свойства ВМС обусловлены их способностью принимать различные конформации (глобулы,
6. Полиэлектролиты - … … ВМС с ионогенными группами.
7. В растворе полиамфолита устанавливается равновесие Заряд белка зависит от: количества и способности к диссоциации его –СООН
8. Особенности растворения ВМС Взаимодействие ВМС с водой начинается с процесса набухания. Набухание – самопроизвольный процесс поглощения
9. Ограниченное набухание Сопровождается образованием студня. Студень – пространственная сетка из цепей макромолекул, заполненная НМС. Оно характерно
10. Неограниченное набухание Ведёт к растворению ВМС.
11. Количественная оценка набухания Степень набухания где m0, V0 – масса и объём ВМС до набухания. m,
12. Свойства растворов ВМС Факторы устойчивости ВМС на примере белка: 1. Наличие заряда у частиц белка 2.
13. Пути коагуляции растворов ВМС К коагуляции растворов приводит: одновременная нейтрализация заряда частицы ВМС и полное разрушение
14. Коацервация… … расслаивание концентрированного раствора ВМС при действии дегидратирующих веществ на 2 фазы, одна из которых
15. Высаливание… …нарушение устойчивости растворов ВМС при действии неорганических солей. Высаливающее действие соли заключается в её собственной
16. Высаливающее действие анионов
17. Ряды Гофмейстера C2O42- > SO42- > CH3COO- > Cl- > NO3- > I- > SCN- высаливающее
18. Застудневание растворов ВМС - … … переход растворов к нетекучей, эластичной форме. Образование студня может быть
19. Основу студня составляет пространственная сетка из цепей полимера, заполненная молекулами НМС. Студни со слабыми связями (водородными
20. Старение студней… Синерезис – уплотнение пространственной сетки студня за счёт выдавливания части НМС; гель при этом
21. Вязкость растворов ВМС (η) … … внутреннее трение между слоями ВМС, движущимися относительно друг друга. Величина
22. Уравнение Эйнштейна η=η0(1+αϕ) η - вязкость раствора η0 – вязкость растворителя α – коэффициент, зависящий от
23. Виды вязкости
24. Виды вязкости С
25. Модифицированное уравнение Штаудингера
26. Вязкость крови… … очень важный показатель крови, определяющий максимальный срок службы сердца и сосудов. Чем выше
27. Вязкость крови В норме для плазмы крови и лимфы η=1,4∙10-3Па∙С (t=37°С). ↑ концентрации форменных элементов и
28. Осмотическое давление растворов ВМС (π)…
29. Осмотическое давление растворов ВМС (π) ϕ C
30. Онкотическое давление(πонк) … …часть осмотического давления крови, обусловленная наличием белков и их отдельных сегментов коллоидного размера.
31. Понижение πонк, вызванное гипопротеинемией, ведёт к развитию отёков. Гипопротеинемия может развиться при голодании, нарушении пищеварения, заболеваниях
32. Мембранное равновесие Доннана Описывает распределение электролитов по обе стороны клеточной мембраны. сout – концентрация ионов в
33. Анализ уравнения Доннана Возможны 3 варианта распределения ионов: 1) cout > cin ⇒ 2) cin >
34. Причина мембранного равновесия избирательная проницаемость клеточных мембран, из-за которой соли белка всегда остаются в клетке и
36. Скачать презентацию

Слайд 2

Высокомолекулярные соединения…
… вещества, молекулярная масса которых, по данным одних авторов составляет

от 104 до 106 Д, по данным других, от 103 до 1010 Д.
К числу природных ВМС, играющих важную роль в жизнедеятельности человека, следует отнести белки, НК, полисахариды.

Слайд 3

Сходства и различия растворов ВМС и коллоидных растворов

Слайд 4

Растворы ВМС …
… лиофильные коллоидные системы, термодинамически устойчивые и обратимые;
… молекулярнодисперсные

системы, в которых взвешенными частицами являются не мицеллы с их ядерным строением, а молекулы гигантских размеров.

Слайд 5

Строение (структура) ВМС
линейная
разветвлённая
пространственная
Специфические свойства ВМС обусловлены их способностью принимать различные конформации

(глобулы, клубки или растянутые формы).
Конформации – энергетически неравноценные формы макромолекул, возникающие при простом повороте звеньев без разрыва химической связи.

Слайд 6

Полиэлектролиты - …
… ВМС с ионогенными группами.

Слайд 7

В растворе полиамфолита устанавливается равновесие
Заряд белка зависит от:
количества и способности

к диссоциации его –СООН и , -NH2 групп,
рН среды.
ИЭТ – значение рН, при котором белок не заряжен за счёт равного числа кислотных и основных групп. В ИЭТ белок имеет вид: NH3+ - R – COO--

ОН-

Н+

Слайд 8

Особенности растворения ВМС
Взаимодействие ВМС с водой начинается с процесса набухания.
Набухание –

самопроизвольный процесс поглощения ВМС низкомолекулярной жидкости, сопровождающийся увеличением массы и объёма.
Причина набухания – различия в размерах и подвижности молекул: молекулы ВМС велики и малоподвижны, молекулы НМС малы и очень подвижны.
Различают 2 вида набухания: ограниченное и неограниченное.

