close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

410 — Тема 3 — Полиэлектролиты

код для вставкиСкачать
1. Что такое полиэлектролиты?
Полиэлектролиты – это полимеры, мономерные звенья которых способны к электролитической
диссоциации. При этом в растворе образуются макроионы (полианионы или поликатионы) и
низкомолекулярные противоионы (катионы или анионы)
H2O
Полиэлектролиты (классификация)
Природа выделяемых в
раствор противоионов
Глубина (степень)
диссоциации
Сильные
Слабые
(диссоциируют
нацело)
(диссоциируют
частично)
Поликислоты
генерируют
H+
Полиамфолиты
генерируют и H+, и
OH-
Полиоснования
генерируют OHПолисоли
НЕТ ни H+, ни OH-
2. Какие бывают поликислоты?
Поликислоты
CH3
-[C H 2 -C H ] p -
COOH
Полиакриловая
кислота
(слабая)
H
-[H N -C -C O ] p (C H 2 ) x
COOH
-[C H 2 -C H ] p COOH
+
O
-[C H 2 -C ] p -
COOH
Полиметакриловая
кислота
(слабая)
х=1
Полиаспаргиновая
кислота (слабая)
O -P
O -H p
Полифосфорная
кислота
(сильная)
х=2
Полиаглутаминовая
кислота (слабая)
H 2O
-[C H 2 -C H ] p COO-
+ H 3+O
2. Какие бывают поликислоты?
Поликислоты
-[C H 2 -C H ] p -
-[C H 2 -C H ] p -
S O 3H
Поливинилсульфоновая кислота
(сильная)
S O 3H
Полистирол-сульфоновая
кислота
(сильная)
-[C H 2 -C H ] p -
CH3
O = C -N H
-[C H 2 -C ] p -
H 3 C -C -C H 3
CH2
S O 3H
Поли-2-акриламидо-2метилпропансульфоновая
кислота (сильная)
O = C -O
(C H 2 ) 2
S O 3H
Поли-2метакрилоксиэтансульфонова
я кислота
3. Какие бывают полиоснования?
Полиоснования
-[C H 2 -C H ] p -
CH3
-[C H 2 -C H ] p 1
NH2
6
2
5
3
O = C -O
4
Поливиниламин
(слабое основание)
-[C H 2 -C ] p -
N
C H 2 -C H 2 - N (C H 3 ) 2
Поли-4-винилпиридин
(слабое основание)
-[C H 2 -C H ] p -
Поли-N,Nдиметиламиноэтилметакрилат
(слабое основание)
-[C H 2 -C H 2 - N H ] p
[C H 2 -C H 2 - N ] q -[C H 2 -C H 2 - N H ] k ~
O = C -N H
C H 2 - N (C H 3 ) 2
Поли-N,Nдиметиламиноэтилакриламид
(слабое основание)
-[C H 2 -C H 2 - N H ] p -
Полиэтиленимин линейный или
разветвленный (слабое основание)
3. Какие бывают полиоснования?
+
-[C H 2 -C H ] p -
H 2O
+ OH-
-[C H 2 -C H ] p -
N H 3+
NH2
-[C H 2 -C H ] p -
+
H 2O
+ OH-
-[C H 2 -C H ] p -
N
H
N
H
-[H N -C -C O ] p -
О сн ов а н и е
П ол и л и зи н - П ол и (L ys) - О сн ов ан и е = -(C H 2 ) 4 -N H 2
NH2
П о л и а р ги н и н - П ол и (A rg) - О сн ов а н и е = -(C H 2 ) 3 - N H -C
NH
П о и ги сти ди н - П о л и (H is) - О сн о в ан и е = -C H 2
H
N
C
CH
HC
N
4. Какие бывают полисоли?
