《第五章 胶体.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第五章 胶体.ppt（61页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、第第 5 章章胶体胶体Colloid 2010.10.224/5/20231内容提要内容提要1.胶体分散系胶体分散系2.溶胶溶胶3.高分子溶液高分子溶液4.表面活性剂和乳状液表面活性剂和乳状液4/5/20232教学基本要求教学基本要求1.了了解解分分散散系系、分分散散度度的的概概念念。熟熟悉悉胶胶体体分分散散系系的特点。的特点。2.掌掌握握溶溶胶胶的的基基本本性性质质和和胶胶团团结结构构。熟熟悉悉溶溶胶胶的的稳定因素及聚沉作用。稳定因素及聚沉作用。3.了了解解高高分分子子溶溶液液与与溶溶胶胶的的区区别别。熟熟悉悉高高分分子子溶溶液液的的稳稳定定性性与与破破坏坏条条件件。了了解解高高分分子子溶溶
2、液液的的形形成特点成特点 4.熟熟悉悉表表面面活活性性剂剂的的结结构构特特点点及及其其在在溶溶液液中中的的状状态。了解两种类型的乳状液、乳化作用。态。了解两种类型的乳状液、乳化作用。4/5/20233第一节第一节 胶体分散系胶体分散系一、分散系的分类一、分散系的分类l分分散散系系dispersed system:一一种种或或数数种种物物质质分分散散在在另另一一种物质中所形成的系统种物质中所形成的系统 l分散相分散相dispersed phase:被分散的物质被分散的物质l分散介质分散介质dispersion medium:容纳分散相的连续介质容纳分散相的连续介质l相相 phase：指指体体系系
3、中中物物理理性性质质和和化化学学性性质质完完全全相相同同 的的均匀部分均匀部分 l界面界面interface：相与相之间的接触面：相与相之间的接触面4/5/20234第一节第一节 胶体分散系胶体分散系分散相粒子大小分散相粒子大小(直径直径)性质性质实例实例1nm分子分子(离子离子)分散系分散系真真溶液溶液均均相，热力学稳定系统相，热力学稳定系统扩散快，透滤纸和半透膜扩散快，透滤纸和半透膜NaCl、C6H12O61100nm胶胶体体分分散散系系高分子高分子溶液溶液均相，热力学稳定系统均相，热力学稳定系统 扩散扩散 慢，透滤纸不透半透膜慢，透滤纸不透半透膜蛋白质核蛋白质核酸水溶液酸水溶液缔合胶体缔
4、合胶体均相，热力学稳定系统均相，热力学稳定系统扩散慢，透滤纸不透半透膜扩散慢，透滤纸不透半透膜十二烷基十二烷基磺酸钠磺酸钠溶胶溶胶非非均相，热力学均相，热力学不不稳定系统稳定系统扩散慢，透滤纸不透半透膜扩散慢，透滤纸不透半透膜氢氧化铁氢氧化铁溶胶溶胶 100nm粗粒粗粒分散系分散系乳状液乳状液悬浮液悬浮液非非均相，热力学均相，热力学不不稳定系统稳定系统不透滤纸和不透半透膜不透滤纸和不透半透膜牛奶牛奶泥浆泥浆4/5/20235第一节第一节 胶体分散系胶体分散系二、胶体分散系二、胶体分散系胶体分散系包括溶胶、高分子溶液和缔合胶体三类。胶体分散系包括溶胶、高分子溶液和缔合胶体三类。胶胶体体的的分分散
5、散相相的的粒粒子子的的大大小小为为1100 nm，可可以以是是一一些些小小分分子子、离离子子或或原原子子的的聚聚集集体体，也也可可以以是是单单个个的的大大分子。分散介质可以是液体、气体，或是固体。分子。分散介质可以是液体、气体，或是固体。4/5/20236分散介质分散介质分散相分散相名名 称称实实 例例气体气体液体液体气溶胶气溶胶雾雾固体固体气溶胶气溶胶烟烟液体液体气体气体泡沫胶泡沫胶生奶油生奶油液体液体乳状液乳状液牛奶牛奶固体固体溶胶溶胶油漆、胞液油漆、胞液固体固体气体气体泡沫泡沫浮石浮石液体液体凝胶凝胶果冻果冻固体固体固体溶胶固体溶胶红宝石玻璃红宝石玻璃第一节第一节 胶体分散系胶体分散系一
