Μια μακρομοριακή ένωση είναι Ορισμός, σύνθεση, χαρακτηριστικά, ιδιότητες

2024 Συγγραφέας: Angel Austin | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-02 17:44

Οι ενώσεις υψηλού μοριακού βάρους είναι πολυμερή που έχουν μεγάλο μοριακό βάρος. Μπορούν να είναι οργανικές και ανόργανες ενώσεις. Διακρίνετε μεταξύ άμορφων και κρυσταλλικών ουσιών, που αποτελούνται από μονομερείς δακτυλίους. Τα τελευταία είναι μακρομόρια που συνδέονται με χημικούς και συντονιστικούς δεσμούς. Με απλά λόγια, μια υψηλομοριακή ένωση είναι ένα πολυμερές, δηλαδή μονομερείς ουσίες που δεν αλλάζουν τη μάζα τους όταν προσκολληθεί σε αυτές η ίδια «βαριά» ουσία. Διαφορετικά, θα μιλήσουμε για το ολιγομερές.

Τι μελετά η επιστήμη των μακρομοριακών ενώσεων;

Η χημεία των μακρομοριακών πολυμερών είναι η μελέτη μοριακών αλυσίδων που αποτελούνται από μονομερείς υπομονάδες. Αυτό καλύπτει έναν τεράστιο τομέα έρευνας. Πολλά πολυμερή έχουν σημαντική βιομηχανική και εμπορική σημασία. Στην Αμερική, μαζί με την ανακάλυψη του φυσικού αερίου, ξεκίνησε ένα μεγάλο έργο για την κατασκευή εργοστασίου παραγωγής πολυαιθυλενίου. Το αιθάνιο από το φυσικό αέριο μετατρέπεταισε αιθυλένιο, το μονομερές από το οποίο μπορεί να κατασκευαστεί πολυαιθυλένιο.

Ένα πολυμερές ως μακρομοριακή ένωση είναι:

Οποιαδήποτε κατηγορία φυσικών ή συνθετικών ουσιών που αποτελείται από πολύ μεγάλα μόρια που ονομάζονται μακρομόρια.
Πολλές απλούστερες χημικές μονάδες που ονομάζονται μονομερή.
Τα πολυμερή αποτελούν πολλά υλικά σε ζωντανούς οργανισμούς, συμπεριλαμβανομένων, για παράδειγμα, πρωτεϊνών, κυτταρίνης και νουκλεϊκών οξέων.
Επιπλέον, αποτελούν τη βάση ορυκτών όπως το διαμάντι, ο χαλαζίας και ο άστριος, καθώς και τα ανθρωπογενή υλικά όπως το σκυρόδεμα, το γυαλί, το χαρτί, τα πλαστικά και τα καουτσούκ.

Η λέξη "πολυμερές" υποδηλώνει έναν απροσδιόριστο αριθμό μονάδων μονομερούς. Όταν η ποσότητα των μονομερών είναι πολύ υψηλή, η ένωση μερικές φορές αναφέρεται ως πολυμερές υψηλού επιπέδου. Δεν περιορίζεται σε μονομερή με την ίδια χημική σύσταση ή μοριακό βάρος και δομή. Ορισμένες φυσικές οργανικές ενώσεις υψηλού μοριακού βάρους αποτελούνται από έναν μόνο τύπο μονομερούς.

Ωστόσο, τα περισσότερα φυσικά και συνθετικά πολυμερή σχηματίζονται από δύο ή περισσότερους διαφορετικούς τύπους μονομερών. τέτοια πολυμερή είναι γνωστά ως συμπολυμερή.

Φυσικές ουσίες: ποιος είναι ο ρόλος τους στη ζωή μας;

Οργανικές οργανικές ενώσεις υψηλού μοριακού βάρους διαδραματίζουν κρίσιμο ρόλο στη ζωή των ανθρώπων, παρέχοντας βασικά δομικά υλικά και συμμετέχοντας σε ζωτικές διαδικασίες.

Για παράδειγμα, τα στερεά μέρη όλων των φυτών αποτελούνται από πολυμερή. Αυτές περιλαμβάνουν κυτταρίνη, λιγνίνη και διάφορες ρητίνες.
Ο πολτός είναιπολυσακχαρίτης, ένα πολυμερές που αποτελείται από μόρια σακχάρου.
Η λιγνίνη σχηματίζεται από ένα σύνθετο τρισδιάστατο δίκτυο πολυμερών.
Οι ρητίνες δέντρων είναι πολυμερή ενός απλού υδρογονάνθρακα, του ισοπρενίου.
Ένα άλλο γνωστό πολυμερές ισοπρενίου είναι το καουτσούκ.

