§95大分子化合物溶液的光散射

光通过某种物体时，光的强度降低，其原因是散射和吸收。

吸收分为一般吸收和选择吸收。

光通过物体时，不论何种波长，都被同等程度地吸收，称为一般吸收。

如果白光通过一般吸收介质时，白光只会变暗，颜色不会发生变化，绝对的一般吸收介质是不存在的。

选择吸收是指介质对某个频段范围内的光吸收的特别多，对于其他波长的光吸收得很少，例如绿玻璃，是因为玻璃对白光中的红光、蓝光等吸收特别多，对于绿光吸收得很少，所以玻璃就显示为绿色。

体色和表面色是有区别的，对于显示体色的物体，光需要透射进入介质一定深度，然后发射反射或散射，脱离介质表面。

光透射进入介质一定深度时，其中某些波长的光被选择吸收，介质显示为未被吸收波长的光。

表面色是由于被表面反射的原因，介质对不同波长的光反射程度不同，如黄金对黄光反射能力非常强，但对其他颜色的光反射能力很弱，因而黄金显示为金黄色，透过黄金的光为蓝绿色。

可见光的波长范围在770～390纳米之间。

波长不同的电磁波，引起人眼的颜色感觉不同。

770～622nm，感觉为红色；622～597nm，橙色；597～577nm，黄色；577～492nm，绿色；492～455nm，蓝靛色；455～390nm，紫色。

1666 年，英国科学家牛顿第一个揭示了光的色学性质和颜色的秘密。

他用实验说明太阳光是各种颜色的混合光，并发现光的颜色决定于光的波长。

烟颗粒的直径小于0.1微米。

溶液中分散质粒子直径小于1纳米，胶体中分散质粒子直径为1-100纳米，浊液分散质粒子直径大于100纳米，水分子直径为0.4纳米。

分散系：一种或几种物质微粒分散到另一种物质中形成的混合物。

按照分散剂可以分为三类：气溶胶、液溶胶和固溶胶。

分散系中依据分散相的微粒大小不同，系统具有不同性质，依据颗粒大小可以将分散系分为三类：溶液（分散质颗粒直径小于1纳米）、胶体（分散质颗粒直径为1-100纳米）、浊液（分散质颗粒直径大于100纳米）。

在光的传播过程中，光线照射到粒子时，如果粒子大于入射光波长很多倍，则发生光的反射；如果粒子小于入射光波长，则发生光的散射，这时观察到的是光波环绕微粒而向其四周放射的光，称为散射光或乳光。

光散射法测定聚合物的分子量
射线散射法是一种测定聚合物分子量的常用方法。

它是利用射线散射原理，通
过测量聚合物分子在射线照射下的散射强度，来估算聚合物分子量的方法。

射线散射法测定聚合物分子量的原理是：当射线照射到聚合物分子上时，聚合
物分子会发生散射，散射强度与聚合物分子量成正比。

因此，通过测量聚合物分子在射线照射下的散射强度，可以估算聚合物分子量。

射线散射法测定聚合物分子量的实验步骤主要有：首先，将聚合物溶液加入到
射线散射仪中，然后，将射线照射到聚合物溶液中，并记录散射强度；最后，根据聚合物分子量与散射强度的关系，计算出聚合物分子量。

射线散射法测定聚合物分子量的优点是：它可以测量聚合物分子量的精确度高，而且实验简单，操作方便，可以在短时间内完成实验。

射线散射法测定聚合物分子量的缺点是：它只能测量溶液中的聚合物分子量，
不能测量固体聚合物分子量；另外，它也不能测量极小分子量的聚合物，因为散射强度太小，无法准确测量。

