उच्च आणविक भार यौगिक ऐसे बहुलक होते हैं जिनका आणविक भार बड़ा होता है। वे कार्बनिक और अकार्बनिक यौगिक हो सकते हैं। अनाकार और क्रिस्टलीय पदार्थों के बीच भेद करें, जिसमें मोनोमेरिक रिंग होते हैं। उत्तरार्द्ध रासायनिक और समन्वय बंधनों से जुड़े मैक्रोमोलेक्यूल्स हैं। सरल शब्दों में, एक उच्च-आणविक यौगिक एक बहुलक है, अर्थात, मोनोमेरिक पदार्थ जो एक ही "भारी" पदार्थ से जुड़े होने पर अपना द्रव्यमान नहीं बदलते हैं। नहीं तो हम ओलिगोमर के बारे में बात करेंगे।
मैक्रोमोलेक्यूलर यौगिकों का विज्ञान क्या अध्ययन करता है?
मैक्रोमोलेक्यूलर पॉलिमर का रसायन मोनोमेरिक सबयूनिट्स से युक्त आणविक श्रृंखलाओं का अध्ययन है। इसमें अनुसंधान का एक बड़ा क्षेत्र शामिल है। कई पॉलिमर महत्वपूर्ण औद्योगिक और व्यावसायिक महत्व के हैं। अमेरिका में प्राकृतिक गैस की खोज के साथ ही पॉलीथीन के उत्पादन के लिए एक संयंत्र बनाने की एक बड़ी परियोजना शुरू की गई थी। प्राकृतिक गैस से ईथेन परिवर्तित होता हैएथिलीन में, मोनोमर जिससे पॉलीथीन बनाया जा सकता है।
एक बहुलक एक मैक्रोमोलेक्यूलर यौगिक के रूप में है:
- बहुत बड़े अणुओं से बने प्राकृतिक या सिंथेटिक पदार्थों का कोई भी वर्ग जिसे मैक्रोमोलेक्यूल्स कहा जाता है।
- कई सरल रासायनिक इकाइयाँ जिन्हें मोनोमर कहा जाता है।
- पॉलिमर जीवित जीवों में कई सामग्री बनाते हैं, उदाहरण के लिए, प्रोटीन, सेल्युलोज और न्यूक्लिक एसिड।
- इसके अलावा, वे हीरे, क्वार्ट्ज और फेल्डस्पार जैसे खनिजों के साथ-साथ कंक्रीट, कांच, कागज, प्लास्टिक और रबड़ जैसे मानव निर्मित सामग्री का आधार बनाते हैं।
शब्द "बहुलक" मोनोमर इकाइयों की अनिश्चित संख्या को दर्शाता है। जब मोनोमर्स की मात्रा बहुत अधिक होती है, तो यौगिक को कभी-कभी उच्च बहुलक कहा जाता है। यह समान रासायनिक संरचना या आणविक भार और संरचना वाले मोनोमर्स तक सीमित नहीं है। कुछ प्राकृतिक उच्च आणविक भार कार्बनिक यौगिक एक ही प्रकार के मोनोमर से बने होते हैं।
हालांकि, अधिकांश प्राकृतिक और सिंथेटिक पॉलिमर दो या दो से अधिक विभिन्न प्रकार के मोनोमर्स से बनते हैं; ऐसे बहुलकों को सहबहुलक कहते हैं।
प्राकृतिक पदार्थ: हमारे जीवन में उनकी क्या भूमिका है?
