ДӘРІС № 15

түзе алатын, алу әдістерімен ерекшеленетін заттардың маңызы зор, бұл жоғары

молекулалық қосылыстары.

он мыңдап саналатын күрдері қосылыстарды айтады. Жоғары молекулалық заттардың молекулаларының

саны да, салмағы да үлкен болады. Олардың бір молекуласын макромолекула деп атайды.

Химиялық қасиеттер бойынша ЖМЗ мен ТМЗ арасында белгілі бір айырмашылық жоқ.
Жоғары молекулалық заттар ТМЗ-дан физикалық қасиеттерімен және зерттеу әдістерімен ерекшеленеді.

болмайды, себебі олар тез айырылып кетеді, ал ЖМЗ қайтадан кристалдау

үшін ерекше жағдай жасау керек.
ЖМЗ-ң аса сұйытылған ерітіндісі де өзі жоғары тұтқырлығымен ерекшеленеді.
ЖМЗ өте баяу ериді, олар еріген кезде еріткіш молекулаларын өз бойына сіңіріп ісінеді, ал кейбір ЖМЗ ешқандай еріткіштерде ерімейді.
ЖМЗ ерітіндісінен еріткішті ұшырғанда кристалдар түзілмейді, керісінше қабықшалар пайда болады.
ЖМЗ-ң тұтқыр ерітіндісін ұсақ тесігі бар қондырғыдан өткізсе, талшық алуға болады.

молекулалық заттардан екі жолмен алынуы мүмкін:
Полимеризация әдісімен құрамында еселі байланыстары

бар және циклді қосылыстардың өзара қосылуы.

n CH2=CH2  (—CH2—CH2—)n

этилен

полиэтилен

реакциясының нәтижесінде бір мезгілде жоғары молекулалық заттармен қатар төменгі молекулалы

заттардың түзілуі жүреді

nC6H12O6→(─C6H10O5─)n + nH2O

глюкоза

Полисахарид
(крахмал, целлюлоза)

nC6H5─OH + nH ─ C

O

H

H или OH

+

_

OH

CH2─

+ nH2O

n

Формальдегид

Фенолформальдегид шайыр

Фенол

деп аталады.
Макромолекулалары бірдей мономер қалдықтарынан тұратын жоғары молекулалық заттар полимер,

ал әртүрлі мономерлерден - сополимер деп аталады.
Полимерді құрайтын мономердің қайталана беретін қалдығы құрылымды буын деп аталады.
Полимердің құрамындағы элементарлық звенолардың жалпы саны полимерлену дәрежесі (X) деп аталады:

айналдыру арқылы оны бөліп зерттейді. Ол үшін жоғары молекулалық заттарды

деструкциялау (бұзу, бөлдіру) қажет.
ЖМҚ анықтауда табиғатына қарай гидролитикалық, термиялық және тотықтырғыштық декструкция әдістерін қолданады.

мөлшері жағынан кіші молекулалық заттарға қарағанда әлдеқайда үлкен, массасы және

мөлшері жағынан коллоидты бөлшектерге жақын. Сондықтан бұл қосылыстардың ерітінділері коллоидтық ерітінділерге тән кейбір қасиеттерді көрсетеді, олар:
мембрана арқылы өтпеуі,
баяу диффузиялануы,
пептизациялануы және коагуляциялануы,
оптикалық және электрлік қасиеттері.

ұқсас:
гомогенділігі және біртектілігі,
тұрақтылығы,
ЖМҚ ерітінділерінің өз бетімен түзілуі,

осы процестің қайтымдылығы.

ЖМҚ ерітінділерінің ерекше қасиеттері:
полимерлер ерудің алдында ісіну процесіне ұшырайды,
полимердің аса сұйытылған ерітіндісінің өзі жоғарғы тұтқырлығымен ерекшеленеді,
кілегейленуі,
тұнбаға түсуі,
коацервациялануы,
денатурациялануы,
осмос қысымының аздығы.

