Cтраница 3
Возрастание энергии поглощения катионов с увеличением их атомного веса объясняется тем, что с ростом атомного веса и размера катионов уменьшается степень их гидратации. Так, негидратированные одновалентные катионы имеют следующие радиусы ( в A): Li - 0 78, Na - 0 98, NH4 - 1 43, К - 1 33, а размер этих катионов с гидратационной оболочкой равен соответственно ( по Иенни): 10 03; 7 9; 5 37; 5 32; Чем больше величина иона без гидратационной оболочки, тем меньше его размер в гидратированном состоянии. Слабо гидратированные катионы сильнее притягиваются поверхностью коллоида. Наличие большой гидратационной оболочки уменьшает энергию поглощения катиона. Поэтому чем менее гидратирован катион, тем прочнее его удерживает коллоидная частица и тем легче он вытесняет из поглощенного состояния более гидратированные ( и поэтому слабее удерживаемые) катионы. По возрастающей способности к поглощению катионы располагаются в следующий ряд: одновалентные LiNa NH4 KRb; двухвалентные Mg Са Со; трехвалентные Al Fe. Исключение составляет водородный ион. Он имеет наименьший атомный вес, но обладает высокой энергией поглощения и способностью вытеснять из поглощающего комплекса другие катионы. Объясняется это тем, что в водных растворах ион водорода, присоединяя одну молекулу воды, образует ион гидроксония Н30, который имеет диаметр 1 35 А, значительно меньше, чем все другие гидратированные ионы, поэтому он поглощается сильнее одновалентных и даже двухвалентных катионов. [31]
Схема расположения диполей воды вокруг коллоидной частицы гидро - работ с агар-агаром пришел к фильного золя. ( выводу, что гидроф Ильные. [32] |
Для коагуляции гидрофобного коллоида достаточно уничтожить ( заряд. Для коагуляции гидрофильного коллоида этого недостаточно. Так, добавляя к коллоиду спирт, обладающий свойством снимать гидратационные оболочки с коллоидных частиц, Кроит показал, что araip и другие гидрофильные коллоиды делаются мутными, однако еще не теряют стойкости. Чтобы вызвать коагуляцию, необходимо воздействовать на заряд. Добавление небольшого количества электролитов вызывает немедленную коагуляцию. Кроит полагает, что при дегидратации гидрофильный коллоид, приобретает все свойства гидрофобного коллоида и, в частности, большую чувствительность к электролитам. [33]
Наибольшую избирательность по отношению к Zn2 проявляет ионит с 8 % ДВБ. Снижение избирательности при дальнейшем повышении степени сшивки Бонд объясняет начинающимся разрушением гидратационной оболочки иона Zn2, что требует затраты энергии и приводит к увеличению эндотермического теплового эффекта ионного обмена и к одновременному ( несколько меньшему) увеличению положительного энтропийного эффекта. [34]
Ионы электролита играют двоякую роль. Во-первых, адсор-бируясь на поверхности ядра, они снижают поверхностную энергию системы, а, во-вторых, обладая гидратационными оболочками и располагаясь вокруг ядра, они образуют гидратационный слой, что особенно важно для систем, содержащих частицы с гидрофобной поверхностью. Каждый входящий в состав мицеллы ион полностью или частично сохраняет свою гидратационную оболочку, и в сумме своей они и составляют гидратационную оболочку мицеллы. [35]
В ряде случаев электростатическое поле вблизи ионов бывает достаточно сильным и парализует движение некоторого числа молекул воды. Подобная гидратация является следствием сильного сродства между молекулами растворителя и растворенного вещества, причем состояние молекул воды в такой гидратационной оболочке существенно отличается от состояния молекул воды, формирующих оболочку вокруг молекул гидрофобного вещества. [36]
Ионы электролита играют двоякую роль. Во-первых, адсор-бируясь на поверхности ядра, они снижают поверхностную энергию системы, а, во-вторых, обладая гидратационными оболочками и располагаясь вокруг ядра, они образуют гидратационный слой, что особенно важно для систем, содержащих частицы с гидрофобной поверхностью. Каждый входящий в состав мицеллы ион полностью или частично сохраняет свою гидратационную оболочку, и в сумме своей они и составляют гидратационную оболочку мицеллы. [37]
Альбумины и глобулины яичного белка, сыворотки крови и молока, органов и тканей являются белками глобулярного типа и при низких концентрациях студней не образуют. Эти белки в норме не обладают необходимым условием застудневания. Молекулы их, в отличие от желатины, не имеют резко удлиненной формы и, будучи скрученными в глобулу, практически защищены от аттракции и взаимодействия гидратационными оболочками. [38]
Известно, что многие студни при повышении температуры плавятся, превращаясь в золи, а при понижении температуры золи снова образуют студни. При повышении температуры кинетическая энергия молекул воды увеличивается, в связи с чем внешние диполи, ранее ориентированные вокруг коллоидных частиц, теряют свою ориентировку, благодаря чему гидратационные оболочки коллоидных частиц становятся тоньше. При понижении температуры, наоборот, водяные оболочки утолщаются настолько, что поглощают значительное количество свободной воды. В этом случае коллоидные частицы якобы соприкасаются своими гидратационными оболочками и образуют студень. Подобное объяснение скорее можно допустить по отношению к гуммиарабику и глобулярным белкам, которые застудневают при концентрировании путем медленного высушивания. К желатине и агару это объяснение не подходит. [39]