जैविक उच्च आणविक भार कार्बनिक यौगिक लोगों के जीवन में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं, बुनियादी संरचनात्मक सामग्री प्रदान करते हैं और महत्वपूर्ण प्रक्रियाओं में भाग लेते हैं।
- उदाहरण के लिए, सभी पौधों के ठोस भाग पॉलिमर से बने होते हैं। इनमें सेल्यूलोज, लिग्निन और विभिन्न रेजिन शामिल हैं।
- पल्प हैपॉलीसेकेराइड, चीनी के अणुओं से बना एक बहुलक।
- लिग्निन पॉलिमर के एक जटिल त्रि-आयामी नेटवर्क से बनता है।
- ट्री रेजिन एक साधारण हाइड्रोकार्बन, आइसोप्रीन के बहुलक होते हैं।
- एक और परिचित आइसोप्रीन बहुलक रबर है।
अन्य महत्वपूर्ण प्राकृतिक पॉलिमर में प्रोटीन शामिल हैं, जो अमीनो एसिड और न्यूक्लिक एसिड के पॉलिमर हैं। वे न्यूक्लियोटाइड के प्रकार हैं। ये नाइट्रोजन युक्त क्षार, शर्करा और फॉस्फोरिक एसिड से बने जटिल अणु हैं।
न्यूक्लिक एसिड कोशिका में आनुवंशिक जानकारी ले जाते हैं। स्टार्च, पौधों से आहार ऊर्जा का एक महत्वपूर्ण स्रोत, ग्लूकोज से बने प्राकृतिक बहुलक हैं।
मैक्रोमोलेक्यूलर यौगिकों का रसायन अकार्बनिक पॉलिमर जारी करता है। वे हीरे और ग्रेफाइट सहित प्रकृति में भी पाए जाते हैं। दोनों कार्बन से बने हैं। जानने लायक:
- हीरे में कार्बन परमाणु एक त्रि-आयामी नेटवर्क से जुड़े होते हैं जो सामग्री को उसकी कठोरता देता है।
- ग्रेफाइट में, स्नेहक के रूप में उपयोग किया जाता है और पेंसिल "लीड" में, कार्बन परमाणु विमानों में बंधते हैं जो एक दूसरे पर स्लाइड कर सकते हैं।
कई महत्वपूर्ण पॉलिमर में रीढ़ की हड्डी में ऑक्सीजन या नाइट्रोजन परमाणु के साथ-साथ कार्बन परमाणु भी होते हैं। ऑक्सीजन परमाणुओं के साथ ऐसी मैक्रोमोलेक्यूलर सामग्री में पॉलीएसेटल शामिल हैं।
सबसे सरल पॉलीएसेटल पॉलीफॉर्मलडिहाइड है। इसमें उच्च गलनांक होता है, यह क्रिस्टलीय, घर्षण प्रतिरोधी औरसॉल्वैंट्स की कार्रवाई। एसिटल रेजिन किसी भी अन्य प्लास्टिक की तुलना में अधिक धातु की तरह होते हैं और गियर और बियरिंग्स जैसे मशीन भागों के निर्माण में उपयोग किए जाते हैं।
कृत्रिम रूप से प्राप्त पदार्थ
सिंथेटिक मैक्रोमोलेक्यूलर यौगिक विभिन्न प्रकार की प्रतिक्रियाओं में उत्पन्न होते हैं:
- एथिलीन और प्रोपलीन जैसे कई सरल हाइड्रोकार्बन को बढ़ती श्रृंखला में एक के बाद एक मोनोमर जोड़कर पॉलिमर में परिवर्तित किया जा सकता है।
- पॉलीइथिलीन, दोहराए जाने वाले एथिलीन मोनोमर्स से बना है, एक एडिटिव पॉलीमर है। इसमें लंबी पेचदार श्रृंखलाओं में जुड़े 10,000 तक मोनोमर्स हो सकते हैं। पॉलीथीन क्रिस्टलीय, पारभासी और थर्मोप्लास्टिक है, जिसका अर्थ है कि गर्म होने पर यह नरम हो जाता है। इसका उपयोग कोटिंग्स, पैकेजिंग, मोल्डेड भागों और बोतलों और कंटेनरों के लिए किया जाता है।
- पॉलीप्रोपाइलीन भी क्रिस्टलीय और थर्मोप्लास्टिक है, लेकिन पॉलीइथाइलीन की तुलना में कठिन है। इसके अणुओं में 50,000-200,000 मोनोमर्स हो सकते हैं।
इस यौगिक का उपयोग कपड़ा उद्योग में और मोल्डिंग के लिए किया जाता है।
अन्य एडिटिव पॉलिमर में शामिल हैं:
- पॉलीब्यूटाडीन;
- पॉलीआइसोप्रीन;
- पॉलीक्लोरोप्रीन।
सिंथेटिक घिसने के उत्पादन में सभी महत्वपूर्ण हैं। कुछ पॉलिमर, जैसे कि पॉलीस्टाइनिन, कमरे के तापमान पर कांच के और पारदर्शी होते हैं, और थर्मोप्लास्टिक भी होते हैं:
