第九章 大分子溶液

(二)大分子电解质溶液的渗透压
当大分子电解质与小分子离子在膜两边达到Donnan平衡时，膜内、外渗 透压 Π1 = 2RT(c1 + x) Π2 = 2RT(c2 - x)
膜两侧的渗透压作用方向相反，因膜内浓度不同而引起的总渗透压Π为
Π＝Π1 -Π2 = 2RT(c1 - c2 + 2x) 由Donnan平衡可求得c1、c2，代入上式整理得
（二）蛋白质水溶液的电泳
•PH值对水溶液中蛋白质荷电的影响 若将溶液PH值调至某一数值，使大分子蛋白质链上的-NH3+ 和 –COO基团数目相等，蛋白质处于等电状态，此时溶液的PH值称为蛋白质的 等电点。 PH>等电点时，蛋白质带负电。 PH<等电点时，蛋白质带正电。 蛋白质处于等电点时，、、C、及稳定性最底。 •蛋白质的电泳 区域电泳将惰性的固体或凝胶作为支持物，两端接正、负电极，在其 上面进行电泳，从而将电泳速度不同的各组成分离。 区带电泳实验简便、易行，样品用量少，分离效率高，是分析和分离 蛋白质的基本方法。
1.相对粘度(relative viscosity): r=solution/solvent
2.增比粘度(specific viscosity):
sp=(solution- solvent )/solvent= r-1 3.比浓粘度(reduced viscosity): c=sp/c 单位： 浓度-1 单位浓度时，溶质对粘度的贡献。 4.特性粘度(intrinsic viscosity):
RT ln a NaCl ,内 RT ln a NaCl ,外 a NaCl ,内 a NaCl ,外 ( a Na aCl )内 ( a Na aCl )外
在稀溶液中，有
cNa ,内 cCl ,内 cNa ,外 cCl ,外
Cl

由此得出唐南平衡的条件是：组成小分子电解质的离子在膜两边浓度的乘积相等。 设平衡后从膜外进入膜内的Cl是Xmol，为了保持电中性，必然有Xmol的Na从膜外进 入膜内。将平衡后各离子浓度代入上式后，有
粘度法
第二节 大分子溶液
•大分子溶液的基本性质 性质 粒子大小 通过半透膜 热力学系统 扩散速率 丁达尔效应 渗透压 粘度 溶剂亲和力 外加电解质 大分子溶液 10-7~10-9 m 不能 稳定 慢 弱 大 大 大 不敏感 溶胶 10-7~10-9 m 不能 不稳定 慢 强 小 小 小 敏感
•大分子的溶解规律
•大分子电解质溶液的黏度
大分子电解质溶液的黏度特点是存在电黏效应。 当大分子电解质溶液的浓度逐渐变稀时，电解质溶质在水中的电离度相应增 加，大分子链上电荷密度增大，连段间的斥力增加，分子链更加舒张伸展， 使得溶液黏度迅速上升，这种现象称为电黏效应。反之，随着溶液浓度增加 ，电黏效应减弱，溶液黏度下降。
第九章 大分子溶液
制作者：李梦婷 201140306033
第一节 大分子化合物简介
大分子化合物的概念 大分子化合物是指那些由众多院子或原子团主要以共价键 结合而成的相对摩尔质量在1万以上的化合物。
天然大分子
合成大分子
淀粉、蛋白质 、纤维素、核酸、各种生物大分子。
合成橡胶、树脂、纤维。
•大分子化合物的结构特性
•大分子化合物的相对摩尔质量
分子量 测量方法
Mn
Mw MZ
NBM B N N M N M N M N M
B B B B B 2 B B 3 B 2 B
冰点降底、沸点升高、渗透压、端基 分析
光散谢
超离心沉降法
M
NBM B NBM B
1 1/

