第八章 大分子溶液
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教学指导-大分子溶液
1 基本要求[TOP]1.1 了解大分子溶液与溶胶性质的异同点1.2 熟悉大分子的平均摩尔质量的表示方法及常用的测定方法1.3 了解大分子的溶解特征及在溶液中的形态1.4 熟悉大分子溶液的的渗透压及其测量方法1.5 了解大分子溶液的光散射现象1.6 了解大分子溶液的流变性和几种典型的流变曲线1.7 掌握大分子溶液的粘度的几种表示方法和用粘度法测定大分子的平均摩尔质量的原理1.8 了解沉降速率法和沉降平衡法在生物大分子研究中的应用1.9 了解大分子电解质溶液的特性，熟悉区带电泳和稳态电泳在生物学和医学方面的应用1.10 熟悉Donnan平衡，掌握准确测定大分子电解质溶液渗透压的方法1.11 了解凝胶的分类、形成、结构及重要性质2 重点难点[TOP]2.1 重点2.1.1 大分子的平均摩尔质量2.1.2 大分子溶液的粘度2.1.3 唐南平衡2.2 难点唐南平衡3 讲授学时[TOP]建议5～7学时4 内容提要[TOP]第一节第二节第三节第四节第五节第六节第七节第八节4.1 第一节大分子的结构及平均摩尔质量4.1.1 大分子的结构4.1.2 大分子的平均摩尔质量大分子的分子质量是多分散的，其摩尔质量只有统计意义，是统计平均值。
测定分子质量的方法不同，统计处理方式不同，获得的平均值也不同。
常用的平均摩尔质量有数均摩尔质量、质均摩尔质量、z均摩尔质量和粘均摩尔质量。
数均摩尔质量通常用依数性方法测定；质均摩尔质量用光散射方法测定；z均摩尔质量用超离心沉降法测定；粘均摩尔质量用粘度法测定。
摩尔质量是大分子化合物的重要参数，它不仅能影响其溶液的物理化学性质，而且还会影响到某些药用大分子在体内的代谢。
4.2 第二节大分子的溶解特征及在溶液中的形态[TOP]4.2.1 大分子的溶解特征大分子化合物在溶剂中具有先溶胀后溶解的特性，是由于大分子化合物的结构与其巨大分子质量所决定的。
4.2.2 溶剂的选择4.2.3 大分子在溶液中的形态大分子链中成千上万个C-C键围绕固定键角不断内旋转可以有无数个形态，在溶液中的主要构象有无规线团、螺旋状和棒状，实际上大分子都是卷曲的，分子链的柔顺性越好，越容易卷曲形成无规线团；分子链的刚性越强，越不容易卷曲，极端情况下可能成为棒状。
第八章完整溶胶ppt课件
(3) 将浓度2 g dm 3转换为体积摩尔浓度，
nW
W
c
V VM V 4πr3L
32
0.018
14π1.3 (10 9)31.3 9 130 6.02 13 203 3
mol
m-3
=cRT=0.018708.314298.16=46.34 Pa
三. 重力沉降与沉降平衡
溶胶粒子在外力场定向移动称沉降
FeO+ +H2O
结构式：[( Fe (OH)3 )mn FeO+ (n-x) Cl– ] xCl–
液态空气 钠
苯
苯
接受管
二．凝聚法
1. 物理凝聚法 2. 化学凝聚法
凡能有沉淀析出的化学反应都可能用来制备相应溶胶
如水解反应制备Fe (OH)3溶胶 FeCl3 +3H2O Fe (OH)3 + 3HCl
二．凝聚法
1. 物理凝聚法 2. 化学凝聚法 3. 改变溶剂法
使溶解度骤变，如 松香在乙醇中：溶 水中：不溶
电磁场 作用
二次光源
散射是溶胶特有的现象
光线
二．光散射定律 Reyleigh公式
I2434V2nn12122nn22222I0
I 散射光强度 粒子浓度(粒子数/体积)
I0 入射光强度 V 单个粒子体积
波长
n1，n2 粒子，介质折光率
二．光散射定律 Reyleigh公式
I2434V2nn12122nn22222I0
四. 光学方法测定粒子大小
1. 超显微镜法 普通显微镜：明视野，分辩率10–7m，无法计数 超显微镜：
四. 光学方法测定粒子大小
1. 超显微镜法 普通显微镜：明视野，分辩率10–7m，无法计数 超显微镜：
《大分子溶液》课件
02
大分子溶液的制备
制备方法
溶解法
将大分子物质溶解于适当的溶剂中，形成均一稳定的溶液。
悬浮法
将大分子物质分散在溶剂中，形成悬浮液。
乳化法
将大分子物质与溶剂混合，通过搅拌或超声波处理形成乳液。
制备过程
准备大分子物质和溶剂
确保大分子物质和溶剂的质量和纯度符合要 求。
调整浓度
根据需要调整大分子溶液的浓度，以达到实 验或应用的要求。
头发护理
大分子溶液用于护发产品中，能够改善头发的弹性和光泽度，减少毛 躁和断裂。
在食品领域的应用
1 2 3
食品添加剂
大分子溶液作为食品添加剂，能够改善食品的口 感、质地和稳定性，如增稠剂、乳化剂和稳定剂 。
营养补充剂
大分子溶液用于制备营养补充剂，如蛋白质粉、 维生素和矿物质补充剂，以提高食品的生物利用 率。
生物材料Байду номын сангаас
大分子溶液在组织工程和再生医学中用作生物材料，如细胞培养基 质和人工器官的构建。
诊断试剂
大分子溶液用于制备诊断试剂，如免疫检测和分子诊断，以提高检 测的灵敏度和特异性。
在化妆品领域的应用
皮肤护理
大分子溶液在护肤品中用作保湿剂和滋润剂，能够改善皮肤的水分 保持和滋润度。
彩妆
大分子溶液用于制备持久性彩妆产品，如口红、眼影和粉底，以提 高产品的持久性和遮盖力。
随着大分子溶液研究的深入， 对其物理化学性质的认识越来 越全面，这为大分子溶液在材 料科学、生命科学等领域的应 用提供了理论基础。
大分子溶液在生物医学领 域的应用
随着生物医学技术的发展，大 分子溶液在药物传递、组织工 程、生物材料等领域的应用越 来越广泛，为生物医学领域的 发展提供了新的思路和方法。
第八章 大分子溶液
大分子主要为线型，其结构特点为：分子长链由许多C-Cσ单键组成，
的集合体称作链段。
00-8-1
1
大分子化合物
大分子长链上链节的内旋转和链段的热运动，促使
其具有明显的柔顺性影响大分子柔顺性的因素主要有：
（1）链段越短，大分子链上的独立运动单元越多，分子卷曲越厉害， 大分子的柔顺性越佳； （2）链节的内旋转越容易，则大分子越柔顺。影响内旋转的主要因 素是取代基；
不能
慢 均相、平衡体系，遵 守相律，热力学 稳定体系 大 大 不敏感(加入大量电 解质会发生盐析） 大
10
体系性质
与溶剂亲和力 粘度大小 对电解质的 敏感性
00-8-1
渗透压
二、大分子化合物的溶解规律
• 大分子化合物的溶解一般都要经过溶胀和溶解 两个过程。 • 大分子化合物在溶解时首先必须要经过溶胀过 程。大分子化合物的溶胀是指溶剂小分子钻到 大分子化合物分子间的空隙中去，导致大分子 化合物体积胀大，超过原来几倍，甚至几十倍， 但缠结着的大分子仍能在相当时间内保持联系， 以至大分子物质的外形保持不变的现象。溶胀 所形成的体系叫凝胶。若溶
00-8-1 15
三、大分子溶液对溶胶的保护和敏化作用
• 于一定量溶胶中加入足量的大分子溶液，可大大增加 溶胶的稳定性。我们把这种现象称为大分子溶液对溶 胶具有保护作用。保护作用是由于足量大分子加入溶 胶后，即被吸附在胶粒的界面上，整个将胶粒包围起 来，使其水化膜增厚，从而大大增加了溶胶的聚结稳 定性（如图8-4a）。例如医药上所用的蛋白银溶胶， 由于蛋白质大分子的保护，浓度高达7~25%时仍能保 持稳定，即便在干燥状态，加水也能自动转变成银溶 胶。血液中的碳酸钙等难溶盐也是因为受到血浆蛋白 等大分子的保护作用而得以存在的。 • 但是，如果所加入大分子溶液的量很少，反而会使溶 胶的稳定性降低而导致凝结，这种现象称为大分子溶 液对溶胶的敏化作用（如图8-4b）。