- Polystyrene को किसी भी रंग में रंगा जा सकता है और इसका उपयोग खिलौनों और अन्य प्लास्टिक के निर्माण में किया जाता हैआइटम।
- जब एथिलीन में एक हाइड्रोजन परमाणु को क्लोरीन परमाणु द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है, तो विनाइल क्लोराइड बनता है।
- यह पॉलीविनाइल क्लोराइड (पीवीसी) में पॉलीमराइज़ करता है, एक रंगहीन, कठोर, कठोर, थर्मोप्लास्टिक सामग्री जिसे फोम, फिल्म और फाइबर सहित कई रूपों में बनाया जा सकता है।
- एथिलीन और एसिटिक एसिड के बीच प्रतिक्रिया द्वारा उत्पादित विनाइल एसीटेट, कोटिंग्स और चिपकने के रूप में उपयोग किए जाने वाले अनाकार, नरम रेजिन में बहुलकित होता है।
- यह विनाइल क्लोराइड के साथ मिलकर थर्मोप्लास्टिक सामग्री का एक बड़ा परिवार बनाता है।
मुख्य श्रृंखला के साथ एस्टर समूहों की पुनरावृत्ति द्वारा विशेषता एक रैखिक बहुलक को पॉलिएस्टर कहा जाता है। ओपन चेन पॉलीएस्टर रंगहीन, क्रिस्टलीय, थर्मोप्लास्टिक सामग्री हैं। वे सिंथेटिक मैक्रोमोलेक्यूलर यौगिक जिनका उच्च आणविक भार (10,000 से 15,000 अणुओं तक) होता है, फिल्मों के निर्माण में उपयोग किए जाते हैं।
दुर्लभ सिंथेटिक पॉलियामाइड
पॉलियामाइड्स में दूध में पाए जाने वाले प्राकृतिक रूप से पाए जाने वाले कैसिइन प्रोटीन और मकई में पाए जाने वाले ज़ीन शामिल हैं, जिनका उपयोग प्लास्टिक, फाइबर, चिपकने वाले और कोटिंग्स बनाने के लिए किया जाता है। ध्यान देने योग्य:
- सिंथेटिक पॉलियामाइड्स में यूरिया-फॉर्मेल्डिहाइड रेजिन शामिल हैं, जो थर्मोसेटिंग हैं। इनका उपयोग ढली हुई वस्तुओं को बनाने के लिए और कपड़ा और कागज के लिए चिपकने और कोटिंग्स के रूप में किया जाता है।
- नायलॉन के नाम से जाने जाने वाले पॉलियामाइड रेजिन भी महत्वपूर्ण हैं। वो हैंटिकाऊ, गर्मी और घर्षण के लिए प्रतिरोधी, गैर विषैले। उन्हें रंगा जा सकता है। इसका सबसे प्रसिद्ध उपयोग कपड़ा फाइबर के रूप में है, लेकिन इसके कई अन्य उपयोग हैं।
सिंथेटिक उच्च आणविक भार रासायनिक यौगिकों के एक अन्य महत्वपूर्ण परिवार में यूरेथेन समूह के रैखिक दोहराव होते हैं। पॉलीयूरेथेन का उपयोग स्पैन्डेक्स नामक इलास्टोमेरिक फाइबर के निर्माण और बेस कोट के निर्माण में किया जाता है।
पॉलिमर का एक और वर्ग मिश्रित कार्बनिक-अकार्बनिक यौगिक हैं:
- पॉलिमर के इस परिवार के सबसे महत्वपूर्ण प्रतिनिधि सिलिकोन हैं। उच्च आणविक भार यौगिकों में प्रत्येक सिलिकॉन परमाणु से जुड़े कार्बनिक समूहों के साथ बारी-बारी से सिलिकॉन और ऑक्सीजन परमाणु होते हैं।
- कम आणविक भार सिलिकॉन तेल और ग्रीस हैं।
- उच्च आणविक भार प्रजातियां बहुमुखी लोचदार सामग्री हैं जो बहुत कम तापमान पर भी नरम रहती हैं। वे उच्च तापमान पर भी अपेक्षाकृत स्थिर होते हैं।
बहुलक त्रि-आयामी, द्वि-आयामी और एकल हो सकता है। दोहराई जाने वाली इकाइयाँ अक्सर कार्बन और हाइड्रोजन, और कभी-कभी ऑक्सीजन, नाइट्रोजन, सल्फर, क्लोरीन, फ्लोरीन, फास्फोरस और सिलिकॉन से बनी होती हैं। एक श्रृंखला बनाने के लिए, कई इकाइयाँ रासायनिक रूप से जुड़ी या एक साथ पोलीमराइज़ की जाती हैं, इस प्रकार उच्च आणविक भार यौगिकों की विशेषताओं को बदल देती हैं।
मैक्रोमोलेक्यूलर पदार्थों में क्या विशेषताएं होती हैं?