Как уже говорилось, гидратация белковых веществ обусловлена специфической природой белковой молекулы, наличием большого числа пептидных связей, а также аминных и карбоксильных групп. Однако природа этих связей неодинакова. В то время как пептидные группировки ( - СО NH -), вероятно, связывают воду посредством водородных связей, а минные и карбоксильные группы, ионизируясь, связывают воду путем образования гидратационных оболочек из ориентированных диполей воды. Следовательно, в случае вытянутой полипептидкой цепи возникновение гидратационной оболочки идет не на всей поверхности белковой молекулы, а только вокруг гидратационных центров. [40]
Возрастание энергии поглощения катионов с увеличением их атомного веса объясняется тем, что с ростом атомного веса и размера катионов уменьшается степень их гидратации. Так, негидратированные одновалентные катионы имеют следующие радиусы ( в A): Li - 0 78, Na - 0 98, NH4 - 1 43, К - 1 33, а размер этих катионов с гидратационной оболочкой равен соответственно ( по Иенни): 10 03; 7 9; 5 37; 5 32; Чем больше величина иона без гидратационной оболочки, тем меньше его размер в гидратированном состоянии. Слабо гидратированные катионы сильнее притягиваются поверхностью коллоида. Наличие большой гидратационной оболочки уменьшает энергию поглощения катиона. Поэтому чем менее гидратирован катион, тем прочнее его удерживает коллоидная частица и тем легче он вытесняет из поглощенного состояния более гидратированные ( и поэтому слабее удерживаемые) катионы. По возрастающей способности к поглощению катионы располагаются в следующий ряд: одновалентные LiNa NH4 KRb; двухвалентные Mg Са Со; трехвалентные Al Fe. Исключение составляет водородный ион. Он имеет наименьший атомный вес, но обладает высокой энергией поглощения и способностью вытеснять из поглощающего комплекса другие катионы. Объясняется это тем, что в водных растворах ион водорода, присоединяя одну молекулу воды, образует ион гидроксония Н30, который имеет диаметр 1 35 А, значительно меньше, чем все другие гидратированные ионы, поэтому он поглощается сильнее одновалентных и даже двухвалентных катионов. [41]
Коацерваты получаются особенно легко, если смешивать два гидрофильных коллоида с противоположными зарядами. От коагуляции их защищают гидратационные оболочки. По мнению Бунгенберг де Ионга, электростатическое взаимодействие, обусловливая взаимное притяжение между частицами, производит и значительное изменение в структуре гадратационной оболочки. [42]
Как уже говорилось, гидратация белковых веществ обусловлена специфической природой белковой молекулы, наличием большого числа пептидных связей, а также аминных и карбоксильных групп. Однако природа этих связей неодинакова. В то время как пептидные группировки ( - СО NH -), вероятно, связывают воду посредством водородных связей, а минные и карбоксильные группы, ионизируясь, связывают воду путем образования гидратационных оболочек из ориентированных диполей воды. Следовательно, в случае вытянутой полипептидкой цепи возникновение гидратационной оболочки идет не на всей поверхности белковой молекулы, а только вокруг гидратационных центров. [43]
Последнее возможно и без разрушения эмульсии: капли эмульсии остаются разделенными прослойками дисперсионной среды ( раствором эмульгатора) и существуют раздельно. Коалесценция же вследствие нарушения прочности адсорбционных защитных слоев стабилизатора в результате укрупнения капель приводит к изменению дисперсности эмульсии в целом; она необратимо разрушает эмульсию. Такое разрушение эмульсии происходит при низких температурах [7], при которых вначале замерзает свободная вода и затем гидратационная оболочка защитных слоев. Устойчивость системы изменяется и от того, что уменьшаются тепловое движение и взаимное отталкивание частиц. [44]
Ионы удерживаются в решетках кристаллов солей силами электростатического взаимодействия. По закону Кулона сила взаимодействия двух точечных зарядов прямо пропорциональна произведению зарядов, обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними и диэлектрической постоянной среды. Отсюда следует, что в Среде с высокой диэлектрической проницаемостью взаимодействие ионов ослабевает, и кристаллы солей, образованные плотно упакованными ионами, при растворении распадаются на более или менее подвижные ионы. Диполи молекул воды, окружая ионы соли, ориентируются по отношению к ним своими противоположно заряженными концами. В результате вокруг ионов соли образуется гидратационная оболочка ( гидратация ионов), и ионы, перестав взаимодействовать друг с другом, переходят в раствор. В малополярных органических растворителях, например бензоле или бензине, с низкой диэлектрической проницаемостью ионные кристаллы не растворяются. [45]