第八章大分子溶液--精品PPT课件

在数值上应等于液体流动时所产生的摩擦力。
一.牛顿粘性流动定律:
1.流体的切力F（shearing force）：运动着的流体内部相邻
两液层间由于相对运动而产生的相互作用力F，称为流体的
切力。
00-8-1
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第五高节分大子分溶子液溶的液粘的度粘度
2.公式：
F
As
d
dx
η为比例常数，粘度系数(viscosity coefficient)，SI制单位
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第四七节.大分大子分电子解电质解m质amcraocmroomlecoulelcaur lealrecetlreocltyrtoelyte
③蛋白质电泳是在一定的缓冲溶液中进行的，所选用的 缓冲溶液的pH值应小于或大于所有组分蛋白质的等电点; 区域电泳法（regional electrophoresis method）：蛋白质 分离的常用方法； 等电聚焦电泳:蛋白质样品会在电场作用下，分别自动向 它们各自的等电点pH区集中，最终达到分离提纯的目的。 凝胶电泳： 双向凝胶电泳：
表示。
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第四七节.大分大子分电子解电质解m质amcraocmroomlecoulelcaur lealrecetlreocltyrtoelyte
③在等电点时，蛋白质溶液的性质会发生明显变化，其粘度、 溶解度、电导、渗透压以及稳定性都降到最低
黏
渗
导
度
透
电
压
度
四.电泳
pI pH
PH对蛋白质溶液 黏度的影响
能
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第二节 大分子溶液的基本特征
二.大分子化合物的溶解规律：溶胀~溶解： 1.溶胀：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。 溶胀所形成的体系叫凝胶。 ①有限溶胀：若溶胀进行到一定程度就不再继续进行下 去，则称之为有限溶胀 ； ②无限溶胀：溶胀不断地进行下去直至大分子物质完全 溶解成大分子溶液，这种溶胀称为无限溶胀 ； 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。
pI pH
PH对蛋白质溶液 渗透压的影响
pI pH
PH对蛋白质溶液 导电度的影响
①在电场中，大分子电解质溶液中的大离子朝电性相反的电 极定向迁移的现象，称为大分子电解质的电泳。
②电泳速度主要取决于大离子所带电荷多少、大离子的大小 及结构等因素，因此，不同的大分子电解质一般具有不同的 电泳速率，利用这一原理，可将混合大分子电解质分离开来;
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 m 1M m 1 1m m 2M 2 2 m m i iM i m m iM i i N N iiM M i2 i
用光散射法测得的平均相对分子质量为质均相对分子质量。
③Z均相对分子质量MZ （ Z均摩尔质量Z-average mol. weight）
大分子溶液: 摩尔质量 M > 1~ 104kgmol－1的大分子化 合物, 它们在适当的溶剂中, 可自动地分散成溶液, 称为 大分子溶液.
大分子化合物是以分子或离子状态均匀地分布在溶 液中, 在分散质与分散介质之间无相界面存在. 故高分子 溶液是均匀分布的真溶液, 即热力学平衡系统. 这是大分 子溶液与憎液溶胶的最本质的区别.
1.非电解质稀溶液或理想稀溶液的渗透压公式为
cBRT
2.分子量测定：在大分子溶液中, 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 B 代表溶质的质量浓度(SI单位kgm－3), M 为溶
质的质量摩尔质量, 则上式可改写为 BRT /M
实验表明, 在恒温下 /B并不是一个常数, 而是随B的变化而 变化. 在这种情况下, 可采用维里方程的模型来表示渗透压 1 与质量浓度 B 之间的关系, 即
为kg·m-1·s-1，称帕斯卡·秒，符号Pa·s
3.剪切应力f
上式可改写为 f F ηdυ
AsLeabharlann Baidu
dx
式中f 称为剪切应力. 在一定温度下 为常数.
二.非牛顿型流体（non-Newtonian fluid）：
不符合牛顿粘度定律，称为非牛顿型流体。浓的大 分子溶液为非牛顿型流体.
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第五节 大分子溶液的粘度
故其导电性质与弱电解质溶液相似。
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第四七节.大分大子分电子解电质解m质amcraocmroomlecoulelcaur lealrecetlreocltyrtoelyte
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
第八章大分子溶液--精品PPT课件
二.大分子物质的结构特性
1.结构特征:
①大小:1~100nm; ②无定形，在特定条件下可为晶体（共 价键）；
③聚合物：
单体：绝大多数的大分子化合物是由许多重复结构单元所 组成。这种结构单元称为单体。
均聚物(homopolymer) :由相同的结构单元组成,化学式可 写为Xn, n为聚合度；
4.大分子溶液的渗透压反常的大。
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第四节 大分子电解质 macromolecular electrolyte
一.大分子电解质：1.大分子电解质 在溶液中能电离出大离子的大分子物质，这种大离子是一种
带电基团的聚合体，在它的每个链节上都有带电基团。 2.分类:根据电离后大离子的带电情况 ①阳离子型:聚乙烯胺、聚4-乙烯-正丁基-吡啶溴、血红素； ②阴离子型:果胶、阿拉伯胶、羧甲基纤维素钠、肝素、聚丙
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
1100nm 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）
不能
1100nm 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）
由于大分子化合物分子的大小恰好是在胶体范围内,
而且又具有胶体系统的某些特性, 如扩散速度慢, 不能通
过半透膜, 在超级离心机中可进行沉降分离. 因此又将
大分子溶液称为亲液溶胶.