उत्पादित अधिकांश पॉलिमर थर्मोप्लास्टिक हैं। बाद मेंबहुलक बनता है, इसे गर्म किया जा सकता है और फिर से सुधार किया जा सकता है। यह संपत्ति इसे संभालना आसान बनाती है। थर्मोसेट के एक अन्य समूह को फिर से पिघलाया नहीं जा सकता: एक बार पॉलिमर बन जाने के बाद, दोबारा गर्म करने पर विघटित हो जाएगा लेकिन पिघलेगा नहीं।
पैकेज के उदाहरण पर पॉलिमर के मैक्रोमोलेक्यूलर यौगिकों की विशेषताएं:
- रसायनों के लिए बहुत प्रतिरोधी हो सकता है। अपने घर में सभी सफाई तरल पदार्थों पर विचार करें जो प्लास्टिक में पैक किए गए हैं। आंखों के साथ संपर्क के सभी परिणामों का वर्णन किया, लेकिन त्वचा। यह पॉलिमर की एक खतरनाक श्रेणी है जो सब कुछ घोल देती है।
- जबकि कुछ प्लास्टिक सॉल्वैंट्स द्वारा आसानी से विकृत हो जाते हैं, अन्य प्लास्टिक आक्रामक सॉल्वैंट्स के लिए अटूट पैकेज में रखे जाते हैं। वे खतरनाक नहीं हैं, लेकिन केवल इंसानों को नुकसान पहुंचा सकते हैं।
- मैक्रोमोलेक्यूलर यौगिकों के समाधान अक्सर साधारण प्लास्टिक की थैलियों में आपूर्ति की जाती हैं ताकि कंटेनर के अंदर पदार्थों के साथ उनकी बातचीत का प्रतिशत कम हो सके।
एक सामान्य नियम के रूप में, पॉलिमर वजन में बहुत हल्के होते हैं और उनमें काफी ताकत होती है। खिलौनों से लेकर अंतरिक्ष स्टेशनों की फ्रेम संरचना तक, या चड्डी में पतले नायलॉन फाइबर से लेकर बॉडी आर्मर में इस्तेमाल किए जाने वाले केवलर तक कई तरह के उपयोगों पर विचार करें। कुछ पॉलिमर पानी में तैरते हैं, अन्य डूब जाते हैं। पत्थर, कंक्रीट, स्टील, तांबे या एल्यूमीनियम के घनत्व की तुलना में, सभी प्लास्टिक हल्के पदार्थ हैं।
मैक्रोमोलेक्यूलर यौगिकों के गुण भिन्न होते हैं:
- पॉलिमर थर्मल और इलेक्ट्रिकल इंसुलेटर के रूप में काम कर सकते हैं: उपकरण, तार, बिजली के आउटलेट और वायरिंग जो पॉलिमरिक सामग्री से बने या लेपित होते हैं।
- रेजिन पॉट और पैन हैंडल, कॉफी पॉट हैंडल, फ्रिज और फ्रीजर फोम, इंसुलेटेड कप, कूलर और माइक्रोवेव-सुरक्षित बर्तन के साथ गर्मी प्रतिरोधी रसोई उपकरण।
- कई स्कीयरों द्वारा पहने जाने वाले थर्मल अंडरवियर पॉलीप्रोपाइलीन से बने होते हैं, जबकि शीतकालीन जैकेट में फाइबर ऐक्रेलिक और पॉलिएस्टर से बने होते हैं।
उच्च आणविक भार यौगिक ऐसे पदार्थ होते हैं जिनमें विशेषताओं और रंगों की असीमित श्रेणी होती है। उनके पास कई गुण हैं जिन्हें एप्लिकेशन का विस्तार करने के लिए योजक की एक विस्तृत श्रृंखला के साथ और बेहतर बनाया जा सकता है। पॉलिमर कपास, रेशम और ऊन, चीनी मिट्टी के बरतन और संगमरमर, एल्यूमीनियम और जस्ता की नकल के लिए आधार के रूप में काम कर सकते हैं। खाद्य उद्योग में, उनका उपयोग कवक को खाद्य गुण देने के लिए किया जाता है। उदाहरण के लिए, महंगा नीला पनीर। बहुलक प्रसंस्करण के कारण इसे सुरक्षित रूप से खाया जा सकता है।
बहुलक संरचनाओं का प्रसंस्करण और अनुप्रयोग
पॉलिमर को विभिन्न तरीकों से संसाधित किया जा सकता है:
