Фізико-хімія високомолекулярних сполук (вмс) план загальна характеристика вмс. Розчинення вмс


НазваФізико-хімія високомолекулярних сполук (вмс) план загальна характеристика вмс. Розчинення вмс
Дата конвертації27.03.2013
Розмір445 b.
ТипПрезентации


Фізико-хімія високомолекулярних сполук (ВМС)

  • ПЛАН

  • 1. Загальна характеристика ВМС. Розчинення ВМС.

  • 2. Методи одержання ВМС.

  • 3. Фізико-хімічні властивості розчинів ВМС.

  • 4. Стійкість розчинів ВМС.


Поняття про ВМР, їх одержання і класифікація

  • До високомолекулярних речовин (ВМР) відносять сполуки з молекулярною масою 104-106 і вище.

  • Високомолекулчрні речовини мають важлмве значення у різних галузях науки і техніки. Особливо велика їх роль у процесах життєдіяльності. До високомолекулярних сполук належать білки (казеїн, желатин, крохмаль та ін.), які складають основу харчування, нуклеїнові кислоти і інші біополімери.

  • У техніці і побуті знаходять широке застосування такі ВМР, як целюлоза та її похідні, шерсть, натуральний шовк, бавовна, різноманітні синтетичні смоли, пластмаси, натуральні і синтетичні каучуки, плівкоутворюючі матеріали, синтетичні волокна (капрон, нітрон, поліестер) та ін. певне використання знайшли ВМР у медицині іфармації. З полімерів виготовляють інструментарій, предмети догляду за хворими, протези для заміни втрачених органів. У фармації полімери використовують для виготовлення оболонок капсул, у які поміщують лікарські речовини, як покриття і складові частини таблеток, як допоміжні речовини для створення мазей і пластирів. З модифікованої целюлози, наприклад, виготовляють бинти і вату з кровозупиняючими властивостями. І це далеко не повний перелік щастосування ВМР у фармації.



Фізичні властивості полімерів

  • Полімери здебільшого аморфні речовини. Довгі ланцюжки та велика молекулярна маса не дозволяють полімерам переходити до рідкого стану (швидше наступає хімічний розпад). Проте при підвищенні темпратури з полімерами відбуваються зміни - вони розм'якають і стають дуже пластичними. Температура переходу від крихкого стану до пластичного називається термературою склування. Температура склування не є чітко визначеною температурою фазового переходу, а радше вказує на температурний діапазон, у якому відбуваються зміни. При низьких температурах полімери є досить крихкими матеріалами.

  • Здебільшого використовуються механічні властивості полімерів. При темературі вищій за температуру склування їх неважко пресувати в довільну форму, при застиганні вони зберігають форму й можуть служити для інкапсуляції та інших цілей. Проте спряжені полімери дедалі частіше використовуються як органічні напівпровідники.



Мономе́р (рос. мономер, англ. monomer, нім. monomere Substanz f, Monomere n, Grundmolekül n) - структурна ланка полімера, низькомолекулярна хімічна сполука, яка є первісним матеріалом для синтезу полімерів. Мономерами служать сполуки, що мають кратні зв’язки, циклічні групи та сполуки з різними функційними групами. При хімічному позначенні полімера хімічна формула мономера береться в квадратні дужки, до яких добавляється індекс n. Наприклад, поліетилен позначається [-CH2-CH2-]n. Мономерами білків є амінокислоти. З мономерів складаються вуглеводи, ліпіди, білки, вітаміни.



Полімер (рос. полимеры, англ. polymers, нім. Polymere n pl, Polymerisate n pl) — загальна назва органічних матеріалів, що складаються з молекул, що є довгими ланцюжками (100-10000 ланок) періодично повторюваних структурних одиниць. Природнім полімером є целюлоза.

  • Полімер (рос. полимеры, англ. polymers, нім. Polymere n pl, Polymerisate n pl) — загальна назва органічних матеріалів, що складаються з молекул, що є довгими ланцюжками (100-10000 ланок) періодично повторюваних структурних одиниць. Природнім полімером є целюлоза.

  • Структурні одиниці, з яких складаються полімери називаються мономерами.