Все полисоли – сильные полиэлектролиты
-[C H 2 -C H ] p 1
6
2
-[C H 2 -C H ] p -
-[C H 2 -C H ] p -
N H 3+ C l-
C O O - N a+
Полиакрилат
натрия (соль
подвержена
гидролизу в
кислой среде)
5
Поливиниламмоний
хлорид (соль
подвержена
гидролизу в
щелочной среде)
+
N a+
COOH 2O
N
Br
C 2H 5
Br
Поли-N-этил-4винилпиридиний бромид
(соль с четвертичным
азотом - не подвержена
гидролизу)
-[C H 2 -C H ] p -
C O O - N a+
-[C H 2 -C H ] p -
3
C 2H 5
H 2O
-[C H 2 -C H ] p -
4N
-[C H 2 -C H ] p -
N
C 2H 5
+
B r-
4. Какие бывают полисоли?
Все полисоли – сильные полиэлектролиты
CH3
CH2
HC
CH
CH3
Br CH3 Br
(C H 2 ) x N -(C H 2 ) y -N
CH2
-[C H 2 -C ] p O = C -O
Cl
C H 2 -C H 2 -N (C H 3 ) 3
Поли-2метакрилэтилтриметил
аммоний бромид
H 2C
CH2
N
CH3
Cl
CH3
N,Nдиметилдиаллил
аммноний хлорид
CH3
CH3 p
p
Ионен-x,y (x,y = 2 – 10)
5. Какие бывают полиамфолиты?
Полиамфолиты – это СОПОЛИМЕРЫ, содержащие и кислотные, и основные звенья в цепи.
Поэтому полиамфолиты могут диссоциировать и по кислотному, и по основному механизму.
Полиамфолиты
CH3
-[C H 2 -C H ] p
[C H 2 -C ] q -
COOH
[C H 2 -C ] q -
(C H 2 ) 4
CH3
H+
-[C H 2 -C H ] p
NH2
[C H 2 -C ] q -
CH3
OH-[C H 2 -C H ] p
COO-
COOH
N
H
(C H 2 ) 2
К природным полиамфолитам
относят белки, которые содержат
как кислотные (например,
глутаминовая кислота), так и
основные (например, лизин)
мономерные звенья.
Статистический сополимер 4винилпиридина и метакриловой
кислоты
-[C H 2 -C H ] p
-[H N -C H -C O ] p -
COOH
N
CH3
-[H N -C H -C O ] p -
N
H
[C H 2 -C ] q -
COON
Изоэлектрическая точка – значение рН, при котором заряд полиамфолита равен нулю, так как
количество отрицательных и положительных зарядов на макромолекуле одинаково.
Природные полиэлектролиты
Полисахариды
6
6
CH2O-CH2-COO-Na+
5
H
4 OH H
3
2
H
P
6
3
H
P
CH2OSO3H
5
O
NH2
6
COOH
...
H
Хитозан
Карбоксиметилцеллюлоза,
натриевя соль
4 OH H
2
H
O
1
H
3
H
OH
H
O
4 OH H
O
1
H
5
H
O
CH2OH
O H
1
H
2
5
H
4 OH H
O
3
OH
H
O H
1
H
2
...
O
NHSO3H
Гепарин
Полипептиды
природные
полипептиды
являются
полиамфолитами за счёт наличия в их
цепи кислотных (R = Asp, Glu) и основных
(R = Lys, Arg, His) звеньев в цепи.
O
O
O
O
-C-CH-NH- C-CH-NH-C-CH-NH-C-CH-NHR1
R2
R3
R4
Природные полиэлектролиты
Нуклеиновые кислоты
ДНК = Фосфат+ Сахар
(дезоксирибоза) + Основание;
РНК = Фосфат + Сахар (рибоза) +
Основание;
Аденин (A) – Тимин (T);
Аденин (A) – Урацил (U);
Гуанин (G) – Цитозин (C)
Гуанин (G) – Цитозин (C)
NH2
N
N
O
N
NH2
N
Аденин
N
N
5
CH2 O
1
4 H 3 H Дезоксирибоза
O
H
H
O 2H
N
NH
O P O
Фосфат
O
N
O
Фосфат
O
CH2 O
Гуанин
H
H
H
H
O
H
O P O
O
Тимин
H3C
NH
Аденин
N
5
CH2 O
1
4 H 3 H Рибоза
H
H
O 2 OH
N
O P O
NH2
N
N
N
O
NH
NH2
N
CH2 O
Гуанин
H
H
H
H
O
OH
O P O
O
NH
N
N
O
ДНК
CH2 O
H
H
H
H
O
H
O P O
O
HO
Цитозин
NH2
N
O
РНК
N
CH2 O
H
H
H
H
O
H
O P O
O
O
CH2 O
H
H
H
H
O
OH
O P O
Урацил
O
NH2
N
N
O
CH2 O
H
H
H
H
O
OH
O P O
O
Цитозин
O
6. В чем отличия полиэлектролитов от низкомолекулярных электролитов?
