大分子溶液与溶胶的区别大分子溶液共36页
14章_胶体和大分子溶液1-PPT文档资料
溶胶的制备 制备溶胶必须使分散相粒子的大小落在胶体分 散系统的范围之内,并加入适当的稳定剂。制备方
法大致可分为两类:
(1)分散法 用机械、化学等方法使固体的粒子变小 (2)凝聚法
使分子或离子聚结成胶粒
1. 分散法 (1) 研磨法 这种方法适用于脆而易碎的物质,对于柔 韧性的物质必须先硬化后再粉碎。例如,将废 轮胎粉碎,先用液氮处理,硬化后再研磨。 胶体磨的形式很多,其分散能力因构造和 转速的不同而不同。
(2)物理凝聚法 蒸气骤冷法 将汞的蒸气通入冷水中就可以得到汞的水溶胶
罗金斯基等人利用下列装置,制备碱金属的苯溶胶 先将体系抽真空,然 后适当加热管2(苯)和管
4(金属钠),使钠和苯的蒸
气同时在管5 外壁凝聚。 除去管5中的液氮,凝 聚在外壁的混合蒸气融化, 在管3中获得钠的苯溶胶。
(3)更换溶剂法 利用物质在不同溶剂中溶解度的显著差别来制
若沉淀放置时间较长,则沉淀老化就得不到溶胶
1. 分散法
(3) 超声波分散法 这种方法目前只用来制
备乳状液。
如图所示,将分散相和 分散介质两种不混溶的液体
4
3
1
2
放在样品管4中。样品管固
定在变压器油浴中。
在两个电极上通入高频电流,使电极中间的石 英片发生机械振荡,使管中的两个液相均匀地混合
成乳状液。
加 A g N O 或 K I 3
A g C l ( 新 鲜 沉 淀 ) A g C l ( 溶 胶 )
水 解 加 K S n ( O H ) 2 6
S n C l S n O ( 新 鲜 沉 淀 ) S n O () 溶 胶 4 2 2
胶体与大分子溶液-PPT精选
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2019/12/25
溶胶的制备--电弧法
4.电弧法
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2019/12/25
溶胶的制备--凝聚法
1.化学凝聚法 通过各种化学反应使生成物呈过饱和状态,使
初生成的难溶物微粒结合成胶粒,在少量稳定剂存 在下形成溶胶,这种稳定剂一般是某一过量的反应 物。例如:
胶团的图示式:
胶核 胶粒 胶团
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2019/12/25
胶粒的结构
例2:AgNO3 + KI→KNO3 + AgI↓
过量的 AgNO3 作稳定剂 胶团的结构表达式:
[(AgI)m n Ag+ (n-x)NO3–]x+ x NO3–
胶核 |______________________________| |________胶__粒_(__带__正_电__)_____________________|
A.复分解反应制硫化砷溶胶 2H3AsO3(稀)+ 3H2S →As2S3(溶胶)+6H2O
B.水解反应制氢氧化铁溶胶 FeCl3 (稀)+3H2O (热)→ Fe(OH)3 (溶胶)+3HCl
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2019/12/25
溶胶的制备---凝聚法
C.氧化还原反应制备硫溶胶 2H2S(稀)+ SO2(g) → 2H2O +3S (溶胶) Na2S2O3 +2HCl → 2NaCl +H2O +SO2 +S (溶胶)
2019/12/25
胶粒的形状
例如:(1)聚苯乙烯胶乳是球形质点 (2) V2O5 溶胶是带状的质点 (3) Fe(OH)3 溶胶是丝状的质点
13章胶体与大分子溶液76页PPT
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2019/9/14
(2)按分散相和介质聚集状态分类
3.气溶胶
将气体作为分散介质所形成的溶胶。当分散相为 固体或液体时,形成气-固或气-液溶胶,但没有 气-气溶胶,因为不同的气体混合后是单相均一 体系,不属于胶体范围.
