|
|
|
|
|
|
|
71 |
4. |
К веществам способным вызывать коагуляцию относят: |
|
1) ПАВ; |
||||
|
2) белки; |
3) электролиты; |
4) полисахариды. |
|
|
||
5. |
Синергизм |
– это: |
1) суммирующее |
коагулирующее |
действие |
||
|
электролитов; |
2) один электролит ослабляет действие другого; |
|||||
|
3) один электролит |
усиливает |
действие |
другого; |
4) |
взаимная |
|
|
коагуляция. |
|
|
|
|
|
|
ТЕСТ № 3 |
(КОЛЛОИДНЫЕ СИСТЕМЫ) |
1.Способность жидкости, содержащей лечебные ионы и молекулы, проникать через капиллярную систему под действием электрического
поля, называется: |
1) электрофорез; |
2) электроосмос; |
3) электродиализ; 4) потенциал течения.
2.Коллоидный раствор, который потерял текучесть – это: 1) эмульсия;
2) гель; 3) золь; 4) суспензия.
3. Коллоидная защита – это способность повышать агрегативную
устойчивость |
лиофобных |
золей |
при добавлении к ним: |
||
1) |
хорошо |
растворимых |
в |
дисперсионной |
среде ВМС; |
2) |
низкомолекулярных веществ; |
3) |
электролитов; |
||
4) малорастворимых в дисперсионной среде ВМС.
4.Порог коагуляции золя раствором NaCl больше, чем раствором
Ca(NO3)2. Как заряжены частицы золя? |
1) положительно; |
2) заряд |
|||
равен 0; |
3) отрицательно; 4) заряда не имеют. |
|
|||
5. Диализ |
– |
это |
способность |
мелкопористых |
мембран: |
1) задерживать частицы дисперсной фазы и свободно пропускать ионы |
|||||
и молекулы; |
|
2) задерживать ионы и молекулы и свободно |
|||
пропускать дисперсную фазу; |
3) задерживать нерастворимые |
||||
частицы и свободно пропускать ионы, молекулы и дисперсную фазу. |
|||||
ТЕСТ № 4 |
|
|
КОЛЛОИДНЫЕ СИСТЕМЫ |
|
|
1.Седиментация – это: 1) оседание частиц под действием сил тяжести; 2) взаимодействие частиц с образованием крупных
агрегатов; 3) отталкивание частиц друг от друга; 4) способность частиц находиться во взвешенном состоянии.
2.Антогонизм – это: 1) суммирующее коагулирующее действие электролитов; 2) один электролит ослабляет действие другого;
3) один электролит усиливает действие другого; |
4) взаимная |
||
коагуляция. |
|
|
|
3. Лиофобные коллидные растворы образуются при: |
а) |
малой |
|
растворимости дисперсной фазы; |
б) определѐнном размере |
частиц |
|
71
|
|
|
|
72 |
дисперсной фазы; |
в) присутствии стабилизатора; |
г) хорошей |
||
растворимости дисперсной фазы. |
1) а, б, в; |
2) а,в; |
3) б,в, г; |
|
4) б,в.
4.Способность мелкопористых мембран задерживать частички дисперсной фазы и свободно пропускать ионы и молекулы называется:
1) коагуляцией; |
2) седиментацией; |
3) |
диализом; |
4) опалесценцией. |
|
|
|
5. При скрытой коагуляции |
образуются частицы: |
1) |
видимые |
невооруженным глазом; |
2) невидимые вооруженным глазом; |
||
3) видимые вооруженным глазом; |
4) невидимые невооруженным |
|
глазом. |
|
|
ТЕСТ № 5 |
КОЛЛОИДНЫЕ СИСТЕМЫ |
|
1. |
В лиофобных коллоидных растворах взаимодействие между ДФ и ДС: |
||||||
|
а) ярко выражено; |
б) отсутствует; |
в) не имеет значения; |
||||
|
г) выражено незначительно. (ДФ – дисперсная среда; |
ДС – |
|||||
|
дисперсионная среда): |
1) а,г; |
2) б,г; |
3) в,г; |
4) в. |
|
|
2. |
К |
электрокинетическим свойствам |
дисперсных |
систем |
относят: |
||
|
а) |
электродиализ; |
б) электроосмос; |
|
в) электрофорез; |
||
|
г) эффект Тиндаля; |
д) опалесценцию. |
1) а, б, в; |
2) б,в, г; |
|||
3) б,в; 4) а, б, д.
