Головна

ОТРИМАННЯ І ВЛАСТИВОСТІ Ліофільні КОЛОЇДНИХ РОЗЧИНІВ

  1. XI. Пристосування ТА ІНШІ ЕЛЕМЕНТИ, властивості. Здібностей та обдарувань АРТИСТА
  2. АДСОРБЦІЯ ИОНОВ ІЗ РОЗЧИНІВ
  3. Алюміній, його властивості та застосування в техніці
  4. Амфотерними називаються такі гідроксиди, які в залежності від умов виявляють властивості яких підстав, або кислот.
  5. Армуючі матеріали і їх властивості
  6. Базові властивості безпеки інформації. Канали реалізації загроз
  7. Безоплатне отримання основних засобів

Колоїдні розчини ПАР і ВМС виходять мимовільно з істинних розчинів за рахунок асоціації молекул при концентрації їх в розчині, що дорівнює ККМ або перевищує її. Внаслідок спорідненості поверхні ліофільних мицелл до дисперсійному середовищі вони добре сольватовані і тому стійкі без спеціального стабілізатора. У той же час міцели в ліофільних колоїдних розчинах, постійно взаємодіючи один з одним, обмінюються дифільної молекулами, змінюють розміри і форму, але зберігають стійкість.

Здатність ліофільних мицелл мимовільно змінювати розміри і форму свідчить про низький енергетичному бар'єрі між їх можливими станами. Отже, ліофіль-ні колоїдні розчини - дуже динамічні системи, зміни в яких можуть відбуватися при невеликих енергетичних витратах (при безреагентних впливах і навіть при впливі слабких полів). Динамічність ліофільних колоїдних розчинів можна спостерігати під мікроскопом в поляризованому світлі. В умовах такого експерименту спостерігається безперервно змінюється кольорова картина, викликана множинними флуктуаціями в досліджуваній системі.

Ліотропні рідкокристалічний стан.Дифільні молекули ПАР і ВМС відрізняються від молекул простих речовин тим, що вони мають анізометрічную форму, а їх гідрофільні і гідрофобні фрагменти виявляють по відношенню до розчинника протилежні властивості. Це призводить не тільки до геометричної анізотропії, а й до анізотропії у взаємодії їх молекул з фазами різної полярності. Подібні особливості не тільки зберігаються, а й посилюються при переході від окремих молекул до їх асоціатів, т. Е. МІЦЕЛИ анізометрічной форми (еліпсоїдної, циліндричної, пластинчастої). Тому в таких ліофільних колоїдних системах при певній концентрації дифільних речовин може виникати ориентационно впорядкований рух анізометрічних мицелл з утворенням гексагональної або ламеллярной фаз (рис. 27.9), для яких характерно рідкокристалічний стан (розд. 3.3.3). Це робить такі системи ще більш унікальними, так як вони набувають чутливість до впливу спрямованих потоків частинок і особливо до змін в їх русі в часі і просторі, т. Е. До градиентам впливу. Це, природно, відноситься і до впливу різних полів, включаючи слабкі.

Вплив особливостей ліофільних колоїдних систем на хімічні і біологічні властивості биосубстратов.На відміну від істинних розчинів, ліофільні колоїдні розчини ультрамікрогетерогенни, тому хімічні, а отже, і біологічні властивості сполук в цих системах залежать не тільки від якісного і кількісного складу з'єднань, але і від властивостей поверхні розділу між дисперсною фазою і дисперсійним середовищем. Саме поверхню розділу зазвичай є місцем здійснення хімічної взаємодії між реагентами, і саме поверхню внаслідок наявності вільної поверхневої енергії впливає на біохімічні реакції в організмі. Властивості і площа поверхні міцел залежать від природи молекул ПАР і ВМС, їх концентрації, а також від форми і розміру міцел. Останні два параметри для частинок ліофільних колоїдних систем надзвичайно лабільні, так як залежать від міжмолекулярних взаємодій, енергія яких невелика. Тому навіть слабкі безреагентниє впливу можуть вплинути на швидкість, а іноді і змінити склад продуктів хімічної реакції, що протікає в колоїдних системах. Це положення надзвичайно важливо для біологічних систем, так як більшість біохімічних реакцій протікає в середовищах, які є ліофільними колоїдними системами. При наявності у цих систем рідкокристалічного стану їх хімічні та біологічні властивості можуть змінюватися під впливом будь-якої спрямованого поля, включаючи біополе. Під дією поля може змінюватися орієнтація мицелл в просторі або характер узгодженості в їх русі, що вплине на хід біохімічного процесу за участю цих міцел.