- बाहर निकालना पतले रेशों या भारी भारी ट्यूबों, फिल्मों, खाद्य बोतलों के उत्पादन की अनुमति देता है।
- इंजेक्शन मोल्डिंग कार के बड़े हिस्से जैसे जटिल भागों को बनाना संभव बनाता है।
- प्लास्टिक को बैरल में डाला जा सकता है या चिपकने वाले बेस या पेंट बनने के लिए सॉल्वैंट्स के साथ मिलाया जा सकता है।
- इलास्टोमर्स और कुछ प्लास्टिक स्ट्रेचेबल और लचीले होते हैं।
- कुछ प्लास्टिक प्रसंस्करण के दौरान अपना आकार धारण करने के लिए फैलते हैं, जैसे पीने के पानी की बोतलें।
- अन्य पॉलिमर को फोम किया जा सकता है, जैसे पॉलीस्टाइनिन, पॉलीयुरेथेन और पॉलीइथाइलीन।
मैक्रोमोलेक्यूलर यौगिकों के गुण यांत्रिक क्रिया और पदार्थ प्राप्त करने की विधि के आधार पर भिन्न होते हैं। इससे उन्हें विभिन्न उद्योगों में लागू करना संभव हो जाता है। मुख्य मैक्रोमोलेक्यूलर यौगिकों के उद्देश्यों की एक विस्तृत श्रृंखला होती है जो विशेष गुणों और तैयारी के तरीकों में भिन्न होती है। खाद्य और निर्माण क्षेत्रों में सार्वभौमिक और "सनकी" "खुद को खोजें":
- उच्च आणविक भार यौगिक तेल से बने होते हैं, लेकिन हमेशा नहीं।
- कई पॉलिमर प्राकृतिक गैस, कोयले या कच्चे तेल से पहले बनी दोहराई जाने वाली इकाइयों से बनते हैं।
- कुछ निर्माण सामग्री अक्षय सामग्री जैसे पॉलीलैक्टिक एसिड (मकई या सेलूलोज़ और कपास लिंटर से) से बनाई जाती है।
यह भी दिलचस्प है कि उन्हें बदलना लगभग असंभव है:
- पॉलिमर का उपयोग उन वस्तुओं को बनाने के लिए किया जा सकता है जिनके पास कोई अन्य सामग्री विकल्प नहीं है।
- वे पारदर्शी जलरोधक फिल्मों में बने होते हैं।
- पीवीसी का उपयोग मेडिकल ट्यूबिंग और ब्लड बैग बनाने के लिए किया जाता है जो उत्पाद और उसके डेरिवेटिव के शेल्फ जीवन को बढ़ाते हैं।
- पीवीसी सुरक्षित रूप से ज्वलनशील ऑक्सीजन को गैर-ज्वलनशील लचीली ट्यूबिंग में पहुंचाता है।
- और एंटी-थ्रोम्बोजेनिक सामग्री जैसे हेपरिन को लचीले पीवीसी कैथेटर की श्रेणी में शामिल किया जा सकता है।
कई चिकित्सा उपकरण प्रभावी कामकाज सुनिश्चित करने के लिए मैक्रोमोलेक्यूलर यौगिकों की संरचनात्मक विशेषताओं पर ध्यान केंद्रित करते हैं।
मैक्रोमोलेक्यूलर पदार्थों के समाधान और उनके गुण
चूंकि परिक्षिप्त प्रावस्था के आकार को मापना कठिन होता है और कोलाइड विलयन के रूप में होते हैं, वे कभी-कभी भौतिक-रासायनिक और परिवहन गुणों की पहचान करते हैं और उनका वर्णन करते हैं।
कोलाइड चरण | कठिन | स्वच्छ समाधान | आयामी संकेतक |
यदि कोलाइड में एक तरल में छितरी हुई ठोस अवस्था होती है, तो ठोस कण झिल्ली के माध्यम से नहीं फैलेंगे। | विघटित आयन या अणु पूर्ण प्रसार पर झिल्ली के माध्यम से फैलेंगे। | आकार बहिष्करण के कारण, कोलाइडल कण अपने स्वयं के आकार से छोटे UF झिल्ली छिद्रों से नहीं गुजर सकते। | |