  • Полімери можуть скаладатися із мономерів одного типу, або різних типів. В останньому випадку вони називаються кополімерами.

  • Полімери, що складаються з відносно невеликого, точно визначеного числа мономерів, називаються олігомерами. Для дуже малих олігоменів вживаються назви димер, тример тощо.

  • Мономерами білків є амінокислоти. З мономерів складаються вуглеводи, ліпіди, білки, вітаміни.



Класифікація ВМС

  • ВMP класифікують за різними ознаками. За походженням вони розділяються на природні і синтетичні. До природних належать білки (протеїни), вищі полісахариди (крохмаль., целюлоза), натуральний каучук.

  • Синтетичні BMP отримують у процесах полімеризації і поліконденсації. До них належать синтетичні каучуки (полібутадієн, поліхлоропрен та ін.) і різні синтетичні полімери (поліетилен, полівінілхлорид, поліаміди і т. д.).

  • Органічні BMP за складом головного ланцюга макромолекул розділяють на такі три групи:

  • Карболанцюгові BMP, основні полімерні ланцюги яких побудовані виключно з атомів вуглецю. Наприклад, поліетилен.

  • Гетероланцюгові BMP, полімерні ланцюги їх окрім атомів вуглецю містять також гетероатоми (кисень, азот, фосфор, сірку та ін.). Наприклад, полігліколі.

  • Елементоорганічні BMP, вони містять у головних ланщогах макромолекул атоми елементів, що не входять до складу природних органічних сполук — кремнію, алюмінію, титану, свинцю, сурми та ін. Наприклад, кремнійорганічні полісиланові сполуки.

  • Крім органічних існують також і неорганічні BMP. До них можна віднести одну з модифікацій сірки (пластична сірка).



Класифікація ВМС за походженням



Класифікація ВМС за формою макромолекули

  • Глобулярні

  • (білки молока, гемоглобін)



Класифікація ВМС

  • Важливе значення має структура полімерного ланцюга. За структурою полімерного ланцюга BMP розділяють на лінійні, розгалужені і просторові (сітчасті або тривимірні).

  • У лінійних BMP макромолекули — це довгі ланцюги. Макромолекули розгалужених полімерів мають довгий ланцюг (головний) з боковими розгалуженнями. Просторовими, або сітчастими, називаються BMP, побудовані з довгих ланцюгів, з'єднаних у тривимірну сітку поперечним хімічним зв'язком.

  • За формою макромолекул розрізняють глобулярні і фібрилярні BMP. У глобулярних макромолекулами є звернуті кульовидні утворення — глобули. Представники таких BMP — рослинний білок, кров'яні тільця. Під впливом зовнішніх дій глобулярні BMP можуть розвертатися і переходити у фібрилярну форму.

  • Фібрилярні BMP складаються з випрямлених лінійних або слаборозгалужених макромолекул, що агрегуються за рахунок міжмолекулярної взаємодії з утворенням пачок молекул — фібрил. Прикладами таких BMP є целюлозні волокна, поліакрилат натрію.



Класифікація ВМС за струк-турою полімерного ланцюга



Класифікація ВМС за хімічною природою атомів

  • Карболанцюгові Гетероланцюгові



Стадії розчинення ВМС у низькомолекулярному розчиннику



Константа швидкості набрякання:



Гель-фільтрація



Методи отримання ВМР

  • Природні BMP містяться в різних рослинних і тваринних організмах і можуть бути виділені з них за допомогою екстракції, фракційного осадження та інших методів.

  • Синтетичні BMP одержують з низькомолекулярних речовин методами полімеризації та поліконденсації.

  • Полімеризація — це реакція сполучення великого числа молекул низькомолекулярних речовин (мономерів), які мають кратні зв'язки. Реакція не супроводжується виділенням побічних продуктів. Цим методом отримують поліетилен, полівінілхлорид, поліізобутилен та інші BMP.