Άλλα σημαντικά φυσικά πολυμερή περιλαμβάνουν πρωτεΐνες, που είναι πολυμερή αμινοξέων, και νουκλεϊκά οξέα. Είναι τύποι νουκλεοτιδίων. Αυτά είναι πολύπλοκα μόρια που αποτελούνται από βάσεις που περιέχουν άζωτο, σάκχαρα και φωσφορικό οξύ.

Τα νουκλεϊκά οξέα μεταφέρουν τη γενετική πληροφορία στο κύτταρο. Τα άμυλα, μια σημαντική πηγή διατροφικής ενέργειας από τα φυτά, είναι φυσικά πολυμερή που αποτελούνται από γλυκόζη.

Η χημεία των μακρομοριακών ενώσεων απελευθερώνει ανόργανα πολυμερή. Βρίσκονται επίσης στη φύση, συμπεριλαμβανομένων των διαμαντιών και του γραφίτη. Και τα δύο είναι κατασκευασμένα από άνθρακα. Αξίζει να γνωρίζετε:

Σε ένα διαμάντι, τα άτομα άνθρακα συνδέονται σε ένα τρισδιάστατο δίκτυο που δίνει στο υλικό τη σκληρότητά του.
Σε γραφίτη, που χρησιμοποιείται ως λιπαντικό και σε μολύβι "απαγωγείς", τα άτομα άνθρακα συνδέονται σε επίπεδα που μπορούν να γλιστρήσουν το ένα πάνω στο άλλο.

Πολλά σημαντικά πολυμερή περιέχουν άτομα οξυγόνου ή αζώτου καθώς και άτομα άνθρακα στη ραχοκοκαλιά. Τέτοια μακρομοριακά υλικά με άτομα οξυγόνου περιλαμβάνουν πολυακετάλες.

Η απλούστερη πολυακετάλη είναι η πολυφορμαλδεΰδη. Έχει υψηλό σημείο τήξης, είναι κρυσταλλικό, ανθεκτικό στην τριβή καιη δράση των διαλυτών. Οι ρητίνες ακετάλης μοιάζουν περισσότερο με μέταλλο από οποιοδήποτε άλλο πλαστικό και χρησιμοποιούνται στην κατασκευή εξαρτημάτων μηχανών όπως γρανάζια και ρουλεμάν.

Ουσίες που λαμβάνονται τεχνητά

Συνθετικές μακρομοριακές ενώσεις παράγονται σε διάφορους τύπους αντιδράσεων:

Πολλοί απλοί υδρογονάνθρακες όπως το αιθυλένιο και το προπυλένιο μπορούν να μετατραπούν σε πολυμερή προσθέτοντας το ένα μονομερές μετά το άλλο στην αναπτυσσόμενη αλυσίδα.
Το πολυαιθυλένιο, που αποτελείται από επαναλαμβανόμενα μονομερή αιθυλενίου, είναι ένα πρόσθετο πολυμερές. Μπορεί να έχει έως και 10.000 μονομερή συνδεδεμένα σε μακριές ελικοειδείς αλυσίδες. Το πολυαιθυλένιο είναι κρυσταλλικό, ημιδιαφανές και θερμοπλαστικό, που σημαίνει ότι μαλακώνει όταν θερμαίνεται. Χρησιμοποιείται για επικαλύψεις, συσκευασίες, χυτευμένα μέρη και μπουκάλια και δοχεία.
Το πολυπροπυλένιο είναι επίσης κρυσταλλικό και θερμοπλαστικό, αλλά πιο σκληρό από το πολυαιθυλένιο. Τα μόριά του μπορεί να αποτελούνται από 50.000-200.000 μονομερή.

Αυτή η ένωση χρησιμοποιείται στην κλωστοϋφαντουργία και στη χύτευση.

Άλλα πρόσθετα πολυμερή περιλαμβάνουν:

πολυβουταδιένιο;
πολυισοπρένιο;
πολυχλωροπρένιο.