A.气-固溶胶 如烟,含尘的空气
B.气-液溶胶 如雾,云
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x(RLT3tr)12
D RT 1
L 6r
从上式可以求粒子半径 r。
已知 r 和粒子密度 ,可以计算粒子的摩尔质量。
M 4r3L
3
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2019/9/14
溶胶的渗透压
由于胶粒不能透过半透膜,而分子介质或外加 的电解质离子可以透过半透膜,所以有从化学势高 的一方向化学势低的一方自发渗透的趋势。
Brown运动是分散介质分子以 不同大小和不同方向的力对胶 体粒子不断撞击而产生的,由 于受到的力不平衡,所以连续 以不同方向、不同速度作不规 则运动。随着粒子增大,撞击 的次数增多,而作用力抵 消的可能性亦大。
当半径大于5 m,Brown运动消失。
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2019/9/14
胶粒与扩散层中的反号离子,形成一个电中性的胶团。
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2019/9/14
胶团的结构
胶核吸附离子是有选择性的,首先吸附与胶核中 相同的某种离子,用同离子效应使胶核不易溶解。
若无相同离子,则首先吸附水化能力较弱的负 离子,所以自然界中的胶粒大多带负电,如泥浆水、 豆浆等都是负溶胶。
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2019/9/14
第四节 溶胶剂与高分子溶液剂
第四节溶胶剂和高分子溶液剂一、溶胶剂溶胶剂系指固体药物微细粒子分散在水中形成的非均匀状态液体分散体系。
又称疏水胶体溶液,溶胶剂中分散的微细粒子在1~10Onm之间,胶粒是多分子聚集体,有极大的分散度,属热力学不稳定系统。
将药物分散成溶胶状态,它们的药效会出显著的变化。
目前溶胶剂很少使用,但他们的性质对药剂学却十分重要。
(一)溶胶的构造和性质1.溶胶的双电层构造溶胶剂中固体微粒由于本身的解离或吸附溶液中某种离子而带有电荷,带电的微粒表面必然吸引带相反电荷的离子,称为反离子。
吸附的带电离子和反离子构成了吸附层。
少部分反离子扩散到溶液中,形成扩散层。
吸附层和扩散层分别是带相反电荷的带电层称为双电层,也称扩散双电层。
双电层之间的电位差称为ζ电位。
ζ电位愈高由于胶粒电荷之间排斥作用和在胶粒周围形成的水化膜,可防止胶粒碰撞时发生聚结。
ζ电位愈高斥力愈大,溶胶也就愈稳定。
ζ电位降低至25mV以下时,溶胶产生聚结不稳定性。
2.溶胶的性质(1)光学性质:当强光线通过溶胶剂时从侧面可见到圆锥形光束称为丁铎尔效应。
这是由于胶粒大小小于自然光波长引起光散射所产生的。
(2)电学性质:溶胶剂由于双电层结构而荷电,可以荷正电,也可以荷负电。
在电场的作用下胶粒或分散介质产生移动,在移动过程中产生电位差,这种现象称为界面动电现象。
溶胶的电泳现象就是界面动电现象所引起的。
(3)动力学性质:溶胶剂中的胶粒在分散介质中有不规则的运动,这种运动称为布朗运动。
这种运动是由于胶粒受溶剂水分子不规则地撞击产生的。
(4)稳定性:溶胶剂属热力学不稳定系统,主要表现为有聚结不稳定性和动力不稳定性。
溶胶剂对带相反电荷的溶胶以及电解质极其敏感,将带相反电荷的溶胶或电解质加入到溶胶剂中,由于电荷被中和使ξ电位降低,同时又减少了水化层,使溶胶剂产生凝聚进而产生沉降。
向溶胶剂中加入天然的或合成的亲水性高分子溶液,使溶胶剂具有亲水胶体的性质而增加稳定性,这种胶体称为保护胶体。
大分子溶液
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。
高分子溶液与憎液溶胶的区别.
sp
c
8
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. 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.
粘 度 大分子 溶液
溶胶
如图所示, 当大分子溶 液的浓度增加时, 其粘度急 剧上升. 此外, 大分子溶液 的粘度还与溶质的大小、形 状及溶剂化程度等因素有关.
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 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
溶胶
1100nm
大分子溶液
1100nm
分散质存在形式
能否透过半透膜
若干分子形成的胶粒
不能
单个分子
分散相浓度 •溶胶浓度对粘度的影响
00-8-1 9
(2)粘度法测定大分子的粘均摩尔质量
1 1 2 1 3 ln r ln(1 sp ) sp (1 sp sp sp ) 2 3 4 n 当c 0时,sp 0, lnr sp sp ln r [ ] lim lim c 0 c c 0 c sp ln r 2 当c 0时, [ ] k '[ ] c, [ ] [ ]2 c c c
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。
高分子溶液与憎液溶胶的区别
牛顿粘性流动定律:
F
= η As
dυ
dx
式中η 为摩擦系数, 即动力粘度, 简称粘度. 上式可改写为
00-8-1
7
高分子溶液的粘度
τ = F = η dυ
As
dx
式中τ 称为剪切应力. 在一定温度下η 为常数.
