II . Оптические свойства дисперсных систем. Методы исследования, основанные на оптических свойствах

1. Какие оптические явления могут наблюдаться при прохождении света через дисперсную систему?

2. Почему коллоидные растворы способны рассеивать свет?

3. Что такое опалесценция?

4. Проанализируйте уравнение Релея.

5. Как работает нефелометр?

6. Какие задачи решаются с помощью нефелометрии?

7. Чем отличается ультрамикроскоп от светового микроскопа?

8. Что можно изучать и определять с помощью ультрамикроскопии?

9. Как проявляется поглощение света золями?

 

 

Вопросы и задания для самоконтроля знаний

1. В чем отличие молекулярно-кинетических свойств истинных растворов и золей?

2. Какой вид устойчивости дисперсных систем поддерживается броуновским движением?

3. Что такое седиментация? Как её используют на практике?

4. Какие оптические явления наблюдаются при падении света на:

а) водный раствор хлорида натрия;

б) водный раствор сульфата меди;

в) коллоидный раствор канифоли;

г) эмульсию типа «масло в воде»;

д) коллоидный раствор металлического золота (красного цвета).

5. Приведите примеры использования зависимости интенсивности рассеяннного света от длины волны.

6. При хранении опалесцирующего раствора появилась мутность. На что это указывает?

7. Почему для светофоров выбраны красный, желтый и зеленый цвета?

 

В рабочей тетради

1. Проработав учебный материал, составьте таблицу

Молекулярно-кинетическое свойство	Количественные характеристики	Зависимость свойства от размера части
1. Броуновское движение	Среднее квадратичное значение проекции смещения частицы на ось «х»
2.
3.

 

 

ТЕМА 16.
КОЛЛОИДНАЯ ХИМИЯ ВЫСОКОМОЛЕКУЛЯРНЫХ
СОЕДИНЕНИЙ. НАБУХАНИЕ ВМС

 

Учебные цели

Набухание, возникающее при контакте ВМС с растворителем, играет важную роль в жизни животных и растений, а также в ряде технологических процессов (дубление кож, производство целлюлозы и т.д.). При эксплуатации изделий из полимерных материалов следует учитывать возможность их набухания и подбирать для различных жидких и парообразных сред полимеры, минимально набухающие в этих средах. Наоборот, при переработке полимеров в изделия очень важно, чтобы в соответствующих средах они хорошо набухали.

Получение многих лекарственных форм связано с их стабилизацией растворами ВМС, для чего последние (белки, камеди, пектиновые вещества и т.д.) подвергают набуханию.

Велико физиологическое значение процесса. Так, эритроциты наряду с почками принимают участие в водно-солевом обмене. Это участие выражается в их способности набухать в венозной крови и уменьшать свой объем в легочных капиллярах. Нарушение водно-солевого обмена может привести к набуханию головного мозга и возникновению внутричерепного давления. Набухание наблюдается при протекании воспалительных процессов, образовании отеков, при проникновении кислых жидкостей в ткани, при ожоге кожи крапивой, при укусе насекомыми и т.д. Во всех указанных случаях набухание зависит, главным образом, от изменения в тканях рН среды.

 

Изучив эту тему, вы должны

«знать» -

1. Какие вещества относятся к высокомолекулярным, особенности их строения, методы получения, некоторые свойства.

2. Набухание ВМС: виды, причины, механизм, термодинамику процесса.

3. Факторы, влияющие на степень набухания.

4. Полимерные электролиты: изоэлектрическую точку белков; влияние рН на свойства белков; высаливание и коацервацию.

 

5. Особенности растворов ВМС; их сходства и различия с растворами низкомолекулярных веществ и золей.

«уметь» -

1. Определять знак макромолекулы белка в среде более кислой и более основной, чем ИЭТ.

2. Предлагать рН среды для разделения смеси белков методом электрофореза.

3. Предвидеть условия, способствующие увеличению степени набухания и переводу ограниченного набухания в неограниченное.

«иметь практические навыки» -

1. Взвешивать образцы желатина на торсионных весах.

2. Готовить буферные растворы.

3. Рассчитывать степень набухания.

4. Строить графическую зависимость степени набухания от рН.

5. Анализировать полученные экспериментальные данные и делать соответствующие выводы.

Учебные вопросы

1. ВМС. Методы получения, особенности строения, конформации.

2. Набухание ВМС.

3. Полимерные электролиты.

