医用基础化学课件-第五章 胶体和乳状液
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第一节胶体——高度分散系统胶体一词是英国化学家格莱谟(T.Graham) 于1861年首次提出的,格莱谟在研究溶液中溶质分子的扩散时发现,一些物质如无机盐可以通过半透膜,且扩散速率很快,当蒸发溶剂时,这些物质易形成晶体析出,另一类物质如明胶、蛋白质、氢氧化铝等,扩散速率很慢,且很难甚至不能透过半透膜,蒸发溶剂时,这些物质不能形成晶体,而是成粘稠的胶态。
椐此,他把前一类物质称为晶体(Crystalloid),后一类称为胶体。
俄国化学家韦曼(Веймарн)40多年后对200多种物质进行了实验,实验结果表明,任何物质既可制成晶体也可制成胶体。
许多晶体物质在适当的介质中,也能制成具有胶体特征的体系。
例如,把晶体物质NaOH分散在酒精中形成的分散系就具有缓慢扩散、不能通过半透膜等性质。
他认为,晶体和胶体并不是不同的两类物质,而是物质的两种不同的存在状态。
现代科学则认为,胶体是粒子大小在1nm~100nm之间高度分散于另一连续相中,形成的分散系(colloidal system)。
一种或数种物质分散在另一种物质中所形成系统称为分散系,其中被分散的物质称为分散相(dispersed phase),而容纳分散相的连续介质称为分散介质(dispersed medium)。
消毒用的碘酒就是碘分散在酒精中形成的分散系,其中碘是分散相,酒精是分散介质。
医药用的各种注射液、合剂、乳剂、气雾剂等都是分散系。
各种分散系统的分类见表5-1。
表5-1 分散系统的分类分散相粒子大小分散系类型分散相粒子性质举例<1n m 小分子、离子分真溶液散系小分子或离子均相、稳定系统;分散相粒子扩散快NaCl水溶液、C6H12O6水溶液等1nm~100nm 胶体分散系溶胶胶粒(分子、离子、原子聚集体)多相、热力学不稳定系统,有相对稳定性;分散相粒子扩散较慢Fe(OH)3、As2S3溶胶及Au、S等单质溶胶等高分子溶液高分子均相、稳定系统;分散相粒子扩散慢蛋白质、核酸水溶液,橡胶的苯溶液等>100nm 粗分散系(悬浊液、乳状液)粗分散粒子非均相、不稳定系统;易聚沉或分层泥浆、乳汁等第二节溶胶溶胶可分为液溶胶、气溶胶和固溶胶。
胶体和乳状液教学要求掌握溶胶的制备和性质掌握溶胶相对稳定性因素、胶团结构、电动电位和聚沉熟悉高分子溶液和凝胶熟悉表面活性剂和胶束了解乳状液和微乳液及其应用胶体化学是研究广义的胶体分散系的物理化学性质的一门科学。
从胶体观点而言整个人体就是一个典型的胶体系统人的皮肤、肌肉、血液和毛发等都是胶体系统。
药物制备、使用和保管过程中应用到大量胶体方面的知识。
第一节胶体高度分散系统分散系:把一种或几种物质分散在另一种物质中所形成分散相(dispersedphase):被分散的物质分散介质(dispersingmedium):容纳分散相的连续介质胶体和晶体不是不同的两类物质而是物质的两种不同的存在状态。
胶体是一种高度分散的系统根据分散相粒子大小分类分散相粒子大小分散系类型分散相粒子性质实例<nm溶液小分子或离子均相、稳定系统、分散相粒子扩散快NaCl水溶液等~nm胶体分散系溶胶胶粒多相、热力学不稳定系统、有相对稳定性、分散相粒子扩散较慢Fe(OH)溶胶等高分子溶液高分子均相、稳定系统、分散相粒子扩散慢蛋白质溶液等>nm粗分散系粗分散粒子非均相、不稳定系统、易聚沉或分层泥浆、乳汁等第二节溶胶分散相粒子:一定量原子、离子或分子组成的集合体特点:多相系统高度分散热力学不稳定系统根据分散介质分类:液溶胶、气溶胶和固溶胶一、溶胶的制备用物理破碎的方法使大颗粒物质分散成胶粒的分散法用化学反应使分子或离子聚集成胶粒的凝聚法。
例如:将FeCl溶液缓慢滴加到沸水中反应为FeClHO→Fe(OH)HCl 生成的许多Fe(OH)分子凝聚在一起形成透明的红褐色溶胶二、溶胶的性质(一)溶胶的光学性质在暗室或黑暗背景下用一束强光照射在溶胶上从光束的垂直方向观察可以清晰地看到一条光带称为丁铎尔现象(Tyndalleffect)左边是溶胶右边不是溶胶Tyndall效应实际上已成为判别溶胶与分子溶液的最简便的方法。
(二)溶胶的动力学性质溶胶粒子时刻处于无规则的运动状态因而表现出扩散、渗透、沉降等与溶胶粒子大小及形状等属性相关的运动特性称为动力学性质布朗运动因为介质分子不断碰撞这些粒子碰撞的合力不断改变其运动方向和位置成为无规则的运动扩散与沉降在重力场中胶粒受重力的作用而要下沉这一现象称为沉降(sedimentation)胶粒从分散密度大的区域向分散密度小的区域迁移这种现象称为扩散(diffusion)沉降速率等于扩散速率溶胶系统处于沉降平衡(三)溶胶的电学性质电泳和电渗用惰性电极在溶胶两端施加直流电场可观察到胶粒向某一电极方向运动。