总之，射线散射法是一种测定聚合物分子量的常用方法，它具有精确度高、操
作简单、实验快速等优点，但也有一定的局限性，不能测量固体聚合物分子量和极小分子量的聚合物。

紫外分光光度计光散射
紫外分光光度计是一种用于测量物质溶液中化合物浓度的仪器。

它利用紫外光的吸收特性来分析溶液中的化合物。

在使用紫外分光
光度计时，光散射是一个重要的现象，它可以影响测量结果的准确性。

光散射是指光线在物质中传播时发生的偏离现象。

当光线遇到
溶液中的颗粒或分子时，它会被散射到不同的方向上。

在紫外分光
光度计中，光散射可以导致测量结果的偏差，因此需要进行适当的
校正。

为了减小光散射对测量结果的影响，可以采取一些措施。

首先，可以通过选择合适的溶剂来减小溶液中颗粒的数量，从而减少光散
射的发生。

其次，可以采用适当的滤光片或光栅来选择特定波长的
光线，从而减少非特定波长的光线对测量结果的干扰。

此外，还可以通过对溶液进行适当的稀释来减小光散射的影响。

稀释可以使溶液中颗粒的浓度降低，从而减少光散射的发生。

另外，还可以采用适当的光路设计和探测器选择来减小光散射的影响，从
而提高测量结果的准确性和可靠性。

总之，光散射是紫外分光光度计中一个重要的现象，它可以影响测量结果的准确性。

通过采取适当的措施和技术手段，可以减小光散射对测量结果的影响，从而提高紫外分光光度计的测量精度和可靠性。

光束照射溶液的现象
光束照射溶液可以产生以下一些现象：
1. 光散射：当光束照射到溶液中的微粒或悬浮物上时，微粒或悬浮物会散射光线，使溶液呈现出浑浊的外观。

2. 光吸收：溶液中的某些物质具有吸收特定波长的光的能力。

当这种物质存在于溶液中时，它会吸收光束中特定波长的光线，并使溶液呈现出颜色。

3. 光解反应：某些物质在光照条件下可以进行光解反应，即分解成不同的化学物质。

这种反应在光敏剂、光催化剂和光化学过程中非常常见。

4. 化学反应：在光照条件下，某些物质可以发生化学反应。

光可以提供能量，促进分子之间的相互作用，从而引发或加快化学反应的发生。

这些现象的具体结果取决于溶液中物质的属性，光的波长和强度，以及照射时间和温度等条件。

生物大分子的光学性质分析生物大分子是生命活动的基本组成元素，如DNA、蛋白质等都属于大分子生物物质。

由于大分子的特殊性质，它们具有独特的光学性质，这些性质对于生物学研究、医学治疗等领域具有重要意义。

一、大分子生物物质的光学特性大分子生物物质对光的作用包括吸收、散射、透射、反射等。

其中，光的吸收是指分子中某些结构能够吸收特定波长的光线，并使分子内部的电子发生跃迁，形成一系列电荷分布状态。

这种吸收现象是分子的化学结构影响的结果，在某些条件下，可以通过测定分子的吸收光谱来推断分子结构和构象等信息。

散射是指分子散射入射光，使光线发生弯曲和变色。

透射是指分子对光的透射程度。

反射则是指分子表面的反射现象。

这些光学性质都能够反映分子的外形和内部结构。