3.Какой вид устойчивости теряют коллоидные системы при
коагулиции? |
1) кинетическую; |
2) конденсационную; |
3) агрегативную; 4) седиментационную.
4.Способность белков препятствовать выпадению в осадок лиофобных золей и отложению на стенках сосудов холестериновых бляшек
называется: |
1) коагуляция; 2) коацервация; |
3) седиментация; |
|
4) коллоидная защита. |
|
|
|
5. Электроосмос |
– это |
перемещение в электрическом поле: |
|
1) дисперсионной среды относительно неподвижной дисперсной |
|||
фазы; |
2) дисперсной фазы относительно неподвижной |
||
дисперсионной среды; |
3) дисперсной фазы и дисперсионной |
||
среды одновременно. |
|
|
|
ТЕСТ № 6 |
|
КОЛЛОИДНЫЕ СИСТЕМЫ |
|
72
|
|
|
|
73 |
1. |
К конденсационным методам получения коллоидных растворов |
|||
|
относят следующие: |
а) |
окисление; |
б) восстановление; |
|
в) обменного разложения; |
г) гидролиза; |
д) замены растворителя; |
|
|
е) электрический. 1) а,б,в,г; |
2) б,в,г,д; |
3) а,б,в,г,д; 4) а,б,в,г,д,е. |
|
2. |
В коллоидных растворах самопроизвольно протекают процессы |
|||
|
агрегации и при этом: |
1) поверхностная энергия увеличивается; |
||
|
2) поверхностная энергия уменьшается; 3) величина поверхностной |
|||
|
энергии не изменяется. |
|
|
|
3.Правило Шульце-Гарди: коагулирующим действием обладает ион электролита: 1) заряд которого противоположен заряду гранулы;
|
2) одного и того же знака с зарядом гранулы; |
3) радиус которого |
|||||||||
|
меньше; 4) радиус которого больше. |
|
|
|
|
|
|||||
4. |
Образование осадков на внутренней поверхности сосудов – сложное |
||||||||||
|
явление, |
в котором |
принимают |
участие |
такие |
процессы, как: |
|||||
|
а) коагуляция; |
б) коацервация; |
|
в) снижение коллоидной |
|||||||
|
защиты; |
г) синерезис. |
1) а,б; |
2) б,г; |
3) все; |
4) а,г. |
|||||
5. |
Пептизацией |
называется |
процесс |
перехода |
|
под |
действием |
||||
|
пептизаторов: а) любого осадка в золь; |
б) свежеосаждѐнного осадка |
|||||||||
|
в золь; |
в) золя в гель; |
г) геля в золь. |
1) а,б; |
2) б,в; |
3)а,г; 4) б,г. |
|||||
ТЕСТ № 7 |
|
|
КОЛЛОИДНАЯ ХИМИЯ |
|
|
|
1. |
Чем меньше величина «защитного числа» действия гидрофобного |
|||||
|
коллоида, тем: |
1) защитное действие его меньше; |
2) защитное |
|||
|
действие его больше; |
3) защитное действие не связано с величиной |
||||
|
«защитного числа». |
|
|
|
||
2. |
К дисперсионным методам получения коллоидных растворов относят |
|||||
|
следующие |
методы: |
а) механические; |
б) |
ультразвуковой; |
|
|
в) пептизация; |
г) окисления; д) восстановления. 1) а,в,г; 2) б,в,г; |
||||
|
3) а,б,в; |
4) а,б,д. |
|
|
|
|
3. |
Мицеллу образует: |
1) гранула и диффузный слой; |
2) агрегат и |
|||
|
диффузный слой; |
|
3) гранула с диффузным и адсорбционным слоем; |
|||
4) агрегат с адсорбционным слоем.