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一.大分子溶液与溶胶的区别
• 大分子溶液与溶胶性质的对比
性质
溶胶
大分子溶液
粒子大小 分散质存在形式 能否透过半透膜
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第五节 大分子溶液的粘度
当液体流动时, 液
y
体内部的分子会产生
x
摩擦力, 阻碍液体的相
y
对流动. 以层流为例:
• 流体在管道中呈层流流动 时流速的径向分布
可把液体分成许多层, 吸附在管壁上的一层液体是不动的, 而
管中心的流速为最大, 这种流型称为牛顿型. 设相邻两平行流
层面积为As, 层间距为dx, 流速差为d, 则两层间的流速梯度 d /dx, 即为切变速率. 在稳态流动时, 推动液体流动的外力F,
2.大分子化合物在溶剂中的溶解同样遵从“相似相溶”的规 则
3.在分子大小不同的大分子溶液中，加入沉淀剂，分子量大 的首先沉淀出来，随着沉淀剂用量的增加，各个大分子化合 物按分子量由大到小的顺序陆续沉淀出来。
4.溶解的可逆性：与溶胶的对比
四0.0不-8-1过半透膜，扩散慢（分子大、黏度大）
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第三节 大分子化合物的渗透压
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五.大分子电解质溶液的稳定性
对于大分子溶液来说, 加入少量电解质, 它的稳定性 并不会受到影响, 到了等电点也不会聚沉, 直到加入更多 电解质, 才能使它发生聚沉. 高分子溶液的这种聚沉现象 称为盐析. 发生盐析作用的主要原因是去水化.
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。
烯酸钠、褐藻糖硫酸酯、西黄蓍胶； ③两性型 :明胶、乳清蛋白、鱼精蛋白、γ-球蛋白、胃蛋白酶、
血纤维蛋白原等
二.大分子电解质溶液的导电性：
①分子量20,000以下，在介质中能较好地伸展，电荷均匀分布 在整个分子的周围，电导稍大些；
②分子量20,000以上，在介质中易卷曲，使一部分反离子陷入
其中，失去原来的活动性，加之大离子本身运动速度较慢，
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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聚合度大的级分达到饱和时，聚合度小的级分还未达到饱 和，仍能继续溶解；
大分子化合物在一定温度下并无一定的溶解度。
4.分段盐析:
用同一种电解质使各种分子量的大分子从混合溶液中先后盐 析的过程，叫做分段盐析。
1）大分子溶液的抗盐析能力与溶质的相对分子质量有关；
2）当溶质的化学组成相似时，相对分子质量较小的大分子 抗盐析能力强; 5.适当的非溶剂（指大分子物质不能溶解于其中的液体）也 可使大分子物质絮凝出来。 方法：于大分子溶液中分步加入非溶剂，由于大分子溶液具 有多分散性，而相对分子质量不同的组分的溶解度不同，使 得各组分即按相对分子质量由大到小的顺序先后絮凝，达到 把大分子物质分级的目的。
Mz ((m iM m iM i )i )M i N NiiM Mii32
用超离心沉降法测得的平均摩尔质量为Z均摩尔质量。
④粘均相对分子质量Mηα为经验
常数，一般在0.5~1.0之间。
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Mη
Ni
Mi(
α1
)
1
/
α
Ni Mi 6
第二节 大分子溶液的基本特征
一.大分子溶液与溶胶的区别
/B R ( 1 /M T A 2B A 3B 2 )
式中常数A2, A3, …称为维里系数. 若浓度很小, 上式可简化为
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第三节 大分渗子透化压合物的渗透压
ΠB / ρRT(1 A 2/ρB M )
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）只适用于不能电离的大分子化合物. 对于蛋白质水溶 液, 只有在等电点时才能适用, 对于可电离的大分子化合物, 上 式求出的摩尔质量往往偏低. 唐南(Donnan)提出的离子隔膜平 衡理论, 令人满意地解释了许多这类实验的情况.
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
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七.大五分大.大子分电分子解子电质电解m解质ac质r溶o溶m液o液l的ec的u稳la稳r定e定l性ec性trolyte
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
COOH
R
+ OH-
COO-
R
+ H2O R
COOH
+ H+
COOH R
NH2
NH2
NH2
NH3+
②等电点（isoelectric point）:把溶液pH值调至某一数
值，蛋白质将以电中性体两性离子存在，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，以pI
共聚物(copolymer) :由两种不同结构单元结合而成，其化 学式可写为XnYm
④单分散体系。
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三.大分子化合物的相对分子质量
• 大分子是由单体聚合而成，组成相同，其聚合度n是不 一定相同的，所以分子量不同。
• 1.方法：（求平均相对分子质量） • ①数均相对分子质量Mn（number average mol.
Weight ） Mn n1M1n1 n2nM2 2 nini Mi ninMi i NNiMi i cicMi i xiMi
• 利用渗透压法或电子显微镜测得的平均相对分子质量属 于数均相对分子质量。
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三.大分子化合物的相对分子质量
②质均相对分子质量Mm （质均摩尔质量Weigh average mol. weight）
三.几种粘度定义:
相对粘度: ηr η/η0 表 示 溶 液 粘 度 对 溶 剂 粘度 的 倍 数 .
增比粘度: ηsp (η -η0 )/η0 ηr -1
表 示 溶 液 粘 度 较 溶 剂 粘度 增 加 的 分 数 .