Теплоємність води становить 4,18 Дж / г · К. Це в 10 разів більше, ніж у заліза, в 40 разів більше, ніж у золота. Жодна речовина не вимагає таких великих витрат теплоти для підвищення його температури на 1 ° C.В нічний час, а також при переході від літа до зими вода остигає повільно. Вдень або при переході від зими до літа вона повільно нагрівається. Це робить воду регулятором і переносником тепла на всій планеті.
За відсутності сили тяжіння вода має форму кулі, яку ми можемо спостерігати при падінні крапель, а космонавти - в космічному кораблі. Сферична форма води пов'язана з поверхневий натяг, яке обумовлено здатністю молекул води зчіплюватися (когезия). Це зчеплення молекул викликано водневими зв'язками. Молекули води в поверхневому шарі відчувають дію сил міжмолекулярної тяжіння тільки з одного боку. Молекули, що знаходяться у внутрішніх шарах, намагаються втягнути молекули зовнішнього шару всередину, і внаслідок цього утворюється пружна зовнішня плівка, завдяки якій деякі предмети (сталева голка) можуть лежати на поверхні води, злегка її прогинаючи, або наприклад, в стакан можна поступово додавати воду так щоб утворилася опукла поверхня, яка так само буде утримуватися за рахунок поверхових натягу. Багато комах (водоміри і ін.) Легко ковзають по поверхні води. Маленькі уліткі- прудовики і котушки - повзають по внутрішній стороні плівки, як по твердій поверхні, в пошуках їжі. У води найвища поверхневий натяг з усіх рідин, крім ртуті. Поверхня води завжди затягнута найтоншої плівкою з молекул, міцно з'єднаних водневими зв'язками. Водна плівка витримує значні тиску. Сили поверхневого натягу змушують воду підніматися з глибини грунту і живити рослини. Вода сама піднімається вгору по капілярних судинах стовбурів дерев і стеблах трав [3].
3.2 Властивості органічних речовин, обумовлені водневої зв'язком
Водневі зв'язки впливають на перерозподіл електронної щільності в молекулах, що не може не відбитися на властивостях речовин. Зі збільшенням енергії водневого зв'язку перерозподіл електронної щільності зачіпає всі атоми молекул, що входять в молекулярний комплекс, що в кінцевому підсумку призводить до глибоких змін фізичних і хімічних властивостей речовин. На властивості органічних сполук мають значний вплив як внутрішньо-, так і міжмолекулярні водневі зв'язки. Вплив останніх, особливо на фізичні властивості, є більш істотним, тому що міжмолекулярні взаємодії призводять до збільшення молекулярної маси з усіма витікаючими наслідками.
Освіта внутрішньо- і міжмолекулярних водневих зв'язків може істотно впливати на хід і швидкість хімічних реакцій. що швидкість реакцій може зменшуватися або збільшуватися залежно від того, як при утворенні водневого зв'язку буде перерозподілятися електронна щільність в реакційних центрах молекули.
Водневий зв'язок в значній мірі визначає властивості і таких біологічно важливих речовин, як білки і нуклеїнові кислоти. Зокрема, елементи вторинної структури (наприклад, б-спіралі, в-складки) і третинної структури в молекулах білків, РНК і ДНК стабілізовані водневими зв'язками. У цих макромолекулах, водневі зв'язку зчіплюють частини тієї ж самої макромолекули, змушуючи її згортатися в певну форму. Наприклад, подвійна спіральна структура ДНК, визначається в значній мірі наявністю водневих зв'язків, зчіплюються пари нуклеотидів, які пов'язують одну компліментарну нитку з іншого.
Багато полімери посилені водневими зв'язками в їх головних ланцюгах. Серед синтетичних полімерів найвідоміший приклад - нейлон, де водневі зв'язки відіграють головну роль в кристалізації матеріалу. Водневі зв'язки також важливі в структурі отриманих штучно полімерів (наприклад, целюлози) і в багатьох різних формах в природі, таких як деревина, бавовна і льон [4].
На даний момент існує велика кількість різних сорбентів, які застосовуються як в промисловості. Їх дія заснована на утворенні водневих зв'язків.
Для целюлози характерна висока ступінь гідрофільності і схильність до утворення численних водневих зв'язків між нитками полімерів. Сама целюлоза не є відмінним сорбентом, так як нестійка до мікроорганізмів. Так само для використання целюлози необхідна її обробка і якість може варіюватися навіть від партії до партії, але вона відмінно піддається різним модифікаціям шляхом хімічного приєднання різноманітних заступників, наприклад йоногенних груп або біологічно активних молекул.
Робочий інтервал рН для обмінників на основі звичайної целюлози становить 3 - 10. Модифіковані форми целюлози мають досконаліші властивості, вони стійкі до впливу мікроорганізмів має більшу високу роздільну здатність. Сорбенти на основі целюлозного волокна часто використовуються для очистки стічних вод і розливів нафти.
Декстран також є полісахарид - в основному лінійний полімер на основі глюкози. Це теж поліатомний спирт з високим ступенем гідрофільності, що надає настільки ж широкі, як і целюлоза, можливості для модифікації і також хімічно інертний. Стійкість до дії кислот у декстрану ще менше, ніж у целюлози. Робочий діапазон рН становить 2-12.
Як і дві попередні матриці, агароза є полисахаридом, т. Е. Поліатомним спиртом. Її елементарним ланкою служить дисахарид агаробіоза. до складу якого входить незвичайний цукор - 3. 6-ангидро-L-галактоза. Через це агароза більш стійка до дії мікроорганізмів, ніж целюлоза і сефадексе.