Полимер ерітінділерінің тұтқырлығына әсер ететін факторлар: макромолекуланың формасы мен молекулалық

массасы, концентрация, температура, қысым және ерітіндіде бөгде электролиттің болуы. Тұтқырлықтың пропорционалды емес жоғарлауы гидратация нәтижесінде ЖМҚ ерітінділердің дисперстік фаза көлемінің арттыруын дәлелдейді.
Г.Штаудингер полимер ерітіндінің тұтқырлығының оның концентрациясы мен бөлшектердің молекулалық массасына тәуелділігін келесі теңдеуімен сипаттайды:

Мұнда  - ЖМҚ ерітіндінің тұтқырлығы, 0 – еріткіштің тұтқырлығы, М – ЖМҚ молекулалық салмағы, m – ЖМҚ массасы, КМ – вискозиметрдің константасы

полимер еріген кезде біріншіден ісінеді, яғни өз бойына сұйықты сіңіріп,

өз массасы мен көлемін ұлғайтады. Егер полимерді кішкентай бөліктерге бөліп, оларды еріткішке салса, әр бөлік ісінеді де олар барлығы бір сұйық қабаты түзеді де полимермен онымен сіңірілген сұйықтықтан тұратын біртекті жүйені береді. Нәтижесінде түзілген жүйе полимердегі сұйықтың шынайы ерітіндісі болып табылады. Мұнда полимер еріткіштің, ал төменгі молекулалық сұйық еріген заттың рольін атқарады. Сонымен ісіну дегеніміз бұл еріткіш молекулаларының полимердің ішіне сіңірілуі ғана емес, сонымен бірге полимердің құрылысының өзгеруі.
Ісіну шектеулі және шексіз деп ажыратылады.

де бірфазалы гомогенді жүйе түзіледі. Көбісінде шектеулі ісінген полимер сірнеме

түзеді.
Полимердің ісінуі – ісіну дәрежесімен сипатталанады. Ісіну дәрежесі – дегеніміз 1 грамм полимерлі затпен сіңірілген сұйықтың мөлшері:

Q – ісіну дәрежесі, %
Q1 және Q2 – ісінуге дейінгі және кейінгі заттың салмағы немесе көлемі.

қарай аниондардың лиотроптық қатар құрастыруға болады:
Хлордың сол жағында орналасқан аниондар

ісінуді күшейтеді, оң жағындағы аниондар баяулатады.

аниондар ісінуді күшейтеді

аниондар ісінуді баяулатады

бұзылады да (тұзсыздандыру процесі) тұнбаға түседі. Тұзсыздандыру кезінде тұзсыздандыру иондардың

ЖМҚ макромолекулаларының айналасындағы сольватталған қабаттарымен әрекеттесу дәрежесінің маңызы зор.
Аниондар мен катиондар тұзсыздандару күші бойынша лиотроптық қатарларына орналасқан:

SO42- > CH3COO- > Cl- > NO3- >CN-

Li+ > Na+ > K+ > Rb+ > Cs+

бетінде екіншілік сулы қабат пайда болады, яғни желім тәріздес зат

түзіледі. Мұны коацервация деп атайды.
ЖМҚ-дың гомогенді ерітінділерінің екі фазасы да гомогенді, бірақ құрамындағы ЖМҚ-дың концентрациясы бойынша, яғни тұтқырлығы бойынша ерекшеленеді. Тұтқырлығы жоғары фаза коацерват деп аталады. Сонымен, коацервация дегеніміз бөлшектердің сулы қабаттарының бір-бірімен қосылып кетуі.

полиамфолиттер) айтады. Олар суда еритін және ерімейтін болып жіктеленеді.
Өндірісте

полиэлектролиттер ионалмас-тырғыштар, БАЗ, құрылымтүзушілер және қоюландырғыштар ретінде қолданады.

Қолдануы: кеңдерді байытуда флокулянттар ретінде, тағам және парфюмерия мен косметологияда коллоидты жүйелерді тұрақтандырушы ретінде, судың кермектілігін төмендетуде, БАЗ-ға қосымша заттар ретінде, талшық пен қағаздың қасиеттердің жақсартуда, ағынды суларды тазартуда, медицинада жасанды антиденелер мен вакицина жасауда.