Слайд 9

Ограниченное набухание
Сопровождается образованием студня.
Студень – пространственная сетка из цепей макромолекул,

заполненная НМС. Оно характерно для ВМС, отдельные цепи которых связаны так называемыми «мостичными» связями (типа водородной, бисульфидной и др.).

Слайд 10

Неограниченное набухание
Ведёт к растворению ВМС.

Слайд 11

Количественная оценка набухания
Степень набухания
где m0, V0 – масса и объём ВМС

до набухания.
m, V – масса и объём после набухания.
Факторы, влияющие на набухание:
Температура
Электролиты
рН

Обращённый ряд Гофмейстера
SCN->I- >NO3- >Cl- >CH3COO- >SO42- >C2O42-

Слайд 12

Свойства растворов ВМС Факторы устойчивости ВМС на примере белка:
1. Наличие заряда у

частиц белка
2. Наличие гидратной оболочки

+Н2О ↔

↔

Н+
ОН-

ВМС

+ -

- +

+ -

Вода связанная

Вода свободная

Слайд 13

Пути коагуляции растворов ВМС
К коагуляции растворов приводит:
одновременная нейтрализация заряда частицы ВМС

и полное разрушение всей гидратной оболочки.
Электролитом нейтрализовать заряд и добавить дегидратирующее вещество (спирт, ацетон, танин и др.).
В начале провести дегидратацию, а затем нейтрализовать заряд частицы ВМС.
Данные схемы предложены учёным Кройтом.

Слайд 14

Коацервация…
… расслаивание концентрированного раствора ВМС при действии дегидратирующих веществ на 2

фазы, одна из которых обогащена ВМС.
Причина: слияние свободной воды у частиц ВМС; связанная вода не затрагивается. Считать коагуляцией коацервацию нельзя, т.к. у частицы сохранилась часть гидратной оболочки.

Слайд 15

Высаливание…
…нарушение устойчивости растворов ВМС при действии неорганических солей.
Высаливающее действие соли заключается

в её собственной гидратации за счёт дегидратации коллоидных частичек ВМС и понижения их растворимости. Для фракционирования белков чаще используют раствор (NH4)2SO4.

Слайд 16

Высаливающее действие анионов

Слайд 17

Ряды Гофмейстера
C2O42- > SO42- > CH3COO- > Cl- > NO3- >

I- > SCN-
высаливающее действие повышают устойчивость коллоидов ВМС
Большое влияние на процесс высаливания оказывает длина макромолекулы и молекулярная масса ВМС: чем они больше, тем легче идёт высаливание. На этом принципе основано фракционное высаливание, сущность которого заключается в том, что добавляя к растворам ВМС возрастающие концентрации соли можно выделить отдельные фракции белков.

Слайд 18

Застудневание растворов ВМС - …
… переход растворов к нетекучей, эластичной форме.
Образование

студня может быть вызвано двумя способами:

СТУДЕНЬ

Слайд 19

Основу студня составляет пространственная сетка из цепей полимера, заполненная молекулами НМС.
Студни

со слабыми связями (водородными или дипольными) между цепями полимера имеют малую прочность и подвергаются тиксотропии – обратимому разрушению при механическом воздействии.
Студни с сильными связями (химическими) достаточно прочные.

Слайд 20

Старение студней…
Синерезис – уплотнение пространственной сетки студня за счёт выдавливания части

НМС; гель при этом уменьшается в объёме, но сохраняет исходную форму.

Синерезис в живых тканях указывает на старение организма: потеря воды приводит к утоньшению костей, сухости кожи, уменьшению эластичности тканей.

Слайд 21

Вязкость растворов ВМС (η) …
… внутреннее трение между слоями ВМС, движущимися

относительно друг друга.
Величина вязкости определяется силами молекулярного притяжения, поэтому
↑ в растворах полярных веществ;
↑ в растворах с размерами частиц, превышающими размеры частиц растворителя;
на величину вязкости оказывает влияние форма частиц (?, ಟ, ಯ, Ο и др);
↑ с увеличением молекулярной массы растворённого вещества;
↑ с увеличением концентрации частиц вещества.

Слайд 22

Уравнение Эйнштейна
η=η0(1+αϕ)
η - вязкость раствора
η0 – вязкость растворителя
α – коэффициент, зависящий

от формы частиц
ϕ - объёмная доля частиц
Недостаток: не учитывает наличие различных слоёв у частиц (сольватных, адсорбционных, электрических), создающих дополнительные вязкостные эффекты.

