55.Специфические свойства вмс(набухание, вязкость, желатинизация, устойчивость в растворах).

В   отличии  от растворов  коллоидов  растворы  ВМС :

1.растворы  ВМС  не имеют поверхности раздела фаз, то есть являются однородными;

2. растворы  ВМС  термодинамически более стойкие, благодаря наличию сольватных

оболочек, тогда как стойкость коллоидных растворов обусловлена наличием двойного электрического слоя на частицах;

3. растворы  ВМС  образуются спонтанно;

4. частицы  ВМС  предрасположены к набуханию;

5. растворы  ВМС  имеют высокую вязкость, вследствие взаимодействия между собст-

венными молекулами и молекулами растворителя;

Набухание - это первая стадия растворения полимеров и проявляется увеличением ма-

ссы и объема за счет поглощения растворителя. Различают два типа набухания:

- неограниченное набухание, которое заканчивается полным растворением полимера и

образованием молекулярного раствора. Так набухают большинство белков и полисахаридов,

как, например, желатин, гиалуроновая кислота, пектины и т.д.

- ограниченное набухание идет до определенного момента и прекращается образовани-

ем студней и гелей, которые содержат пространственную сетку из цепей полимера, запол-

ненную молекулами растворителя. Ограниченно набухают в воде большинство ионообмен-

ных смол, каучук в бензоле и т.д

Вязкость - это внутреннее трение жидкостей, или способность текучих тел сопротив-

ляться перемещению одной их частицы относительно другой. Растворы  ВМС  имеют ано-

мально высокую вязкость, в сравнении с растворами электролитов и даже коллоидных сис-

тем. Так, уже при массовой доле  ВМС  0,05% его раствор имеет значительно большую вяз-

кость, чем вода. Увеличенная вязкость растворов  ВМС  обусловлена как взаимодействием

цепей полимера между собой, так и взаимодействием с молекулами воды. Молекулы  ВМС 

имеют большие размеры, переплетаются между собой, их полярные группы образуют боль-

шие гидратные оболочки

Желатинизацией  (застывание) - переход жидкого раствора в гель или студни. Например,

застывание горячего раствора желатина ведет к образованию холодца;

Стойкость растворов высокомолекулярных соединений.

Основным фактором термодинамической стойкости растворов  ВМС , и непосредствен-

но растворов белков, есть их высокая гидрофильность, обусловленная наличием полярных

групп в боковых цепях (кислотных -СОО

- и основных групп -NH3+), вокруг которых образуются мощные гидратные оболочки. Они защищают белковые молекулы от склеивания и выпадения в осадок. В зависимости от реакции среды белки образуют разные типы ионов.

56.Гели. Определение и способы получения.

Коллоидные растворы и растворы  ВМС  при определенных условиях способны превращаться в нетекучие структурированные системы - гели и студни. Это происходит за счетувеличения количества молекулярных связей между частицами с образованием сетчатой

структуры, ячейки которой заполняются растворителем. Считается, что гели образуются из

коллоидных растворов, а студни - из растворов  ВМС .

Причиной образования гелей есть возникновение слабых связей между кон-

цами коллоидных частиц (где двойной эллектрический слой и гидратная оболочка менее раз-

виты) с формированием пространственной сетки, которая, подобно губке, захватывает моле-

кулы воды. Образование студней обуславливается возникновением поперечных связей меж-

ду цепями полимеров с формированием сетчатой структуры, удерживающей молекулы воды.

В растворах белков структурирование может происходить за счет гидрофобного взаимодей-

ствия между неполярными участками цепей, а гидратированные участки цепей, наоборот

защищают белковые молекулы от их полного слипания. Повышение температуры замедляет

образование студней и гелей. Быстрее образование студней в растворах белков происходит

при рН, который соответствует изоэлектрической точке.

Если пространственная сетка формируется за счет ковалентных связей, то образование

гелей и студней необратимо. Так, при сворачивании крови образуется крепкая пространст-

венная сетка фибрина, в которой застревают эритроциты и другие клетки крови.

Образование гелей и студней носит обратимый характер, если частицы связаны сла-

быми междумолекулярными силами (водородные связи, силы Ван-дер-Ваальса, гидрофоб-

ные взаимодействия). Для таких случаев характерно явление тиксотропии, когда при меха-

ническом встряхивании гель переходит в жидкое состояние, но со временем опять переходит

в гель.

Характерной особенностью гелей и студней является синерезис - уменьшение их объе-

ма за счет удаления части жидкости. Интересно, что после синерезиса гели и студни в

уменьшенном виде могут сохранять форму посуды. Процессы синерезиса происходят при

засыхании хлеба, желе и т.д. Процесс синерезиса наблюдается во время ретракции сгустка

крови, когда происходит значительное уменьшение объема сгустка крови.

Гели и студни получают двумя способами:

1)  желатинизацией  (застывание) - переход жидкого раствора в гель или студни. Например,

застывание горячего раствора желатина ведет к образованию холодца;

2) набухание ксерогелей (сольватация сухих гелей). Поглощение воды частицами  ВМС  ведет

к их набуханию с возможностью слияния частиц в цельную систему. Так, при добавлении

воды к крахмалу, сухого клея, агар-агара, пектина происходит образование клейстера