Свойства растворов вмс общие с коллоидными растворами

Растворы полимеров имеют общие свойства с коллоидными растворами. К ним относятся:

• Одинаковая степень дисперсности:

Для ВМС Д = 10 ⁸ – 10 ⁹ м ^–1

Для коллоидных частиц Д = 10 ⁷ – 10 ⁹ м ^–1

• Малая скорость диффузии

• Не способность макромолекул проникать через полупроницаемые мембраны

Особые свойства растворов вмс

• Аномально высокая вязкость

• Более высокое осмотическое давление, чем рассчитанное по уравнению Вант-Гоффа

• Защитное действие ВМС по отношению к коллоидным растворам

• Явление коацервации

• Способность к желатинированию (структурированию)

Вязкость растворов вмс

Растворы полимеров обладают более высокой вязкостью по сравнению с растворами низкомолекулярных соединений.

Основные причины:

 длинные разветвленные макромолекулы не способны ориентироваться в одном слое текущей жидкости, попадая в слои, текущие с меньшей скоростью, они замедляют течение жидкости, что приводит к увеличению вязкости;

 в результате сольватации макромолекул в растворах уменьшается доля свободного растворителя, что приводит к уменьшению текучести раствора;

в концентрированных растворах ВМС макромолекулы образуют внутренние структуры, иммобилизирующие часть растворителя, что приводит к резкому повышению вязкости.

Аномально высокую вязкость в концентрированных растворах полимеров называют структурной.

Структурная вязкость имеет особенности:

• Увеличивается со временем.

В результате теплового движения макромолекул несольватированные участки молекул сближаются, возникают межмолекулярные связи, что приводит к образованию ассоциатов и иммобилизации растворителя. Изменяется при механическом воздействии. Это явление называется тиксотропией.

Тиксотропия – это свойство концентрированных растворов ВМС обратимо изменять вязкость под влиянием механического воздействия. При встряхивании или перемешивании концентрированных растворов ВМС механически разрушаются непрочные внутренние структуры, вязкость уменьшается.

Например: протоплазма клетки, синовиальная жидкость, хрусталик глаза обладают тиксотропными свойствами.

Осмотическое давление растворов вмс.

Осмотическое давление растворов ВМС выше, чем рассчитанное по уравнению Вант-Гоффа. Это объясняется следующими причинами:

• Макромолекулы, благодаря гибкости, образуют петли и сегменты, которые ведут себя как отдельные кинетические единицы. Таким образом, в растворе ВМС осмотически активными частицами являются не макромолекулы, а их сегменты. Чем больше гибкость полимера, тем больше сегментов и соответственно выше осмотическое давление раствора.

• Врезультате сольватации макромолекул часть растворителя связывется, поэтому уменьшается доля свободного растворителя и увеличивается концентрация раствора, а, следовательно, и осмотическое давление.

Зависимость осмотического давления от концентрации для растворов НМС (1) и растворов ВМС (2)

В организме важную физиологическую функцию выполняет онкотическое давление – это часть осмотического давления крови, создаваемого белками (самостоятельно Методическое пособие «Физико-химия дисперсных систем», ч.II, стр.28-30). Массовая доля белков в плазме крови составляет 6-8 %, но поскольку они имеют большую молярную массу, их осмолярная концентрация в крови очень небольшая и онкотическое давление составляет 2,5-4,0 кПа, т.е. 0,5 % от общего осмотического давления крови.

Передвижение жидкости между плазмой и межклеточным пространством в зависимости от величины гидростатического и онкотического давлений.

Онкотическое давление крови соизмеримо с гидростатическим давлением в кровеносной системе и имеет большое биологическое значение. От соотношения гидростатического и онкотического давлений зависит проникновение жидкости из капилляров в ткани и обратно.

Гидростатическое давление крови падает от артериальной части капилляров к венозной. В артериальной части Р_гидр.> Р_онк. и жидкость из капилляров поступает в межклеточное пространство тканей – обратный осмос. В венозной части капилляров, наоборот, Р_онк. > Р_гидр. и происходит всасывание (осмос) межклеточной жидкости в капилляр. Скорость переноса жидкости прямо пропорциональна разности Р_{гидр .}и Р_онк.

При уменьшении содержания белка в крови, которое может возникнуть при голодании, нарушении пищеварения, при выделении белка с мочой из-за почечной недостаточности, понижается онкотическое давление крови. Это приводит к нарушению соотношения между гидростатическим и онкотическим давлением. В артериальной части капилляров разница Р_гидр. – Р_онк становится больше, а в венозной части Р_онк – Р_гидр. уменьшается. В результате этого усиливается приток воды в межклеточную жидкость, замедляется ее всасывание в венозную часть капилляра и возникают общие отеки.

При увеличении проницаемости капилляров возникает возможность фильтрации белков с небольшой молекулярной массой (альбуминов). Осмотическое давление межклеточной жидкости увеличивается, а онкотическое давление крови уменьшается, что приводит к возникновению «местных» отеков.