Как связаны между собой рК, рН и степень диссоциации () в случае слабого
низкомолекулярного электролита (слабой кислоты)?
H+ + A-
HA
K [ H ][ A ]
[ HA ]
К – константа диссоциации
– степень диссоциации; доля
продиссоциировавших молекул кислоты
от максимально возможного
K [ H ]
1
Уравнение Хассельбаха - Гендерсона
[A ]
[ HA ] [ A ]
[ A ] [ A ] [ HA ]
[ HA ] 1 [ A ] [ HA ]
lg K lg[ H ] lg 1 pK pH lg 1 7. Как выглядят кривая титрования и зависимость pK от для
низкомолекулярного электролита? Какую информацию несут эти графики?
Кривая титрования
низкомолекулярной кислоты
щелочью (NaOH).
pK есть константа, не зависимая от ;
S1 – площадь под прямой pK ().
Gдисс - свободная энергия диссоциации кислоты
до степени диссоциации pK
pH
Зависимость рК от ..
S1
VNaOH(total)
VNaOH
VNAOH/VNaOH(total).
VNaOH - объём добавленной щелочи
G дисс 2 . 3 RT S 1 2 . 3 RT
VNaOH(total)
объём щелочи,
необходимый
для
полной
нейтрализации кислоты. Есть 2 . 3 RT * pK * выраженный скачок титрования.
0
pK ( )d 8. Как выглядят кривая титрования и зависимость pK от для полиэлектролита
(полиакриловой кислоты)?
Кривая титрования
полимерной кислоты щелочью
(NaOH)
pH
pK НЕ константа, а возрастающая функция от
степени диссоциации pK
Зависимость рК от ..
VNaOH(total)
VNaOH
НЕТ выраженного скачка
титрования
pH pK
эфф
( ) lg pK
1 0
pK ( ) lg 1 9. В чем причина «аномального» поведения полиэлектролитов?
А
Б
В
A-
HA
HA
AH
HA
AH
A-
AH Fel.
H+
K1
Fel
A-
.
HA
AH
F
H+ el HA
H+
H+
A-
H+
HA Fel.
A- Fel. AAH
Fel.
+
H HA
.
K2 < K 1
K3 < K2 < K1
А) - Первая группа диссоциирует аналогично низкомолекулярному электролиту с
константой диссоциации К1. В процессе диссоциации уходящий Н+ преодолевает
притяжение противоположно заряженной группы –А-.
Б) – Так как все заряды связаны в цепь, то при диссоциации второй группы второй
протон попадает в поле электростатического притяжения уже двух групп –А-.
Электростатическая работа по разделению зарядов возрастает, поэтому вторая группа
диссоциирует “труднее”, т.е. с меньшей константой К2 < K1.
В) – Из-за возрастающей силы электростатического притяжения (Fel) диссоциация каждой
последующей группы происходит всё “труднее”, т.е. с ростом степени диссоциации константа диссоциации монотонно уменьшается ( Кn < …< K3 < K2 < K1) , а
соответствующая ей величина рК – монотонно возрастает.
10. Какую информацию можно извлечь из зависимостей рК от ?