4.Процесс слипания коллоидных частиц с образованием более крупных
агрегатов из-за потери |
агрегативной устойчивости |
называется: |
|
1) седиментация; |
2) коацервация; |
3) |
коагуляция; |
4) коллоидная защита. |
|
|
|
5. Кровь – это: 1) золь; |
2) гель; 3) истинный раствор. |
|
|
73
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
74 |
ТЕСТ № 8 |
|
|
|
КОЛЛОИДНАЯ ХИМИЯ |
|
|
|
|||||
1. |
Рассеивание света в колодных системах и наблюдающееся при этом |
|||||||||||
|
явление |
называется: |
1) |
диффузией; |
2) эффектом Ребиндера; |
|||||||
|
3) седиментацией; |
4) опалесценцией. |
|
|
|
|
||||||
2. |
В виде студня (геля) находятся: |
а) цитоплазма клетки; |
б) вещество |
|||||||||
|
мозга; |
в) глазное яблоко; |
|
г) цельная кровь; |
|
д) |
слюна. |
|||||
|
1) а,в; |
2) б,в; |
3) а,б,в; |
4) в,г,д. |
|
|
|
|
|
|||
3. |
При |
образовании |
мицеллы |
|
потенциалопределяющие |
ионы |
||||||
|
адсорбируются по правилу: |
|
1) Шульце-Гарди; |
|
2) Ребиндера; |
|||||||
|
3) Панета-Фаянса; |
|
4) Шилова. |
|
|
|
|
|
|
|||
4. |
Если гранула в электрическом поле перемещается к аноду, то она |
|||||||||||
|
заряжена: |
1) положительно; |
2) отрицательно; |
|
3) не имеет |
|||||||
|
заряда; 4) заряд равен 0. |
|
|
|
|
|
|
|
||||
5. |
Увеличение агрегативной устойчивости лиофобных золей при |
|||||||||||
|
добавлении небольших количеств ВМС называется: |
1) флокуляция; |
||||||||||
|
2) коагуляция; |
3) коацервация; |
4) коллоидная защита. |
|
|
|||||||
ТЕСТ № 9 |
|
КОЛЛОИДНАЯ ХИМИЯ |
|
|
||||
1. |
Уменьшение агрегативной устойчивости лиофобных золей при |
|||||||
|
добавлении |
к ним |
небольших количеств ВМС |
назывется: |
||||
|
1) коагуляция; |
2) флокуляция; |
3) коацервация; 4) флуктуация. |
|||||
2. |
Взаимная |
|
коагуляция |
– |
|
это: |
||
|
1) |
суммирующее |
коагулирующее |
действие |
электролитов; |
|||
|
2) |
один |
электролит |
усиливает |
действие |
другого; |
||
|
3) если к золю отрицательно заряженному добавить золь положительно |
|||||||
|
заряженный; |
4) один из электролитов ослабляет действие другого. |
||||||
3. |
При инъекциях электролитов в мышечную ткань или кровь, его |
|||||||
|
необходимо вводить: |
1) быстро, можно струйно; |
|
2) медленно, |
||||
|
чтобы не вызвать локальную коагуляцию; |
3) скорость введения |
||||||
|
не имеет значения; 4) сначала быстро, а затем медленно. |
|
||||||
4.Гетерогенная микросистема, состоящая из микрокристалла дисперсной фазы, окруженная сольватируемыми ионами стабилизатора,
называется: |
1) гранулой; |
2) агрегатом; 3) ядром; |
4) мицеллой. |
||
5. Межфазный потенциал – это потенциал между: |
1) твѐрдой и жидкой |
||||
фазами; |
2) адсорбционным и |
диффузным слоем на границе |
|||
скольжения; |
|
3) |
ядром |
и |
противоионами; |
4) потенциалопределяющими ионами и противоионами.
