Большая техническая энциклопедия
0 1 3 5 8
D N
А Б В Г Д Е Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я
Н- НА НЕ НИ НО НР НУ

Небольшая молекула - растворитель

 
Небольшие молекулы растворителя, конечно, перемещаются мимо крупных частиц растворенного вещества в направлении, показанном на рис. 3.2 полукруглой лилией, в несколько стадий, совершая ряд перескоков между последовательными равновесными положениями. Если же молекула растворенного вещества мала ( как показано, например, на рис. 3.2 пунктиром 2), то она должка передвигаться за каждый перескок на расстояние Я справа налево. Таким образом, чтобы крупной частице растворенного вещества продиффундировать на расстояние К, для небольшой молекулы растворителя необходимо преодолеть расстояние лг2; если радиус г2 молекулы растворенного вещества не слишком отличается от радиуса частиц растворителя, при этом требуется преодолеть путь длиной приблизительно Я.
Коллоидных растворов; гигантские молекулы белка находятся в иих ларяду с небольшими молекулами растворителя, и такой раствор будет обладать той неравномерностью распределения вещества, которая характерна для коллоидного состояния.
Естественно, что при разрыве жидкой нити разрыв молекулярных цепей маловероятен вследствие наличия между макромолекулами небольших молекул растворителя, являющихся как бы межмолекулярной смазкой и в значительной степени экранирующих действие молекулярных сил между цепями. Таким образом, разрыв жидких нитей происходит по пластическому механизму, характеризующемуся скольжением отдельных частиц или целых макромолекул. При этом сечение нити уменьшается до тех пор, пока скорость рассасывания перенапряжения не станет меньше скорости возрастания его, и скольжение цепных молекул или их участков относительно друг друга не закончится разрывом нити. Вследствие содержания в нити очень большого количества жидкой среды такой разрыв, очевидно, представляет переход от эластического разрыва высокомолекулярного вещества к разделению столбика жидкости на два объема.
Процесс набухания является специфическим для полимеров и неизвестен для низкомолекулярных веществ. Он основан на проникновении небольших молекул растворителя между звеньями макромолекул полимера и ведет к раздвижению звеньев, а затем и цепей макромолекул.
Изотермы ограниченного ( / и неограниченного ( 2 набухания.| Кинетические кривые ограниченного ( / и неограниченного ( 2 набухания. Набухание - осмотический процесс, при котором происходит диффузия молекул растворителя в высокомолекулярное вещество. Такой односторонний процесс объясняется тем, что макромолекулы ВМС очень большие и разветвленные, благодаря чему они переплетены между собой и слабо подвержены действию теплового движения. В противоположность молекулам ВМС небольшие молекулы растворителя очень подвижны, они проникают внутрь ВМС, увеличивая его объем.
Набухание - осмотический процесс, при котором происходит диффузия молекул растворителя в высокомолекулярное вещество. Такой односторонний процесс объясняется тем, что макромолекулы ВМС очень большие и разветвленные, благодаря чему они переплетены между собой и слабо подвержены действию теплового движения. В противоположность молекулам ВМС небольшие молекулы растворителя очень подвижны, они легко проникают в высокомолекулярное соединение, увеличивая его объем.
В дальнейшем методом статистической термодинамики было показано, что энтропия смешения значительно увеличивается, если смешиваются не одинаковые молекулы, а различающиеся по размерам и форме, и особенно если молекулы одного из компонентов обладают гибкостью. В такой системе возрастает число возможных расположений молекул относительно друг друга. Действительно, длинная и гибкая макромолекула может располагаться среди небольших молекул растворителя огромным числом способов в результате теплового движения отдельных звеньев цепи.