1. Полиакриловая кислота – полимер без вторичной структуры (конформация
статистического клубка)
pKapp()
pK
-[C H 2 -C H ] p -
COOH
G дисс G ион G эл ( )
S2
Зависимость рК от позволяет определить
электростатическую
составляющую
свободной энергии Гиббса диссоциации
поликислоты Gэл (). Данная величина
отражает
структуру
заряженной
макромолекулы
–
её
конформацию,
плотность заряда вдоль цепи и др.
pK0
pK0
G эл ( ) 2 . 3 RT
pK
0
app
pK
0
d 2 . 3 RT S 2
G эл ( ) N A e ( ) d 0
рК0 – характеристическая константа диссоциации поликислоты – константа
диссоциации первой группы в отсутствие электростатических взаимодействий зарядов
цепи. Определяется экстраполяцией зависимости рК от на значение = 0
11. Какую информацию можно извлечь из зависимостей рК от ?
2. Полиметакриловая кислота – образование компактной вторичной структуры в
кислых средах
CH3
Гидрофобные взаимодействия
H+
-OOC-
-[C H 2 -C ] p -
COOH
-COO-
Диссоциация
-OOC-
HOOC-
-OOC-
-OOC-
pK
-COOHOOC-OOC-
-COOH
-COOH
I
HOOCHOOC-
-COOH
-COOH
II
S3
III
pKapp
S2
-COOH
pK0
-OOC-
-COOH
-OOC-OOC-
H+
G конф 2 . 3 * R * T * S 3
pK0
G дисс ( ) G ион G эл ( ) G конф
I
– область заряжения компактной конформации поликислоты; II – область
конформационного перехода «компактная конформация клубок»; III – область
заряжения клубка; Gконф – свободная энергия Гиббса конформационного перехода
«компактная конформация клубок».
12. Как сделать диссоциацию полиэлектролита похожей на диссоциацию
низкомолекулярного электролита?
Г
H+
H+
AA-
H
AA
A H+
H
H
A
Соль
Введение низкомолекулярной соли (например, NaCl)
приводит к «встраиванию» ионов Na+ в клубок и
ослаблению притяжения между ионами Н+ и
карбоксильными группами –СОО- (это называется
«экранированием» электростатических взаимодействий).
В результате Gэл понижается и диссоциация
поликислоты становится похожей на диссоциацию
низкомолекулярной кислоты.
Кривая титрования полимерной кислоты
pH щелочью (NaOH)
pK
Без соли
Без соли
В
присутствие
NaCl
VNaOH(total)
VNaOH
В присутствие NaCl
13. Как выглядит полностью продиссоциировавший клубок в растворе?
A
Б
Часть противоионов в
растворе
Часть противоионов в
клубке
Конденсация противоионов – «возвращение» части противоионов в клубок за счёт
электростатических взаимодействий. Чем больше заряд клубка, тем больше доля
сконденсированных противоионов.
14. Как влияет диссоциация на размеры макромолекул?
1. Полиэлектролит без вторичной структуры – полиакриловая кислота
-[CH2-CH]p-
COOH
Ионизация
Ионизация
Полиакриловая
кислота
пр.
2 - Конденсация
противоионов
пр . ~
V макромолек
M
макромолек
ула
M ~ const
ула
пр . ~ V макромолек
1 - Ионизация
ула
1 – ионизация отталкивание зарядов на цепи
клубок разворачивается пр растёт
2 – конденсация противоионов преобладает
над ионизацией отталкивание зарядов
уменьшается клубок сворачивается пр
падает
15. Как влияет диссоциация на размеры макромолекул?
2. Полиэлектролит со вторичной структурой – полиметакриловая кислота
CH3
-[C H 2 -C ] p -
COOH
Конденсация
противоионов
red
Ионизация
-OOC-
-COO-COOH
HOOC-OOC-
Гидрофобные взаимодействия,
компактная конформация сохраняется
-COOH
HOOCHOOC-
-COOH
-COOH
15. Как влияет диссоциация на размеры макромолекул?
3. Полиэлектролит со вторичной структурой – полиглутаминова кислота
Б – Поли(Glu)
H
-[HN-C-CO]p-
пр.