Основними факторами, що впливають на швидкість поверхневих реакцій в колоїдних системах, є: проникність поверхні міцел, заряд їх поверхні і орієнтація молекул на межі поділу фаз. Кількість проникаючого в міцелу речовини зростає зі збільшенням його поверхневої активності і зменшується в міру стиснення мономолекулярної плівки міцели. Заряджена поверхню міцели, притягаючи з розчину іони протилежного знаку, відразу різко змінює умови і швидкість протікання поверхневих реакцій, так як виникає структура може перешкоджати надходженню в міцелу реагентів з розчину і видалення продуктів реакції з її поверхні. За рахунок тяжіння противоионов рН зарядженої поверхні і примикає до неї шару може мати відчутні відмінності від рН всього розчину, що також впливає на реакційну здатність сполук.

Молекулярна орієнтація в системі сильно впливає на її діелектричну проникність. Діелектрична проникність біологічних ліофільних систем може бути менше або більше, ніж діелектрична проникність чистої дисперсійного середовища або дисперсної фази. Це можна пояснити тим, що на поверхні міцел відбувається структурування молекул контактуючих фаз. У тих випадках, коли підвищується ступінь структурування молекул, відбувається збільшення діелектричної проникності системи, наприклад, якщо у води е = 79, то у крові - 85, а у білої речовини мозку - 90. Розпушення молекулярної структури, навпаки, сприяє зменшенню діелектричної проникності. Зміна діелектричної проникності системи сильно впливає на хімічні властивості її компонентів. Наявність молекулярної орієнтації на кордоні розділу може сприяти сорбції на ній молекул реагентів в строго орієнтованому стані, що також впливає на їх біохімічні властивості.

Таким чином, своєрідність фізико-хімічних і хімічних властивостей, а особливо біологічних і фізіологічних функцій биосубстратов в ліофільних колоїдних системах викликано:

- Певною орієнтацією молекул, обумовленої міжмолекулярними взаємодіями;

- Наявністю динамічних ассоциатов складного складу, що мають певну структуру, форму, взаємну орієнтацію в просторі, причому рух цих асоціатів може бути
 хаотичним або впорядкованим;

- Можливістю виникнення в цих системах різних рідкокристалічних станів, чутливих до різних градиентам впливів і здатних при незначних енергетичних витратах легко переходити один в одного або руйнуватися;

- Наявністю в системі проникною поверхні розділу, на якій можливе виникнення подвійного електричного шару і локальна зміна її складу внаслідок сорбції та десорбції компонентів системи.

Молекулярно-кінетичні та оптичні властивості.Ці властивості колоїдних розчинів ПАР обумовлені розмірами частинок дисперсної фази (міцел з молекул ПАР), які відповідають ультрамікрогетерогенним системам. Для них, як і для ліофобних золів, характерні слабке броунівський рух частинок дисперсної фази, мала швидкість дифузії і низьке осмотичний тиск, а також здатність розсіювати світло.

Як і в ліофобних золях, міцели ПАР і ВМС не проходять через пори тваринних і рослинних мембран. Тому очищення таких розчинів від іонів і молекул низькомолекулярних речовин здійснюється методом діалізу або електродіаліз.

Стійкість і руйнування ліофільних колоїдних розчинів.Стійкість ліофільних колоїдних розчинів обумовлена ??сильною взаємодією дисперсної фази з дисперсійним середовищем. Будучи термодинамічно стійкими, такі системи не мають схильності до мимовільного руйнування і не вимагають спеціального стабілізатора.

Різниця в стійкості і механізмі стабілізації ліофобних і ліофільних колоїдних розчинів визначає і різний механізм їх руйнування. На відміну від коагуляції ліофобних золів, обумовленої стисненням ДЕС при додаванні невеликих кількостей електроліту, руйнування ліофільних колоїдів пов'язано з десольватації мицелл під дією електролітів або інших речовин, що пов'язують дисперсійне середовище (розчинник). При цьому для руйнування колоїдних розчинів ПАР або ВМС потрібно досить велика кількість електроліту, оскільки він витрачається на зв'язування вільного розчинника, а потім на взаємодію з сольватного оболонками мицелл, т. Е. Зі зв'язаним розчинником.

висолюванням називається руйнування ліофільних колоїдних розчинів в результаті практично повної десольватації мицелл, що супроводжується виділенням ПАР або ВМС у вигляді пластівців.

Висаліваются дію на ліофільні системи надають всі іони, незалежно від знака їх заряду і знака заряду поверхні ассоциатов з молекул ПАР або ВМС, на відміну від коагуляції ліофобних золів (правило Шульце - Гарді, розд. 27.2.2). Висаліваются дію іонів визначається їх здатністю до сольватації, т. Е. Становищем в ліотропних рядах: чим більше здатність іонів до сольватації, т. Е. До зв'язування розчинника, тим сильніше їх висаліваются дію. Так, по висаліваются дії на білки в водних розчинах іони розташовуються в наступні ряди:

Крім електролітів висаліваются дію на водні розчини білків надають органічні речовини, наприклад етанол або ацетон, молекули яких здатні сильно пов'язувати воду (гідратованих) (розд. 11.3).

Солюбілізація.Одним з характерних властивостей ліофільних колоїдів, пов'язаних з їх мицеллярная будовою, є здатність до солюбилизации.

солюбілізація називається проникнення в структуру мицелл молекул різних речовин.

Процес солюбілізації включає дві стадії: дифузію молекул солюбілізіруемого речовини (солюбілізата) до поверхні міцели і проникнення цієї речовини в структуру міцели.

Солюбілізірованних можуть або дифільні молекули, або молекули, полярність яких близька до полярності ядра міцели. Так, міцели ПАР у водних середовищах можуть солюбілізувати неполярні вуглеводні, а також речовини дифільної природи: спирти, аміни, жири, білки. Спосіб включення молекул солюбілізата в структуру міцели залежить від властивостей його молекул. Полярні молекули вуглеводнів, проникаючи в міцели, розташовуються усередині гідрофобних ядер. Дифільні молекули спиртів або амінів впроваджуються між молекулами ПАР в мицеллах таким чином, що полярні групи молекул солюбілізата звернені до води, а неполярні фрагменти орієнтованіпаралельно вуглеводневим радикалам в ядрах мицелл. При солюбилизации вуглеводневі ланцюги в мицеллах розсуваються, в результаті чого розмір міцел збільшується. Процес солюбілізації носить мимовільний і оборотний характер і не порушує стійкість дисперсної системи.

Солюбілізація грає велику роль в життєдіяльності організму людини і тварин, будучи одним з ланок процесу обміну речовин. Солюбілізація лежить в основі самовільного емульгування жирів солями жовчних кислот при їх засвоєнні організмом. Злиття живих клітин включає солюбіліза-цію як одну з важливих стадій процесу. Солюбілізація широко використовується при отриманні фармацевтичних препаратів, а також є найважливішим фактором миючого дії ПАР.



Попередня   275   276   277   278   279   280   281   282   283   284   285   286   287   288   289   290   Наступна

іонообмінних АДСОРБЦІЯ | АДСОРБЦІЯ НА РУХОМИЙ ПОВЕРХНІ РОЗДІЛУ ФАЗ | ПОВЕРХНЕВО АКТИВНІ РЕЧОВИНИ | ХРОМАТОГРАФІЯ | Фізикохімії ДИСПЕРСНИХ СИСТЕМ | Ліофобность колоїдні розчини | Будову міцели У ліофобность КОЛОЇДНИХ РОЗЧИНАХ | Властивості ліофобность КОЛОЇДНИХ РОЗЧИНІВ | ВПЛИВ ВИСОКОМОЛЕКУЛЯРНИХ СПОЛУК НА СТІЙКІСТЬ ліофобні колоїди. флокуляція | Ліофільні колоїдні розчини |

© um.co.ua - учбові матеріали та реферати