Όλα είναι σημαντικά για την παραγωγή συνθετικών καουτσούκ. Ορισμένα πολυμερή, όπως το πολυστυρένιο, είναι υαλώδη και διαφανή σε θερμοκρασία δωματίου και είναι επίσης θερμοπλαστικά:

Το πολυστυρένιο μπορεί να βαφτεί σε οποιοδήποτε χρώμα και χρησιμοποιείται στην κατασκευή παιχνιδιών και άλλων πλαστικώναντικείμενα.
Όταν ένα άτομο υδρογόνου στο αιθυλένιο αντικαθίσταται από ένα άτομο χλωρίου, σχηματίζεται χλωριούχο βινύλιο.
Πολυμερίζεται σε χλωριούχο πολυβινύλιο (PVC), ένα άχρωμο, σκληρό, άκαμπτο, θερμοπλαστικό υλικό που μπορεί να κατασκευαστεί σε πολλές μορφές, όπως αφρούς, μεμβράνες και ίνες.
Οξεικό βινύλιο, που παράγεται από την αντίδραση μεταξύ αιθυλενίου και οξικού οξέος, πολυμερίζεται σε άμορφες, μαλακές ρητίνες που χρησιμοποιούνται ως επικαλύψεις και κόλλες.
Συμπολυμερίζεται με χλωριούχο βινύλιο για να σχηματίσει μια μεγάλη οικογένεια θερμοπλαστικών υλικών.

Ένα γραμμικό πολυμερές που χαρακτηρίζεται από την επανάληψη εστερικών ομάδων κατά μήκος της κύριας αλυσίδας ονομάζεται πολυεστέρας. Οι πολυεστέρες ανοιχτής αλυσίδας είναι άχρωμα, κρυσταλλικά, θερμοπλαστικά υλικά. Αυτές οι συνθετικές μακρομοριακές ενώσεις που έχουν υψηλό μοριακό βάρος (από 10.000 έως 15.000 μόρια) χρησιμοποιούνται για την παραγωγή μεμβρανών.

Σπάνια συνθετικά πολυαμίδια

Οι πολυαμίδες περιλαμβάνουν τις πρωτεΐνες καζεΐνης που απαντώνται φυσικά στο γάλα και τη ζεΐνη που βρίσκονται στο καλαμπόκι, οι οποίες χρησιμοποιούνται για την κατασκευή πλαστικών, ινών, συγκολλητικών και επικαλύψεων. Αξίζει να σημειωθεί:

Τα συνθετικά πολυαμίδια περιλαμβάνουν ρητίνες ουρίας-φορμαλδεΰδης, οι οποίες είναι θερμοσκληρυνόμενες. Χρησιμοποιούνται για την κατασκευή χυτευμένων αντικειμένων και ως κόλλες και επικαλύψεις για υφάσματα και χαρτί.
Επίσης σημαντικές είναι οι ρητίνες πολυαμιδίου γνωστές ως νάιλον. Αυτοί είναιανθεκτικό, ανθεκτικό στη θερμότητα και την τριβή, μη τοξικό. Μπορούν να βαφτούν. Η πιο διάσημη χρήση του είναι ως υφαντικές ίνες, αλλά έχουν πολλές άλλες χρήσεις.

Μια άλλη σημαντική οικογένεια συνθετικών χημικών ενώσεων υψηλού μοριακού βάρους αποτελείται από γραμμικές επαναλήψεις της ομάδας της ουρεθάνης. Οι πολυουρεθάνες χρησιμοποιούνται στην κατασκευή ελαστομερών ινών γνωστών ως spandex και στην κατασκευή βασικών επιστρώσεων.

Μια άλλη κατηγορία πολυμερών είναι μικτές οργανικές-ανόργανες ενώσεις:

Οι πιο σημαντικοί εκπρόσωποι αυτής της οικογένειας πολυμερών είναι οι σιλικόνες. Οι ενώσεις υψηλού μοριακού βάρους περιέχουν εναλλασσόμενα άτομα πυριτίου και οξυγόνου με οργανικές ομάδες συνδεδεμένες σε καθένα από τα άτομα πυριτίου.
Οι σιλικόνες χαμηλού μοριακού βάρους είναι λάδια και γράσα.
Είδη υψηλότερου μοριακού βάρους είναι ευέλικτα ελαστικά υλικά που παραμένουν μαλακά ακόμη και σε πολύ χαμηλές θερμοκρασίες. Είναι επίσης σχετικά σταθερά σε υψηλές θερμοκρασίες.

Το πολυμερές μπορεί να είναι τρισδιάστατο, δισδιάστατο και μονό. Οι επαναλαμβανόμενες μονάδες αποτελούνται συχνά από άνθρακα και υδρογόνο, και μερικές φορές οξυγόνο, άζωτο, θείο, χλώριο, φθόριο, φώσφορο και πυρίτιο. Για να δημιουργηθεί μια αλυσίδα, πολλές μονάδες συνδέονται χημικά ή πολυμερίζονται μεταξύ τους, αλλάζοντας έτσι τα χαρακτηριστικά των ενώσεων υψηλού μοριακού βάρους.

