20Отличие коллоида от истинного раствора по оптическим явлениям. Опалесценция. Эффект тиндаля.

Оптические свойства раствора обусловлены способностью рассеивать свет, то есть наличие явления опалесценции (оптическое явление резкого усиления рассеяния света чистыми жидкостями и газами при достижении критической точки, а также растворами в критических точках смешения. Причиной является резкое возрастание сжимаемости вещества, сопровождаемое усилением флуктуаций плотности (в том числе микрочастиц в растворах), на которых и происходит рассеяние света) из-за оптической неоднородности. Наблюдается, если пропускать пучок света через кюветку, поставив перед собой линзу, тогда со стороны виден эффект (конус Тиндаля). Обусловлено это зависимостью размером частицы раствора и длины светового пучка. Рассеивание наблюдается если длина волны больше чем величина частиц в р-ре. Если частицы имеют размер, одинаковый с длиной волны, то пучок прямолинейно огибает ее и рассеивается, то есть наблюдается явление дифракции. Благодаря спектру рассеивания можно точно определить принадлежность раствора (истинный — ионный, молекулярный либо коллоидный). Истинные растворы прозрачные и гомогенные, частицы в дисперсной фазе меньше нанометра. Для них не характерна дифракция или опалесценция, нет конуса Тиндаля, то есть частицы настолько малы, что даже не видимы в ультрамикроскоп.

21Что такое мицеллы пав и почему они устойчивые

Мицеллы представляют из себя агрегаты поверхностно-активных веществ (ПАВ) в коллоидном растворе (золe), состоящие из большого количества амфифильныхмолекул). Как пример можно привести мицеллы додецилсульфата в воде. Стабилизация растворов поверхностно-активными веществами придает им устойчивость, они образуют агрегаты (мицеллы), способные удерживать воду.

22Влияние pH на свойства растворов белков и их устойчивость

рН среды влияет на заряд белка, а следовательно, на его растворимость. Наименее устойчив белок в изоэлектрическом состоянии, т. е. когда его суммарный заряд равен нулю. Снятие заряда позволяет молекулам белка легко сближаться, склеиваться и выпадать в осадок. Значит, растворимость и устойчивость белка будут минимальны при рН, соответствующем изоэлектрической точке белка.

При смещении рН в растворе изменяется концентрация ионов Н⁺. При закислении среды (при снижении рН) ниже изоэлектрической точки ионы Н⁺ присоединяются к отрицательно заряженным группам глутаминовой и аспарагиновой кислот и нейтрализуют их. Заряд белка при этом становится положительным.

При увеличении рН в растворе выше изоэлектрической точки концентрация ионов Н⁺ снижается и положительно заряженные группы белка (NH₃⁺-группы лизина и аргинина) теряют протоны, их заряд исчезает. Суммарный заряд белка становится отрицательным.

Так как большинство белков несет много заряженных групп, то в целом они водорастворимы. Растворимость объясняется:

• наличием заряда и взаимоотталкиванием заряженных молекул белка,

• наличием гидратной оболочки – чем больше полярных и/или заряженных аминокислот в белке, тем больше гидратная оболочка. Например, 100 г белка альбумина связывает 30-50 г воды.

Поведение белков в растворах имеет некоторые особенности. Обычные коллоидные растворы устойчивы только в присутствии стабилизатора, который препятствует осаждению коллоидов, располагаясь на границе раздела "растворенное вещество — растворитель".

Водные растворы белков являются устойчивыми и равновесными, они со временем не выпадают в осадок (не коагулируют) и не требуют присутствия стабилизаторов. Белковые растворы гомогенны и, в сущности, их можно отнести к истинным растворам. Однако высокая молекулярная масса белков придает их растворам многие свойства коллоидных систем:

• характерные оптические свойства (опалесценция растворов и способность их рассеивать лучи видимого света)

• малая скорость диффузии

• неспособность проникать через полупроницаемые мембраны

• высокая вязкость растворов

• способность к образованию гелей