 

Литература

1. Беляев А.П., Кучук В.И., Евстратова К.И., Купина Н.А., Малахова Е.Е. Физическая и коллоидная химия: Учебник / Под ред. Проф. Беляева А.П. – М.: ГЭОТАР - Медиа, 2008, стр. 653-673.

2. Евстратова К.И., Купина Н.А., Малахова Е.Е. Физическая и коллоидная химия: учебник для фармацевтических ВУЗов и факультетов/ под ред. Евстратовой К.И. – М.: Высш. шк., 1990, стр. 460-469;

3. Зимон А.Д., Лещенко Н.Ф. Коллоидная химия: Учебник для вузов.-3-е изд. доп. и исправл.- М.: АГАР, 2001, стр. 15-19, 30-37, 60-66, 71-74, 75-86;

 

4. М.И.Гельфман, О.В.Ковалевич, В.П.Юстратов Коллоидная химия. - СПб.: Изд-во «Лань», 2003, стр. 178-187;

5. Ершов Ю.А., Попков В.А., Берлянд А.С., Книжник А.З. Общая химия. Химия биогенных элементов: учебник для ВУЗов/ под ред. Ершова Ю.А. – 2-е изд., испр. и доп. – М: Высш. шк., 2000, стр. 527-537.

 

Методические указания студентам по подготовке к занятию

При подготовке к занятию изучите материал, рассмотрев следующие вопросы

 

I. ВМС. Методы получения, особенности строения, конформации

1. Какие вещества относятся к высокомолекулярным? Какова их природа?

2. Какие реакции используются при получении синтетических ВМС? Какое строение могут иметь макромолекулы?

3. Какие виды сил действуют между атомами и макромолекулами?

4. С чем связана гибкость макромолекул?

5. От каких факторов зависит гибкость макромолекул?

6. Что такое конформация?

 

II. Набухание ВМС

1. Какой процесс называется набуханием?

2. Что является причиной набухания?

3. Как количественно можно описать процесс набухания?

4. Чем отличается ограниченное набухание от неограниченного?

5. Каков механизм набухания?

6. Опишите термодинамику набухания.

7. Покажите влияние различных факторов на степень и скорость набухания (молекулярная масса, температура, возраст, степень измельченности, строение и форма макромолекул, рН среды).

8. В каком случае возникает давление набухания?

9. Практическая значимость набухания.

 

III. Полимерные электролиты

1. Какие ВМС способны образовывать растворы-электролиты?

2. Как классифицируют полиэлектролиты?

 

3. Что такое изоэлектрическая точка белка, каковы методы её определения?

4. Каков заряд макромолекулы в среде, более кислой и более основной, чем ИЭТ?

5. Как влияет рН на форму макромолекулы?

6. Как изменяются свойства раствора белка в зависимости от рН?

7. Какой процесс называется высаливанием белка?

8. Каков механизм высаливания?

9. Отличие высаливания белков от коагуляции золей.

10. Практическое применение высаливания.

 

Вопросы и задачи для самоконтроля знаний

1. Какое строение полимерной цепи имеет полиэтилен, если известно, что он эластичен и хорошо растворяется?

2. Набухание и растворение ВМС – самопроизвольные процессы. За счет каких факторов происходит уменьшение свободной энергии системы?

3. В чем состоят сходства и различия между растворами ВМС и золями?

4. Натуральный каучук неограниченно набухает в бензоле, а эбонит совсем не набухает. С чем это связано?

5. К какому электроду будут передвигаться частицы белка при электрофорезе, если его ИЭТ = 4, а рН раствора 5?

6. При каком значении рН из раствора, содержащего глобулин (ИЭТ = 7), альбумин (ИЭТ = 4), можно выделить альбумин при электрофорезе?

7. С какой целью проводят высаливание белков? В чем сущность процесса?

В рабочей тетради

1. Начертите графики зависимости массы образца и степени набухания от времени для ограниченного набухания (2 графика).

2. Начертите графики зависимости массы образца и степени набухания от времени для неограниченного набухания (2 графика).

3. Начертите график зависимости свойств растворов белков от рН.

4. Запишите формулы для расчета степени набухания.

5. Приготовьте конспект лабораторной работы «Влияние рН на степень набухания».

 

Для оформления работы необходимо иметь миллиметровую бумагу, линейку, карандаш, калькулятор.

