- •Кафедра химической метрологии Кафедра физической химии
- •Содержание
- •Введение
- •Литературный обзор
- •1.1.1. Классификация дисперсных систем по агрегатному состоянию фаз
- •1.1.2. Классификация дисперсных систем по степени структурированности
- •1.2.2. Молекулярно-кинетические свойства золей
- •1.2.3. Электрокинетические свой-ства золей и гелей
- •1.2.4. Оптические свойства золей и гелей
- •1.3. Применение дисперсных систем в тестовых методах анализа
- •1.4. Свойства отвержденного желатинового геля
- •1.4.1. Электростатические свойства
- •1.4.2. Гидрофильность
- •1.5. Спектрофотометрические методы определения состава комплексных соединений
- •1.5.1. Метод изомолярных серий
- •1.5.2. Метод молярных отношений
- •1.6. Методы определения константы устойчивости комплексных соединений
- •1.6.1. Основные положения равновесий комплексообразования
- •1.6.2. Потенциометрические методы
- •1.6.3. Использование кривой насыщения
- •2. Экспериментальная часть
- •2.1. Реактивы, материалы и оборудование
- •2.2. Методики эксперимента
- •2.2.1. Методика приготовления исходного раствора мононатриевой соли 4-(2-пиридилизо-)резорцина
- •2.2.2. Методика приготовления ацетатных буферных растворов
- •2.2.3. Условия иммобилизации пар в желатиновые пленки
- •2.2.4. Условия извлечения кобальта(II) из раствора в фазу сорбента
- •2.2.5. Методика фотометрирования растворов и модифицированных пленок
- •2.2.7. Методика определения условных констант равновесия комплексо-образования в двухфазной системе вода/желатиновая пленка
- •2.3. Результаты и их обсуждение
- •2.4. Охрана труда
- •Список литературы
1.4.2. Гидрофильность
Желатин - гидрофильный полимер, образующий гомогенный трехмерный гель с водой, прозрачный в видимой области спектра при любом соотношении компонентов. Данное обстоятельство делает иммобилизованные системы на основе данного биополимера удобными объектами для реализации самых разнообразных физико-химических процессов, связанных с участием воды как растворителя [14].
Установлено, что желатиновая матрица в чувствительных элементах имеет пористую структуру и высокую степень гидратации. Способность желатина к гидратации обусловлена наличием в макромолекуле анионных и катионных групп, когда гидратация осуществляется, в основном, за счет образования водородных связей с молекулами воды. Ввиду разнообразия гидрофильных групп желатин является достаточно гидрофильным полимером, что доказывает его способность к набуханию в воде. Один дм3 желатинового геля может удерживать до 38 моль воды, ассоциация или агрегация иммобилизованных реагентов в фазе геля отсутствует, на 1 моль реагента может приходиться более 100 моль воды. Концентрация иммобилизованного реагента в объеме геля может быть в десятки раз больше его концентрации в исходном растворе. В результате высокой «оводнённости» желатинового геля можно ожидать, что условия осуществления реакций в нем являются приближенными к условиям в водных растворах. С другой стороны, очевидно, что столь высокая насыщенность геля водой непременно должна способствовать гидратации иммобилизованных реагентов - вопрос состоит в том, чтобы при электростатической иммобилизации не блокировались кислотные группы функционально-аналитических группировок реагентов [18].
Желатин как микропористое вещество обладает весьма развитой поверхностью, благодаря чему при контакте с водным раствором в его массив проникает как растворитель, так и растворенные химические реагенты. Вода, проникая в желатиновый массив, вызывает его изотропное набухание. Степень и скорость набухания желатина напрямую зависит от степени “задубливания”. Изменяя степень "сшивки" за счет образования новых ковалентных связей между полипептидными фрагментами полимера, можно регулировать гидрофильность и жесткость геля, а также затруднить его тепловую денатурацию и бактериальную деградацию. В качестве дубильных веществ применяют соли Cr(III), Al(III), формальдегид, глиоксаль, глутаровый альдегид, различные дикетоны, эпоксиды и др., а для ускорения дубления применяют различные активаторы - флороглюцин, резорцин, многоатомные спирты. Наличие в желатине (биополимере) фрагментов аминокислот позволяет не только регулировать степень гидрофильности матрицы и ее набухание в воде, но также исключить возможность ее бактериальной деградации и существенно расширить круг способов иммобилизации органических реагентов [19].
Для обеспечения эффективной диффузии молекул участников реакции с контактирующих с матрицами растворов в полимерный массив наиболее подходящие достаточно низкие (3) или же, наоборот, достаточно высокие (11) значения рН желатиновой фазы. Вообще-то, от значения рН зависит и степень набухания, в случае щелочного желатина, она минимальна возле изоэлектрической точки, а для кислотного желатина находится в достаточно широком интервале рН (5-10) [18].
На процессы набухания оказывают также специфическое воздействие и некоторые катионы, анионы и органические соединения.
В целом набухание желатинового массива, как и следовало было ожидать для аморфного вещества, является изотропным [14].