До високомолекулярних відносяться з'єднання з великою молекулярною масою - від 10000 до декількох мільйонів вуглецевих одиниць.
Якщо з'єднання крім високого молекулярного ваги містить періодично повторювані угруповання, то його називають високополімеров.
Розчини ВМС мають властивості як істинних, так і колоїдних розчинів. З колоїдами їх ріднить розмір часток. Всі властивості, що визначаються розміром частинок: дифузія, нездатність проникати через напівпроникну перегородку, здатність до світлорозсіювання - є загальними у колоїдів і розчинів ВМС.
З щирими розчинами їх об'єднує те, що вони виходять мимовільно, є термодинамічно стійкими, оборотними і рівноважними системами.
При вивченні розділу ВМС треба виділити відміну розчинів ВМС від колоїдних розчинів.
1. Розчинення ВМС протікає мимовільно і супроводжується відповідними тепловими ефектами. При колоїдному розчиненні (при утворенні колоїдів) потрібно затратити енергію: теплову, механічну, електричну.
2. Колоїди - гетерогенні системи. Розчини ВМС гомогенні.
3. Колоїдні розчини термодинамічно нестійкі. Розчини ВМС - термодінамічесі стійкі системи.
4. Колоїдні - стійкі тільки в присутності стабілізаторів. Без стабілізаторів колоїдні розчини самочинно руйнуються - коагулюють. Розчини ВМС стійкі без стабілізаторів.
5. Руйнування колоїдів - коагуляція - відбувається при дії іона-коагулянту в концентрації, рівній порогової. У Ліотропні ряду в.о. районів Li + Механізм коагуляції і висолювання різний. Коагулююча дію електролітів полягає в стисненні дифузійної частини подвійного іонного шару, що призводить до зменшення x - потенціалу, а, отже, і стійкості золю. Висаліваются дію електролітів пов'язано зі здатністю іонів гідратованих, тому висаліваются дією володіють одночасно і катіони, і аніони. Здатність іонів до гідратації призводить до удаваному підвищенню концентрації ВМС в розчині, що здається зниження температури (в зв'язку з упорядкуванням молекул води) і зниження розчинності ВМС (поліелектролітів) за рахунок придушення іонізації. 6. При структуруванні колоїдної системи утворюється двофазна гетерогенна система. При структуруванні розчинів ВМС утворюється холодець - однофазна система. Відмінності гелю від холодцю такі: 1) холодець - однофазна система; гель - система двухфазная; 2) ГЕЛЕУТВОРЕННЯ - мимовільний процес; студнеобразование відбувається під дією будь-яких чинників; 3) при застудненні утворюються зв'язку між будь-якими ділянками молекул; при гелеобразования - між гідрофобними ділянками (виступи, ребра, де тонкі сольватні оболонки і подвійний іонний шар); 4) гелі тиксотропні. Більшість холодців нетіксотропни. Тиксотропія спостерігається у деяких холодців тільки при особливих умовах, наприклад: при сильному розведенні або в початковій стадії студнеобразования. Залежно від розташування груп і ділянок молекули розрізняють лінійні, розгалужені і сітчасті макромолекули. Вони мають різний гнучкістю і різної розчинність. Чим більше гнучкість макромолекули, тим краще розчиняється високополімеров. Фактори, що зумовлюють гнучкість макромолекул, такі: 1. Число сегментів і довжина сегмента. Сегмент - кінетично незалежна частина макромолекули, здатна брати участь самостійно в тепловому русі. Чим більше число сегментів і чим менше довжина кожного сегмента, тим вище гнучкість ланцюга полімеру. 2. Потенційний бар'єр обертання - це та енергія, яку необхідно подолати, щоб повернути одна ланка макромолекули щодо іншого. Чим менше цей бар'єр, тим вище гнучкість. 3. Поворотні ізомери - це рівноважний стан макромолекули при певному куті повороту ланок. Число таких ізомерів, на відміну від просторових, визначається не будовою макромолекули, а зовнішніми чинниками: типом розчинника, температурою і концентрацією розчину, введенням електролітів. Число таких ізомерів невизначений. Чим їх більше, тим вище гнучкість макромолекул. 4. Ступінь зігнутості і конформационная ентропія. Ступінь зігнутості - величина, зворотна довжині макромолекули. Чим більше ступінь зігнутості, тим більшим числом способів можна реалізувати дане стан, тим більше конформационная ентропія за рівнянням Больцмана і вище гнучкість. При вигині макромолекули ентропія збільшується. Макромолекули при кімнатній температурі завжди знаходяться в зігнутому стані, а при зниженні температури вони розпрямляються. 5. Для лінійних молекул чинники гнучкості - це довжина і молекулярна маса. Чим довше макромолекула, тим вище її гнучкість. Однак якщо лінійна молекула містить відгалуження часті і регулярні, між ними утворюються водневі зв'язки, то це збільшує потенційний бар'єр обертання і зменшує гнучкість. Якщо відгалуження нерегулярні, то вони підвищують ступінь зігнутості і гнучкість. При наявності полярних заступників і полярних угруповань, заряджених однаково, між цими угрупованнями діють сили відштовхування, молекула розпрямляється, збільшується число сегментів і гнучкість. Якщо такі угруповання заряджені по-різному, то молекула скручується за рахунок сил тяжіння між ними, гнучкість зменшується. Наявність кратних зв'язків зменшує гнучкість макромолекул. Однак якщо кратна зв'язок пов'язана з одинарної, то обертання навколо такої одинарної зв'язку полегшується і збільшується гнучкість. Процес поглинання рідини зразками ВМС називається набуханням. При набуханні відбувається значне збільшення обсягу і ваги зразка ВМС і зазвичай виділяється тепло. Процес набухання характеризується специфічністю, тобто дана речовина добре набухає в одних розчинниках і зовсім не набухає в інших. Наприклад, желатин і крохмаль добре набухають у воді і не набухають в органічних розчинниках, а каучук набухає у воді і добре набухає у вуглеводнях. Розрізняють обмежене, необмежене і змішане набухання. При необмеженій набуханні за процесом набухання слід розчинення. З підвищенням температури обмежене набухання може перейти в необмежену. Прикладом є крохмаль, обмежено набухають при низьких температурах і необмежено - при підвищенні температури. При складному складі полімеру низькомолекулярні фракції "вимиваються". Частина, що залишилася сітчаста структура обмежено набухає. Це призводить до так званого змішаного набухання. Набухання має місце при отриманні і зберіганні продуктів харчування. Проростання зерна завжди передує його набухання. Замочування зерна сприяє його набухання. Замочування сировини є першою стадією процесу при виробництві солоду, основної сировини для виробництва пива та квасу. Освіта з борошна тесту відбувається в результаті набухання білків і крохмалю. Якщо при цьому частина білків переходить в розчин, то тісто стає рідким і липким, його властивості погіршуються. У борошномельної промисловості для полегшення руйнування зерен при помелі їх піддають гідротермічної обробці. При підвищенні температури до 323 К зерно набухає. Процес відбувається нерівномірно, в результаті створюються внутрішні напруги, які сприяють диспергированию. Набухання супроводжує життєдіяльність всіх рослинних і тваринних організмів. Нирки людини, крім основної функції (виведення з організму продуктів обміну) здійснюють регулювання води, а сполучна тканина служить індикатором водного обміну між кров'ю і клітинами. Внаслідок набухання сполучна тканина здатна сприймати надлишок води і віддавати його клітинам або направляти в кров.Схожі статті