  • Поліконденсацією називається процес сполучення молекул однакової або різної будови, який супроводжується, як правило, виділенням низькомолекулярних речовин. Вихідні мономери повинні містити у молекулі не менше двох функціональних груп (—ОН, —СООН, —NНз та ін.). При поліконденсації біфункціо-нальних сполук отримують лінійні або циклічні BMP, а при поліконденсації три- і тетрафункціональних сполук — BMP просторової будови. Наприклад, поліконденсацією двоатомних спиртів одержують лінійні прості поліефіри:

  • п (HO-R-OH) + n(HO-R'-OH) → (-O-R-O-R'-)n+ пН2О.

  • BMP можна отримати також методом хімічних перетворень. Метод Грунтується на хімічних реакціях, коли у готові високо-молекулярні речовини вводять нові функціональні групи, або старі групи заміщують новими, або відбувається зшивання макромолекул чи їх деструкція.

  • В залежності від характеру реакцій вони розділяються на два види: полімераналогічні перетворення і макромолекулярні реакції. До першого виду належить, наприклад, реакція взаємодії целюлози з азотною кислотою, в результаті якої утворюється тринітрат целюлози. Прикладом макромолекулярної реакції є зшивання макромолекул поліакрилової кислоти етиленгліколем, при цьому утворюється просторовий полімер з новими фізичними властивостями.



Набрякання і розчинення ВМР.

  • Механізм розчинення полімерів відрізняється від механізму розчинення низькомолекулярних речовин. При розчиненні останніх частинки їх дифундують в об'єм розчинника. У випадку розчинення полімерів полімер в- иконує роль розчинника, а низькомолекулярна рідина — розчи: неної речовини. Тобто відбувається дифузія молекул розчинника в об'єм полімеру. У початковий період молекули розчинника проникають у «порожнини» між макроланцюгами полімеру. При цьому відбувається зменшення загального об'єму системи. Це явище називається контракцією (V). Контракція супроводжується виділенням теплоти сольватації і в більшості випадків під розоряється емпіричному рівнянню:

  • V = am (b + m)

  • де m – маса рідини, поглиненої 1 г полімеру, а, b — сталі величини.

  • Далі міжмолекулярні зв'язки в полімері послаблюються і молекули розчинника все біл: ііьше проникають вглиб полімеру. Об'єм його збільшується, а загальний об'єм системи залишається сталим. Однобічний процес проникнення молекул розчинника у фазу полімеру називається набуханням.

  • В залежності від будови макроланцюга і характеру взаємодії макромолекул між собою і молекулами розчинника розрізняють обмежене і необмежене набухання.

  • Необмежене набухання — це набухання, яке самодовільно переходить у розчинення, при цьому утворюється однофазна гомогенна система.

  • Обмеженим набуханням називається процес взаємодії полімеру з низькомолекулярною, рідиною, обмежений стадією набухання. Самодовільне розчинення полімеру не відбувається, тобто ланцюги полімеру повністю не відділяються один від одного. При цьому утворюються дві співіснуючі фази. Одна фаза є розчином низькомолекулярної рідини в полімері, а друга — чистою низькомолекулярною рідиною. Ці фази розділені видимою поверхнею поділу і перебувають у рівновазі.



Методи одержання ВМС

  • Полімеризація:

  • nCH2=CH-CH=CH2 → (-CH2-CH=CH-CH2-)n



Вплив різних факторів на величину набрякання.

  • Слід розрізняти обмежене набухання полімерів лінійної і сітчастої будови. Для лінійних полімерів в залежності від умов (температура, концентрація) набухання може бути обмеженим і необмеженим. Прикладом є набухання желатину у воді. Між макромолекулами желатину існують міцні водневі зв'язки, які не порушуються у процесі набухання при кімнатній температурі, і желатин набухає обмежено. Лише при желатин набухає необмежене з утворенням гомогенного розчину.

  • Якщо в полімері є просторова сітка, утворена хімічними зв'язками, то ланцюги макромолекул ні при яких температурах не можуть бути розділені. Отже, просторові полімери принципово нерозчинні, однак вони можуть набухати, утворюючи драглі або гелі.

  • Процес набухання кількісно характеризується ступенем і швидкістю набухання. Ступінь набухання (а) виражається кількістю рідини, поглиненої одиницею маси або об'єму полімеру.