Τι χαρακτηριστικά έχουν οι μακρομοριακές ουσίες;

Τα περισσότερα από τα πολυμερή που παράγονται είναι θερμοπλαστικά. Μετάτο πολυμερές σχηματίζεται, μπορεί να θερμανθεί και να αναμορφωθεί ξανά. Αυτή η ιδιότητα καθιστά εύκολο τον χειρισμό. Μια άλλη ομάδα θερμοσκληρυνόμενων δεν μπορεί να επαναλυθεί: μόλις σχηματιστούν τα πολυμερή, η αναθέρμανση θα αποσυντεθεί αλλά δεν θα λιώσει.

Χαρακτηριστικά μακρομοριακών ενώσεων πολυμερών στο παράδειγμα συσκευασιών:

Μπορεί να είναι πολύ ανθεκτικό στις χημικές ουσίες. Λάβετε υπόψη όλα τα υγρά καθαρισμού στο σπίτι σας που είναι συσκευασμένα σε πλαστικό. Περιέγραψε όλες τις συνέπειες της επαφής με τα μάτια, αλλά το δέρμα. Αυτή είναι μια επικίνδυνη κατηγορία πολυμερών που διαλύει τα πάντα.
Ενώ ορισμένα πλαστικά παραμορφώνονται εύκολα από τους διαλύτες, άλλα πλαστικά τοποθετούνται σε άθραυστες συσκευασίες για επιθετικούς διαλύτες. Δεν είναι επικίνδυνα, αλλά μπορούν μόνο να βλάψουν τους ανθρώπους.
Τα διαλύματα μακρομοριακών ενώσεων παρέχονται συνήθως σε απλές πλαστικές σακούλες για να μειωθεί το ποσοστό της αλληλεπίδρασής τους με ουσίες μέσα στο δοχείο.

Κατά γενικό κανόνα, τα πολυμερή είναι πολύ ελαφριά σε βάρος με σημαντικό βαθμό αντοχής. Εξετάστε μια σειρά χρήσεων, από παιχνίδια μέχρι τη δομή του πλαισίου των διαστημικών σταθμών ή από λεπτές νάιλον ίνες σε καλσόν έως Kevlar που χρησιμοποιείται στη θωράκιση σώματος. Μερικά πολυμερή επιπλέουν στο νερό, άλλα βυθίζονται. Σε σύγκριση με την πυκνότητα της πέτρας, του σκυροδέματος, του χάλυβα, του χαλκού ή του αλουμινίου, όλα τα πλαστικά είναι ελαφριά υλικά.

Οι ιδιότητες των μακρομοριακών ενώσεων είναι διαφορετικές:

Τα πολυμερή μπορούν να χρησιμεύσουν ως θερμικοί και ηλεκτρικοί μονωτές: συσκευές, καλώδια, ηλεκτρικές πρίζες και καλωδιώσεις που είναι κατασκευασμένες ή επικαλυμμένες με πολυμερή υλικά.
Συσκευές κουζίνας ανθεκτικές στη θερμότητα με χερούλια κατσαρόλας και τηγανιού από ρητίνη, χερούλια για καφετιέρες, αφρό ψυγείου και κατάψυξης, μονωμένα φλιτζάνια, ψυγεία και σκεύη που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για φούρνο μικροκυμάτων.
Τα θερμικά εσώρουχα που φορούν πολλοί σκιέρ είναι από πολυπροπυλένιο, ενώ οι ίνες στα χειμωνιάτικα μπουφάν είναι από ακρυλικό και πολυεστέρα.

Οι ενώσεις υψηλού μοριακού βάρους είναι ουσίες με απεριόριστο εύρος χαρακτηριστικών και χρωμάτων. Έχουν πολλές ιδιότητες που μπορούν να βελτιωθούν περαιτέρω με μια ευρεία γκάμα πρόσθετων για την επέκταση της εφαρμογής. Τα πολυμερή μπορούν να χρησιμεύσουν ως βάση για μίμηση βαμβακιού, μεταξιού και μαλλιού, πορσελάνης και μαρμάρου, αλουμινίου και ψευδαργύρου. Στη βιομηχανία τροφίμων, χρησιμοποιούνται για να δώσουν βρώσιμες ιδιότητες στους μύκητες. Για παράδειγμα, ακριβό μπλε τυρί. Μπορεί να καταναλωθεί με ασφάλεια χάρη στην επεξεργασία πολυμερών.

