13/2. Молекулярные коллоиды. Строение и свойства. Взаимодействие с растворителем.

Молекулярными коллоидами являются ВМС. Высокомолекулярные соединения - это природные и синтетические вещества, образованные из цепных макромолекул, масса которых составляет десятки и сотни тысяч единиц. Строение. Молекулы ВМС построены из звеньев атомов (мономеров), соединенных ковалентными связями. Внутри цепи отдельные звенья могут свободно вращаться вокруг оси одинарной связи С-С, образуя различные конформации молекул.

С учетом расположения в макромолекуле атомов и атомных групп различают: линейные, разветвленные и сетчатые моле­кулы ВМС. Молекулы ВМС легко взаимодействуют, новые макромоле­кулы образуются за счет различных по природе связей: кова-лентных, ионных, водородных и других типов связей между радикалами. Длинные цепи высокополимеров рассматривают как гибкие образования, способные под влиянием различных фак­торов существенно менять свою форму. Макромолекулы ВМС не являются жесткими образованиями. Отдельные части моле­кул способны под влиянием теплового движения менять свое положение. Это приводит к изменению конфигурации цепи, гибкости, эластичности⁵ и формы молекул ВМС. В массе полимера цепи макромолекул располагаются беспо­рядочно, образуя многочисленные переплетения. Только в неко­торых случаях происходит упорядочивание отдельных участков полимера и образование неких «пачек», содержащих то или иное количество упорядоченных цепей. Поэтому ВМС относят к амфотерным веществам.

Важнейшими специфическими физико-химическими свой­ствами ВМС можно считать способность:1) к значительным обратимым, высокоэластичным деформа­циям; 2)к образованию высокопрочных анизотропных волокон и пленок; 3)к набуханию и образованию высоковязких растворов.В немалой степени свойства полимера зависят от взаимного расположения звеньев в молекуле, т.е. от ее конфигурации. Конфигурацией, в частности, определяется способность поли­мера к кристаллизации, его эластичные свойства. Взаимод. с раств-лем. Растворение ВМС идет самопроизвольно и по сути является неограниченным набуханием. Первая стадия набухания характеризуется самопроизволь­ным увеличением объема и массы растворяемого образца за счет поглощения низкомолекулярной жидкости. Причина набухания - односторонняя диффузия молекул растворителя внутрь образца ВМС. В основе диффузии лежит стремление системы минимизировать свободную энергию за счет выравни­вания концентраций и химических потенциалов компонентов. Высокая скорость диффузии обеспечивается большой разни­цей размеров молекул растворяемого вещества и растворителя и неплотной упаковкой макромолекул ВМС.При набухании объем образца полимера всегда увеличива­ется, а объем всей системы уменьшается. Уменьшение объема системы (полимер + растворитель) при набухании называется контракция. Контракция объясняется ориентацией молекул низкомолекулярного растворителя внутри полимера.

13/3. Раствор 1г белка гемоглобина в 1л воды имеет осмотическое давление 36,5 Па при 25ºС. Определите молекулярную массу и массу частицы гемоглобина. Примите, что осмотическое давление обусловлено только частицами белка.

Дано:m=1г,V=1л,π=36.5, Т=25+273=298К. Решение: на основе формулы Вант-Гоффа: πV = nRT,

, , тогда молекулярная масса : =67846 г/моль, количество частиц гемоглобина: , частиц, и тогда масса одной частицы равна г

Ответ: М=67846г/моль, m_ч=1.12 10^-19г