74
75
ОТВЕТЫ НА ТЕСТЫ ПО ТЕМЕ: «КОЛЛОИДНЫЕ СИСТЕМЫ»
БИЛЕТ |
№ 1 |
|
|
|
|
|
|
№ ВОПРОСА |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
ОТВЕТ |
|
|
2 |
2 |
1 |
3 |
1 |
БИЛЕТ |
№ 2 |
|
|
|
|
|
|
№ ВОПРОСА |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
ОТВЕТ |
|
|
3 |
2 |
4 |
3 |
3 |
БИЛЕТ |
№ 3 |
|
|
|
|
|
|
№ ВОПРОСА |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
ОТВЕТ |
|
|
2 |
2 |
1 |
3 |
1 |
БИЛЕТ |
№ 4 |
|
|
|
|
|
|
№ ВОПРОСА |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
ОТВЕТ |
|
|
1 |
2 |
1 |
3 |
2 |
БИЛЕТ |
№ 5 |
|
|
|
|
|
|
№ ВОПРОСА |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
ОТВЕТ |
|
|
2 |
3 |
3 |
4 |
1 |
БИЛЕТ |
№ 6 |
|
|
|
|
|
|
№ ВОПРОСА |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
ОТВЕТ |
|
|
3 |
2 |
1 |
1 |
4 |
БИЛЕТ |
№ 7 |
|
|
|
|
|
|
№ ВОПРОСА |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
ОТВЕТ |
|
|
2 |
3 |
1 |
3 |
1 |
БИЛЕТ |
№ 8 |
|
|
|
|
|
|
№ ВОПРОСА |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
ОТВЕТ |
|
|
4 |
3 |
3 |
2 |
4 |
БИЛЕТ |
№ 9 |
|
|
|
|
|
|
№ ВОПРОСА |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
ОТВЕТ |
|
|
2 |
3 |
2 |
4 |
1 |
75
76
ЛИТЕРАТУРА
ОСНОВНАЯ
1.Общая химия. Биофизическая химия. Химия биогенных элементов: Учеб. для вузов /Ю.А. Ершов, В.А. Попков, А.С. Берлянд и др.; Под ред. Ю.А. Ершова. – 2-е изд., испр. И доп. – М. Высш. шк. 2000.
2.Попков В.А. Общая химия: учебник /В.А. Попков, С.А. Пузаков – М.: Издательская группа «ГЭОТАР-Медиа», 2007.
3.Ленский А.С. Введение в бионеорганическую и биофизическую химию
/ А.С. Ленский. М. 1989.
4.Практикум по общей химии. Биофизическая химия. Химия биогенных элементов /Ю.А. Ершов, в.А. Попков. М. 2003.
ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ
1.Слесарев В.И. Химия: Основы химии живого: Учебник для вузов. – СПб: Химиздат, 2000.
2.Барковский Е.В., Ткачѐв С.В., Пансевич Л.И., Латушко Т.В., Болбас О.П. Основы биофизической и коллоидной химии. «Вышэйшая школа», Минск, 2009.
3.Гельфман М.И., Ковалевич О.В., Юстратов В.П. Коллоидная химия. СПб.: Издательство «Лань», 2003.
4.Глинка, Н.Л. Общая химия: учебник /под ред. В.А. Попковав, А.В. Бвбкова. – 18 изд., перераб. и доп. – М.: Издательство Юрайт; ИД Юрайт, 2011. (Учебник ориентирован на студентов медицинских вузов).
5.Хмельницкий Р.А. Физическая и коллоидная химия: Учеб. для с.-х. спец. Вузов. – М.: Высш. шк., 1988.
6.Новый энциклопедический словарь. М.: Издательство» РИПОЛ классик», 2012.
ВМС
ВЫСОКОМОЛЕКУЛЯРНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ
Изучив данную тему и выполнив лабораторные работы студент обязан:
Знать:
особенности растворов высокомолекулярных соединений (ВМС), их сходство и различия с растворами низкомолекулярных веществ
(НМС);
76
77
особенности вязкости растворов ВМС, способы еѐ измерения, вычисление молекулярных масс полимеров по данным о вязкости растворов; явление осмоса в растворах ВМС и в природе;
характер диссоциации белков; что такое изоэлектрическая точка белка;
механизмы процессов застудневания и способы получения студней; свойства студней; физический смысл процессов синерезиса и коацервации.