  • Ступінь набухання може бути визначений ваговим або об'ємним методом. Ваговий метод полягає у зважуванні зразку до і після набухання. Ступінь набухання розраховується за формулою:

  • α=m-m0/m0

  • де m0— маса вихідного полімеру; m – маса набухлого полімеру.

  • Швидкість набухання полімеру визначається швидкістю дифузії розчинника в нього, тому вона характеризується тими ж закономірностями, що і хімічна реакція 1-го порядку. Отже, константу швидкості набухання полімеру можна розрахувати за рівнянням:

  • k = 1/t*ln amax/amax-a1

  • де αmax — граничний або максимальний ступінь набухання, α — ступінь набухання до часу t



Ламінарна течія



Ньютона: сила тертя пропорційна градієнту швидкості течії і площі контакту рухомих шарів







Денатурація білка



Схема коацервації





Схожі:

Фізико-хімія високомолекулярних сполук (вмс) план загальна характеристика вмс. Розчинення вмс iconФізико-хімія високомолекулярних сполук (вмс) план загальна характеристика вмс. Розчинення вмс
Ньютона: сила тертя пропорційна градієнту швидкості течії і площі контакту рухомих шарів
Фізико-хімія високомолекулярних сполук (вмс) план загальна характеристика вмс. Розчинення вмс iconФізико-хімія високомолекулярних сполук (вмс) план загальна характеристика вмс
Ньютона: сила тертя пропорційна градієнту швидкості течії і площі контакту рухомих шарів
Фізико-хімія високомолекулярних сполук (вмс) план загальна характеристика вмс. Розчинення вмс iconТехнологія розчинів високомолекулярних сполук. Колоїдні розчини
Технологія розчинів високомолекулярних сполук. Колоїдні розчини вмс називаються такі речовини, що мають молекулярну масу від декількох...
Фізико-хімія високомолекулярних сполук (вмс) план загальна характеристика вмс. Розчинення вмс iconВисокомолекулярні сполуки Лектор доц. Н. А. Василишин
До високомолекулярних сполук (вмс) відносять сполуки з молекулярною масою 10000-1000000 І вище
Фізико-хімія високомолекулярних сполук (вмс) план загальна характеристика вмс. Розчинення вмс iconРозчини високомолекулярних речовин. Колоїдні розчини
Розчини високомолекулярних речовин. Колоїдні розчини вмс називаються такі речовини, що мають молекулярну масу від декількох тисяч...
Фізико-хімія високомолекулярних сполук (вмс) план загальна характеристика вмс. Розчинення вмс iconЛекція №4 Фізико-хімія дисперсних систем. Методи одержання. Стійкість та коагуляція ліофобних золів. Фізико-хімія високомолекулярних речовин
...
Фізико-хімія високомолекулярних сполук (вмс) план загальна характеристика вмс. Розчинення вмс iconДисперсні системи. Фізико-хімія високомолекулярних сполук
Дисперсні системи складаються з дисперсної фази (диспергована речовина) і дисперсійного середовища
Фізико-хімія високомолекулярних сполук (вмс) план загальна характеристика вмс. Розчинення вмс iconТема лекції: Настої та відвари (частина 2) Автор: канд фарм наук, доц. Г. Р. Козир
Водні витяги (витяжки) комбіновані дисперсні системи: сполучення розчинів або розчинів вмс із колоїдними розчинами
Фізико-хімія високомолекулярних сполук (вмс) план загальна характеристика вмс. Розчинення вмс iconТема лекції: Настої та відвари (частина 1) Автор: канд фарм наук, доц. Г. Р. Козир
Водні витяги (витяжки) комбіновані дисперсні системи: сполучення розчинів або розчинів вмс із колоїдними розчинами
Фізико-хімія високомолекулярних сполук (вмс) план загальна характеристика вмс. Розчинення вмс iconТема лекції: Лікарські та косметичні настої та відвари Автор: канд фарм наук, доц. Г. Р. Козир
Водні витяги (витяжки) комбіновані дисперсні системи: сполучення розчинів або розчинів вмс із колоїдними розчинами

Додайте кнопку на своєму сайті:
dok.znaimo.com.ua


База даних захищена авторським правом ©dok.znaimo.com.ua 2013
звернутися до адміністрації
dok.znaimo.com.ua
Головна сторінка