Растворы вмс. Определение вязкости с помощью вискозиметра.

Студент должен знать:

1.Определение ВМС.

2.Сущность явлений тикстотропии и генерезиса.

3. Основные свойства гелей.

4.Условия перехода ВМС в гель.

5.Влияние рН раствора на процесс гелеообразования в водных растворах белков.

6. Характерные способы образования гелей для фибриллярных и глобулярных белков.

Студент должен уметь:

1.Уметь пользоваться вискозиметром Оствальда.

2.Определять молярную массу ВМС вискозиметрическим методом.

3.Определять вязкость раствора с помощью капиллярного вискозиметра.

4.Объяснять влияния концентрации, температуры и рН раствора на величину вязкости.

5.Решать задачи на определение относительной, удельной и приведенной вязкости

Высокомолекулярные соединения и их растворы

Высокомолекулярные соединения (ВМС) – вещества, обладающие молекулярной массой от нескольких тысяч до нескольких миллионов атомных единиц масс. Такие огромные по размеру молекулы называют макромолекулами. Размеры макромолекул ВМС могут достигать 1000 нм, т. е. соизмеримы с размерами частиц в средне- и высокодисперсных системах. Для ВМС часто применяют термин «полимер» (от греч. рolymerеs – состоящий из многих частей, многообразный).

Классификация ВМС

Отметим несколько признаков классификации ВМС.

По происхождению различают:

1) ВМС природного происхождения, или биополимеры, например, белки (желатин, казеин, коллаген), нуклеиновые кислоты (полинуклеотиды – ДНК, РНК), полисахариды (крахмал, целлюлоза), природные смолы (натуральный каучук);

2) синтетические ВМС получают в результате химического синтеза. В пищевой промышленности применяют различные упаковочные материалы – пленки, пакеты, посуду, изготовленные из синтетических ВМС: полиэтилена[-СH₂-CH₂-]_n, полипропилена[-CH₂-CH(CH₃)-]_n, поливинилхлорида[-СH₂-CHСl-], полистирола [-СН₂-С(С₆Н₅)Н-]_n.

В качестве исходных веществ для получения полимеров используют низкомолекулярные ненасыщенные или полифункциональные соединения – мономеры.

Методы синтеза основаны на двух типах реакций:

1) полимеризация – соединение молекул мономера с образованием макромолекул, по элементному составу не отличающихся от исходного мономера, например,

(CH₂=CH₂) (–CH₂–CH₂–)_n;

этилен полиэтилен

2) поликонденсация – соединение одинаковых или различных молекул, сопровождающееся выделением низкомолекулярных побочных продуктов, например,

фенолформальдегидные смолы

По строению полимерной цепи различают:

1) линейные полимеры (рис. 1, а) образуются при полимеризации бифункциональных молекул (полиэтилен, натуральный каучук). Линейные полимеры способны образовывать высокопрочные волокна и пленки, обладают упругостью, образуют растворы высокой вязкости;

2) разветвленные полимеры (рис 1, б) имеют боковые ответвления от основной цепи, число, длина и взаимное расположение которых могут меняться в широких пределах, оказывая существенное влияние на свойства полимера (амилопектин крахмала).

3) пространственные (сшитые) полимеры (рис 2.7, в) обычно состоят из макромолекулярных цепей, соединенных между собой либо непосредственно при помощи поперечных химических связей, либо при помощи «мостиков», представляющих собой отдельные атомы или группы атомов (фенолформальдегидные смолы, эбонит). Вследствие наличия прочных химических связей между цепями, сетчатые полимеры менее эластичны, обладают высокой твердостью и не могут быть переведены в жидкое состояние без разрушения структуры.

а б в

Рис. 1 Структура макромолекул ВМС: а – линейная;

б – разветвленная; в – сетчатая

Разветвленные и пространственные полимеры образуются при функциональности мономера больше двух.

По способности к электролитической диссоциации полимеры подразделяются на неэлектролиты и полиэлектролиты (поликислоты, полиоснования, полиамфолиты).