(CH2)2
-Спираль
COOH
Полиаглутминовая
кислота,
поли(Glu)
Клубок
рН ()
α-спираль
мало заряженный клубок
HOOC
COOH
HOOC
сильно заряженный
клубок
H+
HCOOH
-COO+
-COO-
COOH
-COOH
COOH
NaOH
-COOH
NaOH
HOOC
-OOC-
HOOC
-COOH
пр . ~ M
H+-OOC-
H+
-COO-
H+
COOH
1 .8
HOOC-
-COO-
-COOH
COOH
-COO-
пр . ~ M
0 .5
пр . ~ M
0 .7
16. Как выглядит распределение противоионов относительно клубка в растворе?
III
II
I
II
III
I – Клубок с конденсированными (электростатическими связанными)
противоионами;
II - зона повышенной концентрации противоионов вокруг клубка (диффузный слой);
III – зона равномерного распределения противоионов в толще раствора;
Противоионы в зонах I, II и III находятся в состоянии динамического равновесия.
17. Что такое полиэлектролитное набухание? Чем оно вызвано?
С – концентрация полимера в г/дл
пр.
1 – Зависимость приведенной вязкости от
концентрации в растворе для «обычного»
полимера – неполиэлектролита.
2
1
2 – Аномальное поведение полиэлектролита –
возрастание
приведенной
вязкости
при
разбавлении – это явление получило название
«полиэлектролитного набухания».
C
Причины полиэлектролитного набухания:
При разбавлении уменьшается концентрация противоионов в зоне III. При этом
(согласно принципу Ле Шателье) часть противоионов переходит из зоны II в зону III, а
из зоны I в зону II. Количество конденсированных противоионов уменьшается заряд
клубка растёт усиливается электростатическое отталкивание звеньев внутри клубка
клубок разворачивается приведенная вязкость увеличивается.
18. Как влияет низкомолекулярная соль (NaCl) на эффект полиэлектролитного
набухания? В чём причины такого влияния?
Введение соли подавляет эффект полиэлектролитного набухания
соль
пр
соль
C = const
[NaCl]
соль
При введении соли увеличивается
концентрация противоионов в зоне III.
При этом (согласно принципу Ле
Шателье) часть противоионов переходит
из зоны III в зону II, а из зоны II в зону
I.
Количество
конденсированных
противоионов
увеличивается
эффективный
заряд
клубка
уменьшается
уменьшается
электростатическое
отталкивание
звеньев
внутри
клубка
клубок
сворачивается приведенная вязкость
уменьшается.
19. Что такое изоионное разбавление?
red
-[CH2-CH]p-
COO- Na+
Полиакрилат
натрия
1
2
3
4
5
C
1 – [NaCl] = 0 (эффект полиэлектролитного набухания);
2 - [NaCl] < [Na+]полимер; (концентрация соли меньше мольной концентрации
противоионов полиэлектролита в растворе);
3 - [NaCl] = [Na+]полимер –изоионное разбавление (концентрация соли РАВНА
мольной концентрации противоионов полиэлектролита в растворе)
4 - [NaCl] > [Na+]полимер; (концентрация соли больше мольной концентрации
противоионов полиэлектролита в растворе)
5 - [NaCl] >> [Na+]полимер; (полное подавление полиэлектролитного эффекта в
избытке соли)
20. Из чего складывается осмотическое давление бессолевого раствора
полиэлектролита?
=gh
h
Растворитель
Полупроницаемая мембрана
Рассмотрим для простоты случай псевдоидеального () растовора
nRT
n – мольная концентрация всех частиц в растворе.
20. Из чего складывается осмотическое давление бессолевого раствора
полиэлектролита?
n n p nm P 1 1
1
nm
P
nm
1
nm P
0 . 3 0 . 6 const
P
1
nTR RTn m RT n m
P
1
P
np – мольная концентрация макромолекул; nm =P* np - мольная концентрация заряженных
звеньев (если заряд в каждом звене); Р – степень полимеризации; - степень диссоциации; Ф –
доля осмотически активных противоионов (не сконденсированных на макромолекуле); Фnp
– мольная концентрация противоионов
Осмотическое давление бессолевого раствора
полиэлектролита – это осмотическое давление его
противоионов – определить молекулярную массу полимера
нельзя!
