Физическая и коллоидная химия (стр. 7 )

Также ограниченно набухают полимеры, имеющие в своем составе большое количество полярных группировок; между макромолекулами образуется большое количество достаточно прочных водородных связей (водородная связь по прочности занимает промежуточное положение между химической и межмолекулярной связью). К таким природным полимерам относятся белки.

Ограниченно набухают полимеры, имеющие химические связи – «мостики», между макромолекулами.

Если обозначить массу полимера до набухания m0, а массу полимера после набухания m, то отношение можно назвать степенью набухания.

Выраженная таким образом степень набухания численно равна количеству жидкости, поглощенной одним килограммом полимера. Можно также выразить степень набухания в процентах:

.

Пример 1

Определить степень набухания, если масса сухой древесины 20, а набухшей – 35 кг.

Степень набухания определяется по формуле

,

где m0 – масса сухого полимера;

m – масса набухшего полимера.

Решение

m0 = 20 кг, m = 35 кг, .

Пример 2

Определить, сколько растворителя поглотит 5 кг каучука при степени набухания 250%.

Решение. Количество поглощенного растворителя равно m - m0

;

решаем относительно m - m0:

.

Задание 9

Определить, сколько растворителя поглотит указанное количество высокомолекулярного соединения при заданной степени набухания.

№ п/п	Высокомолекулярное вещество	Растворитель	Степень набухания α, %
9.1	0,1 кг желатина	Вода	120
9.2	0,2 кг резины	Бензол	150
9.3	0,3 кг каучука	Бензол	180
9.4	0,4 кг полистирола	Бензол	30
9.5	0,5 кг метилметакрилата	Хлороформ	50
9.6	0,6 кг гороха	Вода	110
9.7	0,7 кг бобов	Вода	210
9.8	0,8 кг сои	Вода	130
9.9	0,9 кг фасоли	Вода	140
9.10	1,0 кг чечевицы	Вода	90
9.11	1,1 кг лапши	Вода	170
9.12	1,2 кг пшеницы	Вода	180

Вычислить степень набухания, если известна масса сухого полимера m0 и набухшего m.

Расчетные данные

№ п/п	m0, кг	m, кг	Высокомолекулярное вещество
9.13	0,05	0,12	Каучук
9.14	0,10	0,30	Резина
9.15	0,15	0,45	Желатин
9.16	0,20	0,30	Полистирол
9.17	0,25	0,40	Полиметилакрилат
9.18	0,30	0,50	Горох
9.19	0,35	0,80	Фасоль
9.20	0,40	0,80	Соя
9.21	0,45	0,95	Бобы
9.22	0,50	1,20	Желатин
9.23	0,55	1,30	Лапша
9.24	0,60	1,70	Резина
9.25	0,65	1,80	Каучук

Задание 10

10.1.Что называется адсорбцией? Чем она обусловлена и какими уравнениями описывается?

10.2. В чем состоят особенности строения молекул ПАВ и ПИВ и их адсорбция?

10.3. Чем отличается физическая адсорбция от хемосорбции?

10.4. Перечислите особенности ионной адсорбции. Как она зависит от размеров и зарядов ионов?

10.5. Какие методы получения дисперсных систем вы знаете?

10.6. Какие оптические методы используют для определения размеров частиц дисперсной фазы?

10.7. Какие явления называются электрокинетическими? Перечислите их, пояснив сущность протекающих процессов.

10.8. В чем состоят различия между молекулярно-кинетическими свойствами коллоидных и истинных растворов?

10.9. Сформулируйте правила коагуляции золей электролитами.

10.10. В чем заключается защитное действие ВМС и сенсибилизация коллоидов?

10.11. Какие свойства называются тиксотропией и синерезисом?

10.12. Что общего и в чем состоит различие между низкомолекулярными и коллоидными ПАВ?

10.13. Как можно классифицировать ВМС по происхождению, по строению молекул?

10.14. Каково строение молекулы белка?

10.15. Что такое «студень» и «явление синерезиса»?

10.16. Чем определяется возможность образования структуры в суспензии? Какие факторы влияют на структурообразование?

10.17. Применение суспензий в пищевой промышленности.

10.18. Какие системы называются эмульсиями? Как они классифицируются и где применяются?

10.19. Какие вы знаете факторы устойчивости пены? Как можно предотвратить образование пены в технологическом процессе?

10.20. Какими методами можно разрушать аэрозоли?

10.21. Что такое «порошок»? Как получают и как классифицируют?

10.22. Какие системы называют нормально вязкими? Как вязкость зависит от приложенного давления?

10.23. Что называется изоэлектрической точкой и каково ее значение для большинства белковых веществ?

10.24. Чем отличается эластичный студень от хрупкого геля? Что такое «тиксотропия»?

10.25. Зависит ли вязкость от приложенного давления? Начертите кривые зависимости вязкости от давления для структурированной системы.

Приложение

Международная система единиц (СИ)

(в сокращении)

Величина	Единица измерения	Сокращенное обозначение	Переводной коэффициент
Длина	Метр	м	1 см = 10-2 м
Площадь	Квадратный метр	м2	1 см2 = 10-4 м2
Объем	Кубический метр	м3	1 л = 10-3 м3
Время	Секунда	сек	─
Скорость	Метр в секунду
Масса	Килограмм	кг	1г = 10-3 кг
Химическая масса	Киломоль Килограмм-эквивалент	кмоль кг-экв	1 моль = 10-3 кмоль 1 кг-экв = 10-3 г-экв
Плотность	Килограмм на куб. метр
Сила	Ньютон	н	1 дина = 10-3 н 1 кГ = 9,8 н
Давление	Ньютон на м2
Работа, энергия	Джоуль	дж	1 л атм = 1,013∙103 дж 1 эрг = 10-7 дж 1 кгм = 9,81 дж
			Продолжение
Название величины	Единица измерения	Сокращенное обозначение	Переводной коэффициент
Теплота, внутренняя энергия	Джоуль	дж	1 кал = 4,19 дж 1 ккал = 4,19∙103 дж
Молярная теплота (сгорания, образования)	Джоуль на киломоль
Молярная теплоемкость	Джоуль на киломоль-градус
Электрическое напряжение	Вольт	в	─
Электрическое сопротивление	Ом	ом	─
Количество электричества	Кулон	к	─
Удельная электропроводность	Мм-1м-1
Эквивалентная электропроводность	Сименс на метр
Подвижность ионов
Молярность
Нормальность
Разбавление
Поверхностное натяжение	Ньютон на метр
Вязкость

Некоторые физические постоянные

Величина	Сокращенное обозначение единицы измерения	Переводной коэффициент
Универсальная газовая постоянная
Число Авогадро		6,02∙1023 моль-1 = 6,02∙1026 кмоль-1
Число Фарадея
Объем одного кмоль идеального газа