Агароза дуже гідрофільна, а її полімерні нитки ще більшою мірою, ніж нитки целюлози, схильні до утворення водневих зв'язків. В умовах хроматографії агароза хімічно неактивна, але вразлива для дії кислот, лугів і окисників. Робочий діапазон рН при використанні матриць з обьгчной агарози лежить в межах 4-9. Існує у вигляді крупнопористого гелю.
Агароза для хроматографії поставляється у вигляді суспендованих у воді сферичних гранул діаметром 60-- 200 мкм, які в такому вигляді і слід зберігати. При короткочасному обсиханні колонки, заповненої агарози, поки гранули не почали втрачати що знаходиться в них рідина, хроматографнческне характеристики сорбенту ще можуть бути відновлені. Якщо ж підсихання гранул почалося, то гель доводиться викидати (зрозуміло, його можна розплавити і використовувати, наприклад, для електрофорезу, але гранульована структура буде вже втрачена).
Сефакріл є жорсткий гель, пористість якого легко контролювати і поставляється у вигляді суспензії набряклих гранул з розмірами 40--105 мкм. Він гидрофилен, хімічно інертний. Робочий діапазон рН - 2-11.
Нитки лінійного полімеру полістиролу, хімічно «зшиті» молекулами дівінілбеізола в жорстку просторову сітку випускаються у вигляді сухих сферичних гранул під торговою назвою «смол». Немодифіковані полістіролише смоли гідрофобви. Модифікація здійснюється приєднанням йоногенних груп по залишкам бензолу в пара-положенні. Це надає смолі в цілому гідрофільність, хоча можливість і схильність до гідрофобним взаємодіям з фракціоніруемим матеріалом зберігається. Хімічно вони дуже стійкі і витримують нагрівання до 120 ° C. При замочуванні гранули набухають, пов'язуючи (в залежності від пористості) від 1 до 3 мл води на 1 г сухої смоли.
Назва «поліаміди» об'єднує групу різних гетероланцюгових полімерів, що містять повторювану амидную групу --СО - NН--. Вони можуть бути отримані шляхом гомополіконденсаціі амінокарбонових кислот (наприклад, е-амінокапронової кислоти). Амідні групи забезпечують в цілому достатній ступінь гідрофільності полімеру, але і гідрофобні властивості можуть бути виражені, причому тим помітніше, чим довше вуглеводнева ланцюжок вихідної амінокарбонових кислоти. Поліамідні смоли використовують головним чином для тонкошарової хроматографії. Вони випускаються у вигляді порошків або готових пластинок для ТШХ з поліамідним покриттям.
Це аморфна речовина із загальною хімічною формулою SiO2 * H2O. Закислением розчину силікату натрію отримують золь ортокремневой кислоти (SiO2 * 2H2 O), потім його «состаривают», промивають і сушать. У процесі «старіння» золю йде його поликонденсация в мікрочастинки, які потім утворюють конгломерати, пронизані капілярами (порами) із середнім лінійним розміром в межах 3--30 нм. Питома поверхня силикагелей може досягати дуже великих значень - близько 600 м2 / г. Залежно від технології приготування можна отримати різні розміри мікрочастинок і пір між ними. Від неї вельми істотно залежить і розкид цих розмірів, а також поверхневі властивості матеріалу, що має велике значення впливає на хроматографічних характеристики матриць. Тому не дивно, що сілікагелн різних марок, мають, згідно фірмовим даними, начебто однакові параметри, по-різному проявляють себе в хроматографнческом процесі. Атоми кисню знаходяться в вершинах тетраедра, що обумовлює більш складну просторову структуру мікрочастинок. Однак зараз представляють інтерес дві особливості цієї схеми, очевидно, що зберігаються і при побудові просторової системи. По-перше, атоми кремнію жорстко пов'язані між собою кисневими містками; по-друге, на поверхні мікрочастинок, а отже, в порах і на поверхні гранул силикагеля повинні у великій кількості перебувати гідрофільних силанольних групи - пов'язані з кремнієм гідроксили. В результаті останнього обставини силікагель дуже гидрофилен: гідрофільних силанольних групи охоче утворюють водневі зв'язки з молекулами води. Загальновідомо, що силікагель широко використовується в якості осушувача; з цієї ж причини він є прекрасним сорбентом. Модифікований силікагель досить інертний, хоча слід пам'ятати, що гідрофільних силанольних групи роблять його поверхню злегка кислому. Робочий діапазон рН для таких силикагелей лежить в нейтральному і кислому області (рН 3--8). У лужному середовищі силікагель набуває хімічну активність, але в той же час поступово руйнується (розчиняється) водою. Хімічна модифікація силикагеля проводиться за тими ж силанольная групам. Його пориста структура при цьому зберігається. Один з видів модифікації позбавляє сілнкагель адсорбційної здатності, зберігаючи гідрофільність; така матриця зручна для гель-фільтрації. Модифікований сплікагель використовують для адсорбційної хроматографії [5].
Роль водневого зв'язку безперечно величезна. Вона широко поширена і може виникати при різних умовах. Існування водневого зв'язку здатне впливати на структуру і властивості різних речовин. Роль водневих зв'язків в живій матерії визначається не тільки тим, що без цих зв'язків можна собі уявити структуру білків (носіїв життя) або подвійну спіраль нуклеїнових кислот. Без водневих зв'язків зовсім іншими були б фізичні і хімічні властивості найпоширенішого речовини на Землі - води, в якій і зародилося життя.
[1] http: // www. alhimik. ru / stroenie / gl14. html