Властивості розчинів поліелектролітів

Деякі високомолекулярні речовини (BMP) містять іоногенні групи і в розчинах здатні розпадатись на іони. Такі BMP називаються поліелектро-літами. Розглянемо властивості розчинів білків, молекули яких містять основні та кислотні іоногенні групи і відносяться до амфотерних поліелектролітів.

Схематично молекулу білка можна зобразити так:

HONH₃–R–COOH

де R - вуглеводневий радикал, який містить пептидні групи;

_HO–NH3- основна група;

_–COOH - кислотна група.

При певному рН, число іонізованих основних груп дорівнюватиме числу іонізованих кислотних груп, що відповідає ізоелектричній точці білка.

Молекула білка в ізоелектричній точці електронейтральна:

OH^–+ ⁺NH₃–R–COO^– +H⁺

У кислому середовищі пригнічується іонізація карбоксильних груп, молекула дисоціює як основа, тому заряджається позитивно і, при електрофорезі, рухається до катоду:

HONH₃–R–COOH + H⁺ → ⁺NH₃–R–COOH + H₂O

У лужному середовищі пригнічується іонізація аміногрупи –NH₃OH, молекула білка проявляє себе як кислота, заряджається негативно і при електрофорезі рухається до аноду:

HONH₃–R–COOH + OH^– → HONH₃–R–COO^– + H₂O

Розчини BMP є істинними розчинами. Внаслідок ліфільності молекул BMP, їх розчини одержують шляхом самовільного диспергування, тому вони є агрегативно стійкими. Знак зміни вільної енергії Гіббса має негативне значення, ∆G < 0. Процес розчинення є енергетично вигідним.

Застосування електрофорезу та електроосмосу

Явища електрофорезу та електроосмосу використовуються для розділення і аналізу суміші білків і білкових препаратів. Розділення базується на тому, що під дією постійного електричного поля молекули білків, які мають заряд, рухаються з різною швидкістю до полюсів джерела струму. Швидкість руху залежить від величини заряду, молекулярної маси і розмірів молекули білка.

Багато продовольчих продуктів і матеріалів, що йдуть на виробництво непродовольчих товарів, являють собою дисперсні або колоїдні системи з різною кінетичною та агрегативною стійкістю. Стійкість подібних систем

значною мірою визначається величиною ξ - потенціалу частинок. Наприклад, перед покривним фарбуванням шкіряного напівфабрикату, вимірюють заряд поверхні структурних елементів шкіри. Чим менша різниця потенціалів між зарядженими частинками фарби і структурними елементами поверхні шкіри, тим більша глибина проникнення фарби. Для визначення ξ - потенціалу використовують явища електрофорезу та електроосмосу.

2.3. Мікрогетерогенні та грубодисперсні системи Загальна характеристика мікро гетерогенних та грубодисперсних систем

Суспензії, емульсії, піни, аерозолі та порошки відносяться до мікрогетерогенних і грубодисперсних систем. Частинки дисперсної фази цих систем мають більший розмір, ніж розмір частинок дисперсної фази колоїдних систем. Однак, ці системи мають спільні з колоїдними системами властивості. Вони володіють значним запасом вільної енергії, є термодинамічно нестійкими і мають тенденцію до зменшення дисперсності, що проходить за рахунок об'єднання частинок в агрегати.