Επεξεργασία και εφαρμογή πολυμερών δομών

Τα πολυμερή μπορούν να υποστούν επεξεργασία με διάφορους τρόπους:

Η εξώθηση επιτρέπει την παραγωγή λεπτών ινών ή βαρέων ογκωδών σωλήνων, μεμβρανών, μπουκαλιών τροφίμων.
Η χύτευση με έγχυση καθιστά δυνατή τη δημιουργία πολύπλοκων εξαρτημάτων, όπως μεγάλα εξαρτήματα αμαξώματος αυτοκινήτου.
Τα πλαστικά μπορούν να χυθούν σε βαρέλια ή να αναμειχθούν με διαλύτες για να γίνουν κολλητικές βάσεις ή χρώματα.
Ελαστομερή και ορισμένα πλαστικά είναι ελαστικά και εύκαμπτα.
Μερικά πλαστικά διαστέλλονται κατά την επεξεργασία για να διατηρήσουν το σχήμα τους, όπως μπουκάλια πόσιμου νερού.
Μπορούν να αφριστούν και άλλα πολυμερή, όπως πολυστυρόλιο, πολυουρεθάνη και πολυαιθυλένιο.

Οι ιδιότητες των μακρομοριακών ενώσεων ποικίλλουν ανάλογα με τη μηχανική δράση και τη μέθοδο λήψης της ουσίας. Αυτό καθιστά δυνατή την εφαρμογή τους σε διάφορους κλάδους. Οι κύριες μακρομοριακές ενώσεις έχουν ευρύτερο φάσμα σκοπών από αυτές που διαφέρουν ως προς τις ειδικές ιδιότητες και τις μεθόδους παρασκευής τους. Καθολική και "ιδιότροπη" "βρίσκονται" στους τομείς των τροφίμων και των κατασκευών:

Οι ενώσεις υψηλού μοριακού βάρους αποτελούνται από λάδι, αλλά όχι πάντα.
Πολλά πολυμερή κατασκευάζονται από επαναλαμβανόμενες μονάδες που προηγουμένως σχηματίστηκαν από φυσικό αέριο, άνθρακα ή αργό πετρέλαιο.
Μερικά δομικά υλικά είναι κατασκευασμένα από ανανεώσιμα υλικά όπως πολυγαλακτικό οξύ (από καλαμπόκι ή κυτταρίνη και βαμβακερά λίτρα).

Είναι επίσης ενδιαφέρον ότι είναι σχεδόν αδύνατο να αντικατασταθούν:

Τα πολυμερή μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την κατασκευή αντικειμένων που δεν έχουν άλλα εναλλακτικά υλικά.
Γίνονται σε διαφανείς αδιάβροχες μεμβράνες.
Το Το PVC χρησιμοποιείται για την κατασκευή ιατρικών σωλήνων και σακουλών αίματος που παρατείνουν τη διάρκεια ζωής του προϊόντος και των παραγώγων του.
Το PVC παρέχει με ασφάλεια εύφλεκτο οξυγόνο σε μη εύφλεκτες εύκαμπτες σωλήνες.
Και το αντιθρομβογόνο υλικό όπως η ηπαρίνη μπορεί να συμπεριληφθεί στην κατηγορία των εύκαμπτων καθετήρων PVC.

Πολλές ιατρικές συσκευές εστιάζουν στα δομικά χαρακτηριστικά των μακρομοριακών ενώσεων για να εξασφαλίσουν αποτελεσματική λειτουργία.

Διαλύματα μακρομοριακών ουσιών και οι ιδιότητές τους

Επειδή το μέγεθος της διεσπαρμένης φάσης είναι δύσκολο να μετρηθεί και τα κολλοειδή έχουν τη μορφή διαλυμάτων, μερικές φορές εντοπίζουν και χαρακτηρίζουν φυσικοχημικές ιδιότητες και ιδιότητες μεταφοράς.

Κολλοειδής φάση	Σκληρό	Καθαρό διάλυμα	Δείκτες διαστάσεων
	Αν το κολλοειδές αποτελείται από μια στερεά φάση διασκορπισμένη σε ένα υγρό, τα στερεά σωματίδια δεν θα διαχέονται μέσω της μεμβράνης.	Διαλυμένα ιόντα ή μόρια θα διαχέονται μέσω της μεμβράνης σε πλήρη διάχυση.	Λόγω αποκλεισμού μεγέθους, τα κολλοειδή σωματίδια δεν μπορούν να περάσουν από πόρους μεμβράνης UF μικρότερους από το δικό τους μέγεθος.
Συγκέντρωση στη σύνθεση διαλυμάτων μακρομοριακών ενώσεων	Η ακριβής συγκέντρωση της πραγματικής διαλυμένης ουσίας θα εξαρτηθεί από τις πειραματικές συνθήκες που χρησιμοποιούνται για τον διαχωρισμό της από κολλοειδή σωματίδια που είναι επίσης διασκορπισμένα στο υγρό.	Εξαρτάται από την αντίδραση μακρομοριακών ενώσεων κατά τη διεξαγωγή μελετών διαλυτότητας για εύκολα υδρολυόμενες ουσίες όπως Al, Eu, Am, Cm.	Όσο μικρότερο είναι το μέγεθος των πόρων της μεμβράνης υπερδιήθησης, τόσο μικρότερη είναι η συγκέντρωσηδιεσπαρμένα κολλοειδή σωματίδια που παραμένουν στο υπερδιηθημένο υγρό.