मैक्रोमोलेक्यूलर यौगिकों के समाधान की संरचना में एकाग्रता | वास्तविक विलेय की वास्तविक सान्द्रता इस बात पर निर्भर करेगी कि इसे तरल में बिखरे हुए कोलाइडल कणों से अलग करने के लिए प्रयोग की जाने वाली प्रायोगिक स्थितियों में क्या किया जाता है। | आसानी से हाइड्रोलाइज्ड पदार्थों जैसे अल, ईयू, एम, सेमी के लिए घुलनशीलता अध्ययन करते समय मैक्रोमोलेक्यूलर यौगिकों की प्रतिक्रिया पर निर्भर करता है। | अल्ट्राफिल्ट्रेशन झिल्ली का छिद्र आकार जितना छोटा होगा, सांद्रता उतनी ही कम होगीछितरे हुए कोलाइडल कण अल्ट्राफिल्टर किए गए तरल में शेष रहते हैं। |
एक हाइड्रोक्लोइड को कोलाइडल सिस्टम के रूप में परिभाषित किया जाता है जिसमें मैक्रोमोलेक्यूलर अणुओं के कण पानी में फैले हाइड्रोफिलिक पॉलिमर होते हैं।
पानी की लत | गर्मी की लत | उत्पादन पद्धति पर निर्भरता |
Hydrocolloid पानी में बिखरे हुए कोलाइडल कण हैं। इस मामले में, दो घटकों का अनुपात बहुलक के रूप को प्रभावित करता है - जेल, राख, तरल अवस्था। | Hydrocolloids अपरिवर्तनीय (एक अवस्था में) या प्रतिवर्ती हो सकते हैं। उदाहरण के लिए, अगर, समुद्री शैवाल निकालने का एक प्रतिवर्ती हाइड्रोक्लोइड, जेल और ठोस अवस्था में मौजूद हो सकता है, या गर्मी को जोड़ने या हटाने वाले राज्यों के बीच वैकल्पिक हो सकता है। | हाइड्रोकोलॉइड जैसे मैक्रोमोलेक्यूलर यौगिकों को प्राप्त करना प्राकृतिक स्रोतों पर निर्भर करता है। उदाहरण के लिए, अगर-अगर और कैरेजेनन को समुद्री शैवाल से निकाला जाता है, जिलेटिन को गोजातीय और मछली प्रोटीन के हाइड्रोलिसिस द्वारा प्राप्त किया जाता है, और पेक्टिन को खट्टे छिलके और सेब के पोमेस से निकाला जाता है। |
पाउडर से बने जिलेटिन डेसर्ट की संरचना में एक अलग हाइड्रोकोलॉइड होता है। वह कम तरल पदार्थ से संपन्न है। | Hydrocolloids मुख्य रूप से बनावट या चिपचिपाहट (जैसे सॉस) को प्रभावित करने के लिए भोजन में उपयोग किया जाता है। हालांकि, स्थिरता पहले से ही गर्मी उपचार की विधि पर निर्भर करती है। | Hydrocolloids- आधारित चिकित्सा ड्रेसिंग का उपयोग त्वचा और घावों के इलाज के लिए किया जाता है। परनिर्माण पूरी तरह से अलग तकनीक पर आधारित है, और एक ही पॉलिमर का उपयोग किया जाता है। |
अन्य मुख्य हाइड्रोकोलॉइड हैं ज़ैंथन गम, गम अरबी, ग्वार गम, टिड्डी बीन गम, सेल्यूलोज डेरिवेटिव जैसे कार्बोक्सिमिथाइल सेलुलोज, एल्गिनेट और स्टार्च।
अन्य कणों के साथ मैक्रोमोलेक्यूलर पदार्थों की बातचीत
कोलाइडल कणों की परस्पर क्रिया में निम्नलिखित बल महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं:
- मात्रा की परवाह किए बिना प्रतिकर्षण: यह ठोस कणों के बीच ओवरलैप की कमी को दर्शाता है।
- इलेक्ट्रोस्टैटिक इंटरैक्शन: कोलाइडल कण अक्सर एक विद्युत चार्ज करते हैं और इसलिए एक दूसरे को आकर्षित या पीछे हटाते हैं। निरंतर और परिक्षिप्त दोनों चरणों का प्रभार, साथ ही साथ चरणों की गतिशीलता, इस बातचीत को प्रभावित करने वाले कारक हैं।
- वान डेर वाल्स बल: यह दो द्विध्रुवों के बीच परस्पर क्रिया के कारण होता है, जो या तो स्थायी या प्रेरित होते हैं। भले ही कणों में एक स्थायी द्विध्रुव न हो, इलेक्ट्रॉन घनत्व में उतार-चढ़ाव के परिणामस्वरूप कण में एक अस्थायी द्विध्रुव होता है।
