- •Міністерство освіти і науки, молоді та спорту україни
- •Лекція № 3. Другий закон термодинаміки. . . . . . . . . . . . . 11
- •Передмова
- •Фізичну хімію підрозділяють на декілька основних розділів, які характеризують напрямок розвитку цієї науки та її предмет.
- •1.2 Теоретичні методи дослідження фізичної хімії
- •1.3 Експериментальні методи дослідження будови речовин
- •2.1 Основні поняття хімічної термодинаміки
- •2.2 Перший закон термодинаміки
- •Лекція № 3. Другий закон термодинаміки
- •2.4 Калориметрія
- •Лекція № 4. Термодинаміка хімічної рівноваги
- •4.1 Хімічна рівновага
- •Лекція № 5. Термодинаміка фазових переходів
- •5.1 Фазові рівноваги
- •5.2 Хімічний потенціал речовин
- •5.3 Фізико-хімічний аналіз
- •5.4Діаграма стану води
- •Лекція № 6. Термічний аналіз
- •6.1 Побудова діаграм стану систем за кривими охолодження
- •6.2 Діаграми стану систем, компоненти яких утворюють твердий розчин
- •Лекція № 7. 3агальна характеристика розчинів
- •7.1 Розчинність речовин
- •7.2 Способи вираження концентрації розчинів
- •7.3 Взаємна розчинність рідин
- •7.2 Екстракція
- •8.1 Розчини газів у рідинах
- •8.2 Закон Рауля
- •8.3 Осмос
- •9.1 Теорія електролітичної дисоціації
- •9.2 Водневий показник
- •9.3 Фізико-хімічні властивості розчинів електролітів
- •9.4 Теорія сильних електролітів
- •10.1 Механізм виникнення електродного потенціалу
- •10.2 Класифікація електродів
- •10.3 Потенціометричний метод дослідження
- •10.4 Кондуктометричний метод дослідження
- •11.1 Електрохімічні елементи
- •11.2 Класифікація електрохімічних елементів
- •11.3 Хімічні джерела електричної енергії
- •12.1 Швидкість хімічних реакцій
- •12.2 Кінетична класифікація хімічних реакцій
- •12.3 Кінетичні рівняння хімічних реакцій і-го і іі-го порядків
- •12.4 Методи визначення порядку хімічних реакцій
- •13.1 Паралельні і послідовні хімічні реакції
- •13.2 Ланцюгові хімічні реакції
- •13.3 Фотохімічні реакції
- •14.1 Загальні властивості каталізаторів
- •14.2 Гомогенний каталіз
- •14.3 Гетерогенний каталіз
- •14.4 Ферментативний каталіз
- •15.1 Поверхневий натяг
- •15.2 Поверхнево-активні речовини
- •15.3 Адсорбція пар на поверхні рідин
- •16.1 Теорія фізичної адсорбції Ленгмюра
- •Під час полімолекулярній адсорбції
- •16.3 Іонообмінна адсорбція
- •17.3 Флотація
- •17.4 Адсорбція в поруватих тілах
- •18.1 Класифікація дисперсних систем
- •18.2 Методи одержання дисперсних систем
- •18.3 Молекулярно-кінетичні властивості золів
- •18.4 Оптичні властивості дисперсних систем
- •19.2 Будова міцел ліофобних золів
- •19.3 Подвійний електричний шар на поверхні часточок
- •19.4 Електрокінетичний потенціал
- •20.1 Явище коагуляції золів
- •20.3 Захист золів від коагуляції
- •20.4 Пептизація
- •21.1 Колоїдні поверхнево-активні речовини
- •21.2 Міцелоутворення в ліофільних системах
- •21.3 Гідрофільно-ліпофільний баланс
- •21.4 Солюбілізація
- •22.1 Класифікація емульсій
- •22.2 Методи визначення типу емульсій
- •22.3 Емульгатори
- •22.4 Руйнування емульсій
- •22.5 Застосування емульсій в харчовій промисловості
- •23.2 Суспензії
- •23.3 Аерозолі
- •23.4 Порошки
- •24.1 Класифікація вмс
- •24.2 Фізичний стан полімерів
- •24.3 Фракціонування вмс
- •25.1 Механізм процесу набрякання вмс
- •25.2 Характеристики процесу набрякання
- •25.3 Термодинаміка процесів набрякання вмс
- •26.1 Класифікація поліелектролітів
- •26.2 Поліамфоліти
- •26.3 Властивості розчинів поліелектролітів
- •26.4 Висолювання і денатурація білків
- •27.1 Закон Ньютона
- •27.2 Віскозиметрія
- •27.3 В’язкість структурованих систем
- •27.4 Драглі
- •Рекомендована до дисципліни література
- •Навчальне видання
- •Для студентів напряму підготовки
- •6.051701 «Харчові технології та інженерія» піднапряму „Харчова інженерія”
24.1 Класифікація вмс
Високомолекулярними сполуками(ВМС) називають речовини, молекули яких складаються з великої кількості атомів (десятки і сотні тисяч), а молярна маса сягає104...106г/моль і більше. Молекули ВМС називають макромолекулами, їх розміри знаходяться в інтервалі –1...100нм. Унаслідок значної молярної маси ВМС нелеткі і не здатні до перегонки. Під дією зовнішніх факторів (температури, кисню, вологості) макромолекули легко піддаються деструкції, тобто змінюють свою форму і розпадаються. Більшість ВМС під час нагрівання поступово розм’якшуються, тобто не мають чіткої температури плавлення. Температура розкладання цих речовин нижча за їх температуру кипіння. ВМС не можуть знаходитися в газоподібному стані.