Ένα υδροκολλοειδές ορίζεται ως ένα κολλοειδές σύστημα στο οποίο τα σωματίδια των μακρομοριακών μορίων είναι υδρόφιλα πολυμερή διεσπαρμένα στο νερό.

Εθισμός στο νερό	Εθισμός στη ζέστη	Εξάρτηση από τη μέθοδο παραγωγής
Υδροκολλοειδή είναι κολλοειδή σωματίδια διασκορπισμένα στο νερό. Σε αυτή την περίπτωση, η αναλογία των δύο συστατικών επηρεάζει τη μορφή του πολυμερούς - γέλη, τέφρα, υγρή κατάσταση.	Τα υδροκολλοειδή μπορεί να είναι μη αναστρέψιμα (σε μία κατάσταση) ή αναστρέψιμα. Για παράδειγμα, το άγαρ, ένα αναστρέψιμο υδροκολλοειδές εκχυλίσματος φυκιών, μπορεί να υπάρχει σε πηκτή και στερεά κατάσταση ή να εναλλάσσεται μεταξύ των καταστάσεων με την προσθήκη ή την αφαίρεση θερμότητας.	Η λήψη μακρομοριακών ενώσεων, όπως τα υδροκολλοειδή, εξαρτάται από φυσικές πηγές. Για παράδειγμα, το άγαρ-άγαρ και η καραγενάνη εξάγονται από τα φύκια, η ζελατίνη λαμβάνεται με υδρόλυση πρωτεϊνών βοοειδών και ψαριών και η πηκτίνη εξάγεται από φλούδες εσπεριδοειδών και πυρηνέλαιο μήλου.
Τα επιδόρπια ζελατίνης, φτιαγμένα από σκόνη, έχουν διαφορετικό υδροκολλοειδές στη σύνθεσή τους. Είναι προικισμένος με λιγότερα υγρά.	Τα υδροκολλοειδή χρησιμοποιούνται στα τρόφιμα κυρίως για να επηρεάσουν την υφή ή το ιξώδες (π.χ. σάλτσα). Ωστόσο, η συνοχή εξαρτάται ήδη από τη μέθοδο θερμικής επεξεργασίας.	Ιατρικοί επίδεσμοι με βάση τα υδροκολλοειδή χρησιμοποιούνται για τη θεραπεία δέρματος και πληγών. ΣΤΟη κατασκευή βασίζεται σε μια εντελώς διαφορετική τεχνολογία και χρησιμοποιούνται τα ίδια πολυμερή.

Άλλα κύρια υδροκολλοειδή είναι το κόμμι ξανθάνης, το αραβικό κόμμι, το κόμμι γκουάρ, το κόμμι χαρουπιού, τα παράγωγα κυτταρίνης όπως η καρβοξυμεθυλοκυτταρίνη, το αλγινικό και το άμυλο.

Αλληλεπίδραση μακρομοριακών ουσιών με άλλα σωματίδια

Οι ακόλουθες δυνάμεις παίζουν σημαντικό ρόλο στην αλληλεπίδραση των κολλοειδών σωματιδίων:

Απώθηση χωρίς να λαμβάνεται υπόψη ο όγκος: αυτό αναφέρεται στην έλλειψη επικάλυψης μεταξύ στερεών σωματιδίων.
Ηλεκτροστατική αλληλεπίδραση: Τα κολλοειδή σωματίδια συχνά φέρουν ηλεκτρικό φορτίο και επομένως έλκονται ή απωθούν το ένα το άλλο. Το φορτίο τόσο της συνεχούς όσο και της διάσπαρτης φάσης, καθώς και η κινητικότητα των φάσεων, είναι παράγοντες που επηρεάζουν αυτήν την αλληλεπίδραση.
Δυνάμεις Van der Waals: Αυτό οφείλεται στην αλληλεπίδραση μεταξύ δύο διπόλων, τα οποία είναι είτε μόνιμα είτε επαγόμενα. Ακόμα κι αν τα σωματίδια δεν έχουν μόνιμο δίπολο, οι διακυμάνσεις της πυκνότητας ηλεκτρονίων οδηγούν σε ένα προσωρινό δίπολο στο σωματίδιο.
Δυνάμεις εντροπίας. Σύμφωνα με τον δεύτερο θερμοδυναμικό νόμο, το σύστημα περνά σε μια κατάσταση στην οποία η εντροπία μεγιστοποιείται. Αυτό μπορεί να οδηγήσει στη δημιουργία αποτελεσματικών δυνάμεων ακόμη και μεταξύ σκληρών σφαιρών.
Στειρικές δυνάμεις μεταξύ επιφανειών επικαλυμμένων με πολυμερές ή σε διαλύματα που περιέχουν μη προσροφητικό ανάλογο μπορούν να ρυθμίσουν τις διασωματιδιακές δυνάμεις, δημιουργώντας μια πρόσθετη στερική απωστική δύναμη πουείναι κυρίως εντροπικής φύσης ή μια δύναμη εξάντλησης στο μεταξύ.