二、DNA的光学性质分析DNA是一种长链核苷酸，也是生命的遗传物质。

在光学领域，DNA的光学性质主要体现在其吸收和荧光发射方面。

DNA的吸收光谱通常在260 nm处有一个极强的吸收峰，这是由DNA分子中的嘌呤和胸腺嘧啶基团的π-π*跃迁引起的。

通过测定这个峰的强度可以推断DNA 的纯度和浓度。

DNA的荧光发射是指当DNA受到紫外光激发后，在可见光区域发射出荧光信号。

这种荧光发射现象常被用于DNA的检测和定量分析，如荧光原位杂交技术、荧光定量PCR等。

三、蛋白质的光学性质蛋白质是生命中至关重要的分子，具有多种生物学功能。

在光学领域，蛋白质的光学性质主要体现在其吸收、荧光和旋光度等方面。

蛋白质的吸收光谱也可以用于分析其浓度和纯度。

蛋白质分子中的氨基酸基团具有吸收紫外光的性质，不同种类氨基酸的吸收峰在不同波长处，因此可以通过测定吸收光谱来推断蛋白质的组成和结构。

蛋白质分子的荧光发射具有特异性，通常可以通过激发荧光信号来检测蛋白质的存在和活性。

例如，荧光标记技术是现代生物学中常用的技术手段之一，可以用于检测蛋白质的翻译、转录、定位等方面。

旋光度是指蛋白质分子受到左旋或右旋偏光的影响后的反应，这种光学性质可以用于检测蛋白质的构象和构型。

第十章大分子溶液一、本章基本要求１、掌握大分子平均摩尔质量得表示方法及常用得测定方法;大分子电解质溶液得特性;Doｎnan平衡以及测定大分子电解质溶液渗透压得方法。

2.熟悉大分子得溶解特征及其在溶液中得形态;大分子溶液得渗透压及其测量方法;大分子溶液黏度得几种表示方法与用黏度法测定大分子得平均摩尔质量得原理;大分子溶液得流变性与几种典型得流变曲线。

3.了解大分子溶液与溶胶性质得异同;大分子溶液得光散射现象;沉降速率法与沉降平衡法在生物大分子研究中得应用;区带电泳与稳态电泳在生物学与医学方面得应用;凝胶得分类、形成、结构及性质、二、基本公式与内容提要(一)基本公式数均摩尔质量公式可用依数性测定法与端基分析法测定。

质均摩尔质量公式可用光散射法测定。

z均摩尔质量公式可用超离心沉降法测定、黏均摩尔质量公式可用黏度法测定。

大分子溶液渗透压公式适用于大分子稀溶液。

大分子溶液散射光强公式适用于入射光得波长大于大分子得情况。

光散射法测定大分子分子质量得基本公式Ｎewtｏn黏度公式式中η称为黏度系数,简称黏度、其物理意义就是使单位面积得液层,保持速度梯度为1时所施加得切力。

沉降系数公式沉降速率法求大分子平均摩尔质量公式沉降平衡法求大分子平均摩尔质量公式适用于平均摩尔质量不太大得大分子溶液。

Donｎａn平衡时膜两边小离子浓度之比计算公式大分子电解质溶液渗透压公式(二)内容提要1.大分子溶液得特征大分子溶液由于分子大小已进入胶体分散度范围,具有扩散速度慢、不能透过半透膜等胶体溶液得特性、但大分子溶液就是分子分散且热力学稳定得均相系统,对电解质不敏感,这使它与溶胶又有本质得区别。