ВМС, молекули яких побудовані шляхом багаторазового повторення тих чи інших структурних одиниць, називають полімерами.
За походженнямВМС поділяються на природні і синтетичні. Особливо велику роль у життєдіяльності людини займають природні ВМС, до яких належать білки і полісахариди – основні поживні речовини, а також нуклеїнові кислоти, натуральний каучук та інші біополімери.
Білки або протеїни– найскладніші за будовою сполуки в природі. Молярна маса деяких білків перевищує 1 млн. г/моль. Макромолекули білків побудовані з залишківα-амінокислот. Виняткова властивість протеїнів – самоорганізація будови, тобто вони здатні самочинно створювати певну властиву тільки даному типу білків просторову структуру. Білки є основою будь-якого живого організму, вони входять до складу м’язів, хрящів, сухожиль та шкіри, складають основу біомембран – найважливіших частин клітин. Білки відіграють ключову роль в метаболізмі клітин, складаючи матеріальну основу їх хімічної діяльності. Біологічні функції білків вкрай різноманітні. В організмі людини вони виконують різноманітніші функції: каталітичні (ферменти), регуляторні (гормони), структурні (колаген, фіброїн), рухові (міозин), транспортні (гемоглобін, міоглобін), захисні (імуноглобуліни, інтерферони), запасні (казеїн, альбумін) тощо. Уся діяльність організму тварин (розвиток, рух, функціональна діяльність) пов'язані з білками. Білки – найважливіша складова частина їжі людини: постачальник необхідних їм амінокислот.
Білки мають амфотерні властивості, вони розчиняються в розчинах лугів і кислот. З водних розчинів білки виділять за допомогою спиртів, сильних електролітів тощо. Білки нестійкі до дії температури. Під час нагрівання відбувається денатурація білків, і вони переходять в нерозчинну форму.
Найбільш поширеними в природі полісахаридами є крохмаль і целюлоза. Макромолекули крохмалю складаються з ланок-глюкози і мають різну довжину. Крохмаль – найважливіший харчовий продукт, він складає основну поживну частину хліба, картоплі, різноманітних круп. Фактично природний крохмаль є сумішшю полісахаридів, які відрізняються не тільки розміром макромолекул, але й будовою. У воді крохмаль набрякає, утворюючи однорідну густу рідину – клейстер. Піддаючи крохмаль гідролізу одержують декстрин, патоку і глюкозу.
Целюлоза або клітковина – основна частина рослин, яка надає їм міцності та еластичності. Макромолекули клітковини складаються з ланок -глюкози і мають значно більшу довжину, ніж макромолекули крохмалю.
До переваг синтетичних ВМСвідносять те, що їх можна одержати з заданими властивостями – міцністю, еластичністю, хімічною і термічною стійкістю. Синтетичні ВМС одержують двома методами: полімеризацією і поліконденсацією. Сучасна промисловість синтезує тисячі типів ВМС. Найбільш поширеними з них є поліетилени, полістироли, поліаміди тощо.
За будовоюполімери поділяються на лінійні, розгалужені і просторові (рис. 24.1). Лінійні ВМС складаються з окремих ланцюгів, не зв’язаних між собою хімічними зв’язками. Довжина ланцюга при цьому перебільшує його поперечні розміри в тисячі разів. Висока гнучкість лінійних ланцюгів дозволяє макромолекулам скручуватися в клубки. Частина ланцюгу, в якій здійснюється його повний поворот, називається сегментом. У найбільш гнучких полімерах, таких як каучук, у сегментах міститься не більше 20 атомів Карбону.
В
просторових полімерах наявність хімічних
зв’язків між ланцюгами призводить до
утворення сітчастого каркасу. Просторова
структура може утворюватися безпосередньо
під час одержання ВМС або внаслідок
спеціальних реакцій. При цьому погіршується
еластичність полімеру і збільшується
його твердість. Розгалужені полімери
за своїми властивостями займають
проміжне положення між лінійними та
сітчастими.





а б в
Рисунок 24.1 – Будова макромолекул полімерів: а – лінійна; б – розгалужена; в – просторова.
За формоюмакромолекул розрізняють глобулярні і фібрилярні ВМС. У глобулярних ВМС, таких як білки, молекули згорнуті в кулясті утворення –глобули. Під впливом зовнішніх сил глобулярні ВМС можуть розгортатися і переходити в фібрилярну форму. Фібрилярні ВМС, такі як целюлоза, складаються з випрямлених лінійних або слабо розгалужених макромолекул, які об’єднані в окремі пачки молекул –фібрили.
