На процесс студнеобразования

Выше отмечалось, что студни образуются при ограни­ченном набухании твердых ВМС. Примером может слу­жить набухание желатина в воде.

Вместе с тем, студнеобразование может происходить в истинных растворах ВМС.

На этот процесс влияют следующие факторы:

• концентрация ВМС в растворе;

• форма и размер молекул ВМС;

• температура;

• время;

• присутствие индифферентных электролитов;

• рН среды.

ВЛИЯНИЕ КОНЦЕНТРАЦИИ ВМС

Застудневанию растворов ВМС всегда способствует повышение концентрации раствора, так как при этом возрастает частота столкновений между макромолеку­лами или их участками и увеличивается количество свя­зей, образующихся в единице объема.

ВЛИЯНИЕ ФОРМЫ И РАЗМЕРА МАКРОМОЛЕКУЛ

Макромолекулы не только имеют большие размеры, но, и это очень важно, обладают гибкостью полимерных цепей, которая обеспечивает способность принимать большое чис­ло конформаций: от абсолютно растянутого состояния до тугого клубка. Естественно, число связей, которые образует данная макромолекула с другими, зависит от формы моле­кулы: чем более она распрямлена, тем легче доступ к тем ее частям, которые могут вступать во взаимодействие.

Следовательно, для студнеобразования необходимы условия, при которых макромолекула не свертывается в клубок. Макромолекулы, имеющие вытянутую фор­му, образуют студни даже в очень разбавленных раство­рах. Так, агар-агар образует студень при содержании 0, 1%, а желатин – 0, 5% сухого вещества. В морских медузах, представляющих собой «живой» студень, ко­личество воды доходит до 99%.

ВЛИЯНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ

Повышение температуры, если только при этом в сис­теме не происходит необратимых химических изменений, обычно препятствует застудневанию из – за возрастания интенсивности теплового движения сегментов и умень­шения вследствие этого числа и длительности существо­вания связей между макромолекулами. При изменении температуры может происходить самопроизвольное за­студневание истинного раствора ВМС. Так 30% – й водный раствор желатина застудневает при температуре 30°С, более разбавленный 10% – й раствор требует для застудне­вания более низкой температуры – 22°С.

Следует заметить, что переход раствора ВМС в сту­день при изменении температуры происходит непрерывно, т. е. в этом случае нет постоянной температуры пе­рехода, как это имеет место, например, при кристалли­зации или плавлении.

ВЛИЯНИЕ ВРЕМЕНИ

Так как процесс застудневания есть не что иное, как процесс появления и постепенного упрочнения простран­ственной сетки время, безусловно, играет положитель­ную роль. Однако не следует думать, что процесс застуд­невания будет происходить в любом растворе и при лю­бых условиях, если его проводить в течение длительного времени – необходимо выполнение и других условий. Однако если студень получают в результате ограничен­ного набухания сухого ВМС, то в зависимости от приро­ды полимера и растворителя требуется совершенно оп­ределенное время. Так, для набухания желатина в хо­лодной воде требуется 35 – 40 мин.

ВЛИЯНИЕ ИНДИФФЕРЕНТНЫХ ЭЛЕКТРОЛИТОВ

Действие электролитов на застудневание растворов белков противоположно

действию этих электролитов на набухание. Ионы, увеличивающие набухание, замедляют застудневание или делают его невозможным. Наоборот, ионы, уменьшающие объем набухшего студня, способствуют застудневанию. Как и на набухание, на застудне­вание в основном влияют анионы.

ВЛИЯНИЕ _РН

Влияние рН особенно заметно, если ВМС является амфотерным, например, белок. Застудневание идет луч­ше всего при значении рН, отвечающем изоэлектрической точке, так как при этом по всей длине молекуляр­ной цепи расположено одинаковое число противополож­но заряженных ионизированных групп, что способствует возникновению связей между отдельными макромоле – кулами. С изменением рН (в обоих направлениях от изоэлектрической точки) макромолекулы приобретают одноименные заряды, что препятствует образованию свя­зей. При добавлении больших количеств кислоты или основания степень ионизации уменьшается и тенденция к застудневанию снова увеличивается.