大分子溶液
大分子溶液
三、大分子电解质溶液的Donnan平衡 大分子电解质溶液的 平衡
Donnan平衡 平衡 大分子电解质溶液中除了有不能通过半透膜的大分子离 子外，还有可以通过半透膜但又受大分子离子影响的小离子。 子外，还有可以通过半透膜但又受大分子离子影响的小离子。 在测定大分子电解质溶液的渗透压时， 在测定大分子电解质溶液的渗透压时，由于离子分布的不平 衡会造成额外的渗透压，影响大分子摩尔质量的测定， 衡会造成额外的渗透压，影响大分子摩尔质量的测定，称之 效应， 为Donnan效应，要设法消除。 效应 要设法消除。 由于膜两边要保持电中性， 由于膜两边要保持电中性，使得达到渗透平衡时小离子 在两边的浓度不等，这种平衡称为膜平衡或唐南平衡 唐南平衡。 在两边的浓度不等，这种平衡称为膜平衡或唐南平衡。
大分子电解质溶液的电学性质 高电荷密度和高度水化 大分子电解质溶液的电粘效应 由于大分子电解质分子链上的高电荷密度及高度水化， 由于大分子电解质分子链上的高电荷密度及高度水化，在溶液 中链段间的相斥力增大，分子链扩展舒张，溶液粘度迅速增加， 中链段间的相斥力增大，分子链扩展舒张，溶液粘度迅速增加，这 种现象称为电粘效应。 种现象称为电粘效应。 一些大分子电解质溶液的粘度具有明显的pH依赖性 一些大分子电解质溶液的粘度具有明显的pH依赖性 pH 曲线出现反常， 大分子电解质溶液的ηsp ／c～c曲线出现反常，不 成线性关系，无法用外推法求[ 成线性关系，无法用外推法求[η]
（a） ）
m( NaCl, 左） m NaCl, 右） =（
（b） ）
大分子溶液
三、大分子电解质溶液的Donnan平衡 大分子电解质溶液的 平衡
所以
a ( NaCl, 左） a ( NaCl, 右） =
大分子溶液
多分子组成的胶粒
大分子溶液 小分子溶液 1~100nm 慢 单分子 单相 不能 是 弱 大 大 不太敏感 可逆 <1nm 快 单分子 单相 能 是 无 小 小 不敏感 可逆
多相 不能 是否热力学稳定体系 不是 丁达尔效应 强 粘度 小，与介质相似 渗透压 小 对外加电解质 敏感 形成过程是否可逆 不可逆
三、大分子溶液的黏度与分子质量的 测定
一）黏度的表示方法
二）黏度法测定大分子的平均摩尔质量 Huggins和Kraemer根据实验得到了稀溶液 中线型大分子的增比黏度、相对黏度与 浓度的关系式：
sp
C
C
k1 c
2
r 2
ln c k
2
以ηsp/c对c作图，得一条直线，以 lnηr/c 对c作图得另一条直线。将两条直线外推 至浓度c → 0，得到特性黏度[η]。
大分子化合物的分类
平均摩尔质量大于10 kgmol-1的物质 天然大分子 淀粉、蛋白质 、纤维
素、核酸、各种生物大分子。
合成大分子 合成橡胶、树脂、纤维。
功能大分子
光敏大分子、导电大分
子、医用大分子、 大分子膜。
大分子溶液其他溶液性质的比较
溶液类型 性质 分散相大小 扩散速度 分散相存在单元 体系 能否透过半透膜 憎液溶胶 1~100nm 慢
大分子的浓度涨落
Debye根据涨落理论导出的大分子溶液散 射光强Iθ,r计算公式为
I , r 2π n n cRT 1 cos2 I0 L r c c
2 2 0 4 2 2
L为Avogadro常数，n0为溶剂折射率，c为溶液浓度，∂n/∂c为折 射率随浓度的变化率，λ为入射光的波长， r为观测散射光的距 离，θ为观测散射光与入射光的夹角，∂Π/∂c为渗透压随浓度的 变化率，I0为入射光强。 适用于入射光的波长大于大分子的情况。
大分子溶液 小分子溶液 1~100nm 慢 单分子 单相 不能 是 弱 大 大 不太敏感 可逆 <1nm 快 单分子 单相 能 是 无 小 小 不敏感 可逆
多相 不能 是否热力学稳定体系 不是 丁达尔效应 强 粘度 小，与介质相似 渗透压 小 对外加电解质 敏感 形成过程是否可逆 不可逆
三、大分子溶液的黏度与分子质量的 测定
一）黏度的表示方法
二）黏度法测定大分子的平均摩尔质量 Huggins和Kraemer根据实验得到了稀溶液 中线型大分子的增比黏度、相对黏度与 浓度的关系式：
sp
C
C
k1 c
2
r 2
ln c k
2
以ηsp/c对c作图，得一条直线，以 lnηr/c 对c作图得另一条直线。将两条直线外推 至浓度c → 0，得到特性黏度[η]。
大分子化合物的分类
平均摩尔质量大于10 kgmol-1的物质 天然大分子 淀粉、蛋白质 、纤维
素、核酸、各种生物大分子。
合成大分子 合成橡胶、树脂、纤维。
功能大分子
光敏大分子、导电大分
子、医用大分子、 大分子膜。
大分子溶液其他溶液性质的比较
溶液类型 性质 分散相大小 扩散速度 分散相存在单元 体系 能否透过半透膜 憎液溶胶 1~100nm 慢
大分子的浓度涨落
Debye根据涨落理论导出的大分子溶液散 射光强Iθ,r计算公式为
I , r 2π n n cRT 1 cos2 I0 L r c c
2 2 0 4 2 2
L为Avogadro常数，n0为溶剂折射率，c为溶液浓度，∂n/∂c为折 射率随浓度的变化率，λ为入射光的波长， r为观测散射光的距 离，θ为观测散射光与入射光的夹角，∂Π/∂c为渗透压随浓度的 变化率，I0为入射光强。 适用于入射光的波长大于大分子的情况。
《胶体与大分子溶液》课件
胶体与大分子溶液的应用
胶体与大分子溶液在许多领域发挥着重要作用，如药物传递、化妆品、涂料 和食品工业。了解其应用有助于推动科学和工程的发展。
胶体的分类和性质
胶体可以根据分散相和连续相的特性进ห้องสมุดไป่ตู้分类，例如凝胶、溶胶和乳液等。胶体具有许多独特的性质，如稳定 性、表面活性和光学特性。
大分子溶液的形成与性质
大分子溶液的形成涉及溶质分子与溶剂分子之间的相互作用。这种溶液具有高分子量、粘弹性和独特的输运性 质，对生物医学、材料科学等领域具有广泛的应用。
胶体是由微小的粒子分散在连续介质中形成的稳定体系。它们具有高度的界 面活性和可控性，对于许多行业具有重要的应用价值。
大分子溶液的概念
大分子溶液是指由大分子链组成的溶液，这些溶质分子的尺寸通常比溶剂分 子大得多。大分子溶液在科学研究和工业生产中有着广泛的应用。
胶体与大分子溶液的区别与联 系
尽管胶体和大分子溶液都是由微小的分散相组成的，但它们的粒子大小、形 态和相互作用方式不同。胶体和大分子溶液之间存在着密切的联系，并且在 某些方面有着相似的特性。
《胶体与大分子溶液》 PPT课件
欢迎来到《胶体与大分子溶液》PPT课件！本课程将带您深入了解胶体与大 分子溶液的定义、特性、区别和联系，以及它们在实际应用中的作用。
课程介绍
在本课程中，我们将探索胶体与大分子溶液的世界。您将了解它们的基本概 念、研究方法和重要性，为后续的学习打下坚实的基础。
胶体的定义和特性
第八章 大分子化合物
第一节 大分子化合物
一、大分子化合物 定义：又可称为高分子化合物，它是指分子大小在1－100
mm，相对分子量高达几千到几百万的高聚物。
分类：
天然大分子化合物
如：天然橡胶、蛋白质、 淀粉、纤维素等。 如：塑料、有机玻璃、 腈纶等。
合成大分子化合物
湖南中医药大学物理化学教学课件
大分子溶液与溶胶的性质比较
第三节 大分子电解质溶液
二、大分子电解质溶液的电性
高电荷密度 稳定性 高度水化
pH对蛋白质电荷的影响 等电点：蛋白质分子中，－NH3+与－COO－数目相等时 溶液的pH