14.III 1879 — 18.IV 1955

Эйнштейн Альберт

Слайд 23

Виды вязкости

Слайд 24

Виды вязкости

С

Слайд 25

Модифицированное уравнение Штаудингера

Слайд 26

Вязкость крови…
… очень важный показатель крови, определяющий максимальный срок службы сердца

и сосудов. Чем выше вязкость крови, тем быстрее изнашивается сердце.
Что дает Вам анализ крови на вязкость? Ответ очень прост. Проснетесь Вы завтра или нет. Вязкость крови изменяется в очень широких пределах. При этом на состояние крови влияет очень много факторов. Критическое увеличение вязкости крови ставит всю сердечно-сосудистую систему и ее хозяина на грань выживаемости. Т.е. увеличение вязкости крови повышает кардиологический риск либо риск внезапной сердечной смерти.

Слайд 27

Вязкость крови
В норме для плазмы крови и лимфы η=1,4∙10-3Па∙С (t=37°С).
↑ концентрации

форменных элементов и белков ↑η.
На η влияет и состояние мембран эритроцитов (до 45% объёма крови): в норме высокая эластичность, потеря или снижение которой ведёт к ↑η крови.

Слайд 28

Осмотическое давление растворов ВМС (π)…

Слайд 29

Осмотическое давление растворов ВМС (π)

ϕ
C

Слайд 30

Онкотическое давление(πонк) …
…часть осмотического давления крови, обусловленная наличием белков и их

отдельных сегментов коллоидного размера.
В норме ~ 3,1 кПа. Отклонение этой величины от нормы приводит к серьёзным нарушениям функционирования организма.
Причина: на кровь в капилляре действуют гидростатическое давление (ргидр.) ~ 4,5 кПа и онкотическое давление. Стенка капилляра представляет собой мембрану, непроницаемую для белка, но проницаемую для воды и безбелковой части плазмы.
ргидр способствут выдавливанию воды и безбелковой части плазмы в межклеточную жидкость. πонк способствует всасыванию воды из ткани в капилляр.

Слайд 31

Понижение πонк, вызванное гипопротеинемией, ведёт к развитию отёков. Гипопротеинемия может развиться

при голодании, нарушении пищеварения, заболеваниях почек и т.д.

ргидр>πонк

ргидр<πонк

Микроциркуляторное русло

Артериола

Венула

Слайд 32

Мембранное равновесие Доннана
Описывает распределение электролитов по обе стороны клеточной мембраны.
сout –

концентрация ионов в межклеточной жидкости;
сin – концентрация ионов внутри клетки;
х – количество ионов, перешедших в клетку из межклеточной жидкости.

Слайд 33

Анализ уравнения Доннана
Возможны 3 варианта распределения ионов:
1) cout > cin ⇒
2)

cin > cout ⇒ в клетку перейдёт малое число ионов
3) cin = cout ⇒
Вывод: концентрация ионов в клетке будет всегда выше, чем в межклеточной жидкости.

Слайд 34

Причина мембранного равновесия
избирательная проницаемость клеточных мембран, из-за которой соли белка всегда

остаются в клетке и способствуют переходу ионов в клетку.
Значение равновесия Доннана в жизнедеятельности: πin > πout ⇒ поддержание тургора клеток даже в изотонических растворах.

Свойства растворов ВМС: особенности растворения, реологические свойства, осмос. Устойчивость растворов ВМС

Содержание

Высокомолекулярные соединения…… вещества, молекулярная масса которых, по данным одних авторов составляет

Сходства и различия растворов ВМС и коллоидных растворов

Растворы ВМС …… лиофильные коллоидные системы, термодинамически устойчивые и обратимые;… молекулярнодисперсные

Строение (структура) ВМСлинейнаяразветвлённаяпространственнаяСпецифические свойства ВМС обусловлены их способностью принимать различные конформации

Полиэлектролиты - …… ВМС с ионогенными группами.

В растворе полиамфолита устанавливается равновесиеЗаряд белка зависит от: количества и способности

Особенности растворения ВМСВзаимодействие ВМС с водой начинается с процесса набухания.Набухание –

Ограниченное набуханиеСопровождается образованием студня. Студень – пространственная сетка из цепей макромолекул,

Неограниченное набуханиеВедёт к растворению ВМС.

Количественная оценка набуханияСтепень набуханиягде m0, V0 – масса и объём ВМС

Свойства растворов ВМС Факторы устойчивости ВМС на примере белка:1. Наличие заряда у

Пути коагуляции растворов ВМСК коагуляции растворов приводит:одновременная нейтрализация заряда частицы ВМС

Коацервация…… расслаивание концентрированного раствора ВМС при действии дегидратирующих веществ на 2

Высаливание……нарушение устойчивости растворов ВМС при действии неорганических солей.Высаливающее действие соли заключается

Высаливающее действие анионов

Ряды ГофмейстераC2O42- > SO42- > CH3COO- > Cl- > NO3- >

Застудневание растворов ВМС - …… переход растворов к нетекучей, эластичной форме.Образование

Основу студня составляет пространственная сетка из цепей полимера, заполненная молекулами НМС.Студни

Старение студней…Синерезис – уплотнение пространственной сетки студня за счёт выдавливания части

Вязкость растворов ВМС (η) …… внутреннее трение между слоями ВМС, движущимися

Уравнение Эйнштейнаη=η0(1+αϕ)η - вязкость раствораη0 – вязкость растворителяα – коэффициент, зависящий