Диффузия крупной молекулы 2 за счет перемещения маленькой молекулы растворителя 1. Небольшие молекулы растворителя, конечно, перемещаются мимо крупных частиц растворенного вещества в направлении, показанном на рис. 3.2 полукруглой лилией, в несколько стадий, совершая ряд перескоков между последовательными равновесными положениями. Если же молекула растворенного вещества мала ( как показано, например, на рис. 3.2 пунктиром 2), то она должка передвигаться за каждый перескок на расстояние Я справа налево. Таким образом, чтобы крупной частице растворенного вещества продиффундировать на расстояние К, для небольшой молекулы растворителя необходимо преодолеть расстояние лг2; если радиус г2 молекулы растворенного вещества не слишком отличается от радиуса частиц растворителя, при этом требуется преодолеть путь длиной приблизительно Я.
Правилом фаз определяется состояние системы в момент равновесия, вне зависимости от пути, по которому система пришла к равновесию. Число степеней свободы указывает, сколько определяющих состояние системы переменных можно менять произвольно, не меняя числа фаз в системе. Растворению полимера предшествует его набухание, которое заключается в поглощении полимером низкомолекулярной жидкости - растворителя, увеличения в объеме. Причиной набухания является то, что при растворении происходит диффузия молекул растворителя в полимер в межмолекулярное пространство. Так как подвижность небольших молекул растворителя во много раз больше подвижности макромолекул, то сначала главным образом происходит диффузия молекул растворителя в поли - меры, только затем макромолекулы, связь между которыми сильно ослабилась, диффундируют в среду, образуя раствор. Чем больше молекулярная масса, тем медленнее идет процесс набухания и растворения. Такой, чисто энтропийный характер набухания и растворения имеет место в простейшем случае. Если молекулы растворителя энергетически взаимодействуют с молекулами, то растворение протекает в две стадии. Первой стадией является сольватация макромолекул в результате диффузии растворителя. Эта стадия характеризуется выделением тепла и упорядочением расположения молекул растворителя около макромолекул и разрушением связей между последними.
Объем полимера при набухании может увеличиться в 10 - 15 раз. Причина набухания обусловлена большой разницей размеров и соответственно скоростей диффузии молекул растворимого вещества и растворителя. Молекулы ВМС очень боль - шш и разветвленные, благодаря чему они переплетены между собой и слабо подвержены действию теплового движения. Поэтому переход макромолекул в фазу растворителя вначале происходит очень медленно. В противоположность молекулам ЖС небольшие молекулы растворителя очень подвигли, они легко диффундируют внутрь полимера, раздвигая цепи макромолекул, что и приводит к увеличению объема полимера. Гибкость цепей макромолекул облегчает диффузию молекул растворителя. Практически односторонняя диффузия молекул растворителя в полимер имеет ту же природу, что и осмос растворителя через норн полупроницаемой перегородки. Оба процесса вызываются стремлением системы к выравниванию концентраций.
Лучше всего смешать порошок поливинилового спирта с холодной водой, тщательно измельчить отдельные кусочки и затем нагревать при температуре 75 - 95 до растворения. К водным растворам поливинилового спирта могут быть добавлены низшие спирты. Водные растворы, содержащие 10 % и больше поливинилового спирта, часто образуют гель при стоянии при комнатной температуре. Растворение поливинилового спирта в воде представляет собой весьма сложный процесс. Как и при растворении всех высокомолекулярных веществ, переходу макромолекул поливинилового спирта в раствор предшествует набухание. Процесс набухания, как известно, основан на проникновении небольших молекул растворителя между макромолекулами полимера и их раздвижении. Набухание связано с увеличением объема и веса набухающего полимера, образованием мономолекулярного слоя растворителя вокруг цепи полимера, нарушением связи между молекулами полимера и установлением новых связей между молекулами полимера и растворителя. Явления, протекающие при набухании и растворении поливинилового спирта, трактуются большинством современных исследователей, исходя из представлений о наличии сильных водородных связей между цепями поливинилового спирта и его кристаллической структуры.
 
Loading
на заглавную 10 самыхСловариО сайтеОбратная связь к началу страницы

© 2008 - 2014
словарь online
словарь
одноклассники
XHTML | CSS
Лицензиар ngpedia.ru
1.8.11