Презентация Високомолекулярні сполуки. Полімери онлайн

Содержание слайда: Високомолекулярні сполуки. Полімери

Содержание слайда: Що таке ВМС? Високомолекуля́рні сполу́ки (ВМС) — хімічні сполуки, що мають молекулярну масу від декількох тисяч до кількох мільйонів а.о.м. Молекули таких сполук називають макромолекулами. Основну частину ВМС складають полімери — сполуки, побудовані з повторюваних фрагментів (мономерів). Окрім них достатньо велику молекулярну масу мають і деякі речовини неполімерної природи, наприклад, таніни.

Содержание слайда: ВМС мають важливе практичне значення у процесах життєдіяльності: білки (желатин, крохмаль), нуклеїнові кислоти та інші біополімери; у техніці та побуті: целюлоза та її похідні, шерсть, бавовна, пластмаси, різноманітні синтетичні смоли та ін.; у медицині: інструментарій, предмети догляду за хворими, протези та ін.; у фармації: для виготовлення оболонок капсул, як покриття і складові частини таблеток, допоміжні речовини для створення мазей та пластирів.

Содержание слайда: Класифікація ВМС За походженням їх поділяють на: Природні, або біополімери (білки, нуклеїнові кислоти, полісхариди тощо) Синтетичні (поліетилен, полістирол, полівініл­хлорид та ін)

Содержание слайда: Класифікація ВМС За структурою полімерного ланцюга розрізняють: Лінійні ВМС, макромолекули яких є відкритими лінійними ланцюгами (наприклад, натуральний каучук) або витягнутою у лінію послідовністю циклів (наприклад, целюлоза) мал.а Розгалужені ВМС, макромолекули яких мають лінійний ланцюг з відгалуженнями (напр. амілопектин) мал.б Сіт­часті ВМС — тривимірні сітки, утворені відрізками ланцюгів макромолекул (наприклад, вулканізований каучук) мал.в

Содержание слайда: Класифікація ВМС За хімічним складом макромолекули розрізняють: Гомополімери (полімер, утворений з одного мономера, наприклад, поліетилен) Співполімери (полімер, утворений з різних мономерів, наприклад, бутадієн-стирольний каучук). ВМС, які складаються з однакових мономолекулярних ланок, але відрізняються за мол.м, називаються полімергомологами.

Содержание слайда: Класифікація ВМС За складом головного ланцюга макромолекули всі ВМС поділяють на два класи: Гомоланцюгові, головні ланцюги яких побудовані з однакових атомів Гетероланцюгові, в головному ланцюгу яких містяться атоми різних елементів, найчастіше C, N, Si, P.

Содержание слайда: Класифікація ВМС За формою макромолекул розрізняють: Глобулярні ВМС-макромолекули у вигляді згорнутих кульовидних утворень-глобул (рослинний білок, кров’яні тільця) Фібрилярні ВМС-лінійні або слаборозгалужені макромолекули, що агрегуються за рахунок міжмолекулярної взаємодії з утворенням фібрил (целюлоза, колаген)

Содержание слайда: Класифікація ВМС За фазовим станом ВМС можуть бути: Кристалічними (фібрил, сферолітів, монокристалів) Аморфними (склоподібний, високоеластичний, в’язкоплинний)

Содержание слайда: Основні характеристики ВМС Хімічний склад, мол. м., стереохімічна будова, ступінь розгалуження і гнучкість макромолекулярних ланцюгів. ВМС володіють специфічним комплексом фізико-хімічних властивостей. Специфічні властивості полімерів зумовлені двома особливостями: Існуванням двох типів зв’язків — хімічних і міжмолекулярних, які утримують макромолекулярні ланцюги один біля одного Гнучкістю ланцюгів, пов’язаною з внутрішнім обертанням ланок ланцюга.

Содержание слайда: ВМС можуть вступати у такі реакції З’єд­нання макромолекул поперечними хіміч­ними зв’язками (наприклад, вулканізація каучуків, тверднення реактопластів)

Содержание слайда: ВМС можуть вступати у такі реакції Розпадання молекулярних ланцюгів на більш короткі фрагменти (деструкція полімерів)

Содержание слайда: ВМС можуть вступати у такі реакції Реакції макромолекул з низькомолекулярними сполуками, коли змінюється природа бокових функціональних груп, але зберігаються довжина і будова скелета головного ланцюга (полімераналогічні перетворення), наприклад, приєднання до полімерів ферментів, вітамінів, гормонів тощо

Содержание слайда: ВМС можуть вступати у такі реакції Внутрішньомолекулярні реакції між функціональними групами однієї макромолекули, (наприклад, внутрішньомолекулярна циклізація)

Содержание слайда: Отримання ВМС Природні ВМС одержують з сировини рослинного та тваринного походження за допомогою екстракції, фракційного осадження та інших методів.

