第十章(胶体与大分子溶液)

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的表示方法及常用的测定方法；大分子电解质溶液的特性；Donnan 平衡以及测定大分子电解质溶液渗透压的方法。

2．熟悉大分子的溶解特征及其在溶液中的形态；大分子溶液的渗透压及其测量方法；大分子溶液黏度的几种表示方法和用黏度法测定大分子的平均摩尔质量的原理；大分子溶液的流变性和几种典型的流变曲线。

3．了解大分子溶液与溶胶性质的异同；大分子溶液的光散射现象；沉降速率法和沉降平衡法在生物大分子研究中的应用；区带电泳和稳态电泳在生物学和医学方面的应用；凝胶的分类、形成、结构及性质。

二、基本公式和内容提要（一）基本公式数均摩尔质量公式1122B B n 12BBBB N M N M N M M N N N N MN +++=+++=∑∑ 可用依数性测定法和端基分析法测定。

质均摩尔质量公式1122B B m 12B2BB BB B B Bm M m M m M M m m m m MN M m N M +++=+++==∑∑∑∑ 可用光散射法测定。

z 均摩尔质量公式23B B B B 2B B B B BBB z m M N M M m MN M z M z ===∑∑∑∑∑∑ 可用超离心沉降法测定。

黏均摩尔质量公式1/1/(+1)B B B B ηB B B N M m M M N M m αααα⎛⎫⎛⎫== ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭∑∑∑∑可用黏度法测定。

大分子溶液渗透压公式2nRT RTA c c M P =+ 适用于大分子稀溶液。

大分子溶液散射光强公式()()22220,0421cos 2πr cRT n n I I L r c /c θθλ+∂⎛⎫= ⎪∂∂∏∂⎝⎭ 适用于入射光的波长大于大分子的情况。

光散射法测定大分子分子质量的基本公式o 29012Kc A c R M =+Newton 黏度公式d d F v D A xt h h ===式中η称为黏度系数，简称黏度。

胶体与生物大分子相互作用机制胶体和生物大分子是两个不同领域的物质，但是它们之间也存在着相互作用。

这种相互作用不仅涉及到物理和化学性质，还涉及到生物学和医学的领域。

本文将介绍胶体和生物大分子之间的相互作用机制，并讨论其在生物学和医学上的应用。

一、胶体的定义和分类胶体是指由胶态分散相和液态分散介质组成的复合体系，其中分散相的颗粒大小在10^-7到10^-6米之间。

根据分散相的粒子形态和大小，胶体可以分为三种类型：溶胶、胶体和凝胶。

溶胶是指都荧光强度极小的颗粒，具有非常高的表面能，不能凝聚成团，常呈混浊液体状态。

例子有氧化铁溶胶、金胶溶液等。

胶体是指分散相大小适中，散布在介质中，与介质呈半固体状态，可以形成凝胶状态。

例子有煤灰胶体、银胶体。

凝胶是指分散相超大，具有统一结构、均匀间距、规则排列和不可逆转凝胶形态，能给人以强烈的固体感觉。

例子有红藻胶、鱼胶等。

二、生物大分子的定义和类型生物大分子是指由生物体内最基本化学单位构成的大分子，如蛋白质、核酸、多糖和脂类等。

它们的结构和功能都在生物体内发挥着重要的作用。

蛋白质是生物大分子的一种，是由一组氨基酸残基通过肽键连接的线性聚合体，结构和功能非常多样化。

核酸是由核苷酸单元组成的具有生物信息功能的大分子，主要分为脱氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA）两种。

