Коацервація

У розчинах високомолекулярних сполук при зміні температури, рН або при введенні низькомолекулярних речовин іноді спостерігається явище коацервації. Зовні процес коацервації характеризується відділенням від золя ізольованих один від одного макроскопічних крапель рідини або цілого рідкого шару. Така крапля (рис. 3) містить рій ультрамикроскопических крапельок. Кожна з них складається з декількох первинних сольвітованих частинок, що зберегли свою самостійність. Таким чином, від висолювання коацервація відрізняється тим, що речовина дисперсної фази не відділяється від розчинника, а збирається в невидимі простим оком рідкі крапельки, які поступово зливаються в крапельки великих розмірів – аж до видимих неозброєним оком, поки процес цей не закінчиться повним розшаруванням системи на два рідкі шари. В'язка фаза, що містить всю або майже всю високомолекулярну сполуку, називається коацерватом.

Частинки високомолекулярної сполуки, що входять до складу коацерватних крапель, мабуть, відокремлені один від одного тонкими гідратними оболонками. Про це свідчить те, що явище коацервації оборотньо. При зміні умов, що викликали коацервацію (зменшення концентрації електроліту, зміна рН і температури), коацерватні краплі можуть зникати і система знов переходить в однофазну. В той же час, змінюючи умови у бік посилення проце-су дегідратації макромолекул високополімера,

Рис. 3. Схема коацер-вації: а – утворення первинної ультрамікроскопическої крапельки з гідратірованних макромолекул; б – вторинна крапелька з «рою» первинних; в – розшарування розчину з коацерватом зверху

можна викликати руйнування коацерватних крапель і повне осадження розчиненої речовини.

Явище коацервації можна спостерігати, якщо змішувати протилежно заряджені золі, наприклад, білка і лецитину, білка і нуклеїнових кислот. Абсолютно аналогічне явище спостерігатиметься і в тому випадку, якщо до розчину білка додавати концентрований розчин сульфату натрію. Коацервація, одержувана при змішенні двох протилежно заряджених золей, одержала назву комплексної коацервації (на відміну від описаної вище простої коацервації).

Явище комплексної коацервації можна спостерігати при змішуванні 5%-ного розчину желатин з 5%-ним розчином картопляного крохмалю. Спочатку наступає мікрокоацервація, а через декілька годин утворюються два шари: нижній, містить весь крохмаль, і верхній, що містить весь желатин. Таким чином, в даному випадку відбувається розшарування золя на дві фази, які розділяються фізичною поверхнею розділу. Комплексну коацервацію можна спостерігати також і при взаємодії желатину і лецитину. При комплексній коацервації по суті відбувається висолювання одного золя іншим. Тут можливі наступні найтиповіші випадки.

1. Колоїд А у багато разів більш гідрофільний колоїду Б. В цьому випадку золь А надаватиме дію на колоїд, що висолює, Б. Причому колоїд Б виділяється з розчину у вигляді пластівців.

2. Колоїд А більш гідрофільний, ніж колоїд Б, але менш різко, ніж в першому випадку. При цьому відбувається явище коацервації, тобто золь Б утворює в'язкий шар, що містить гідротованні частинки колоїду Б.

3. Обидва колоїди А і Б мають приблизно однакову гідрофільність. В даному випадку золі А і Б або змішуються між собою в усіх відношеннях, або розшаровуються з утворенням двох рідких фаз.

4. Колоїд А менш гідрофільний, ніж колоїд Б. Золь Б висолює колоїд А або викликає його коацервацію.

На розглянуті прості приклади накладається ще вплив і інших чинників, таких, як рН, концентрації електролітів або наявність яких-небудь інших дегідротарів.