14/2.Приведите и охарактеризуйте основные физико-химические свойства растворов белков.

ВМС – природные и синтетические в-ва, образованные из цепных макромолекул, масса кот. составляет десятки, сотни тысяч единиц.

В зависимости от природы р-ля и конц-ции при растворении ВМС образуют устойчивые молекулярные или коллоидные системы – лиофильные золи. Устойчивость объясняется наличием развитых сольватных оболочек, предотвр. коагуляцию. Вокруг мол-л ВМС образуется ДЭС, кот. определяет электрический фактор устойчивости.

Признаки, схожие с истинными р-рами:

образуются самопроизвольно,

термодинамически устойчивы, равновесное сост-е опис. с пом. правила фаз

процессы, происх. в р-рах ВМС при изменении темп-ры, давления или конц-ции, обратимы.

Отличия от истинных р-ров:

огромные размеры и масса мол-л ВМС,

изменчивость формы и деталей строения мол-л в завис-ти от условий существования р-ра и внутримол-х конформационных переходов.

В отличие от р-ров лиофобных золей, р-ры ВМС облад-т агрегативной и термодинамической устойчивостью, образуются самопроизвольно, без уч. стабилизатора и предст. собой обратимые системы.

Мол-лы ВМС в изоэлектрическом сост-и хар-т признаки:

электронейтральность,

форма,близкая к сферической,

склонность к агрегации (наличие противоп. зарядов в изоэл. точке способствует процессу ассоциации ч-ц по месту ионогенных групп с образованием более крупных агрегатов => уменьш. частичной конц-ции и осмотического давления в изоэл. точке до min значения).

мнимум дзета-потенциала (т.к. уменьш. заряд ч-цы ВМС)

плохая растворимость (т.к. уменьш. ионизация => и гидратации мол-л).

снижение до минимума электропроводности.

становятся max эффекты, связ. с высокой своб. межфазной энергией, склонность к агрегации и необратимым процессам.

Специфич. особ-ти р-ров ВМС:

Коацервация – разделение сис-мы на две фазы, одна из кот. явл. р-ром ВМС в р-ле, а др. – р-ром р-ля в ВМС.

Высаливание – выделение в осадок растворенного компонента под действием больших конц-ций электролитов или неэлектролитов, способных десольватировать этот компонент.

(Для малорастворимых ВМС из водных р-ров под действ. электролита: эмпирическое Ур-ние Сеченова lg(C₀/C)=K_sC_s, где C₀ и C – растворимость,моль/л, ВМС в чистом р-ле и в р-ре соли с конц-цией C_s соответственно; K_s – коэф. высаливания). Причина высаливания в переходе части молекул р-ля к ионам (мол-лам) в-ва-высаливателя => разрушается сольватная оболочка мол-лы полимера и уменьшение его растворимости => важна способность ионов электролита к гидратации и адсорбции на частицах полимера.

Белки - природные полимеры (ВМС). Из-за наличия у белков ионогенных гидрофильных групп (-NH2, –COOH, -SH) их относят к полиэлектролитам.

Размеры молекул разных белков во многом определяют их поведение в растворе. Две основные причины изменения размеров молекул белков: размеры белков меняются в достаточно широких пределах, благодаря конформационным процессам, с др. стороны, этому способствуют постоянно протекающие в любой дисперсной среде хим. процессы.

Например, для глобулярных белков типична плотность около 1,4 г*см-3. Поэтому р-ры белков ведут себя как молекулярно-дисперсные системы, совмещающие св-ва истинных р-ров и коллоидных сис-м. В зависимости от конкретных условий и природы белков могут преобладать те или др. св-ва. Гидрофильные группы аминокислот, образ. белковую молекулу определяют св-са р-ров белков. Как и а/к-ты, белки явл. амфотерными электролитами. В водных р-рах они диссоциируют либо с образ. ионов водорда, либо ионов ОН-. Поэтому заряд белковых групп зависит от соотношения основных (NH2-) и кислотных (-СООН) группи степени их диссоциации. Под возд-ем рН среды происходит ионизация этих групп.

В кислом р-ре: избыток Н+ => ионы а/к-ты =>белка становятся +.

В сильнощелочном р-ре: карбоксильная группа а/к-ты депротонируется и а/к-та становится анионом.

14/3. В каком отношении находятся осмотические давления 2х коллоидных растворов одного и того же вещества с равными концентрациями по массе, если в одном из растворов средний радиус частиц составляет 2*10^-8 , а в другом 3*10^-7 м?

ПV = nRT, П-осмотическое давление золя, V- объем золя, n – число молей в-ва дисперсной фазы в данном V. 1моль содержит N_А частиц => υ = n*N_А

П=υRT/ N_А

Принимаем, что частицы имеют сферическую форму: m=4/3πr³ρυ, ρ-плотность диспергированного в-ва, π=3.14

Для двух золей: 4/3πr₁³ρυ₁ =4/3πr₂³ρυ₂ => r₁³υ₁ =r₂³υ₂

D- степень дисперсности золя D=1/2r

П₁/П₂= r₂³/r₁³=D₁³/D₂³ => П₁/П₂= (3*10^-7)³/( 2*10^-8)³ =3375