2、大分子得平均摩尔质量大分子得分子质量就是多分散得,其摩尔质量只有统计意义,就是统计平均值。

测定分子质量得方法不同,统计处理方式不同,获得得平均值也不同。

常用得平均摩尔质量有数均摩尔质量、质均摩尔质量、ｚ均摩尔质量与黏均摩尔质量。

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;黏均摩尔质量用黏度法测定。

光的散射与散射光谱分析光是一种电磁波，在通过物质时会发生散射现象，即光的向量传播方向发生了改变。

散射现象的研究对于理解物质的结构、性质以及分子级别的相互作用至关重要。

本文将探讨光的散射及散射光谱分析的相关知识。

一、光的散射现象光的散射是指光线在通过某种物质后，遇到分子、原子或其他微观粒子而发生偏离原来传播方向的现象。

根据散射粒子的尺寸相对于光波长的比较，可以将散射分为瑞利散射、米氏散射和非选择性散射等几种类型。

1. 瑞利散射当散射粒子的尺寸远小于光波长时，瑞利散射会发生。

这种散射现象在大气中广泛存在，如蓝天的颜色就是由于大气中气溶胶颗粒引起的瑞利散射。

2. 米氏散射当散射粒子的尺寸与光波长相当或略大于光波长时，米氏散射会发生。

这种散射现象常见于液体悬浊液中，如牛奶、墨水等。

3. 非选择性散射当散射粒子尺寸远大于光波长时，非选择性散射会发生。

这种散射现象中，散射光的颜色与入射光的颜色无关。

二、散射光谱分析方法散射光谱分析是通过测量物质的散射光谱进行成分或结构分析的一种方法。

根据散射角度的范围和测量的参数不同，可以分为动态散射光谱和静态散射光谱。

1. 动态散射光谱动态散射光谱使用散射光在一定角范围内的强度分布来分析样品的粒径、形态以及体系的动力学特性。

这种方法通常用于纳米颗粒的大小和分布的分析。

2. 静态散射光谱静态散射光谱通过测量散射光的强度与散射角度的关系来分析溶液中的颗粒浓度和相对分子质量。

通过分析散射光在不同角度处的分布，可以推断溶液中溶质的分子量和聚集态。

三、散射光谱分析的应用领域散射光谱分析方法在许多领域中得到广泛应用。

1. 环境监测散射光谱分析可用于大气颗粒物、水质污染物等环境污染物的监测与分析，以及气溶胶对大气光学特性的影响研究。

2. 生物医学散射光谱分析在生物医学领域中用于细胞、蛋白质、生物大分子等的结构与相互作用的研究，对于疾病的诊断和治疗有着重要的意义。

3. 材料科学散射光谱分析在材料科学中可用于纳米颗粒、涂层薄膜、多孔材料等的结构与性质研究，对于新材料的设计与合成具有指导作用。

光散射测定高聚物分子量的原理当光束进入介质时，除了入射光方向外，其他方向上也能看见光的现象称为光散射（图1）。

光散射是介质内由于分子热运动所引起的光学不均匀性产生的。

对于纯溶剂来说，是由于密度的局部涨落引起的；对于高分子溶液来说，除了密度的局部涨落外，还有浓度的局部涨落（图2）。

因而高分子溶液的散射光强度远比溶剂的散射光强度大得多。

散射光强度除了与溶剂浓度有关外，还与溶质分子量有关，分子量越大，散射光强度越大，因而光散射可用来测定分子量。

对于高分子溶液，利用瑞利（Rayleigh）公式并考虑到浓度的影响，其光散射的基本公式为：式中：θ——散射角，为入射光与散射光之间的夹角Rθ——瑞利比，定义为，其中r为检测点到散射体的距离，I0为入射光强度，I(θ)为散射光强度c――溶液的浓度M――分子量――均方末端距λ′――空气中光的波长A2――第二维利系数K――常数由于左式包含两个变量，即c和θ，只有当c和θ都等于零时才能求出分子量，同时还可从斜率求得均方末端距和A2。

Zimm作图法将这种双外推合并展现在一张图上，使结果更清晰（图3）。

作图时，横坐标取，q为任意常数。

图3中取q＝0.1，这样做是为了使实验点在图上分布比较合理，取0.1是因为和c在数值上相差一个数量级。

光散射法是绝对方法，分子量测定范围是1×104～1×107。

光散射法测得的是重均分子量。

以θ＝90°为例，近代发展起来的激光小角光散射仪已经可以做到无须对角度和浓度外推。

由于激光的准直性好，可以在非常小的角度上测定，从而不须对角度外推；另一方面由于激光的高强度，可以用很稀的溶液测定，从而不须对浓度外推。

使光散射的测定成为快速且精度很高的方法。

光散射技术在研究高分子溶液和凝胶方面的应用董朝霞，林梅钦，李明远，吴肇亮(石油大学(北京)，北京昌平102200)摘要:从溶液中的高分子、凝胶粒子及微乳胶粒子形态结构的表征和凝胶化过程、微乳液聚合及人分子缔合等动态过程的跟踪等方而的研究综述了近十儿年来光散射技术在高分子溶液和凝胶领域的应用.并简单介绍了光散射技术的基本原理、发展简史和仪器及使用方法。