ТЕМА 17.
КОЛЛОИДНАЯ ХИМИЯ ВЫСОКОМОЛЕКУЛЯРНЫХ
СОЕДИНЕНИЙ. ВЯЗКОСТЬ РАСТВОРОВ ВМС

 

Учебные цели

Возникновение структур и их характер определяют, измеряя механические свойства систем: вязкость, упругость, пластичность, прочность. Их исследуют методами реологии. Реология – это наука о деформациях и течении материальных систем.

Реологические свойства систем учитываются в технологии лекарств, в частности, мазей. Фармакопея XI издания определяет мази как мягкую лекарственную форму, предназначенную для нанесения на кожу, раны, слизистые оболочки. Термин «мази» охватывает собственно мази, а так же кремы, гели, пасты, линименты. Мягкие лекарственные средства имеют ньютоновский тип течения и могут характеризоваться определенной структурной вязкостью, псевдопластическими, пластическими и тиксотропными свойствами.

Изучение вязкости биологических растворов (крови, плазмы, сыворотки) дает определенную информацию о свойствах биополимеров и их функциональном состоянии. Так, по зависимости вязкости от рН находят изоэлектрическую точку белков. В биофизике один из методов определения молекулярных масс связан с измерением вязкости.

Вязкость крови является объектом исследования в связи с изучением различных проблем свертываемости крови, микроциркуляции в норме и патологии. Данные о вязкости крови используются при конструировании аппаратуры для искусственного кровообращения, для коррекции реологических свойств крови, а также для диагностики заболеваний. Известно, что вязкость повышается при атеросклерозе, венозных тромбозах, при ревматоидном артрите и т.д. Понижение вязкости крови наблюдается при циррозах печени, желтухе, пневмонии. Изменение вязкости крови – одна из наиболее важных причин изменения скорости оседания эритроцитов (СОЭ).

 

Изучив эту тему, вы должны

«знать» -

1. Законы вязкого течения жидкостей.

2. Аномальный характер вязкости растворов ВМС.

3. Виды вязкости: удельная, относительная, приведенная, характеристическая.

4. Методы определения вязкости.

5. Факторы, влияющие на вязкость.

«уметь» -

4. Рассчитывать вязкость.

5. Анализировать графическую зависимость вязкости от рН.

«иметь практические навыки» -

1. Определять вязкость с помощью капиллярного вискозиметра.

2. Рассчитывать удельную вязкость.

3. Строить график η = f (pH).

4. Находить изоэлектрическую точку вискозиметрическим методом.

Учебные вопросы

1. Вязкость. Законы Ньютона, Пуазейля, Эйнштейна.

2. Виды вязкости. Факторы, влияющие на вязкость.

3. Вискозиметрия и её применение.

 

Литература

1. Беляев А.П., Кучук В.И., Евстратова К.И., Купина Н.А., Малахова Е.Е. Физическая и коллоидная химия: Учебник / Под ред. Проф. Беляева А.П. – М.: ГЭОТАР - Медиа, 2008, стр. 682-700.

2. Евстратова К.И., Купина Н.А., Малахова Е.Е. Физическая и коллоидная химия: учебник для фармацевтических ВУЗов и факультетов/ под ред. Евстратовой К.И. – М.: Высш. шк., 1990, стр. 472-474;

3. Зимон А.Д., Лещенко Н.Ф. Коллоидная химия: Учебник для вузов.-3-е изд. доп. и исправл.- М.: АГАР, 2001, стр. 15-19, 30-37, 60-66, 71-74, 75-86;

 

4. М.И.Гельфман, О.В.Ковалевич, В.П.Юстратов Коллоидная химия. - СПб.: Изд-во «Лань», 2003, стр. 154-160;

5. Ершов Ю.А., Попков В.А., Берлянд А.С., Книжник А.З. Общая химия. Химия биогенных элементов: учебник для ВУЗов/ под ред. Ершова Ю.А. – 2-е изд., испр. и доп. – М: Высш. шк., 2000, стр. 537-539.

 

Методические указания студентам по подготовке к занятию

При подготовке к занятию повторите

1. ВМС, форма макромолекул, гибкость цепей.

2. Полимерные электролиты. Изоэлектрическая точка. Влияние рН на заряд макромолекул, их форму и свойства растворов.

 

Изучите материал, рассмотрев следующие вопросы

 

⇐ Предыдущая3456789101112Следующая ⇒

Поделиться: