Тест для самоконтроля к теме 4.4

Набухание полимеров

При контакте полимера с растворителем происходит его набухание.

Набухание – это самопроизвольный процесс поглощения растворителя высокомолекулярным веществом, сопровождающийся увеличением массы и объема полимера.

В результате ограниченного набухания полимер превращается в студень, неограниченного – переходит в раствор.

Характер набухания зависит от температуры. например, желатин и агар в холодной воде набухают до определенного предела, а в горячей воде неограниченно!

Набухание представляет собой процесс одностороннего смешивания, при котором молекулы растворителя благодаря подвижности проникают в пространство между молекулами или частями молекул ВМС.

Степень набухания ,

где m и m_о – масса полимера после и до набухания.

Степень набухания зависит от рН раствора, для белков она минимальна в изоэлектрической точке.

Набухание имеет большое значение в технологии пищевых продуктов.

Например:

1. Основной частью муки является белок и крахмал, которые при приготовлении теста набухают различно – крахмал увеличивает объем незначительно, белок же при набухании поглощает воды в два раза больше массы муки.

Если белок набухает ограниченно, тесто будет эластичным и плотным.

Если мука содержит белок, набухающий неограниченно – тесто получается жидким, то есть физические свойства теста ухудшаются.

2. В производстве спирта, кваса, пива необходимым является набухание зерна и картофеля, которое проходит при 60⁰С, когда степень набухания резко увеличивается.

3. В мукомольной промышленности зерно для облегчения размола подвергают набуханию паром при 50⁰С.

4. В производстве желейных кондитерских изделий (мармелад) используют набухание природных студнеобразователей – агара, желатина.

Студнеобразование и синерезис

Студни – это многокомпонентные нетекучие системы, содержащие высокомолекулярные вещества и низкомолекулярный растворитель.

Основное свойство студней – отсутствие текучести объясняется образованием сетчатой структуры из макромолекул полимера и его частей. Связи между ними являются результатом взаимодействия полярных групп. В ячейках этой сетчатой структуры находится низкомолекулярная жидкость.

Студень можно получить при ограниченном набухании полимера в растворителе или потере текучести раствора полимера.

Основным условием образования студня из раствора является ограниченная растворимость полимера в растворителе.

Факторы, влияющие на студнеобразование:

а) понижение температуры способствует снижению растворимости, переход раствора в студень осуществляется непрерывно и не характеризуется определенной температурой;

б) застудневание начинается, при определенной критической концентрации для системы, при концентрации ниже критической студень не образуется. Чем выше концентрация студня, тем лучше его прочностные свойства;

в) застудневание лучше протекает при рН, близких к изоэлектрической точке.

Синерезис – отделение из студня жидкости, сопровождаемое уменьшением его размеров при сохранении формы. Синерезис обычно нежелателен: очерствение хлеба, отмокание мармелада и пр. Положительный синерезис – созревание сыра.

Студнеобразование имеет место в следующих процессах приготовления пищи: приготовление мармелада, пастилы, зефира, хлебобулочных и кондитерских изделий.

Тест для самоконтроля к теме 4.4

1. Укажите размер частиц микрогетерогенных систем:

а) >10^-3 см; б) 10^-3÷10^-5 см; в)<10^-7 см. Р=3

2. Верно ли выражение?

Микрогетерогенные системы термодинамически не устойчивы и имеют тенденцию к самопроизвольному уменьшению дисперсности путем укрупнения частиц дисперсной фазы. Р=1

3. Укажите, чем объясняется агрегатная устойчивость суспензий?

а) отсутствие заряда на частицах;

б) наличие заряда на частицах;

в) отсутствие сольватной оболочки на частицах;

г) наличие сольватной оболочки на частицах. Р=4

4. Приведите примеры суспензий, представляющих продукты питания. Р=3

5. Укажите агрегатное состояние дисперсной фазы и дисперсионной среды в эмульсиях. Р=2

6. Приведите в соответствие.

1) эмульсия масла в воде; а) молоко;

2) эмульсия воды в масле; б) сливки;

в) сливочное масло;

г) маргарин. Р=2

6. Укажите факторы, обеспечивающие агрегативную устойчивость эмульсий. Р=2

7. Приведите примеры эмульсий, представляющих продукты питания. Р=3

8. Укажите, является ли процесс сбивания масла, сепарирования молока, фильтрования разрушением эмульсий? Р=1

10. Верно ли утверждение, что эмульсию можно разрушить нагреванием, механическим воздействием и добавлением электролитов. Р=1

11. Приведите в соответствие.

1) дисперсная фаза в пенах; а) газ;

2) дисперсионная среда в пенах; б) жидкость;

в) твердое состояние.

Р=2

12. Укажите условия получения устойчивой пены.

а) наличие пенообразователя;

б) наличие стабилизатора (ПАВ);

в) отсутствие ПАВ;

г) присутствие ПАВ;

д) повышение температуры;

е) понижение температуры. Р=6

13. Укажите продукты питания, представляющие собой пену.

Р=5

14. Укажите соответствие.

1) пенообразователи; а) белок;

2) стабилизаторы; б) крахмал;

в) агар. Р=3

15. Вставьте слова по смыслу в определение высокомолекулярных соединений.

ВМС – это вещества с … молекулярной массой, молекулы ВМС построены из, … многократно … групп атомов, которые называются … звеньями. Р=4

16. Укажите пространственное строение молекул.

1) целлюлоза (клетчатки); а) спиралевидное;

2) резина; б) разветвлённое;

3) крахмал; в) линейное;

4) белок. г) сетчатое. Р=4

17. Приведите в соответствие.

1) природные ВМС; а) белок;

2) синтетические ВМС; б) полиэтилен;

в) крахмал;

г) клетчатка;

д) полихлорвинил;

е) натуральный каучук. Р=2

18. Укажите, к какому классу веществ относятся?

а) крахмал; б) белок; в) клетчатка. Р=3

19. Укажите, какое состояние молекулы белка называется изоэлектрическим состоянием?

а) число ионизированных кислотных и основных групп равно;

б) число ионизированных кислотных и основных групп не равно.

Р=2

20. Укажите, как изменяется вязкость и степень набухания полимеров при изменении pH среды? Р=2

21. Укажите, какие полимеры используются для упаковки пищевых продуктов?

а) полиэтилен; г) поливинилхлорид;

б) полистирол; д) полипропилен.

в) тефлон; Р=5

дополните предложение.

22. Набухание – это самопроизвольный процесс.. (1) ... растворителя … (2) ... веществом, сопровождающийся … (3) ... массы и объема полимера.

Р = 3

23. «Студень – многокомпонентная … (1) ... система, содержащая … (2).. вещество и … (3) ... ..(4) ... . Р = 4

24. Укажите два пути получения студней. Р = 2

25. Укажите, чем объясняется основное свойство студней – отсутствие текучести?

а) линейной структурой макромолекулы полимера;

б) сетчатой или разветвленной структурой макромолекулы полимера.

Р = 2

26. Укажите основное условие образование студня из раствора.

а) неограниченная растворимость в растворе;

б) ограниченная растворимость в растворе. Р = 2

Ответьте на вопрос.

27. студнеобразованию способствует повышение или понижение температуры? Р = 1

28. Укажите, при какой концентрации происходит застудневание?

Р = 1

29. При каких значениях pH протекает застудневание?

а) выше изоэлектрической точки;

б) ниже изоэлектрической точки;

в) около изоэлектрической точки. Р = 3

Литература

Лукьянов Л.Г. физическая и коллоидная химия. – М., 2000. – с. 221-230, 240-243, 248-258, 260-264, 266-271.

Основная:

1. Липатников В.Е., Казанов Г.М. физическая и коллоидная химия. – М., 1984.

2. Лукьянов Л.Г. физическая и коллоидная химия. – М., 2000.

3. Мушкамбаров Н.Н. Физическая и коллоидная химия: Уч. – М.: ГЭОТАР–МЕД, 2002. –383 с.

4. Физическая и коллоидная химия (в общественном питании): Учебное пособие / С.В. Горбунцова, Э.А. Муллоярова, Е.С. Оробейко, Е.В. Федоренко. – М.: Альфа-М; ИНФРА-М, 2008. – 270 с.