Το τελευταίο αποτέλεσμα αναζητείται με ειδικά διαμορφωμένους υπερρευστοποιητές που έχουν σχεδιαστεί για να αυξάνουν την εργασιμότητα του σκυροδέματος και να μειώνουν την περιεκτικότητά του σε νερό.

Πολυμερικοί κρύσταλλοι: πού βρίσκονται, πώς μοιάζουν;

Οι υψηλομοριακές ενώσεις περιλαμβάνουν άρτιους κρυστάλλους, οι οποίοι περιλαμβάνονται στην κατηγορία των κολλοειδών ουσιών. Πρόκειται για μια εξαιρετικά διατεταγμένη σειρά σωματιδίων που σχηματίζονται σε πολύ μεγάλη απόσταση (συνήθως της τάξης των λίγων χιλιοστών έως ενός εκατοστού) και μοιάζουν με τα αντίστοιχα ατομικά ή μοριακά τους.

Όνομα του μετασχηματισμένου κολλοειδούς	Παράδειγμα παραγγελίας	Παραγωγή
Πολύτιμο Οπάλιο	Ένα από τα καλύτερα φυσικά παραδείγματα αυτού του φαινομένου βρίσκεται στο καθαρό φασματικό χρώμα της πέτρας	Αυτό είναι το αποτέλεσμα κλειστών κόγχων σφαιρών άμορφου κολλοειδούς διοξειδίου του πυριτίου (SiO2)

Αυτά τα σφαιρικά σωματίδια εναποτίθενται σε δεξαμενές υψηλής πυριτίας. Σχηματίζουν εξαιρετικά διατεταγμένους ορεινούς όγκους μετά από χρόνια καθίζησης και συμπίεσης υπό τη δράση υδροστατικών και βαρυτικών δυνάμεων. Περιοδικές συστοιχίες σφαιρικών σωματιδίων υπομικρομέτρων παρέχουν παρόμοιες συστοιχίες ενδιάμεσων κενών που λειτουργούν ως φυσικό πλέγμα περίθλασης για κύματα ορατού φωτός, ειδικά όταν η ενδιάμεση απόσταση είναι της ίδιας τάξης μεγέθους με το προσπίπτον κύμα φωτός.

Έτσι, διαπιστώθηκε ότι λόγω απωθητικήςΟι αλληλεπιδράσεις Coulomb, τα ηλεκτρικά φορτισμένα μακρομόρια σε ένα υδατικό μέσο μπορούν να εμφανίσουν κρυσταλλικές συσχετίσεις μεγάλης εμβέλειας με αποστάσεις μεταξύ σωματιδίων συχνά πολύ μεγαλύτερες από τη διάμετρο μεμονωμένων σωματιδίων.

Σε όλες αυτές τις περιπτώσεις, οι κρύσταλλοι μιας φυσικής μακρομοριακής ένωσης έχουν τον ίδιο λαμπερό ιριδισμό (ή παιχνίδι χρωμάτων), που μπορεί να αποδοθεί στη διάθλαση και την εποικοδομητική παρεμβολή των κυμάτων του ορατού φωτός. Ικανοποιούν το νόμο του Μπραγκ.

Ένας μεγάλος αριθμός πειραμάτων σχετικά με τη μελέτη των λεγόμενων «κολλοειδών κρυστάλλων» προέκυψε ως αποτέλεσμα σχετικά απλών μεθόδων που αναπτύχθηκαν τα τελευταία 20 χρόνια για τη λήψη συνθετικών μονοδιασπαρμένων κολλοειδών (τόσο πολυμερών όσο και ορυκτών). Μέσα από διάφορους μηχανισμούς, επιτυγχάνεται και διατηρείται ο σχηματισμός μιας τάξης μεγάλης εμβέλειας.

