Факторы, влияющие на процесс студнеобразования
Выше отмечалось, что студни образуются при ограниченном набухании твердых ВМС. Примером может служить набухание желатина в воде.
Вместе с тем, студнеобразование может происходить в истинных растворах ВМС.
На этот процесс влияют следующие факторы:
• концентрация ВМС в растворе (Застудневанию растворов ВМС всегда способствует повышение концентрации раствора, так как при этом возрастает частота столкновений между макромолекулами или их участками и увеличивается количество связей, образующихся в единице объема);
• форма и размер молекул ВМС (Число связей, которые образует данная макромолекула с другими, зависит от формы молекулы: чем более она распрямлена, тем легче доступ к тем ее частям, которые могут вступать во взаимодействие. Макромолекулы, имеющие вытянутую форму, образуют студни даже в очень разбавленных растворах. Так, агар-агар образует студень при содержании 0,1%, а желатин — 0,5% сухого вещества);
• температура (Повышение температуры, если только при этом в системе не происходит необратимых химических изменений, обычно препятствует застудневанию из-за возрастания интенсивности теплового движения сегментов и уменьшения вследствие этого числа и длительности существования связей между макромолекулами);
• время (Так как процесс застудневания есть не что иное, как процесс появления и постепенного упрочнения пространственной сетки время, безусловно, играет положительную роль);
|
|
|
• присутствие индифферентных электролитов (Действие электролитов на застудневание растворов белков противоположно действию этих электролитов на набухание. Ионы, увеличивающие набухание, замедляют застудневание или делают его невозможным. Наоборот, ионы, уменьшающие объем набухшего студня, способствуют застудневанию);
• pH среды (Влияние pH особенно заметно, если ВМС является амфотерным, например, белок. Застудневание идет лучше всего при значении pH, отвечающем изоэлектрической точке, так как при этом по всей длине молекулярной цепи расположено одинаковое число противоположно заряженных ионизированных групп, что способствует возникновению связей между отдельными макромолекулами. С изменением pH (в обоих направлениях от изоэлектрической точки) макромолекулы приобретают одноименные заряды, что препятствует образованию связей. При добавлении больших количеств кислоты или основания степень ионизации уменьшается и тенденция к застудневанию снова увеличивается).
Свойства студней
Студни и гели обладают свойствами как твердых тел, так и жидкостей.
Как твердым телам, им присуще такие механические свойства, как упругость, прочность, эластичность, способность сохранять определенную форму.
|
|
|
Для студней характерен синерезис — постепенное сжатие пространственной сетки с выделением жидкости, которая механически включена в каркас студня и не входит в сольватную оболочку, и связанную воду.
Связанная вода обладает особыми свойствами: большой плотностью, пониженной температурой замерзания и т. д. Связанная вода студней играет большую роль: ее присутствие в почве, растениях, во всех живых организмах обеспечивает морозоустойчивость, поддерживает «водные запасы», определяет морфологические структуры клеток и тканей. В человеческом организме доля связанной воды у младенцев составляет примерно 70%, а у пожилых людей — до 40%, что обусловливает появление морщин, дряблость кожи и т. д. Синерезис, таким образом, в человеческом организме идет достаточно медленно и его скорость индивидуальна. Следует отметить, что при синерезисе вначале выделяется свободная вода, а затем, частично,связанная.
Электрическая проводимость студней близка к проводимости растворов, из которых они получены.
Студни, подобно золям и растворам ВМС, рассеивают падающий свет.
Студни обладают таким удивительным свойством, как «память». Если высушить при низкой температуре до одного и того же содержания влаги два студня, один из которых был получен из разбавленного, а другой из концентрированного раствора желатина, а затем дать им снова набухнуть в воде, то первый студень набухнет гораздо больше, чем второй. Причина этого явления состоит в том, что при высушивании до известной степени в студнях сохраняется внутренняя структура, возникшая при их образовании.