21. Что такое эффект Доннана?
=gh
h
Р-ритель
nS’
nS
Рассмотрим для простоты случай псевдоидеального () раствора; ns – равновесная
концентрация низкомолекулярного электролита (низкомолекулярной соли, рассмотрим для
простоты случай NaCl) в ячейке с полиэлектролитом; ns‘– равновесная концентрация
низкомолекулярного электролита в ячейке без полиэлектролита;
S S
'
21. Что такое эффект Доннана?
n n n S
'
S RT ln a S S RT ln a S
0
'
0
a aS
aa aa
n n S
'
'
n n n n
'
'
n n S n m n S Pn p
'
Для разбавленных растворов:
'
'
Пусть для определенности мы имеем
полианион (отрицательно заряженный
полиэлектролит)
'
S
'
'
'
n n n n
'
'
- химический потенциал; а – активность; - коэффициент
активности; индексы: s – соль, «+» - низкомолекулярные
катионы, «» низкомолекулярные анионы
21. Что такое эффект Доннана?
n '
S
2
n 2
n S 2
'
S
n S n S n m nm
1 nS
rD – отношение Доннана
'
rD nS
nS
nm
1 nS
1
Концентрация соли в ячейке без полиэлектролита всегда
выше. Эффект Доннана – эффект вытеснения
низкомолекулярной соли из ячейки с полиэлектролитом.
Чем выше заряд на полиэлектролите и чем меньше общая
концентрация соли в системе, тем сильнее выражен этот
эффект.
22. Чему равно осмотическое давление раствора полиэлектролита в присутсвие
низкомолекулярного электролита (соли)?
Для простоты опять примем, что в отсутствие диссоциации раствор был бы псевдоидеальным
RT ( n P n m 2 ( n s n S ) '
n m Pn p Zn p
Z = РФ – заряд макромолекулы
RT ( n P Zn P 2 ( n s n S ) '
1
n
'
S
nS
Zn p Zn p
Z n
1 1
2
n
2
n
8
n
S s
S
2
2
2
p
1
1 x 2
1
x
2
Zn p
n nS '
S
Zn p
2
2
2
Z np
8nS
x
2
8
x
1
1
nS
Считаем, что добавили избыток соли
22. Чему равно осмотическое давление раствора полиэлектролита в присутсвие
низкомолекулярного электролита (соли)?
2 2
Zn
Z
np
p
'
2( n S n S ) 2 n S n S 2
8nS
RT ( n P Zn P
nP 2 2
Z np
Zn p 4nS
2 2
2 2
Z nP Z nP 2 ( n s n ) RT ( n P Zn P Zn P RT ( n P 4
n
4
n
S S '
S
C
Mn
C
Z
2
RT C 2
M n 4nS
Mn
2
2
1
Z
RT C
2
C
M n 4nS Mn
В присутствии соли можно определить молекулярную
массу полиэлектролита
23. Чему равен второй вириальный коэффициент полиэлектролита?
2
1 Z
A2 2
4 n S M n
Z
плотность
2
4n 0
S
заряда
макромолек
улы
Mn
Для полиэлектролитов А2 > 0; Чем больше плотность
заряда на макромолекуле и чем ниже концентрация
низкомолекулярного электролита, тем выше значение
второго вириального коэффициента
24. Что такое изоэлектрическая и изоионная точки для полиамфолитов?
- H+
H
H +3N
C
H +3N
COOH
- H+
H
COO-
C
H
H 2N
C
H
H
H
a
b
c
COO-
pH
C
COOH
C
N H 3+
C
C
COO-
NH2
H+
+
H+
+
K a ( COOH
)
[ COO
K a ( COOH
)
2 .3
][ H ]
[ COOH ]
K a ( NH ) [ NH 2 ][ H ]
[ NH 3 ]
3
Для глицина:
K a ( NH ) 9 . 6
3
24. Что такое изоэлектрическая и изоионная точки для полиамфолитов?
Изоэлектрическая точка (pI, ИЭТ) – значение рН раствора,
при котором суммарный заряд амфолита равен нулю.