Προσδιορισμός μοριακού βάρους

Το μοριακό βάρος είναι μια κρίσιμη ιδιότητα μιας χημικής ουσίας, ειδικά για τα πολυμερή. Ανάλογα με το υλικό του δείγματος, επιλέγονται διαφορετικές μέθοδοι:

Το μοριακό βάρος καθώς και η μοριακή δομή των μορίων μπορούν να προσδιοριστούν χρησιμοποιώντας φασματομετρία μάζας. Χρησιμοποιώντας τη μέθοδο άμεσης έγχυσης, τα δείγματα μπορούν να εγχυθούν απευθείας στον ανιχνευτή για να επιβεβαιωθεί η τιμή ενός γνωστού υλικού ή να δοθεί δομικός χαρακτηρισμός ενός αγνώστου.
Οι πληροφορίες μοριακού βάρους των πολυμερών μπορούν να προσδιοριστούν χρησιμοποιώντας μια μέθοδο όπως η χρωματογραφία αποκλεισμού μεγέθους για το ιξώδες και το μέγεθος.
ΓιαΟ προσδιορισμός του μοριακού βάρους των πολυμερών απαιτεί την κατανόηση της διαλυτότητας ενός δεδομένου πολυμερούς.

Η συνολική μάζα μιας ένωσης είναι ίση με το άθροισμα των μεμονωμένων ατομικών μαζών κάθε ατόμου στο μόριο. Η διαδικασία πραγματοποιείται σύμφωνα με τον τύπο:

Προσδιορίστε τον μοριακό τύπο του μορίου.
Χρησιμοποιήστε τον περιοδικό πίνακα για να βρείτε την ατομική μάζα κάθε στοιχείου σε ένα μόριο.
Πολλαπλασιάστε την ατομική μάζα κάθε στοιχείου με τον αριθμό των ατόμων αυτού του στοιχείου στο μόριο.
Ο αριθμός που προκύπτει αντιπροσωπεύεται από έναν δείκτη δίπλα στο σύμβολο του στοιχείου στον μοριακό τύπο.
Συνδέστε όλες τις τιμές μαζί για κάθε άτομο στο μόριο.

Ένα παράδειγμα απλού υπολογισμού χαμηλού μοριακού βάρους: Για να βρείτε το μοριακό βάρος του NH_{3, το πρώτο βήμα είναι να βρείτε τις ατομικές μάζες του αζώτου (N) και του υδρογόνου (Η). Άρα, H=1, 00794N=14, 0067.}

Στη συνέχεια πολλαπλασιάστε την ατομική μάζα κάθε ατόμου με τον αριθμό των ατόμων της ένωσης. Υπάρχει ένα άτομο αζώτου (δεν δίνεται δείκτης για ένα άτομο). Υπάρχουν τρία άτομα υδρογόνου, όπως υποδεικνύεται από τον δείκτη. Λοιπόν:

Μοριακό βάρος μιας ουσίας=(1 x 14,0067) + (3 x 1,00794)
Μοριακά βάρη=14,0067 + 3,02382
Αποτέλεσμα=17, 0305

Ένα παράδειγμα υπολογισμού του μιγαδικού μοριακού βάρους Ca₃(PO₄)_{2 είναι πιο σύνθετη επιλογή υπολογισμού:}

Από τον περιοδικό πίνακα, οι ατομικές μάζες κάθε στοιχείου:

Ca=40, 078.
P=30, 973761.
O=15,9994.

Το δύσκολο κομμάτι είναι να υπολογίσεις πόσα από κάθε άτομο βρίσκεται στην ένωση. Υπάρχουν τρία άτομα ασβεστίου, δύο άτομα φωσφόρου και οκτώ άτομα οξυγόνου. Εάν το τμήμα ένωσης βρίσκεται σε παρένθεση, πολλαπλασιάστε τον δείκτη αμέσως μετά τον χαρακτήρα του στοιχείου με τον δείκτη που κλείνει τις παρενθέσεις. Λοιπόν:

Μοριακό βάρος μιας ουσίας=(40,078 x 3) + (30,97361 x 2) + (15,9994 x 8).
Μοριακό βάρος μετά τον υπολογισμό=120, 234 + 61, 94722 + 127, 9952.
Αποτέλεσμα=310, 18.

Τα σύνθετα σχήματα στοιχείων υπολογίζονται κατ' αναλογία. Ορισμένα από αυτά αποτελούνται από εκατοντάδες τιμές, επομένως οι αυτοματοποιημένες μηχανές χρησιμοποιούνται πλέον με μια βάση δεδομένων όλων των τιμών g/mol.