|
|
|
МИКРОГЕТЕРОГЕННЫЕ СИСТЕМЫ
СУСПЕНЗИИ И ЭМУЛЬСИИ
Типы эмульсий
Эмульсии являются грубодисперсными системами. Размер частиц (капелек) в них обычно колеблется в пределах от 1 до 50 мкм. Однако могут быть приготовлены и высокодисперсные эмульсии. Наибольшее практическое значение имеют эмульсии, в которых одна фаза является водой, а другая – маслом. Понятие «масло» условное, ибо эта фаза может быть образована как истинными жидкими жирами или минеральными маслами, так и другими неполярными жидкостями, в химическом отношении ничего общего не имеющими ни с жирами, ни с минеральными маслами (бензол, хлороформ и т.п.). Подобного рода жидкости в состоянии образовывать два типа эмульсий:
|
|
|
| Дисперсная фаза | Дисперсионная среда | Типы и названия эмульсий |
| Масло | Вода | Масло в воде М/В – эмульсии первого рода (прямые) |
| Вода | Масло | Вода в масле (В/М) – эмульсии второго рода (обратные) |
Для приготовления лекарственных эмульсий чаще всего используют персиковое, оливковое, подсолнечное, касторовое, вазелиновое и эфирные масла, а также рыбий жир, бальзамы и другие несмешивающиеся с водой жидкости.
Тип эмульсии можно установить одним из следующих методов:
Метод парафиновой пластинки. При нанесении испытуемой капли на стеклянную пластинку, покрытую слоем парафина, капля растекается, если дисперсионной средой служит масло (эмульсия В/М), и не растекается, если таковой является вода (эмульсия М/В).
Метод разбавления. Эмульсии типа М/В сохраняют устойчивость при разбавлении их водой и становятся негомогенными при добавлении масла; эмульсии обратного типа сохраняют устойчивость при добавлении масла, но становятся негомогенными при добавлении воды. Каплю испытуемой эмульсии помещают на предметное стекло рядом с каплей воды. Слияние капель произойдет лишь при условии, если эмульсия – масло в воде. В другом опыте рядом с каплей эмульсии наносят каплю масла: капли сольются, если испытуемая эмульсия – вода в масле.
Метод окраски. Дисперсионная среда окрашивается краской, растворимой либо в воде, либо в масле. На каплю испытуемой эмульсии наносят крупинку краски, растворимой в воде, например крупинку метиленового синего, и наблюдают под микроскопом. В случае эмульсии масло в воде дисперсионная среда окрасится в голубой цвет и будут видны неокрашенные «глазки» – капли масла. В случае эмульсии обратного типа крупинки метиленового синего останутся лежать на поверхности капли, так как краска не сможет проникнуть в капельки воды, а в масле она нерастворима.
Свойства эмульсий
По свойствам, главным образом по агрегативной устойчивости, то есть способности дисперсной фазы как можно дольше сохранять равномерное распределение в дисперсионной среде, эмульсии могут быть разделены на две группы – разбавленные и концентрированные.
В разбавленных эмульсиях объемная концентрация дисперсной фазы (масло или вода) не превышает 0,1%. Установлено, что в разбавленных эмульсиях достаточным фактором стабилизации является электрический заряд взвешенных частичек, т. е. разбавленные эмульсии ведут себя как золи гидрофобных коллоидов.
Эмульсии, применяемые для медицинских целей, относятся к концентрированным эмульсиям, в которых количество дисперсной фазы обычно более 5%. В системах этого рода условия стабилизации во многом отличаются от коллоидных растворов.
Отличия концентрированных эмульсий от разбавленных:
1. Если смешать равные объемы растительного масла и воды, то шансы диспергирования масла в воде, с одной стороны, и воды в масле – с другой, теоретически примерно одинаковы, так что одновременно получаются оба типа эмульсий – М/В и В/М. Такое состояние будет сохраняться и в случае незначительного преобладания одной фазы над другой.
2. Концентрированные эмульсии, образованные двумя чистыми жидкостями, являются абсолютно неустойчивыми системами и тотчас же расслаиваются, как только прекратится диспергирование. Для стабилизации таких систем необходимо введение третьего компонента, который тем или иным путем затруднял бы коалесценцию дисперсной фазы. Такие вещества, которые препятствуют слиянию шариков дисперсной фазы, иначе говоря, способные превратить неустойчивую эмульсию в устойчивую, содействующие эмульгированию, называют эмульгаторами.
Эмульгаторы, действуют специфично, т. е. одни стабитизируют эмульсии типа М/В, другие – В/М. При наличии активного эмульгатора возможно изготовление предельно концентрированных эмульсий.
Дата добавления: 2015-12-18; просмотров: 53; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!