- एंट्रॉपी बल। ऊष्मप्रवैगिकी के दूसरे नियम के अनुसार, प्रणाली एक ऐसी स्थिति में जाती है जिसमें एन्ट्रापी अधिकतम होती है। इससे कठोर क्षेत्रों के बीच भी प्रभावी बलों का निर्माण हो सकता है।
- बहुलक-लेपित सतहों के बीच या एक गैर-शोषक एनालॉग वाले समाधान में स्टेरिक बल इंटरपार्टिकल बलों को संशोधित कर सकते हैं, जिससे एक अतिरिक्त स्टेरिक प्रतिकारक बल बन सकता हैमुख्य रूप से प्रकृति में एंट्रोपिक है, या बीच में कमी की शक्ति है।
कंक्रीट की कार्य क्षमता को बढ़ाने और इसकी पानी की मात्रा को कम करने के लिए डिज़ाइन किए गए विशेष रूप से तैयार किए गए सुपरप्लास्टिकाइज़र के साथ बाद के प्रभाव की मांग की जा रही है।
पॉलीमर क्रिस्टल: वे कहाँ पाए जाते हैं, वे कैसे दिखते हैं?
उच्च आणविक यौगिकों में क्रिस्टल भी शामिल हैं, जो कोलाइडल पदार्थों की श्रेणी में शामिल हैं। यह कणों का एक उच्च क्रमित सरणी है जो बहुत बड़ी दूरी पर (आमतौर पर कुछ मिलीमीटर से एक सेंटीमीटर के क्रम में) बनता है और अपने परमाणु या आणविक समकक्षों के समान दिखता है।
रूपांतरित कोलाइड का नाम | आदेश देने का उदाहरण | उत्पादन |
कीमती ओपल | इस घटना के सबसे अच्छे प्राकृतिक उदाहरणों में से एक पत्थर के शुद्ध वर्णक्रमीय रंग में पाया जाता है | यह अनाकार कोलाइडल सिलिकॉन डाइऑक्साइड (SiO2) क्षेत्रों के बंद-पैक निचे का परिणाम है |
ये गोलाकार कण अत्यधिक सिलिकिक जलाशयों में जमा होते हैं। वे हाइड्रोस्टेटिक और गुरुत्वाकर्षण बलों की कार्रवाई के तहत वर्षों के अवसादन और संपीड़न के बाद उच्च क्रम वाले द्रव्यमान बनाते हैं। सबमाइक्रोमीटर गोलाकार कणों की आवधिक सरणियाँ समान अंतरालीय शून्य सरणियाँ प्रदान करती हैं जो दृश्य प्रकाश तरंगों के लिए एक प्राकृतिक विवर्तन झंझरी के रूप में कार्य करती हैं, खासकर जब अंतरालीय रिक्ति परिमाण के समान क्रम की घटना प्रकाश तरंग के रूप में होती है।
इस प्रकार पाया गया कि प्रतिकारक के कारणकूलम्ब अन्योन्यक्रिया, जलीय माध्यम में विद्युत आवेशित मैक्रोमोलेक्यूल्स, कणों के बीच की दूरी के साथ लंबी दूरी के क्रिस्टल जैसे सहसंबंध प्रदर्शित कर सकते हैं, जो अक्सर व्यक्तिगत कणों के व्यास से बहुत अधिक होते हैं।
इन सभी मामलों में, एक प्राकृतिक मैक्रोमोलेक्यूलर यौगिक के क्रिस्टल में एक ही शानदार इंद्रधनुषी (या रंगों का खेल) होता है, जिसे दृश्य प्रकाश तरंगों के विवर्तन और रचनात्मक हस्तक्षेप के लिए जिम्मेदार ठहराया जा सकता है। वे ब्रैग के नियम को संतुष्ट करते हैं।
तथाकथित "कोलाइडल क्रिस्टल" के अध्ययन पर बड़ी संख्या में प्रयोग सिंथेटिक मोनोडिस्पर्स कोलाइड (पॉलीमेरिक और खनिज दोनों) प्राप्त करने के लिए पिछले 20 वर्षों में विकसित अपेक्षाकृत सरल तरीकों के परिणामस्वरूप उत्पन्न हुए। विभिन्न तंत्रों के माध्यम से, एक लंबी दूरी की व्यवस्था का गठन महसूस किया जाता है और संरक्षित किया जाता है।
आणविक भार का निर्धारण
