Поверхостные явления. Адсорбция

Ориентация молекул в поверхностном слое и структура биомембран.

Адсор.-увеличение концентрации растворенного вещества у поверхности раздела двух фаз

Молекулы ПАВ состоят из 2х частей: поляр. (гидрофильной) и непол. (гидрофобной).

С увеличением конц ПАВ в р-ре число молекул, находящихся в поверхностном слое, возрастает. Это приводит в пределе к образованию на граничной поверхности насыщенного мономолекулярного адсорбционного слоя, в котором молекулы ПАВ предельно ориентированы (частокол Лэнгмюра). Существование мономолекулярного насыщенного слоя объясняет постоянство предельной адсорбции Г∞ у органических в-в одного и того же гомологического ряда.

Формула площади поперечного сечения молекулы ПАВ в насыщенном адсорбц слое

- предельная адсорбция численно равна избыточному количеству ПАВ (моль), приходящемуся на единицу поверхности раздела (м²).

-Произведение предельной адсорбции на постоянную Авогадро определяет число молекул, которое занимает единицу площади.

Формула длины молекулы ПАВ в насыщенном адсорбц слое

l= = где р — плотность ПАВ, кг/м ; Г,*, — предельная адсорбция, моль/м²

модель биологической мембраны.основным элементом мембранных структур клетки является биомолекулярный слой из молекул липидов, полярные группировки которых направлены наружу, а неполярные углеводородные радикалы — внутрь. Полярные группы взаимодействуют с белками. Есть белки, которые способны взаимодействовать с гидрофобными радикалами и проникать в глубь мембраны (интегральные белки). Макромолекулы интегральн белков могут образовывать поры-ионные каналы.

Ориентация молекул в поверхностном слое и структура биомембран.
Поскольку только полярная головка ПАВ растворима в воде, а гидрофобный хвост нет, то такие молекулы выталкиваются на поверхность, где и накапливаются - это примерположительнойадсорбции. Пределом такой адсорбции служит полное насыщение поверхностного слоя адсорбируемыми веществами. Если вещество увеличивает поверхностное натяжение, то оно втягивается во внутренние слои жидкости. Этоотрицательнаяадсорбция, поскольку поверхностные слои обедняются растворенным веществом. Лэнгмюр выдвинул предположение, что при максимальных величинах сорбции

поверхность раствора покрыта слоем толщиной в одну молекулу ПАВ (мономолекулярным

слоем), гидрофобные хвосты молекул ПАВ направлены перпендикулярно поверхности, образуя

подобие частокола. При вертикальной ориентации длина цепи молекулы не влияет на

площадь, занятую молекулой в поверхностном слое.

Структура плазматической мембраныВсе биомембраны построены одинаково; они состоят из двух слоев липидных молекул толщиной около 6 нм, в которые встроены белки. Некоторые мембраны содержат, кроме того, углеводы, связанные с липидами и белками. Соотношение липиды : белки : углеводы является характерным для клетки или мембраны и существенно варьирует в зависимости от типа клеток или мембран.Компоненты мембран удерживаются нековалентными связями, вследствие чего они обладают лишь относительной подвижностью, т. е. могут диффундировать в пределах липидного бислоя. Текучесть мембран зависит от липидного состава и температуры окружающей среды. С увеличением содержания ненасыщенных жирных кислот текучесть возрастает, так как наличие двойных связей способствует нарушению полукристаллической мембранной структуры. Подвижными являются и мембранные белки. Если белки не закреплены в мембране, они «плавают» в липидном бислое как в жидкости. Поэтому говорят, что биомембраны имеют жидкостно-мозаичную структуру.В то время как «дрейф» в плоскости мембраны происходит достаточно легко, переход белков с внешней стороны мембраны на внутреннюю невозможен, а переход липидов происходит крайне редко. Для «перескока» липидов необходимы специальные белки транслокаторы. Исключение составляет холестерин, который может легко переходить с одной стороны мембраны на другую.Мембранные липидыНа рисунке схематически изображена биомембрана. В мембранах содержатся липиды трех классов: фосфолипиды, холестерин и гликолипиды. Холестерин присутствует во внутриклеточных мембранах животных клеток (за исключением внутренней мембраны митохондрий). Гликолипиды входят в состав многих мембран (например, во внешний слой плазматических мембран). В состав гликолипидов входят углеводные функциональные группы, которые ориентируются в водную фазу.

29. Адсорбция на поверхности раздела жидкость/газ. Уравнение Гиббса. Изменение поверхностной активности в гомологических рядах (правило Дюкло-Траубе).

Адсорбция –самопроизвольное изменение конц растворенного в-ва на границе раздела фаз

Адсорбц на поверхности жидкости могут адсорбировать частицы в-в, растворенных в жидкостях

Уравнение Гиббса

с – конц в-ва в р-ре; R – универсал газовая постоянная, Т – абсолютная t

Если < 0, то Г>0 – в-во накапливается в поверхностном слое (ПАВ)

Если >0, то Г<0- в-во уходит в объем р-ра (ПИВ)

Для ПНВ Г=0

Ур-е определяет величину адсорбции, т.е избытка в-ва, накапливающегося в 1 см кв поверхностного слоя, имеющего толщину примерно в одну молекулу, по сравнению с содержанием этого в-ва в таком же объеме внутри жидкости.

-поверхностная активность

Правило Дюкло-Траубе

Поверхностная активность ПАВ одного и того же гомологического ряда в водном р-ре при увеличении цепи на одну группу –CH2- возрастает в 3,2 раза

Дата добавления: 2018-02-28; просмотров: 2629; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 10 11 12 13 141516 17 18 19 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!