pH大于等电点，蛋白质带负电；反之亦然。
电泳现象 分离提纯蛋白质
湖南中医药大学物理化学教学课件
第三节 大分子电解质溶液
1/
大分子化合物的分散性
MZ Mm
或
Mm Mn
湖南中医药大学物理化学教学课件
第一节 大分子化合物
mol 例题一： 有一聚合物样品，其中摩尔质量为10.0 kg· －1的分 子有10摩尔，摩尔质量为100 kg· －1的分子有5mol， mol
则其 Mn和 Mm分别为多少？
解：
Mn N1M 1 N 2 M 2 N1 N 2 10 10 5 100 10 5
湖南中医药大学物理化学教学课件
第三节 大分子电解质溶液
例题二： 298K时，某高分子电解质NaR的浓度为0.1mol/L，将其置于半透
膜内，膜外放置NaCl水溶液，浓度为0.2mol/L，计算Donnan平衡 后，膜两边离子的浓度分布和渗透压。
解：Donnan平衡后
Na＋ （0.1+x）mol/L R－ 0.1mol/L
一、大分子化合物 定义：又可称为高分子化合物，它是指分子大小在1－100
mm，相对分子量高达几千到几百万的高聚物。
分类：
天然大分子化合物
如：天然橡胶、蛋白质、 淀粉、纤维素等。 如：塑料、有机玻璃、 腈纶等。
合成大分子化合物
湖南中医药大学物理化学教学课件
大分子溶液与溶胶的性质比较
第三节 大分子电解质溶液
二、大分子电解质溶液的电性
高电荷密度 稳定性 高度水化
pH对蛋白质电荷的影响 等电点：蛋白质分子中，－NH3+与－COO－数目相等时 溶液的pH
pH大于等电点，蛋白质带负电；反之亦然。
电泳现象 分离提纯蛋白质
湖南中医药大学物理化学教学课件
第三节 大分子电解质溶液
1/
大分子化合物的分散性
MZ Mm
或
Mm Mn
湖南中医药大学物理化学教学课件
第一节 大分子化合物
mol 例题一： 有一聚合物样品，其中摩尔质量为10.0 kg· －1的分 子有10摩尔，摩尔质量为100 kg· －1的分子有5mol， mol
则其 Mn和 Mm分别为多少？
解：
Mn N1M 1 N 2 M 2 N1 N 2 10 10 5 100 10 5
湖南中医药大学物理化学教学课件
第三节 大分子电解质溶液
例题二： 298K时，某高分子电解质NaR的浓度为0.1mol/L，将其置于半透
膜内，膜外放置NaCl水溶液，浓度为0.2mol/L，计算Donnan平衡 后，膜两边离子的浓度分布和渗透压。
解：Donnan平衡后
Na＋ （0.1+x）mol/L R－ 0.1mol/L
胶体与大分子溶液
分散相与分散介质
把一种或几种物 质分散在另一种物质 中就构成分散体系。 其中，被分散的物质 称为分散相 （dispersed phase）， 另一种物质称为分散 介质（dispersing medium)。
例如：云，牛奶，珍珠
分散体系分类
分散体系通常有三种分类方法：
按分散相粒子的大小分类：
•分子分散体系 •胶体分散体系 •粗分散体系
分散相粒子的半径在1 nm~100 nm之间的体系。目 测是均匀的，但实际是多相不均匀体系。也有的将1 nm ~ 1000 nm之间的粒子归入胶体范畴。 3.粗分散体系
当分散相粒子大于1000 nm,目测是混浊不均匀体 系，放置后会沉淀或分层，如黄河水。
（2）按分散相和介质聚集状态分类
1.液溶胶 将液体作为分散介质所形成的溶胶。当分散
8.7 溶胶的光学和动力学性质
光学性质
•Tyndall效应 • Rayleigh公式
动力学性质
Tyndall效应
1869年Tyndall发现，若令一束会聚光通过溶胶，从 侧面（即与光束垂直的方向）可以看到一个发光的圆锥 体，这就是Tyndall效应。其他分散体系也会产生一点散 射光，但远不如溶胶显著。
分子溶液十分均匀，这种散射光因相互干涉而完 全抵消，看不到散射光。
溶胶是多相不均匀体系，在胶粒和介质分子上产 生的散射光不能完全抵消，因而能观察到散射现象。
Rayleigh公式
1871年，Rayleigh研究了大量的光散射现象，对 于粒子半径在47nm以下分散体系，导出了散射光总 能量的计算公式，称为Rayleigh公式：
物理化学电子教案
胶体分散系统
8.6 分散系统的分类 8.7 溶胶的光学及动力学性质 8.8 溶胶的电性质 8.9 溶胶的聚沉和絮凝 8.10 溶胶的制备与净化
溶胶和大分子溶液的异同点
溶胶和大分子溶液的异同点《溶胶和大分子溶液的异同点》嗨，小伙伴们！今天咱们来聊聊溶胶和大分子溶液，这可特别有趣呢。
我先来说说溶胶吧。
溶胶啊，就像是一群调皮的小颗粒在液体里开派对。
这些小颗粒可小了，但是又比普通溶液里的溶质分子大好多呢。
就好比在一个大操场上，普通溶液的分子就像小小的蚂蚁，而溶胶里的颗粒就像小弹珠。
溶胶的这些小颗粒是高度分散在液体中的，可是它们又不安分，到处跑来跑去。
比如说，你看那种灰尘弥漫在空气里的样子，其实就有点像溶胶，灰尘就是那些小颗粒，空气就是分散介质。
那溶胶有啥特点呢？它有丁达尔效应哦。
这就像在黑暗里，你拿个手电筒照向这些小颗粒，就会看到一道明亮的光线。
这是因为这些小颗粒散射了光，就像一个个小镜子把光反射到各个方向。
而且溶胶是不稳定的呢，放久了，那些小颗粒就会聚在一起，就像小朋友们玩累了就会聚到一块儿。
我有次做实验，把一种溶胶放在那里，刚开始还好好的，过了几天，就发现底部有沉淀了，那些小颗粒都沉下去了，就像小石子沉到水底一样。
再来说说大分子溶液。
大分子溶液里的溶质可是大分子呢。
这些大分子就像一条长长的绳子，弯弯曲曲的。
它们在溶液里也是分散开来的，不过和溶胶不太一样。
大分子溶液的溶质分子很大，大到你可以想象成是一群大蛇在水里游动。
大分子溶液很稳定，不像溶胶那样容易聚沉。
就好像那些大蛇都很有秩序，不会乱成一团然后沉下去。
那大分子溶液有啥特别的呢？它的黏度比较大。
你可以想象一下，要是把水和蜂蜜对比，蜂蜜就像是大分子溶液，流得很慢，因为它黏黏的。
而水就像是普通的溶液，流得可快了。
我记得我妈妈做蛋糕的时候，用到那种很稠的糖浆，那糖浆就有点像大分子溶液的感觉，倒的时候慢悠悠的，不像水一下子就倒出来了。
那溶胶和大分子溶液有啥相同点呢？它们都是分散系。
就好像都是把一些东西分散在另外的东西里面。
不管是溶胶里的小颗粒还是大分子溶液里的大分子，都是在液体里分散着的。
这就像我们把糖果撒在盒子里，不管是大颗的水果糖还是小颗的薄荷糖，都是在盒子这个空间里分散着的。
大分子化合物性质与大分子溶液
平均分子质量
（1）数均相对分子质量：是由大分子溶液中每种分子 ）数均相对分子质量： 的数目乘以它的质量，然后加和起来， 的数目乘以它的质量，然后加和起来，除以分子的总数 Σni M I 得到， 得到，即
Mn = Σni = Σx i M i
式中 ni是混合物中具有分子质量 M i的第i 种的分子数， 的第 种的分子数， n xi = i x i 为其物质量的分数，即 为其物质量的分数， Σni （2）质均相对分子质量：是每种分子的质量乘以它的 ）质均相对分子质量： 相对分子质量，然后加和再除以总质量， 相对分子质量，然后加和再除以总质量，即 式中 即Wi = ni M i ， W i =
Donnan平衡 平衡
（2）能电离的大分子溶液 ） 以蛋白质的钠盐为例， 以蛋白质的钠盐为例，它 在水中发生如下离解： 在水中发生如下离解：
Na z P → zNa + P
+
Z−