आणविक भार एक रसायन का एक महत्वपूर्ण गुण है, विशेष रूप से पॉलिमर के लिए। नमूने की सामग्री के आधार पर, विभिन्न विधियों का चयन किया जाता है:
- आणविक भार के साथ-साथ अणुओं की आणविक संरचना को मास स्पेक्ट्रोमेट्री का उपयोग करके निर्धारित किया जा सकता है। प्रत्यक्ष जलसेक विधि का उपयोग करके, किसी ज्ञात सामग्री के मूल्य की पुष्टि करने या किसी अज्ञात के संरचनात्मक लक्षण वर्णन प्रदान करने के लिए नमूनों को सीधे डिटेक्टर में इंजेक्ट किया जा सकता है।
- पॉलिमर के आणविक भार की जानकारी को एक विधि का उपयोग करके निर्धारित किया जा सकता है जैसे कि चिपचिपापन और आकार के लिए आकार बहिष्करण क्रोमैटोग्राफी।
- के लिएपॉलिमर के आणविक भार को निर्धारित करने के लिए किसी दिए गए बहुलक की घुलनशीलता को समझने की आवश्यकता होती है।
एक यौगिक का कुल द्रव्यमान अणु में प्रत्येक परमाणु के व्यक्तिगत परमाणु द्रव्यमान के योग के बराबर होता है। प्रक्रिया सूत्र के अनुसार की जाती है:
- अणु का आणविक सूत्र निर्धारित करें।
- एक अणु में प्रत्येक तत्व के परमाणु द्रव्यमान को खोजने के लिए आवर्त सारणी का उपयोग करें।
- प्रत्येक तत्व के परमाणु द्रव्यमान को अणु में उस तत्व के परमाणुओं की संख्या से गुणा करें।
- आणविक सूत्र में तत्व प्रतीक के बगल में एक सबस्क्रिप्ट द्वारा परिणामी संख्या का प्रतिनिधित्व किया जाता है।
- अणु में प्रत्येक परमाणु के लिए सभी मानों को एक साथ जोड़ें।
एक साधारण कम आणविक भार गणना का एक उदाहरण: NH3 का आणविक भार ज्ञात करने के लिए, पहला कदम नाइट्रोजन (N) और हाइड्रोजन के परमाणु द्रव्यमान का पता लगाना है (एच)। तो, एच=1, 00794N=14, 0067.
फिर प्रत्येक परमाणु के परमाणु द्रव्यमान को यौगिक में परमाणुओं की संख्या से गुणा करें। एक नाइट्रोजन परमाणु है (एक परमाणु के लिए कोई सबस्क्रिप्ट नहीं दिया गया है)। तीन हाइड्रोजन परमाणु हैं, जैसा कि सबस्क्रिप्ट द्वारा दर्शाया गया है। तो:
- किसी पदार्थ का आणविक भार=(1 x 14.0067) + (3 x 1.00794)
- आणविक भार=14.0067 + 3.02382
- परिणाम=17, 0305
जटिल आणविक भार की गणना का एक उदाहरण Ca3(PO4)2 अधिक जटिल गणना विकल्प है:
आवर्त सारणी से, प्रत्येक तत्व के परमाणु द्रव्यमान:
- Ca=40, 078.
- पी=30, 973761.
- ओ=15.9994।
मुश्किल हिस्सा यह पता लगा रहा है कि यौगिक में प्रत्येक परमाणु में से कितने हैं। तीन कैल्शियम परमाणु, दो फास्फोरस परमाणु और आठ ऑक्सीजन परमाणु होते हैं। यदि सम्मिलित भाग कोष्ठकों में है, तो तत्व वर्ण के ठीक बाद वाले सबस्क्रिप्ट को कोष्ठकों को बंद करने वाले सबस्क्रिप्ट से गुणा करें। तो:
- किसी पदार्थ का आणविक भार=(40.078 x 3) + (30.97361 x 2) + (15.9994 x 8)।
- गणना के बाद आणविक भार=120, 234 + 61, 94722 + 127, 9952।
- परिणाम=310, 18.
तत्वों की जटिल आकृतियों की गणना सादृश्य द्वारा की जाती है। उनमें से कुछ में सैकड़ों मान होते हैं, इसलिए स्वचालित मशीनों का उपयोग अब सभी g/mol मानों के डेटाबेस के साथ किया जाता है।