Теоретичні відомості. Зв`язаною вважається вода, розташована на межі поділу фаз і приєднана до макромолекул ВМС за механізмом водневого зв’язку

Зв`язаною вважається вода, розташована на межі поділу фаз і приєднана до макромолекул ВМС за механізмом водневого зв’язку. Гідрофільними називають ВМС, що утворюють водневий зв`язок з водою. З усіх видів міжмолекулярної взаємодії Н-зв`язок є найміцнішим і його енергія досягає 20–30 кДж/моль води. Тому властивості води, зв`язаної ВМС, відрізняються від властивостей вільної води.

Властивості ВМС значною мірою залежать від вмісту зв’язаної та вільної води, тобто від наявних форм зв’язку води з полімерами. Вода має різні види зв’язку із високомолекулярними речовинами: від самого міцного, обумовленого молекулярними силами, до чисто механічного утримання вологи на поверхні дисперсних частинок.

Зв’язана вода має наступні відмінні властивості. Вона замерзає при більш низьких температурах, які можуть досягати –15¸–20 ⁰С. Густина і в’язкість зв’язаної води більші, ніж у вільної води, а діелектрична проникність – менша. Зв’язана вода не може бути розчинником для інших речовин.

Особливою властивістю зв’язаної води є її дуже слабка рухливість, що обумовлює здатність набухлих білкових драглів зберігати форму.

Кількість зв’язаної води визначається гідрофільністю ВМС.

Гідрофільність – це кількість зв’язаної води, що припадає на 100 г абсолютно сухої речовини ВМС.

Чим вища спорідненість макромолекули ВМС до води, тим вища їх гідрофільність і тим більше зв’язаної води містить ВМС. Так, в желатині кількість зв’язаної води у два рази вище маси сухої речовини, а в агар-агарі – в чотири рази.

Методи визначення кількості зв`язаної води базуються на використанні її властивостей. Зв`язану воду визначають за теплотою змочування ВМС, за густиною зв`язаної води, за діелектричною проникністю, за зниженням температури замерзання, за властивістю зв’язаної води не бути розчинником для інших речовин.

Найбільш розповсюдженим методом визначення зв’язаної води є індикаторно-рефрактометричний. Суть цього методу полягає в тому, що вода, зв`язана гідрофільними ВМС, не є розчинником для інших речовин. Якщо в розчин сахарози концентрацією С₀ внести наважку сухого крохмалю, концентрація розчину підвищиться до концентрації С_р внаслідок вибіркової адсорбції крохмалю до води. Отже, розчин сахарози показує (індукує) на цю вибірковість. Речовину – ”індикатор” підбирають таким чином, щоб вона слабко взаємодіяла з ВМС.

Початкову і рівноважну концентрації розчину “індикатора” цукру визначають рефрактометром.

Якщо в наважці повітряно-сухого крохмалю m з вологістю А % міститься вода в кількості , г, то у разі занурення наважки у розчин сахарози відбувається додаткове зволоження крохмалю. Маса води, що її вбирає наважка крохмалю з розчину індикатора, становить , г, де В – маса розчину сахарози, доданої до наважки крохмалю. Загальна кількість води х, зв`язаної наважкою крохмалю, становить:

. (13.1)

Мірою гідрофільності називають кількість зв’язаної води, що припадає на одиницю маси абсолютно сухої речовини. Якщо маса сухої речовини у грамах n, то у взятій наважці:

, (13.2)

тоді гідрофільність W, виражена у відсотках до наважки сухої речовини,

(13.3)

Завдання на виконання роботи

1. Приготувати розчин сахарози концентрацією, вказаною викладачем і уточнити її на рефрактометрі.

2. Виміряти концентрацію розчину сахарози після його контакту з крохмалем.

3. Розрахувати гідрофільність крохмалю.

Date: 2016-01-20; view: 437; Нарушение авторских прав