蛋白质分子P 不能透过半透膜， 可以， 蛋白质分子 z+ 不能透过半透膜，而Na+可以，但为 了保持溶液的电中性， 也必须留在P 了保持溶液的电中性，Na+也必须留在Pz-同一侧 。 这种Na 在膜两边浓度不等的状态就是唐南平衡 唐南平衡。 这种 +在膜两边浓度不等的状态就是唐南平衡。 因为渗透压只与粒子的数量有关，所以： 因为渗透压只与粒子的数量有关，所以： 由于大分子中z 的数值不确定， 由于大分子中 的数值不确定，就是测定了 π 2也无法 正确地计算大分子的摩尔质量。 正确地计算大分子的摩尔质量。
π 2 = ( z + 1)c2 RT
Donnan平衡 平衡
（3）外加电解质的大分子溶液 ） 在蛋白质钠盐的另一侧加入 的小分子电解质。 浓度为 c1 的小分子电解质。 达到膜平衡时， 达到膜平衡时，为了保 持电中性，有相同数量的 持电中性， Na+ 和Cl-扩散到了左边。 扩散到了左边。 c1 虽然膜两边NaCl的浓度不 虽然膜两边 的浓度不 但达到膜平衡时NaCl 等，但达到膜平衡时 在两边的化学势应该相等： 在两边的化学势应该相等：
大分子溶液精品讲义
式中常数A2, A3, …称为维里系数. 若浓度很小, 上式可简化为
00-8-1
11
第三节 大分渗子透化压合物的渗透压
Π/ρ B RT(1/M A2ρB )
在恒温下, 若以 /B对B 作图, 应得一直线, 可由该直线的斜
率及截距计算高分子化合物的摩尔质量M和第二维里系数A2.
3.测定范围：1）渗透压法测定大分子摩尔质量的范围是10 ~103kgmol-1, 摩尔质量太小时, 容易通过半透膜, 制膜有困难; 太大时渗透压很低, 测量误差大.
2.溶解：大分子进入溶剂（无限）。例煤油溶橡胶 溶胀可以看成是溶解的第一阶段，溶解是溶胀的继续，
达到完全溶解也就是无限溶胀。溶解一定经过溶胀， 但是溶胀并不一定必然溶解。
00-8-1
9
第二节大分子溶液的基本特征
三.溶解特性：1.无稳定的溶解度：在一定的T、P时
①大分子化合物的溶解度随相对分子质量的增大而减小；分 子量愈大，大分子自身的内聚力愈大，溶解性愈差；
②.链段：独立运动的小单元，链段是由一定数量相互影响 的链节所组成的活动单元。
链段越短，大分子物质柔性越强（链节=链段）；
链段=一个大分子时，则为刚性极限。
00-8-1
3
二.大分子物质的结构特性
C5 C4
4.特性：柔性，具弹性，易变 形；
①大分子长链上链节的内旋转和
C3 C2
链段的热运动，促使其具有明显 的柔顺性（flexibility）。
质均相对分子质量，它是按样品中各种分子所占质量进行统计平
均的，
M m
m1M1 m2 M 2 mi M i m1 m2 mi
mi M i mi
N
00-8-1
11
第三节 大分渗子透化压合物的渗透压
Π/ρ B RT(1/M A2ρB )
在恒温下, 若以 /B对B 作图, 应得一直线, 可由该直线的斜
率及截距计算高分子化合物的摩尔质量M和第二维里系数A2.
3.测定范围：1）渗透压法测定大分子摩尔质量的范围是10 ~103kgmol-1, 摩尔质量太小时, 容易通过半透膜, 制膜有困难; 太大时渗透压很低, 测量误差大.
2.溶解：大分子进入溶剂（无限）。例煤油溶橡胶 溶胀可以看成是溶解的第一阶段，溶解是溶胀的继续，
达到完全溶解也就是无限溶胀。溶解一定经过溶胀， 但是溶胀并不一定必然溶解。
00-8-1
9
第二节大分子溶液的基本特征
三.溶解特性：1.无稳定的溶解度：在一定的T、P时
①大分子化合物的溶解度随相对分子质量的增大而减小；分 子量愈大，大分子自身的内聚力愈大，溶解性愈差；
②.链段：独立运动的小单元，链段是由一定数量相互影响 的链节所组成的活动单元。
链段越短，大分子物质柔性越强（链节=链段）；
链段=一个大分子时，则为刚性极限。
00-8-1
3
二.大分子物质的结构特性
C5 C4
4.特性：柔性，具弹性，易变 形；
①大分子长链上链节的内旋转和
C3 C2
链段的热运动，促使其具有明显 的柔顺性（flexibility）。
质均相对分子质量，它是按样品中各种分子所占质量进行统计平
均的，
M m
m1M1 m2 M 2 mi M i m1 m2 mi
mi M i mi
N
第八章大分子溶液
溶胶
1100nm 若干分子形成的胶粒 不能 慢 多相、热力学 不稳定系统
大分子溶液
1100nm 单个分子 不能 慢 均相、热力学 稳定系统
丁铎尔效应
粘度大小 对电解质的 敏感性 干燥或聚沉后 能否复原
强
小(与纯溶剂粘度相似) 敏感(加入少量电解质 就会聚沉） 不能
微弱
大 不敏感(加入大量电 解质会发生盐析） 能
13
七.大分子电解质 macromolecular electrolyte 第四节 大分子电解质 macromolecular electrolyte
③大分子电解质水溶液的高电荷密度和高度水化使大分 子电解质在水溶液中分子链相互排斥，易于伸展，稳定 性增加。但若加入酸、碱或盐，均可使大分子电解质分 子长链上电性相互抵消，显示出非电解质大分子化合物 的性质。 三.蛋白质水溶液的电泳 ① pH值对水溶液中蛋白质荷电的影响
m M N M m M m M m M i i i i 1 1 2 2 i i M m m m m m N M 1 2 i i i i
3 (m M )M N M i i i M z i i 2 (m M ) N M i i i i
大分子电解质溶液中的大离子带电并能形成溶剂化膜， 使得大分子电解质溶液具有较大的稳定性，一般不会自 动絮凝。 1.絮凝:不仅要加入少量电解质中和大离子的电性，更要 加入去水剂以去除溶剂化膜。 2.盐析:不加去水剂而只加大量电解质也能使溶胶絮凝， 这种现象叫“盐析”。 3.盐析浓度:盐析所需电解质的最小量称为盐析浓度
14
七.大分子电解质 macromolecular electrolyte 第四节 大分子电解质 macromolecular electrolyte
第八章大分子溶液
• 此外，大分子化合物的溶解过程需要较长时间， 往往要几个星期甚至几个月之久才能达到溶解 平衡。
00-8-1
16
三、大分子溶液对溶胶的保护和敏化作用
• 于一定量溶胶中加入足量的大分子溶液，可大大增加 溶胶的稳定性。我们把这种现象称为大分子溶液对溶 胶具有保护作用。保护作用是由于足量大分子加入溶 胶后，即被吸附在胶粒的界面上，整个将胶粒包围起 来，使其水化膜增厚，从而大大增加了溶胶的聚结稳 定性（如图8-4a）。例如医药上所用的蛋白银溶胶， 由于蛋白质大分子的保护，浓度高达7~25%时仍能保 持稳定，即便在干燥状态，加水也能自动转变成银溶 胶。血液中的碳酸钙等难溶盐也是因为受到血浆蛋白 等大分子的保护作用而得以存在的。
增加； （4）溶剂对大分子链柔顺性的影响主要反映在其溶剂化的能力上。
00-8-1
3
二、大分子化合物的平均摩尔质量
1. 数字平均摩尔质量Mn
可由渗透压法或电子显微镜测得
2. 质量平均摩尔质量Mm
可用光散射法测得
3. Z均摩尔质量MZ
可用超离心沉降法测得
4. 粘度平均摩尔质量Mη
可由粘度法测得
对单级分散体系， MZ ＝ Mm ＝ Mη ＝Mn， 对多级分散体系， MZ ＞ Mm ＞ Mη ＞Mn，
B
切
A
黏
速
度
率
η
dv
dx
切力f
A-牛顿型流体 B-大分子溶液
B A
切力f A-牛顿型流体 B-大分子溶液
00-8-1
25
高分子溶液的粘度特性
高分子溶液的粘度较一般溶胶或普通溶液的粘度大得多. 如, 若在苯中溶入质量百分数为1%的橡胶, 该溶液粘度要比 纯苯的粘度大十多倍.