几种粘度定义:
相对粘度 : ηr = η / µ 0
不能
能
2
高分子溶液的渗透压
非电解质稀溶液或理想稀溶液的渗透压公式为
Π = cB RT
在高分子溶液中, 分散质与介质之间存在着较强的亲合力,
产生明显的溶剂化效应, 这势必影响溶液的渗透压. 若以 ρB 代
表溶质的质量浓度(SI单位kg⋅m-3), M 为溶质的质量摩尔质量,
则上式可改写为
Π = ρBRT / M
00-8-1
3
高分子溶液的渗透压
Π / ρB = RT(1/ M+ A2ρB)
在恒温下, 若以Π /ρB对ρB 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.
渗透压法测定高分子摩尔质量的范围是10 ~103kg⋅mol−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.
扩散速度
系统性质
丁铎尔效应 粘度大小
对电解质的 敏感性
干燥或聚沉后 00-8-1 能否复原
1∼100nm 若干分子形成的胶粒
不能 慢 多相、热力学 不稳定系统 强 小(与纯溶剂粘度相似) 敏感(加入少量电解质 就会聚沉)
1∼100nm 单个分子
不能 慢 均相、热力学 稳定系统 微弱 大 不敏感(加入大量电 解质会发生盐析)
药用基础化学课后习题答案2
319第十二章习题答案结题思路参考1、面现象的根本原因是什么?表面能和表面张力是否同一个概念?产生界面现象的原因是界面层分子所处环境与体系内部分子所处环境不同 表面能和表面张力是同一个概念:表面张力和表面自由能实际是从两个不同角度来看界面的性质。
在讨论界面热力学时,一般引用表面自由能概念;在讨论界面间的相互作用及平衡关系时,则引用表面张力概念较方便。
2、何为铺展系数?油在水面的铺展往往进行一定程度不再扩展,为什么? 铺展系数即为粘附功与内聚功之差;油在水面的铺展往往进行一定程度不再扩展是因为三相接触点的三个表面张力总会建立平衡。
3、在293K 时,将一滴油酸滴在纯水的水面上,判断油酸在开始和终了时的形状。
已知1m N 073.0-⋅=水σ,1m N 032.0-⋅=油酸σ,1m N 012.0--⋅=水油酸σ。
当油酸和水相互饱和后1m N 04.0-⋅'=水σ, 油酸油酸=σσ'。
若把水滴在油酸表面上,水在开始和终了又呈现何种形状?(思路:根据Young 方程,计算接触角的大小,然后分析形状)4、水在玻璃管中呈凹形液面,而汞在玻璃管中却呈凸形液面,这是为什么? (从表面张力的大小进行分析,从Young 方程,计算接触角的大小,然后分析形状)5、已知293K 时,13m N 107.10---⋅⨯=水乙醚σ,13m N 10379---⋅⨯=乙醚汞σ,13m N 10375---⋅⨯=水汞σ,在乙醚与汞的界面上滴一滴水。
试求其接触角?(思路:根据Young 方程,计算接触角的大小,然后分析形状)6、表面活性物质在溶液中是采取定向排列吸附在溶液表面,还是以胶束的形式存在于溶液之中?为什么?浓度小的时候主要以定向排列吸附在溶液表面,当大于临界胶束浓度后则以胶束的形式存在于溶液之中,主要是因为表面活性物质存在亲水基和疏水基的缘故。
7、根据被分散物质粒子的大小如何来区分溶液、溶胶和粗分散体系?常把分散体系分为分子(或离子)分散体系(粒子平均直径d<1nm),胶体分散体系(d约为1—100nm)及粗分散体系(d>100nm)等三类。
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
13章_胶体与大分子溶液
2020/3/17
溶胶的净化
简单渗析
2020/3/17
溶胶的净化
(1)渗析法
电渗析 为了加快渗析速度, 在装有溶胶的半透膜两侧外 加一个电场,使多余的电解 质离子向相应的电极作定向 移动。溶剂水不断自动更换, 这样可以提高净化速度。这 种方法称为电渗析法。
初生成的难溶物微粒结合成胶粒,在少量稳定剂存 在下形成溶胶,这种稳定剂一般是某一过量的反应 物。例如: A.复分解反应制硫化砷溶胶
2H3AsO3(稀)+ 3H2S →As2S3(溶胶)+6H2O B.水解反应制氢氧化铁溶胶 FeCl3 (稀)+3H2O (热)→ Fe(OH)3 (溶胶)+3HCl
2020/3/17
过量的 KI 作稳定剂
胶团的结构表达式 :
[(AgI)m n I – (n-x)K+]x– xK+
胶核
|________________________|
|___胶__粒__(___带__负__电__)________________| 胶团(电中性)
胶团的图示式:
胶核 胶粒 胶团
2020/3/17
1.分子分散体系 分散相与分散介质以分子或离子形式彼此混溶,
没有界面,是均匀的单相,分子半径大小在10-9 m以 下 。通常把这种体系称为真溶液,如CuSO4溶液。 2.胶体分散体系