уметь:
вычислять молекулярные массы полимеров по данным об осмотическом давлении растворов ВМС:
вычислять молекулярные массы полимеров по данным о вязкости растворов ВМС; 
определять изоэлектрическую точку белка.
ВВЕДЕНИЕ
Высокомолекулярные соединения (ВМС) – это химические соединения, молекулы которых имеют высокие молекулярные массы (от нескольких тысяч до многих миллионов). Поэтому такие молекулы называют макромолекулами. Молекулярная масса ВМС составляет 104 – 106 (сравним с молекулярной массой воды, которая равна 18).
Макромолекулы имеют цепное строение; состоят из одинаковых или различных структурных единиц – составных звеньев, представляющих собой атомы или группы атомов, соединѐнные друг с другом ковалентными связями в линейные последовательности. Последовательность соединѐнных друг с другом атомов, образующих собственно цепь, называют хребтом цепи, а заместители у этих атомов – боковыми группами. Макромолекулы могут иметь линейное или разветвлѐнное строение. В разветвлѐнных макромолекулах различают основную и боковые цепи.
ВМС могут быть синтетическими и природными. К синтетическим ВМС относятся, например, полиэтилен, полиамид, полистирол, фторопласты, феноло-формальдегидные смолы и другие. Большинство синтетических ВМС не растворимы в воде и являются твѐрдыми веществами.
Природные полимеры принято называть биополимерами. Биополимеры это природные высокомолекулярные соединения, из которых построены клетки живых организмов, и межклеточное вещество, связывающее их между собой. К биополимерам относятся белки, нуклеиновые кислоты, полисахариды и так называемые смешанные биополимеры. Биополимеры обеспечивают нормальную жизнедеятельность организмов, выполняя различные биологические функции.
77
78
Белки могут выполнять в живых организмах самые различные функции: быть катализаторами биохимических реакций (ферменты) и регулировать (гормоны) биохимические реакции; входить в состав соединительной ткани (коллаген) или мышц (актин, миозин); служить резервными питательными веществами (гранулы белка в цитоплазме) и др.
Функции дезоксирибонуклеиновой кислоты – передача генетической информации из поколения в поколение при клеточном делении. Этот биополимер служит исходной матрицей при передаче информации внутри клетки. В этом процессе участвует и рибонуклеиновая кислота, процесс приводит к синтезу специфических белков клетки.
Полисахариды могут служить резервными питательными веществами (например, крахмал, гликоген), выполнять структурные функции (например, целлюлоза, полисахариды соединительной ткани), обеспечивать специфические свойства поверхности клеток (например, антигенные полисахариды микроорганизмов) или защиту организма в целом (например, камеди и слизи растений).
Наиболее распространѐнным классом биополимеров являются смешанные биополимеры. К этому классу биополимеров относятся соединения, построенные из мономерных звеньев, относящихся к органическим веществам различных типов. Например, гликопротеиды содержат остатки углеводов и аминокислот; липопротеиды – остатки аминокислот, жирных кислот с длинной цепью и полиолов или аминоспиртов; липополисахариды – остатки моносахаридов и липидов и т.д.
Для смешанных биополимеров характерна локализация на поверхности клетки. Они выполняют специфические биологические функции, связанные с процессами межклеточного взаимодействия. Так, способность бактериофагов поражать одни виды бактерий и не взаимодействовать с другими видами определяется специфическим строением поверхностного антитела бактерий, являющегося липосахаридом. От структуры поверхностных антигенов зависит и патогенность тех или иных бактерий. Подобные же взаимодействия с участием смешанных биополимеров происходят, по-видимому, и при других биологических процессах, в которых клетки «узнают» друг друга, например при оплодотворении, соединении клеток в ткани и клеточной дифференцировке.
ЗНАЧЕНИЕ БЕЛКОВ В ПИТАНИИ
Белки – необходимая составная часть продуктов питания. Проблема пищевого белка стоит очень остро. По данным Международной организации по продовольствию и сельскому хозяйству при ООН больше половины человечества не получает с пищей необходимого количества белка. Недостаток белка в пище вызывает тяжелое заболевание – квашиоркор.