00-8-1
16
三、大分子溶液对溶胶的保护和敏化作用
• 于一定量溶胶中加入足量的大分子溶液，可大大增加 溶胶的稳定性。我们把这种现象称为大分子溶液对溶 胶具有保护作用。保护作用是由于足量大分子加入溶 胶后，即被吸附在胶粒的界面上，整个将胶粒包围起 来，使其水化膜增厚，从而大大增加了溶胶的聚结稳 定性（如图8-4a）。例如医药上所用的蛋白银溶胶， 由于蛋白质大分子的保护，浓度高达7~25%时仍能保 持稳定，即便在干燥状态，加水也能自动转变成银溶 胶。血液中的碳酸钙等难溶盐也是因为受到血浆蛋白 等大分子的保护作用而得以存在的。
增加； （4）溶剂对大分子链柔顺性的影响主要反映在其溶剂化的能力上。
00-8-1
3
二、大分子化合物的平均摩尔质量
1. 数字平均摩尔质量Mn
可由渗透压法或电子显微镜测得
2. 质量平均摩尔质量Mm
可用光散射法测得
3. Z均摩尔质量MZ
可用超离心沉降法测得
4. 粘度平均摩尔质量Mη
可由粘度法测得
对单级分散体系， MZ ＝ Mm ＝ Mη ＝Mn， 对多级分散体系， MZ ＞ Mm ＞ Mη ＞Mn，
B
切
A
黏
速
度
率
η
dv
dx
切力f
A-牛顿型流体 B-大分子溶液
B A
切力f A-牛顿型流体 B-大分子溶液
00-8-1
25
高分子溶液的粘度特性
高分子溶液的粘度较一般溶胶或普通溶液的粘度大得多. 如, 若在苯中溶入质量百分数为1%的橡胶, 该溶液粘度要比 纯苯的粘度大十多倍.
大分子溶液
aNaCl ,内 aNaCl ,外
(a Na
a Cl
)内
(
a Na
a Cl
)外
cNa ,内
c Cl
,内
cNa ,外
c Cl
,外
• 这就是唐南平衡公式。
(x c1) x (c2 x)2
x c22 c1 2c2
cNaCl ,外 c2 x c2 c1 1 c1
cNaCl ,内
流变性: 在外力作用下,物质发生形变与流 动的性质. 生物流变学:以生物体和人体为对象
一、流体的粘度 液体流动时所表现出来的内摩擦力
液体的层流
A
v+dv
dx
A
v
F
F A dv
dx
τ F dv
A dx
F是切变力（sheering force），是粘度系 数(coefficient viscosity)，或动力粘度。绝 对粘度简称粘度。
109°28´
大分子化合物链节中键的内旋转
• 溶胀：大分子化合物吸收溶剂溶 胀,然后再分散进入溶剂,形成溶 液
• 良溶剂：能形成高分子溶液的溶 剂,又称无限溶胀.
• 不良溶剂：只能有限溶胀,不能 形成溶液
二、大分子化合物的平均摩尔质量
大分子化合物的分子量是不均匀的
摩尔质量 分子数 分子总质量
M1
膜外
膜
R Na Cl- Na Cl
C1 C1 x x C2-x C2 x
凝胶
• 大分子溶质或溶胶粒子相互连接，形成 空间网状结构，形成凝胶，GEL， JELLY，过程称为胶凝GELATION
• 凝胶：形态上分为弹性和非弹性两类 • 结构上分为： • 1。球形凝胶 • 2。针状或片状凝胶 • 3。线型大分子互相连接形成的网状凝胶 • 4。大分子通过化学桥联形成的网状凝胶
大分子溶液
一、流体的粘度
液体流动时所表现出来的内摩擦力
第13页，共48页。
液体的层流
第14页，共48页。
A
v+dv
dx
A
v
F
F A dv
dx
τ F dv
A dx
F是切变力（sheering force），是粘度系数 (coefficient viscosity)，或动力粘度。绝对粘度
简称粘度。
第15页，共48页。
RT M
A2 RTc
第24页，共48页。
cRT
× ×× ××
×
×
× ×
C
外推到C=0，截距为RT/M. 渗透压测得的 分子量为数均分子量, Mn .
第25页，共48页。
三、粘度法
• 1.相对粘度(relative viscosity):
• r=solution/solvent • 2.增比粘度(specific viscosity):
第41页，共48页。
大分子电解质溶液的渗透压
内 2RT (c1 x) 外 2RT (c2 x) 测 内 外 2RT[(c1 x) (c2 x)]
2RT (c1 c2 2x)
第42页，共48页。
例题1． 在298K时，某高分子电解质R+Cl-的浓度为 0.1mol·dm-3置于半透膜内，膜外放置NaCl 水溶液 浓度为0.5 mol·dm-3，计算唐南平衡后，膜两边离 子分布浓度及其渗透压π测。
dv dx
pseudoplasic flow type: =KDn n<1 羧甲基纤维素、淀粉、橡胶、海藻酸钠。西黄蓍 胶。不对称粒子，静止时有各种取向，当切速增 加时，粒子的长轴转向流动方向，切速越大转向 越彻底，流动阻力随之下降。
液体流动时所表现出来的内摩擦力
第13页，共48页。
液体的层流
第14页，共48页。
A
v+dv
dx
A
v
F
F A dv
dx
τ F dv
A dx
F是切变力（sheering force），是粘度系数 (coefficient viscosity)，或动力粘度。绝对粘度
简称粘度。
第15页，共48页。
RT M
A2 RTc
第24页，共48页。
cRT
× ×× ××
×
×
× ×
C
外推到C=0，截距为RT/M. 渗透压测得的 分子量为数均分子量, Mn .