Содержание слайда: Отримання ВМС Синтетичні ВМС одержують з низькомолекулярних речовин методами: Полімеризації – процес сполучення великого числа мономерів, які мають кратні зв’язки (реакція не супроводжується виділенням побічних продуктів) Поліконденсації – процес сполучення молекул однакової або різної будови, котрий супроводжується виділенням низькомолекулярних речовин (вихідні мономери повинні мати не менше як дві функціональні групи)

Содержание слайда: Полідисперсність ВМС При полімеризації та поліконденсації отримують макромолекули різних розмірів, котрі побудовані за одним принципом з однакових мономерних залишків. Це явище називається полідисперсність ВМС.

Содержание слайда: Набухання розчинів ВМС Властивості ВМС залежать від величини і форми їх молекули Так, ВМС, що мають сферичні молекули (гемоглобін, глікоген, пепсин, трипсин, панкреатин та ін.) зазвичай являють собою порошкоподібні речовини і при розчиненні майже не набухають. Розчини цих речовин мають малу в'язкість навіть при порівняно великих концентраціях і підкоряються законам дифузії й осмотичного тиску. ВМС із дуже асиметричними лінійними (розгалуженими), витягнутими молекулами (желатин, целюлоза та її похідні) при розчиненні дуже набухають і утворюють високов'язкі розчини, що не підкоряються закономірностям, властивим для розчинів низькомолекулярних речовин.

Содержание слайда: Набухання може бути необмеженим і обмеженим Варто мати на увазі, що набухання такої сполуки не завжди закінчується її розчиненням. Дуже часто після досягнення відомого ступеня набухання процес припиняється. Обмежене мал.1 Необмежене мал.2

Содержание слайда: Необмежене набухання закінчується розчиненням Сполука спочатку поглинає розчинник, а потім при тій же температурі переходить у розчин. При обмеженому набуханні високомолекулярна сполука поглинає розчинник, а сама в ньому не розчиняється, скільки б часу вона не знаходилась у контакті.

Содержание слайда: Обмежене набухання закінчується утворенням еластичного гелю Однак обмежене набухання, обумовлене обмеженим розчиненням, часто при зміні умов переходить у необмежене. Так, желатин і агар-агар, що набухають обмежено в холодній воді, у теплій воді набухають необмежено, чим користуються при розчиненні цих речовин.

Содержание слайда: Агрегативна стійкість розчинів ВМС Розчини ВМС є агрегативно стійкими. При уведенні великих кількостей електролітів спостерігається виділення ВМС з розчину, тобто його розшарування. Це явище називається висолюванням і є оборотнім процесом: після видалення електроліту ВМС можна знову розчинити з утворенням істинного розчину. Це явище пояснюється тим, що розчинність ВМС в електролітах буде зменшуватись. За висолюючою здатністю катіони і аніони утворюють ліотропні ряди, що відповідають ступеню їх гідратації Li+ > Na+ > K+ > Rb+ > Cs+ SO4 2– > Cl– > NO3 – > Br– > I– > CNS–

Содержание слайда: Осмотичний тиск розчинів ВМС Осмотичний тиск розчинів низькомолекулярних сполук підпорядковується закону Вант-Гоффа, але до розчинів полімерів він не застосовується. Експериментально доведено, що осмотичний тиск розчинів полімерів описується наступною залежністю (рівняння Галера) де с — масова концентрація розчиненої речовини (г/л); М — її молярна маса. А — константа, що залежить від природи полімеру і розчинника.

Содержание слайда: В'язкість розчинів ВМС По характері в’язкої течії рідинні дисперсні системи поділяються на дві груп: структуровані системи – містять частки, взаємодіючі один з одним і з дисперсійним середовищем (розчини ВМС, концентровані емульсії і суспензії) безструктурні системи, частки яких більш-менш вільні і майже не взаємодіють один з одним (розчини низькомолекулярних речовин, розведені емульсії, суспензії і золі)

Содержание слайда: Віскозіметр Оствальда Фармакопейним методом визначення в’язкості розчинів ВМС є метод віскозіметрії, заснований на вимірюванні часу протікання рідини через капіляр віскозиметра

Содержание слайда: Тиксотропія явище ізотермічного оборотного переходу золь ↔ гель; для високомолекулярних речовин — здатність розплавів та концентрованих розчинів високомолекулярних речовин до ізотермічних оборотних процесів розрідження — згущення під дією деформацій.

Содержание слайда: Синерезис процес утворення двох макрофаз — драглеподібної й рідкої в драг­лях високомолекулярних речовин ВМС при стоянні Синерезис проходить у живих клітинах, чим пояснюється жорсткість м’яса старих тварин та зниження еластичності тканин людини з віком.

Содержание слайда: Коацервація виділення нової фази у вигляді дрібних краплинок у розчинах високомолекулярних речовин (ВМС), яке відбувається при зміні температури, рН або при додаванні до розчину низькомолекулярних речовин

Содержание слайда: Дякую за увагу!