多糖是由单糖分子通过糖苷键连接而成的高分子，包括淀粉、壳聚糖和葡聚糖等。

脂类是具有疏水性的化合物，包括脂肪酸、甘油三酯、磷脂和固醇等。

三、胶体和生物大分子之间存在的相互作用主要有三种机制：静电相互作用、范德华力和氢键。

静电相互作用是指胶体和生物大分子之间的静电反应。

当一个胶体颗粒带有正电荷时，与其相互作用的生物大分子会带有负电荷，电荷数量相同且反向，这时候它们之间就会产生互相吸引的作用力。

静电相互作用对于水溶性生物大分子的胶体分散是非常重要的。

范德华力是指胶体和生物大分子之间涉及到分子之间的电子云分布。

这种相互作用是通过离子间相互作用而产生的。

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。

溶液与胶体知识点总结一、溶液的概念及特点1. 溶液是两种或两种以上的物质均匀地混合在一起所形成的一种新物质。

其中，溶解于溶剂中的物质称为溶质，用来溶解其他物质的溶液称为溶剂。

溶质和溶剂共同组成的溶液称为多组分溶液。

2. 溶液的特点（1）均匀性：溶质在溶剂中均匀分布，形成均匀的溶液。

（2）透明性：溶液是透明的，因为溶质和溶剂的颗粒大小相仿，不能散射可见光。

（3）不能析出：溶液在一定条件下是稳定的，不会因物理条件的改变而析出溶质。

（4）不可过滤：溶质颗粒尺寸小，不能通过常规的过滤器进行分离。

3. 溶解度溶解度是指单位质量的溶剂在一定温度下能溶解最大量溶质，通常用溶质在100g溶剂中的溶解质量来表示。

溶解度随温度的变化而变化，温度升高，通常溶解度增大；温度降低，溶解度减小。

溶解度常常用曲线表示。

二、溶液的分类1. 按溶质的溶解度分为饱和溶液、过饱和溶液和不饱和溶液。

（1）饱和溶液：在一定温度下，加入的溶质全部溶解在溶剂中所得到的溶液。

（2）过饱和溶液：在一定温度下，加入的溶质全部溶解，待溶液冷却后，溶液中不能溶解的溶质再原料形成颗粒，导致溶液过饱和。

（3）不饱和溶液：在一定温度下，加入的溶质不能全部溶解在溶剂中所得到的溶液。

2. 按溶剂的性质分为气体溶液和固体溶液。

气体溶液：溶质与溶剂之间的相互作用力弱，不稳定，易溢出和失去溶质。

如二氧化碳溶于水；固体溶液：溶质与溶剂之间有较强的相互作用力，如常见的金银二十合金等。

三、溶液的制备方法1. 固体溶解于液体中：将固体溶质加入至液体溶剂中，搅拌并加热或者冷却，待溶质溶解于液体中形成溶液。

2. 液体溶解于液体中：两种液体混合后形成的一种新的液体。

3. 气体溶解于液体中：气体呈溶解状态，如二氧化碳溶解于水。

4. 溶液的浓度和稀释：溶液的浓度常用质量分数、摩尔浓度、体积分数等表示，可以通过加入溶剂或溶质来改变溶液的浓度。

四、胶体的概念及特点1. 胶体是介于溶液和悬浮液之间的一种新形态的分散系统，是由微粒或宏观大分子均匀地分散在另一种物质中所得到的一种新物质。

第十章胶体分散系统一．基本要求1．了解胶体分散系统的特有的分散程度、多相不均匀性和热力学不稳定性等三个主要基本特性。

2．了解憎液溶胶在动力性质、光学性质和电学性质等方面的特点，以及如何应用这些特点，对憎液溶胶胶粒的大小、形状和的带电情况等方面进行研究。

3．掌握憎液溶胶在稳定性方面的特点，知道外加电解质对憎液溶胶稳定性影响的本质，会判断电解质的聚沉值和聚沉能力的大小。

4．了解大分子溶液与憎液溶胶的异同点，了解胶体分散系统的平均摩尔质量的多种测定方法。

5．了解凝胶的基本性质和纳米科技的基本内容和广泛的应用前景。

二．把握学习要点的建议胶体分散系统以其特有的分散程度、多相不均匀性和热力学不稳定性这三个基本特性，使得与一般的分子分散系统或粗分散系统在性质上有很大的不同，主要表现在：动力性质、光学性质和电学性质等方面。

不能把憎液溶胶的三个基本特性与它在动力、光学和电学方面的性质混为一谈。

了解憎液溶胶的动力性质、光学性质和电学性质，目的是将它区别于分子分散系统和粗分散系统，利用这些性质可以对胶粒的大小、形状和带电情况进行研究。

大分子溶液与憎液溶胶在组成上完全是两回事，大分子溶液是分子分散系统，是亲液溶胶，仅仅是因为大分子溶液的分子大小与憎液溶胶胶粒的大小相仿，在粒度效应方面有一点共同之处，才放在一起研究，其实两者在光学性质、电学性质和受外来电解质影响方面有很大的区别。

大分子是由小分子单体聚合而成的，由于聚合的程度不同，所形成分子的大小也不同，所以大分子物质的摩尔质量只是一个平均值，而且随着摩尔质量测定方法的不同，所得的摩尔质量的值也不同。

纳米科技目前是许多学科的研究热点，采用较多的溶液相制备纳米材料的的方法是类似于制备溶胶的方法，学好胶体分散系统的性质，对纳米材料的研究有很大的帮助。

这一章的计算题不多，主要是掌握憎液溶胶的制备、净化、各种性质以及广阔的应用前景。

三．思考题参考答案1．憎液溶胶有哪些特征？答：主要有三个特征：（1）特有的分散程度。