Для простого амфолита с двумя диссоциирующими группами:
pI pK
a ( COOH )
pK
a ( NH
3
)
2
Для глицина:
pI 2 .3 9 .6
2
5 . 95
H
H
H + 3N
C
H
COO-
H 2N
C
COOH
H
ИЭТ – константа для данного полиамфолита,
определяемая значениями констант диссоциации
индивидуальных групп
Физическая модель глобулярного белка в нативной конформации.
COOH
Ионные
группы
HOOC
NH2
H2N
HOOC
Гидрофобное
ядро
Гидрофильная
периферия
COOH
COOH
NH2
Изоэлектрическая точка белков
N+:H
H:+N
COO-
COO-
COOH
N+:H
H:+N
N:
:N
V
III
I
COOH
HOOC
COO-
-OOC
COO-
-OOC
N:
N+:H
N+:H
COO-
COON+:H
H:+N
II
IV
COOH
HOOC
N:
H:+N
COO-
-OOC
N+:H
N:
pH
+
-
pI
Белок
Пепсин
Яичный альбумин
Сывороточный альбумин
pI
1.4
4.71
4.59
Белок
-Лактоглобулин
Гемоглобин
Рибонуклеаза
pI
5.1
6.87
9.4
-казеин
4.50
Цитохром-C
10.6
24. Как экспериментально определить изоэлектрическую точку?
Желатина (денатурированный
белок)
Растворимость
pI
pH
pI
В ИЭТ многие свойства (осмотическое давление,
электропроводность, растворимость, удельная вязкость
(для клубков) и др.) принимают минимальные значения
24. Что такое изоионная точка? Как она связана с изоэлектрической точкой?
Изоионная точка (pS, ИИТ) – собственное значение рН
раствора полиамфолита.
Для бессолевого раствора полиамфолита справедливо уравнение
электронейтральности:
Zn p [ H ] [ OH ] 0
Z [ OH ] [ H ]
np
1. Если ИИТ лежит в щелочной области, то ИЭТ лежит
правее, если ИИТ лежит в кислой области, то ИЭТ лежит
левее на шкале рН. Если ИИТ = 7, то и ИЭТ = 7.
2. Если концентрация полиамфолита не очень мала и ИИТ
лежит не в очень кислой или щелочной области, то ИИТИЭТ
24. Как влияет избирательное связывание малых ионов с полиамфолитом на
положение ИИТ и ИЭТ?
a) – нет избирательности
Na+, K+, Cl- , HPO42- и др.
pS pI
pH
б) – избирательное связывание катионов Mg2+, Ca2+, Fe3+ и др.
pS
pI
в) – избирательное связывание анионов
pI
pS
pH
I-, SO42-, PO43- и др.
pH
25. Где применяются полиэлектролиты?
HOOC-
-COOH
-COOH
HOOCHOOC-
-OOC-
-COO-COOH
HOOCHOOC-
H2O
Сшитая полиакриловая кислота – суперадсорбент (очень хорошо «захватывает» и
удерживает воду) – наполнитель для подгузников, одноразовые пеленки и др.
Na+
Ca2+
HOOC-
-COOH
-COOH
HOOCHOOC-
Mg2+
H2O
2+
+Mg
-OOC-Na -COOHOOC- 2+-COOH
Ca Mg2+
HOOC-
Сшитые полиэлектролиты – ионообменные
смолы (иониты) – опреснители и очистители
воды
H2O H+
+
H+
H2O
H2O
H+
25. Где применяются полиэлектролиты?
Дисперсия
Чистая вода
++
+ ++ +
+ +
++
+ ++ +
+ +
Осадок
++ ++ + ++
+
+ ++ + + ++ +
Полиэлектролиты – коагулянты и флокулянты – очистка сточных и промышленных вод,
обогащения минерального сырья и др.
Полиэлектролитное набухание высокая
вязкость водных растворов полиэлектролиты - загустители и
гелеобразователи водных сред шампуни,
пасты, гели, мази и др.
Документ
Категория
Презентации по химии
Просмотров
121
Размер файла
2 510 Кб
Теги
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа