29. Чем отличается денатурация от коацервации?
Денатурация
(от лат. De приставка, означающая удаление, утрату, и nаtura — природные свойства), утрата природной (нативной) конфигурации молекулами белков, нуклеиновых кислот и др. биополимеров в результате нагревания, химической обработки и т. п. Обусловлена разрывом нековалентных (слабых) связей в молекулах биополимеров (слабыми связями поддерживается пространственная структура биополимеров). Обычно сопровождается потерей оионной активности — ферментативной, гормональной н др. Может быть полной и частичной, обратимой и необратимой. Денатурация не нарушает прочных ковалентных химических связей, но в связи с развёртыванием глобулярной структуры делает доступными для растворителей и химических реагентов радикалы, находящиеся внутри молекулы. В частности, Д. облегчает действие протеолитических ферментов, открывая им доступ ко всем частям молекулы белка. Обратный процесс называется ренатурацией. Обратимую денатурацию нуклеиновых кислот используют для их молекулярной гибридизации.
Коацервация (от лат. coacervatio — собирание в кучу, накопление), возникновение в растворе высокомолекулярного соединения капель, обогащенных растворённым веществом. Слияние (коалесценция) коацерватных капель, которому может предшествовать их объединение в рыхлые хлопьевидные агрегаты (флокуляция), при благоприятных условиях приводит к разделению системы на два жидких слоя с четкой поверхностью раздела между ними: слой равновесной жидкости с малым содержанием высокомолекулярного соединения и слой повышенной концентрации, или коацерватный слой. Обогащенная полимером фаза (в капельной форме или в виде слоя) называется коацерватом. Иногда этот термин применяют для обозначения коацерватной системы в целом, т. е. совокупности коацерватных капель и находящейся с ними в контакте равновесной жидкости. В настоящее время процесс коацервации высокомолекулярных соединений рассматривается как образование двухфазной системы в результате расслаивания. Одна фаза представляет собой раствор высокомолекулярного вещества в растворителе, вторая-раствор растворителя в высокомолекулярном веществе. Раствор, более богатый высокомолекулярным веществом, часто выделяется в виде капелек коацер-вата. При дальнейшем обезвоживании коацерваты переходят в осадок. Впоследствии оболочки капель подвергают затвердению для повышения механической прочности микрокапсул, которая осуществляется различными способами (охлаждением, испарением растворителя и др.).
Необходимо различать простую и сложную коацервацию. Первая имеет место при взаимодействии раствора одного полимера и лекарственного (низкомолекулярного) вещества. Коацервация при взаимодействии двух полимеров называется сложной или комплексной.
31. Что называется суспензией? Какой вид устойчивости для нее характерен?
СУСПЕНЗИИ (от позднелат. suspensio-подвешивание), дисперсные системы, в которых твердые частицы дисперсной фазы - находятся во взвешенном состоянии в жидкой дисперсионной среде (другой часто применяемый термин-взвеси). Интервал размеров частиц от десятых долей мм до 10 -7 м. Суспензии с меньшими частицами (< 107 м) относят к дисперсным системам, верх. предел размеров частиц ограничен быстрым оседанием частиц в гравитационном поле. Иногда суспензии подразделяют на грубодисперсные собственно суспензии (размер частиц > 106 м) и тонкие взвеси-системы с промежуточной дисперсностью (106-107м). Частицы грубодисперсных суспензий не проходят через бумажные фильтры, видимы в оптический микроскоп, практически не участвуют в броуновском движении и диффузии. Размеры частиц суспензий могут быть определены методами микроскопия., ситового и седиментационного анализа, а также на основании данных по адсорбции. Отдельные узкие фракции м. б. выделены из полидисперсной системы с помощью сит, восходящего потока (на конусах) и отмучивания.
Получение суспензий. Два основных способа-смешение сухих порошков с жидкостью или измельчение твердых тел в жидкости (методы диспергирования) и выделение твердой фазы из жидкой среды (методы конденсации). Методы диспергирования требуют затраты энергии на преодоление сил межмолекулярного взаимодействия и накопление свободных поверхностной энергии образовавшихся частиц. Измельчение твердых тел осуществляют раздавливанием, истиранием, дроблением, расщеплением мех. способом с помощью дробилок, ступок и мельниц разлагающих конструкции (шаровых, вибро-, струйных, коллоидных), ультразвуком, а также электрическими методами.
Устойчивость суспензий. Грубодисперсные суспензии седиментационно неустойчивы. Скорость седиментации (или всплывания частиц) зависит от их размера, формы, разности плотностей частиц и среды, вязкости среды. На практике широко используют понятие гидравлической крупности суспензии, характеризующее скорость оседания частиц (мм/с) в неподвижной жидкой среде. Скорости седиментации сферических частиц кварца в воде приведены в таблице.
Агрегативная устойчивость суспензии (способность частиц сохранять свои первоначальные размеры, не слипаться) зависит от плотности поверхностного электрического заряда частиц, их потенциала (потенциал Штерна), толщины двойного электрического слоя, интенсивности взаимод. частиц со средой (лиофильности суспензии). Понижение этих параметров приводит к потере агрегативной устойчивости. Осаждение частиц из суспензии (разделение фаз) значительно ускорено путем их укрупнения в результате коагуляции (флокуляции) при введении в суспензию электролитов (флокулянтов), под действием электрического поля, магнитного или электромагнитного полей, жесткого ионизирующего излучения, теплового воздействия. Осадки, образующиеся из коагулированных суспензий, являются более рыхлыми, имеют больший седиментационный объем, чем осадки, получаемые из агрегативно устойчивых суспензий. Процессы разделения суспензий реализуются, напр., при очистке сточных вод в различного типа отстойниках, фильтрах, флотаторах, гидроциклонах и центрифугах.