Физическая и коллоидная химия. Балдынова Ф.П. - 66 стр.

     Процесс набухания ВМС связан с взаимодействием                   Добавление электролита к раствору ВМС уменьшает
макромолекул с молекулами растворителя, и степень набу-         сольватирующую способность растворителя и система в
хания ВМС зависит как от природы ВМС, так и от природы          итоге может быть нарушена, т.е. может произойти выделе-
растворителя. Набухание полярного ВМС протекает только          ние ВМС из раствора и полимер как бы отделится от рас-
в полярном растворителе, а неполярного – только в непо-         творителя (появляются волокна, хлопья, творожистые осад-
лярном.                                                         ки). Этот процесс называется высаливанием.
     Набухание ВМС может быть ограниченным (до опре-                  Механизм высаливания состоит в том, что сольвати-
деленного значения α) или неограниченным (до полного            рующие ВМС молекулы растворителя начинают взаимодей-
растворения полимера). Так, агар-агар неограниченно набу-       ствовать с электролитом, сольватная оболочка около мак-
хает в теплой воде, но ограниченно – в холодной. Неогра-        ромолекулы разрушается, происходит десольватация мак-
ниченно набухают в горячей воде крахмал и желатин. На-          ромолекулы и, как следствие, резко снижается раствори-
бухание полимеров обычно происходит очень медленно.             мость ВМС, т.е. происходит его «высаливание». Способ-
     Причина набухания кроется в межмолекулярном взаи-          ность ВМС «высаливаться» из растворителя возрастает с
модействии ВМС и растворителя, реализуемом путем соль-          увеличением молярной массы полимера. На этом основано
ватирования макромолекул полимера молекулами раство-            фракционирование полидисперсного ВМС по молярной
рителя, что приводит к разрушению связей между отдель-          массе, которое используется для разделения смеси белков
ными макромолекулами. Разделение клубка макромолекул,           различной молярной массы.
в котором они связаны ван-дер-ваальсовыми силами, воз-                Процесс «высаливания» может привести к появлению
можно в процессе набухания ВМС в том случае, если рабо-         в системе другой жидкой студнеобразной фазы в виде мель-
та разделения молекул оказывается меньше энергии их             чайших капель, концентрация ВМС в них выше, чем в ис-
сольватации. Тогда процесс набухания ВМС приводит к са-         ходном растворе. Это явление называется коацервацией. И
мопроизвольному растворению полимера (∆G < 0).                  оно характерно для растворов белков. Коацервация может
     Для набухания полимера важную роль играет энтро-           происходить в растворе ВМС и при других воздействиях на
пийный фактор (∆S>0).                                           систему, например, при увеличении концентрации раствора,
     Рассмотренные положения не распространяются на             изменении температуры, pH и др. В этом случае происходит
полимеры, структура которых представляет собой про-             объединение отдельных макромолекул в ассоциаты за счет
странственную молекулярную сетку. Для их растворения            проявления межмолекулярных сил. Получившаяся структу-
требуется затратить значительно большую энергию, чем            ра является динамической, и ассоциаты в ней постоянно об-
энергия сольватации, т.к. в этом случае для полного раство-     разуются и распадаются. Когда ассоциаты становятся круп-
рения необходимо разорвать в сетке химические связи.            ными и прочными, в системе наблюдается расслаивание,
     Набухание ВМС сопровождается выделением теплоты            характеризующееся появлением капельной фазы (коацерва-
набухания. Происходит также и уменьшение общего объема          ция).
системы, т.к. молекулы растворителя упорядоченно распо-               Растворы ВМС проявляют осмотическое давление, об-
лагаются вокруг сольватируемых макромолекул.                    ладают диффузионной способностью. Используя уравнение

                                                          133   134