关键词:光散射:应用:高分子溶液:凝胶:微乳液引言光散射技术是一门多学科的综合性技术。

目前它已成为许多科研和生产部门的重要研究工具之一。

光散射技术不仅可以研究流体的性质，而且可研究晶体、液晶和凝聚态物质的性质。

近年来，光电子和计算机技术的飞速发展使得光散射技术已经发展成为高分子和胶体研究的一种常用的测试手段。

合成高聚物和生物大分子的许多重要性质，主要是由大分子的分子量、分子形状和分子内部的可动性所决定。

前者可通过静态光散射来确定，而有关大分子的内部运动和分子质心运动的信息，则可用动态光散射测得。

在光散射技术使用过程中，静态和动态光散射有机地结合可用来研究高分子以及胶体粒子在溶液中的许多涉及到质量和流体力学体积变化的过程，如聚集与分散、结晶与溶解、吸收与解吸、高分子链的伸展与卷缩，并得到许多独特的微观分子参数。

本文综述了光散射技术近十几年来在高分子溶液和凝胶领域的应用，并就光散射技术的发展简史、基本原理作一简单介绍。

1发展简史早在1802年，Richter J. B.就观察了光照射金溶胶所形成的散射光。

1948年，Zi~在一张图上同时将角度和浓度外推到零，提出了著名的Z~作图法。

从此，光散射技术成为测定高分子分子量的一种经典方法。

激光器出现之前，光散射技术的应用主要局限在测定高分子、凝胶体系的静态特性。

自1960年激光器出现以后，特别是过去的十多年里，激光技术的日趋成熟，快电子器件的迅速发展以及个人计算机的突飞猛进，使得可测定高分子、凝胶体系动态特性的动态光散射技术逐步从理论走向实践，从激光光散射实验室的专门工具演变成一般高分子实验室里的常用测试手段，从学术研究机构里的高级科研设备进化成工业开发乃至生产线上的检测控制仪器。

光散射法测定分子量光散射法测定分子量1. 简介光散射法是一种常见的物理化学实验方法，用于测定溶液中溶质的分子量。

通过测量光散射角度与相对散射强度的关系，可以得到溶质的分子量信息。

本文将介绍光散射法的原理、实验步骤和应用，并对其优缺点进行讨论。

2. 光散射法原理光散射是指当光通过溶液中的溶质时，由于光与溶质相互作用，光的方向被改变，散射到其他方向。

根据光散射现象，可以通过测量光散射角度和散射强度来获得溶质的分子量信息。

光散射的原理基于光的波动性和溶质分子的尺寸。

溶液中溶质分子的尺寸越大，散射角度越大。

根据斯托克斯公式，溶质的分子量与散射角度呈正比关系，且与溶质的浓度成反比关系。

3. 光散射法实验步骤1) 准备样品溶液：将待测溶质溶解于适量的溶剂中，确保其浓度在可检测范围内。

避免使用颗粒过大的溶液，以免影响测量结果。

2) 测量散射角度：将样品溶液注入光散射仪器中，并按照仪器的操作说明进行调试和测量。

通过调整仪器的测角装置，确定最佳的散射角度。

3) 记录散射强度：根据仪器的显示或输出，记录相对散射强度的数值。

多次测量并求取平均值，以提高数据准确性。

4) 数据处理：根据测得的散射角度和散射强度，利用相应的公式计算溶质的分子量。

常用的公式有德拜公式、光散射强度与分子量的关系公式等。

根据实际情况选择合适的公式进行计算。

4. 光散射法的应用光散射法广泛应用于各个领域，尤其在生物化学和高分子领域中有着重要的地位。

生物化学中，光散射法可用于测定蛋白质和核酸的分子量。

利用光散射法可以研究蛋白质和核酸的聚集态，揭示其在溶液中的行为和结构。

高分子领域中，光散射法可用于测定高分子的分子量、聚集态和互作用行为。

通过测量高分子的散射强度与浓度的关系，可以获得高分子的分子量分布和相对分子量。

5. 个人观点和理解光散射法作为一种常用的物理化学实验方法，具有许多优点。

它非常灵敏，可以测定非常低浓度的样品。

光散射法不需要对样品进行特殊处理，操作简单方便。