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
2020/3/17
溶胶的制备--胶溶法
例如: Fe(OH)3(新鲜沉淀) 加FeCl3
12章胶体与大分子溶液
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
•液溶胶 按分散相和介质的聚集状态分类: •固溶胶
•气溶胶
•憎液溶胶 按胶体溶液的稳定性分类: •亲液溶胶
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2019/12/3
(1)按分散相粒子的大小分类
1.分子分散体系
分散相与分散介质以分子或离子形式彼此混溶, 没有界面,是均匀的单相,分子半径大小在10-9 m以 下 。通常把这种体系称为真溶液,如CuSO4溶液。 2.胶体分散体系
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2019/12/3
胶粒的结构
例1:AgNO3 + KI→KNO3 + AgI↓
过量的 KI 作稳定剂 胶团的结构表达式 :
[(AgI)m n I – (n-x)K+]x– xK+
胶核 胶粒(带负电) 胶团(电中性)
胶团的图示式:
胶核 胶粒 胶团
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制备溶胶必须使分散相粒子的大小落在胶体分 散体系的范围之内,并加入适当的稳定剂。制备方 法大致可分为两类:
(1)分散法 用机械、化学等方法使固体的粒子变小。
(2)凝聚法 使分子或离子聚结成胶粒
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2019/12/3
溶胶的制备
用这两种方法直接制出的粒子称为原级粒子。 视具体制备条件不同,这些粒子又可以
物理化学电子教案—第十二章
上一内容 下一和大分子溶液
12.1 胶体及其基本特性 12.2 溶胶的制备与净化 12.3 溶胶的动力性质 12.4 溶胶的光学性质 12.5 溶胶的电学性质 12.6 溶胶的稳定性和聚沉作用 12.7 大分子概说 12.8 大分子的相对摩尔质量 12.9 Donnan平衡 12.10 辅导答疑
13章_胶体与大分子溶液
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2021/3/23
溶胶的制备---凝聚法
C.氧化还原反应制备硫溶胶 2H2S(稀)+ SO2(g) → 2H2O +3S (溶胶) Na2S2O3 +2HCl → 2NaCl +H2O +SO2 +S (溶胶)
D.还原反应制金溶胶 2HAuCl4(稀)+ 3HCHO +11KOH
物理化学电子教案—第十三章
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2021/3/23
第十三章
胶体分散体系和大分子溶液
13.1 胶体及其基本特性 13.2 溶胶的制备与净化 13.3 溶胶的动力性质 13.4 溶胶的光学性质 13.5 溶胶的电学性质 13.6 溶胶的稳定性和聚沉作用 13.7 乳状液(见十二章) 13.8 大分子概说 13.9 大分子的相对摩尔质量 13.10 Donnan平衡
1.化学凝聚法 通过各种化学反应使生成物呈过饱和状态,使
初生成的难溶物微粒结合成胶粒,在少量稳定剂存 在下形成溶胶,这种稳定剂一般是某一过量的反应 物。例如:
A.复分解反应制硫化砷溶胶 2H3AsO3(稀)+ 3H2S →As2S3(溶胶)+6H2O
B.水解反应制氢氧化铁溶胶 FeCl3 (稀)+3H2O (热)→ Fe(OH)3 (溶胶)+3HCl
B.蒸气骤冷法 将汞的蒸气通入冷水中就可以得到汞的水溶胶。 罗金斯基等人利用下列装置,制备碱金属的苯溶胶。
4—金属钠,2—苯,5—液氮。
先将体系抽真空,然后 适当加热管2和管4,使钠和 苯的蒸气同时在管5 外壁凝 聚。除去管5中的液氮,凝 聚在外壁的混合蒸气融化, 在管3中获得钠的苯溶胶。
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51、山气日夕佳,飞鸟相与还。 52、木欣欣以向荣,泉涓涓而始流。
53、富贵非吾愿,帝乡不可期。 54、雄发指危冠,猛气冲长缨。 55、土地平旷,屋舍俨然,有良田美 池桑竹 之属, 阡陌交 通,鸡 犬相闻 。
56、书不仅是生活,而且是现在、过 去和未 来文化 生活的 源泉。 ——库 法耶夫 57、生命不可能有两次,但许多人连一 次也不 善于度 过。— —吕凯 特 58、问渠哪得清如许,为有源头活水来 。—— 朱熹 59、我的努力求学没有得到别的好处, 只不过 是愈来 愈发觉 自己的 无知。 ——笛 卡儿
拉60、生活的道路一旦选定,就源自勇敢地 走到底 ,决不 回头。 ——左