第25页，共48页。
三、粘度法
• 1.相对粘度(relative viscosity):
• r=solution/solvent • 2.增比粘度(specific viscosity):
第41页，共48页。
大分子电解质溶液的渗透压
内 2RT (c1 x) 外 2RT (c2 x) 测 内 外 2RT[(c1 x) (c2 x)]
2RT (c1 c2 2x)
第42页，共48页。
例题1． 在298K时，某高分子电解质R+Cl-的浓度为 0.1mol·dm-3置于半透膜内，膜外放置NaCl 水溶液 浓度为0.5 mol·dm-3，计算唐南平衡后，膜两边离 子分布浓度及其渗透压π测。
dv dx
pseudoplasic flow type: =KDn n<1 羧甲基纤维素、淀粉、橡胶、海藻酸钠。西黄蓍 胶。不对称粒子，静止时有各种取向，当切速增 加时，粒子的长轴转向流动方向，切速越大转向 越彻底，流动阻力随之下降。
大分子化合物溶液
ηsp
η0 和 η，计
。
以
ηsp / c
[η]
。
对c 作图，得一条直线，以
作图得另一条直线。将两条直线外推至浓度 特性粘度
lnηr / c 对c c →0 ，得到
从如下经验式求粘均摩 尔质量
Mν
。
[η ] = KM
式中
α ν
大分子物质和温度有关的经 验常数，有表可查。
K 和 α 为与溶剂、
(c1 + x)x = (c2 − x)2
2 c2 x= c1 + 2c2
平衡时
v左 = k[Na+]左[Cl −]左
v右 = k[Na+]右[Cl−]右
膜水解
如果半透膜的一边是大分子电解质溶液，而另一边是 纯水，则Na+的渗透会引起膜两边的pH发生变化，一边升 高，而另一边降低。
平衡时
[Na+]左[OH−]左 = [Na+]右[OH−]右
所以：
a (NaCl, 左） a (NaCl, Cl −左) = a(Na+右) ⋅ a(Cl −右)
+ + 设活度系数均为1，得： [Na ]左[Cl ]左 =[Na ]右[Cl ]右
即 （ 1 + x)x = (c2 − x)2 zc
2 c2 x= zc + 2c2 1
9.3 大分子相对摩尔质量
• • • • • • • 聚合物摩尔质量的表示法 数均摩尔质量 质均摩尔质量 Z均摩尔质量 粘均摩尔质量 粘度的类型 用粘度法测摩尔质量
聚合物摩尔质量的表示法
由于聚合过程中，每个分子的聚合程度可以不一样，所 以聚合物的摩尔质量只能是一个统计平均值。而且，测定和 平均的方法不同，得到的平均摩尔质量也不同。常用有四种 平均方法，因而有四种表示法： 数均摩尔质量 质均摩尔质量 Z均摩尔质量 均摩尔质量 粘均摩尔质量
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1. 流体的粘度 (1)粘度的意义及牛顿粘 粘度的意义及牛顿粘 度定律 流体流动时产生内摩擦 力的性质称为粘性。 力的性质称为粘性。
y x y • 流体在管道中呈层流流动 时流速的径向分布
运动着的流体内部相邻两流体层间由于分子运动而产生的相 互作用力， 或粘滞力，其大小为： 互作用力，称为流体的内摩擦力 或粘滞力，其大小为： 牛顿粘度定律: 牛顿粘度定律
c ∴x = c1 + 2c2
2 2
(1)c1 〉〉 c2 , x ≈ 0
00-8-1
c2 (2)c1 〈〈 c2 , x = 2
16
2. 大分子电解质溶液的渗透压
达到唐南平衡时，膜内、外渗透压分别为：
π 内＝2 RT (c1 + x) π 外＝2 RT (c2 − x)
∴π 测＝π 内 − π 外＝2 RT (c1 − c2 + 2 x) 2 c2 Qx = c1 + 2c2 2c
00-8-1 18
凝胶
三、胶凝作用和影响因素 胶凝作用 是指降低大分子溶液的溶解度，使之析出分散相 粒子，并使胶粒互相交联形成网状骨架结构而转变为凝胶的过程。 影响胶凝的主要因素有大分子本身的形状、分散相的浓度、 影响胶凝的主要因素 温度及电解质等。 四、凝胶的溶胀和影响因素 凝胶的溶胀作用是指干凝胶吸收溶剂或蒸气，使自身的体积、 重量明显增大的现象。 凝胶的溶胀可分为有限溶胀和无限溶胀两种。 凝胶的溶胀 溶胀作用进行的程度与凝胶内部结构的连接强度、环境的温 溶胀作用进行的程度 度、介质的组成及pH值等 有关。 当凝胶溶胀时，凝胶内外溶液会产生较大浓度差，对外界就 会产生很大的溶胀压。
(a) 开始时
图 8-1
00-8-1
膜平衡示意图
15
唐南平衡
µ NaCl ,内 = µ NaCl ,外
µ = µ + RT ln a ∴ a Na + ,内 ⋅ aCl − ,内＝a Na + ,外 ⋅ aCl − ,外
o
c Na + ,内 ⋅ cCl − ,内＝c Na + ,外 ⋅ cCl − ,外 2 (c1 + x) ⋅ x = (c2 − x)
00-8-1
13
四、唐南平衡与渗透压
1. 唐南平衡：因大分子离子的存在而导致小分子离子在 唐南平衡： 半透膜两边分布不均匀的现象。 半透膜两边分布不均匀的现象。 唐南平衡最重要的功能是控制物质的渗透压 唐南平衡最重要的功能是控制物质的渗透压, 这对医学和 控制物质的渗透压 生物学等研究细胞内外的渗透平衡有重要意义. 生物学等研究细胞内外的渗透平衡有重要意义
00-8-1 4
第二节 大分子溶液
一、大分子溶液的特性 特性
分散相大小 分散质存在形式 能否透过半透膜 扩散速度 体系性质 与溶剂亲和力 粘度大小 对电解质的 敏感性
00-8-1
溶胶
1∼100nm ∼ 若干分子形成的胶粒 不能 慢 多相、不平衡体系， 多相、不平衡体系， 不遵守相律， 不遵守相律，热力学 不稳定体系 小 与纯溶剂粘度相似) 小(与纯溶剂粘度相似 与纯溶剂粘度相似 敏感(加入少量电解质 敏感 加入少量电解质 就会聚沉） 就会聚沉） 小
2 RTc1 (c1 + c2 ) ∴π 测 = c1 + 2c2
(1)c1 〉〉 c2 , π 测＝2c1 RT
(2)c2 〉〉 c1 , π 测＝c1RT
00-8-1 17
第四节
凝胶
一、凝胶的特征与形成 凝胶是由两种或两种以上组分所组成的半固体物质。根据含 液量的多少，凝胶可分为软胶（冻胶）或干凝胶。 制备凝胶的方法主要有：大分子溶液的胶凝、干燥大分子化 合物的溶胀、加入非溶剂、加入盐类、化学反应 二、凝胶的结构和分类 1. 结构——网状结构 2. 分类 形态上：弹性凝胶和非弹性凝胶 高分子溶液与凝胶之间是否可以相互逆转：可逆凝胶和不可逆凝 胶
00-8-1
2
大分子化合物
大分子长链上链节的内旋转和链段的热运动，促使 其具有明显的柔顺性影响大分子柔顺性的因素主要有： （1）链段越短，大分子链上的独立运动单元越多，分子卷曲越厉害， 大分子的柔顺性越佳； （2）链节的内旋转越容易，则大分子越柔顺。影响内旋转的主要因 素是取代基； （3）温度升高，大分子的动能增大，使内旋转更容易，故柔顺性易 增加； （4）溶剂对大分子链柔顺性的影响主要反映在其溶剂化的能力上。η Biblioteka pc =ηr −1
c
4）特性粘度 [η ] = lim
η sp
c
8
c→ 0
00-8-1
2. 高分子溶液的粘度
（1）大分子溶液的粘度特性 ） 高分子溶液的粘度较一般溶胶或普通溶液的粘度大得多. 高分子溶液的粘度较一般溶胶或普通溶液的粘度大得多 若在苯中溶入质量百分数为1%的橡胶 的橡胶, 如, 若在苯中溶入质量百分数为 的橡胶 该溶液粘度要比 纯苯的粘度大十多倍. 纯苯的粘度大十多倍
00-8-1
12
三、大分子电解质溶液的粘度