ие болады. Ортаның рН мәніне қарай ақуыз макромолекуласы қышқылдық не

негіздік типі бойынша диссоциациялану мүмкін.
Қышқылдық ортада (pH<7) ақуыз молекуласы оң,

ал сілтілік ортада (pH>7) теріс зарядталады:

диссоциациялану дәрежесі бірдей болады, оң және теріс зарядталған бөлшектер бір

бірінді нейтралдайды да ақуыздың макромолекуласы бейтарап болып кетеді.
Ақуыздың мұндай күйі изоэлектрлік жағдайы, ал оны тұғызатын ортаның рН мәні изоэлектрлік нүктесі деп аталады. Изоэлектрлік нүктесінен төмен рН-та ақуыз молекуласы оң зарядталады, ал одан жоғары рН-та теріс зарядталады. Изоэлектрлік жағдайда ақуыз молекулалары коагуляцияға ұшырап, тұнбаға түседі.
Изоэлектрлік жағдайда болатын әр ақуызға өзінің рН мәні сәйкес келеді, мысалы казеин үшін рН=4,6 ал желатин үшін рН=4,7 болады.

.

дисперстік фаза бөлшектерінен кеңістік тор (сетка) – яғни құрылым (структура)

түзіледі.
Ұяшықтары иммобилизацияланған сұйықпен немесе газбен толтырылған, кеңістіктік торлы каркас пішінде болатын, коллоидтық бөлшектерден түзілген қатты тәріздес ағымды жүйені гель (латынша «gelatus» – қатқан) д.а.
П.А. Рединбер барлық құрылымдық жүйелерді екі топқа бөледі:
тиксотропты-қайтымды гельдер,
конденсациялық-кристаллизациялық құрылымдар (қайтымсыз бұзылатын).

гель

ағымдылық, орташа тұрақтылық және қаттылық.

Тиксотропия дегеніміз коагуляциялық құрылымдардың механикалық бұзудан

кейін өз құрлымын қалпына келтіру қабілеті. Сонымен тиксотропия бұл механикалық әсердің нәтижесінде өзара гельдің  зольге айналудың қайтымды процессі. Сірнемелер гельдерге қарағанда тиксотропияға ұшырамайды.

Синерезис дегеніміз қартаю (ескіру) процесінің нәтижесінде белгілі уақыт аралығында гельден (сірнемеден) мицеллааралық сұйықтың өздігінен бөліну құбылысы.

бөлшектердің концентрациясы артқан сайын олардың арасында әсерлесу саны арттады;
бөлшектердің өлшемдері

– тұрақты массалық концентрацияда бөлшектер кіші болған сайын олардың арасында әсерлесу саны арттады;
бөлшектердің пішіндері әртүрлі болған сайын ондағы қос электрлік және сольваттық қабаттары аз дамыған болып келеді, сондықтан бөлшектердің жабысуы жеңілдетіледі;
температура артқан сайын гельдену процесінің жылдамдығы да арттады;
механикалық әсер – әдетте жүйені араластыру гельдің түзілуіне кедергі келтіреді, бірақ кейбір жағдайларда бөлшектерінің пішіндері қатты ажыратылатын агрегаттық тұрақты емес зольден гельдің түзілу жылдамдығы артта түседі, егер ыдысты ақырын айналдырып араластырса (мысалы V2O5 зольі). Бұл процесс реопексия (қозғалыс нәтижесінде гельдің түзілуі) д.а.

электролит ерітіндісін қосқанда, олар қоймалжын массаға айналады, яғни гельге не

сірнемеге. Мұндай гель деп дисперстік фаза бөлшектері еркін қозғала алмайтын, бір бірімен тығыз байланыста болатын дисперстік жүйені айтады.
Биологиялық маңызды гельдерге жасуша қабырғасына және ядроға енетін гельдер жатады. Сол сияқты ұйыған қан, көздің шыны тәрізді заты, медуза гельдерге жатады. Мармелад, кефир, ірімшік, айран т.б. гельдерге жатады.
Коллоидтық жүйенің гельге не сірнемеге айналу процесі желатиндену не сірнемелеу д.а. Қайтымсыз коллоидтар сірнемелерді түзе алмайды.

гидрофобты зольдерден түзледі
Сірнемелер икемді (ісінетін және қайтымды) бірфазалы гомогенді құрылымды

жүйелер, ЖМҚ ерітінділерінен түзледі

Шектеулі ісінетін – желатин, агар-агар; шексіз ісінетін – альбуминдер, гуммиарабик

Коагуляциялық құрылымдар (алюмигель, силикагель), конденсациялық-кристаллизацияланған құрылымдар (агат, опал)