2c1 RT
c1≫c2 Π=2c1 RT
c1 c2 c1 c2
平均摩尔质量会偏低
平均摩尔质量比较准确 c2≫c1 Π=c1 RT 因此，在测定大分子电解质溶液的渗透压时，为了消除唐南效应的影响，应把装有 大分子电解质溶液的半透膜袋置于一定浓度的小分子电解质溶液而不是纯水中。
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大分子电解质溶液
阳离子型 阴离子型 两性型
•大分子电解质分类
按大分子电解质分子链上所 带基团的属性
•大分子电解质溶液的电学性质
（一）大分子电解质溶液的导电性 1、导电性较弱 2、高电荷密度 3、高度水化性 大分子电解质水溶液的高度水化和高电荷密度能使大分子分子链在水溶液中相互排 斥，易于伸展，稳定性增加。同时对小疯子电解质很敏感，加入酸、碱、盐能使大 分子电解质分子链电性抵消，显示出非电解质大分子化合物的性质。
先溶胀后溶解 无限溶胀 线型大分子 均匀的溶液 良溶剂
体型大分子具有三维 网状结构
有限溶胀 wk.baidu.com相平衡状态 良溶剂 只溶胀不溶解
•大分子的黏度
A
v+dv
dx
A
F
v
f
dv f A dx
f dv τ A dx
是粘度系数(coefficient viscosity). 此式所示的关系,称为牛顿黏度定律
sp
c
果胶酸钠ηsp/c对c的关系(a)。 果胶酸钠溶液加入一定量的NaCl(b)。
a
b
c
•唐南平衡与渗透压 （一）唐南平衡：
是指因大分子离子的存在而导致在达到渗透平衡时小分子离子在 半透膜两边分布不均匀的现象。 唐南平衡一般有三种情况： • （1）不电离的大分子溶液 • （2）能电离的大分子溶液 • （3）外加电解质时的大分子溶液 用半透膜把一种大分子电解质溶液和
0.1
0.3
0.5
0.7
c/(kg ·m-3)
•大分子溶液的渗透压
大分子溶液的渗透压公式可用浓度的幂级数展开式表示 Π = RT(A1c + A2c2 + A3c3 + …) 式中A1、A2 、A3称作维利系数。 对大分子稀溶液，c3项后往往可以忽略不计 Π/c = RT/Mn＋RTA2c
第三节
[ ] lim
c o
sp
c
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，得到特性粘度[η]。
KM
K和α为与溶剂、大分子物
sp
c
1.8
sp
c
或 1.4
质和温度有关的经验常数。
ln r c
1.0
ln r c
大分子化物的结构：
按来源：天然、半天然、合成 按聚合反应的机制和反应类别：连锁聚合（加聚）、逐步聚合（缩聚） 按大分子主链结构：碳链、杂链、元素有机大分子等 按聚合物性能和用途：塑料、橡胶、纤维、黏合剂等 按大分子形状：线型、支链型、交联型等
溶液中的大分子主要为线型，其分子链通常呈卷曲状态，分子的结构特点为：分 子链由许多个C-键单键组成，在键角不变的情况下，这些单键时刻都围绕其相 邻的单键在空间作不同程度的圆锥形转动，这种转动称为分子的内旋转。
cNaCl,外
cNaCl,内
c2 - x c2 + c1 c1 = = = 1+ x c2 c2
表明，膜外小分子电解质进入膜内的数量取决于膜内大分子电解质和膜外小分子电 解质的初始浓度。
唐南平衡是生物体内的常见现象。生物细胞膜相当于 半透膜，细胞内的大分子电解质与细胞外的体液处于平衡 状态。保证了一些有重要生理功能的金属离子在细胞膜内 外保持一定的浓度。当细胞膜外的小分子浓度变化时，唐 南平衡能确保细胞膜内的组成相对不变。 唐南平衡最重要的功能是控制物质的渗透压，这对医学和 生物学等研究细胞内外的渗透平衡有重要意义。
另一种具有一个相同离子的小分子电解质稀溶液隔开，平衡后发现，小分子 电解质在膜两边溶液中的浓度并不相同。 平衡前 膜内 平衡后 膜外 膜内
膜
膜
膜外
R C1
Na C1
Na C2
Cl C2
R
Na
Cl x
Na
Cl
C1 C1 x
C2 -x C2 x
NaCl ,内 NaCl ,外