• 大分子电解质溶液的粘度大于同浓度的大分子非电解 质溶液。 • 大分子电解质溶液的ηsp/c对c作图不呈线性关系，不能 用外推法求得[η]，这是因为：溶液浓度变小，电离度 增大，电荷密度增大，斥力增加，分子链伸展，粘度 增大，这种现象称为电粘效应。加入无机盐可消除电 粘效应。 • 在等电点，溶液的粘度最小。 插图p281 9－12，9－13
00-8-1 3
二、大分子化合物的平均摩尔质量
1. 数字平均摩尔质量Mn 可由渗透压法或电子显微镜测得 2. 质量平均摩尔质量Mm 可用光散射法测得 3. Z均摩尔质量MZ 可用超离心沉降法测得 4. 粘度平均摩尔质量Mη 可由粘度法测得 对单级分散体系， MZ ＝ Mm ＝ Mη ＝Mn， 对多级分散体系， MZ ＞ Mm ＞ Mη ＞Mn， d＝ Mm/ Mn, d＝1时为单级分散体系，一般d 值在1.5～20之间。
00-8-1
1
第一节 大分子化合物
一、大分子化合物的结构特征 重复出现的结构单元称为链节 链节，链节数n称聚合度 聚合度。 链节 聚合度 大分子化合物的形状主要有线型、支链型、体型。溶液中的 大分子主要为线型，其结构特点为：分子长链由许多C-Cσ单键组成， 在键角不变的情况下，这些单键都能发生分子的内旋转。 大分子碳链中某一个链节发生内旋转时，会影响到距它较近 的链节，使它们随着一起运动，我们把这些受到相互影响的链节 的集合体称作链段 链段。 链段
3. 流变性简介
流变性：物质在适当外力作用下发生形变或流动的性质。 流变性 根据流变曲线的形状，流体大致可以分为五种类型： 牛顿型、塑流型、假塑流型、胀流型、触变流型
插图P277 9－10
00-8-1
11
第三节 大分子电解质溶液
一、大分子电解质的意义 二、大分子电解质溶液的电学性质 1. 弱导电性 2. 高电荷密度 3. 高度水化 4. 电泳（以蛋白质为例） （1）pH值对水溶液中蛋白质电荷的影响 等电点pI:大分子链上－NH3+基与－COO-基数目相等时溶液的pH值。 （2）电泳
粘 度 大分子 溶液
溶胶
如图所示, 如图所示, 当大分子溶 液的浓度增加时, 浓度增加时 液的浓度增加时, 其粘度急 剧上升. 此外, 剧上升. 此外, 大分子溶液 的粘度还与溶质的大小 溶质的大小、 的粘度还与溶质的大小、形 溶剂化程度等因素有关 等因素有关. 状及溶剂化程度等因素有关.
•溶胶 溶胶
f = F / A = η ⋅ du / dx
为比例常数，称为粘度系数 简称粘度 粘度系数, 粘度. 式中η 为比例常数，称为粘度系数 简称粘度
00-8-1
7
（2）粘度的表示方法
η溶液 1 ）相对粘度η r = η溶剂
2）增比粘度 η sp
3）比浓粘度 η c =
η 溶液 − η 溶剂 = η 溶剂
00-8-1 19
凝胶
五、离浆和触变 凝胶在放置过程中，液体会缓慢地自动地从中分离出来，这 种现象称为离浆，又叫脱水收缩。 离浆时凝胶失去的不是单纯溶剂，而是稀溶胶或大分子溶液。 凝胶离浆后，体积变小，但仍保持原来的几何形状。 在恒温条件下，凝胶受外力作用网状结构被拆散而变成大分 子溶液（或溶胶），去掉外力静置一定时间后又逐渐胶凝成凝胶， 凝胶与大分子溶液（或溶胶)的这种反复互变的现象称为触变现 象。 触变现象的特点：凝胶结构的拆散与恢复是可逆的，是恒温过程。
00-8-1
20
第八章 大分子溶液
大分子化合物（高分子化合物） 分子大小在10 大分子化合物（高分子化合物）: 分子大小在 －9～10－7m， ， 相对分子量高达几千到几百万的高聚物。 相对分子量高达几千到几百万的高聚物。 根据来源， 根据来源，大分子化合物可分为天然大分子化合物和合成大分 子化合物。 子化合物。 大分子化合物是以分子或离子状态均匀地分布在溶液中, 大分子化合物是以分子或离子状态均匀地分布在溶液中 在分 散相与分散介质之间无相界面存在. 散相与分散介质之间无相界面存在 故大分子溶液是均匀分布的真 溶液, 即热力学平衡体系。这是高分子溶液与溶胶的最本质的区别。 溶液 即热力学平衡体系。这是高分子溶液与溶胶的最本质的区别。 高分子溶液与溶胶的最本质的区别
大分子溶液
1∼100nm ∼ 单个分子 不能 慢 均相、平衡体系， 均相、平衡体系，遵 守相律， 守相律，热力学 稳定体系 大 大 不敏感(加入大量电 不敏感 加入大量电 解质会发生盐析） 解质会发生盐析） 大
5
渗透压
二、大分子溶液的渗透压
渗透压大小：大分子溶液＞溶液＞溶胶
00-8-1
6
三、大分子溶液的粘度
00-8-1
分 度 度 粘度的愝
9
（2）粘度法测定大分子的粘均摩尔质量 ）
Qη r = 1 + η sp
y x y • 流体在管道中呈层流流动 时流速的径向分布
运动着的流体内部相邻两流体层间由于分子运动而产生的相 互作用力， 或粘滞力，其大小为： 互作用力，称为流体的内摩擦力 或粘滞力，其大小为： 牛顿粘度定律: 牛顿粘度定律
c ∴x = c1 + 2c2
2 2
(1)c1 〉〉 c2 , x ≈ 0
00-8-1
c2 (2)c1 〈〈 c2 , x = 2
16
2. 大分子电解质溶液的渗透压
达到唐南平衡时，膜内、外渗透压分别为：
π 内＝2 RT (c1 + x) π 外＝2 RT (c2 − x)
∴π 测＝π 内 − π 外＝2 RT (c1 − c2 + 2 x) 2 c2 Qx = c1 + 2c2 2c
00-8-1 18
凝胶
三、胶凝作用和影响因素 胶凝作用 是指降低大分子溶液的溶解度，使之析出分散相 粒子，并使胶粒互相交联形成网状骨架结构而转变为凝胶的过程。 影响胶凝的主要因素有大分子本身的形状、分散相的浓度、 影响胶凝的主要因素 温度及电解质等。 四、凝胶的溶胀和影响因素 凝胶的溶胀作用是指干凝胶吸收溶剂或蒸气，使自身的体积、 重量明显增大的现象。 凝胶的溶胀可分为有限溶胀和无限溶胀两种。 凝胶的溶胀 溶胀作用进行的程度与凝胶内部结构的连接强度、环境的温 溶胀作用进行的程度 度、介质的组成及pH值等 有关。 当凝胶溶胀时，凝胶内外溶液会产生较大浓度差，对外界就 会产生很大的溶胀压。
(a) 开始时
图 8-1
00-8-1
膜平衡示意图
15
唐南平衡
µ NaCl ,内 = µ NaCl ,外
µ = µ + RT ln a ∴ a Na + ,内 ⋅ aCl − ,内＝a Na + ,外 ⋅ aCl − ,外
o
c Na + ,内 ⋅ cCl − ,内＝c Na + ,外 ⋅ cCl − ,外 2 (c1 + x) ⋅ x = (c2 − x)
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四、唐南平衡与渗透压
1. 唐南平衡：因大分子离子的存在而导致小分子离子在 唐南平衡： 半透膜两边分布不均匀的现象。 半透膜两边分布不均匀的现象。 唐南平衡最重要的功能是控制物质的渗透压 唐南平衡最重要的功能是控制物质的渗透压, 这对医学和 控制物质的渗透压 生物学等研究细胞内外的渗透平衡有重要意义. 生物学等研究细胞内外的渗透平衡有重要意义
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第二节 大分子溶液
一、大分子溶液的特性 特性
分散相大小 分散质存在形式 能否透过半透膜 扩散速度 体系性质 与溶剂亲和力 粘度大小 对电解质的 敏感性
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溶胶
1∼100nm ∼ 若干分子形成的胶粒 不能 慢 多相、不平衡体系， 多相、不平衡体系， 不遵守相律， 不遵守相律，热力学 不稳定体系 小 与纯溶剂粘度相似) 小(与纯溶剂粘度相似 与纯溶剂粘度相似 敏感(加入少量电解质 敏感 加入少量电解质 就会聚沉） 就会聚沉） 小
2 RTc1 (c1 + c2 ) ∴π 测 = c1 + 2c2