В процессе пищеварения белки подвергаются гидролизу до аминокислот, которые всасываются в кровь. Пищевая ценность белков
78
79
зависит от их аминокислотного состава, содержания в них так называемых незаменимых аминокислот, не синтезирующихся в организмах. Для человека незаменимы следующие кислоты: триптофан, лейцин, изолейцин, валин, треонин, лизин, метионин, фенилаланин. В питательном отношении растительные белки менее ценны, чем животные: они беднее лизином, метионином и триптофаном.
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАСТВОРОВ ВМС
Высокомолекулярные вещества (или полимеры) растворяются в различных низкомолекулярных жидкостях, образуя устойчивые равновесные системы с молекулярной дисперсностью компонентов. Таким образом, растворы полимеров являются гомогенными системами, истинными растворами. Являясь истинными растворами, растворы ВМС всѐ же отличаются от растворов низкомолекулярных веществ, что связано с огромными размерами макромолекул. Однако, несмотря на огромные размеры молекул ВМС в растворах отсутствует граница раздела фаз, так как в одном направлении макромолекула имеет достаточно большую длину, а толщина макромолекулы имеет молекулярные размеры.
Кроме того, на поведение растворов полимеров сильное влияние оказывают форма и отдельные фрагменты строения макромолекул.
Растворение ВМС осуществляется с образованием менее упорядоченной системы из более упорядоченной и, значит, этот процесс протекает с увеличением энтропии (∆S > 0). Растворение ВМС – процесс самопроизвольный, следовательно, при растворении полимеров уменьшается свободная энергия: ∆G = ∆H - T∆S < 0.
Изменение энтальпии (знак ∆Н) при растворении может быть положительным (эндотермический процесс), отрицательным (экзотермический процесс) или равным нулю.
Так как растворы полимеров образуются самопроизвольно с уменьшением свободной энергии, они являются термодинамически устойчивыми системами, которые могут существовать без стабилизаторов неограниченное время. В этом заключается их основное отличие от лиофобных коллоидных систем. В отличие от лиофобных коллоидных систем растворы ВМС являются равновеснымим системами.
Растворы ВМС, подобно растворам низкомолекулярных соединений, могут быть и молекулярными, и ионными, причѐм в последнем случае природа зарядов связана с наличием функциональных групп.
ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ВМС С РАСТВОРИТЕЛЕМ
При взаимодействии ВМС с растворителем происходит их набухание.
79
80
Набуханием полимера называется увеличение его объѐма и массы во времени при контакте с растворителем.
При набухании объѐм и масса полимера могут увеличиться в 10 – 15
раз.
Количественной мерой набухания является степень набухания α:
α = |
∙ 100% |
или |
α = |
∙ 100% |
где m0 и V0 – масса и объѐм сухого полимера; m и V – масса и объѐм набухшего полимера.
Набухание может быть ограниченным и неограниченным. В случае ограниченного набухания m и α достигают постоянных при данной температуре и концентрации предельных значений m∞ и α∞ (кривая 1) и далее не изменяются. При неограниченном набухании (кривая 2) эти параметры достигают максимальных значений, которые затем уменьшаются за счѐт растворения полимера. В этом случае набухание – первая стадия растворения полимера.
Рис. 2 Кинетические кривые ограниченного (1) и неограниченного (2) набухания.
Причина набухания состоит в различии свойств ВМС и низкомолекулярных соединений (НМС). Молекулы ВМС отличаются от низкомолекулярных соединений на несколько порядков по размерам и по подвижности. Молекулы НМС быстро проникают в сетку полимера, раздвигая цепи и увеличивая его объѐм. Гибкость цепей ВМС облегчает проникновение малых молекул НМС в полимер. При набухании происходит одностороннее смещение малых молекул, обусловленное большими различиями в размерах молекул.
Однако набухание – это не простое механическое вхождение молекул НМС в пустоты полимера. Набухание это межмолекулярное взаимодействие,
80