(1)c1 〉〉 c2 , π 测＝2c1 RT
(2)c2 〉〉 c1 , π 测＝c1RT
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第四节
凝胶
一、凝胶的特征与形成 凝胶是由两种或两种以上组分所组成的半固体物质。根据含 液量的多少，凝胶可分为软胶（冻胶）或干凝胶。 制备凝胶的方法主要有：大分子溶液的胶凝、干燥大分子化 合物的溶胀、加入非溶剂、加入盐类、化学反应 二、凝胶的结构和分类 1. 结构——网状结构 2. 分类 形态上：弹性凝胶和非弹性凝胶 高分子溶液与凝胶之间是否可以相互逆转：可逆凝胶和不可逆凝 胶
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大分子化合物
大分子长链上链节的内旋转和链段的热运动，促使 其具有明显的柔顺性影响大分子柔顺性的因素主要有： （1）链段越短，大分子链上的独立运动单元越多，分子卷曲越厉害， 大分子的柔顺性越佳； （2）链节的内旋转越容易，则大分子越柔顺。影响内旋转的主要因 素是取代基； （3）温度升高，大分子的动能增大，使内旋转更容易，故柔顺性易 增加； （4）溶剂对大分子链柔顺性的影响主要反映在其溶剂化的能力上。η Biblioteka pc =ηr −1
c
4）特性粘度 [η ] = lim
η sp
c
8
c→ 0
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2. 高分子溶液的粘度
（1）大分子溶液的粘度特性 ） 高分子溶液的粘度较一般溶胶或普通溶液的粘度大得多. 高分子溶液的粘度较一般溶胶或普通溶液的粘度大得多 若在苯中溶入质量百分数为1%的橡胶 的橡胶, 如, 若在苯中溶入质量百分数为 的橡胶 该溶液粘度要比 纯苯的粘度大十多倍. 纯苯的粘度大十多倍
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三、大分子电解质溶液的粘度
• 大分子电解质溶液的粘度大于同浓度的大分子非电解 质溶液。 • 大分子电解质溶液的ηsp/c对c作图不呈线性关系，不能 用外推法求得[η]，这是因为：溶液浓度变小，电离度 增大，电荷密度增大，斥力增加，分子链伸展，粘度 增大，这种现象称为电粘效应。加入无机盐可消除电 粘效应。 • 在等电点，溶液的粘度最小。 插图p281 9－12，9－13
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二、大分子化合物的平均摩尔质量
1. 数字平均摩尔质量Mn 可由渗透压法或电子显微镜测得 2. 质量平均摩尔质量Mm 可用光散射法测得 3. Z均摩尔质量MZ 可用超离心沉降法测得 4. 粘度平均摩尔质量Mη 可由粘度法测得 对单级分散体系， MZ ＝ Mm ＝ Mη ＝Mn， 对多级分散体系， MZ ＞ Mm ＞ Mη ＞Mn， d＝ Mm/ Mn, d＝1时为单级分散体系，一般d 值在1.5～20之间。
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第一节 大分子化合物
一、大分子化合物的结构特征 重复出现的结构单元称为链节 链节，链节数n称聚合度 聚合度。 链节 聚合度 大分子化合物的形状主要有线型、支链型、体型。溶液中的 大分子主要为线型，其结构特点为：分子长链由许多C-Cσ单键组成， 在键角不变的情况下，这些单键都能发生分子的内旋转。 大分子碳链中某一个链节发生内旋转时，会影响到距它较近 的链节，使它们随着一起运动，我们把这些受到相互影响的链节 的集合体称作链段 链段。 链段
3. 流变性简介
流变性：物质在适当外力作用下发生形变或流动的性质。 流变性 根据流变曲线的形状，流体大致可以分为五种类型： 牛顿型、塑流型、假塑流型、胀流型、触变流型
插图P277 9－10
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第三节 大分子电解质溶液
一、大分子电解质的意义 二、大分子电解质溶液的电学性质 1. 弱导电性 2. 高电荷密度 3. 高度水化 4. 电泳（以蛋白质为例） （1）pH值对水溶液中蛋白质电荷的影响 等电点pI:大分子链上－NH3+基与－COO-基数目相等时溶液的pH值。 （2）电泳
粘 度 大分子 溶液
溶胶
如图所示, 如图所示, 当大分子溶 液的浓度增加时, 浓度增加时 液的浓度增加时, 其粘度急 剧上升. 此外, 剧上升. 此外, 大分子溶液 的粘度还与溶质的大小 溶质的大小、 的粘度还与溶质的大小、形 溶剂化程度等因素有关 等因素有关. 状及溶剂化程度等因素有关.
•溶胶 溶胶
f = F / A = η ⋅ du / dx
为比例常数，称为粘度系数 简称粘度 粘度系数, 粘度. 式中η 为比例常数，称为粘度系数 简称粘度
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（2）粘度的表示方法
η溶液 1 ）相对粘度η r = η溶剂
2）增比粘度 η sp
3）比浓粘度 η c =
η 溶液 − η 溶剂 = η 溶剂
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凝胶
五、离浆和触变 凝胶在放置过程中，液体会缓慢地自动地从中分离出来，这 种现象称为离浆，又叫脱水收缩。 离浆时凝胶失去的不是单纯溶剂，而是稀溶胶或大分子溶液。 凝胶离浆后，体积变小，但仍保持原来的几何形状。 在恒温条件下，凝胶受外力作用网状结构被拆散而变成大分 子溶液（或溶胶），去掉外力静置一定时间后又逐渐胶凝成凝胶， 凝胶与大分子溶液（或溶胶)的这种反复互变的现象称为触变现 象。 触变现象的特点：凝胶结构的拆散与恢复是可逆的，是恒温过程。
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第八章 大分子溶液
大分子化合物（高分子化合物） 分子大小在10 大分子化合物（高分子化合物）: 分子大小在 －9～10－7m， ， 相对分子量高达几千到几百万的高聚物。 相对分子量高达几千到几百万的高聚物。 根据来源， 根据来源，大分子化合物可分为天然大分子化合物和合成大分 子化合物。 子化合物。 大分子化合物是以分子或离子状态均匀地分布在溶液中, 大分子化合物是以分子或离子状态均匀地分布在溶液中 在分 散相与分散介质之间无相界面存在. 散相与分散介质之间无相界面存在 故大分子溶液是均匀分布的真 溶液, 即热力学平衡体系。这是高分子溶液与溶胶的最本质的区别。 溶液 即热力学平衡体系。这是高分子溶液与溶胶的最本质的区别。 高分子溶液与溶胶的最本质的区别
大分子溶液
1∼100nm ∼ 单个分子 不能 慢 均相、平衡体系， 均相、平衡体系，遵 守相律， 守相律，热力学 稳定体系 大 大 不敏感(加入大量电 不敏感 加入大量电 解质会发生盐析） 解质会发生盐析） 大
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渗透压
二、大分子溶液的渗透压
渗透压大小：大分子溶液＞溶液＞溶胶
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三、大分子溶液的粘度
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分 度 度 粘度的愝
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（2）粘度法测定大分子的粘均摩尔质量 ）
Qη r = 1 + η sp