6、些胶体的例子一些胶体的例子 4/5/20237第一节第一节 胶体分散系胶体分散系胶体的制备胶体的制备:l分散法分散法 1、研磨法、研磨法 2、超声波法、超声波法 3、胶溶法、胶溶法 4、电弧法、电弧法 l凝聚法凝聚法 1、物理凝聚法、物理凝聚法 2、化学凝聚法、化学凝聚法 例如：水解反应例如：水解反应FeCl3(稀溶液稀溶液)3H2O Fe(OH)3(溶溶 胶胶)3HCl 煮沸煮沸4/5/20238第二节第二节 溶胶溶胶一、溶胶的基本性质一、溶胶的基本性质l溶溶胶胶的的胶胶粒粒是是由由数数目目巨巨大大的的原原子子（或或分分子子、离离子）构成的聚集体。子）构成的聚集体。l直径为直径为1100nm
7、的胶粒分散在分散介质中。的胶粒分散在分散介质中。l基本特性：基本特性：多相性、高度分散性、聚沉不稳定性多相性、高度分散性、聚沉不稳定性4/5/20239第二节第二节 溶胶溶胶一、溶胶的基本性质一、溶胶的基本性质l光学性质光学性质丁达尔现象丁达尔现象l动力学性质动力学性质布朗运动布朗运动l电学性质电学性质 电泳电泳和电渗和电渗l表面特性表面特性吸附作用吸附作用4/5/202310第二节第二节 溶胶溶胶1.光学性质光学性质丁达尔现象丁达尔现象丁丁达达尔尔现现象象：1869年年Tyndall发发现现，当当一一束束光光线线透透过过溶溶胶胶时时，从从与与光光束束相相垂垂直直的的方方向向上上可可以以观观察
8、察到到一一个个光光柱柱，这这种种现现象象称称为为Tyndall效应。效应。产产生生原原因因：Tyndall效效应应是是溶溶胶胶粒粒子子对对光光产产生生散散射射的的结结果果，是是其其高度分散和多相性的反映。高度分散和多相性的反映。溶液溶液溶胶溶胶4/5/202311第二节第二节 溶胶溶胶2.动力学性质：动力学性质：布布朗朗运运动动：在在超超显显微微镜镜下下观观察察胶胶体体溶溶液液，可可以以看看到到代代表表胶胶体体粒粒子子的的发发光光点点在在介介质质中中间间不不停停地地作作不不规规则则的的运运动，这种运动称为动，这种运动称为布朗（布朗（Brown）运动）运动2.Brown运运动动的的原原因因，本本
9、质质上上是是由由于于分分子子固固有有的的热热运运动动。当当不不断断作作热热运运动动的的分分散散介介质质分分子子对对溶溶胶胶粒粒子子从从不不同同方方向向撞撞击击时时，由由于于受受力力的的不不平平衡衡而而产生了不规则的运动。产生了不规则的运动。布朗运动示意图布朗运动示意图4/5/202312第二节第二节 溶胶溶胶2.动力学性质动力学性质扩散和沉降扩散和沉降l溶溶胶胶的的分分散散相相粒粒子子由由于于 Brown Brown 运运动动，能能自自动动地地从从浓浓度度较较高高处处移移向向浓浓度度较较低低处处，这这种种现现象象称称为为扩扩散散。在在生生物物体体内内，扩扩散散是是物物质质输输送送或或物物质质分
10、分子子通通过过细细胞胞膜膜的的推推动动力力之之一一。在在重重力力场场中中，胶胶粒粒受受重重力作用要下沉，这一现象称为力作用要下沉，这一现象称为沉降。沉降。4/5/202313第二节第二节 溶胶溶胶2.动力学性质动力学性质扩散和沉降扩散和沉降l当当沉沉降降速速度度等等于于扩扩散散速速度度，系系统统处处于于平平衡衡状状态态，这这时时，胶胶粒粒浓浓度度从从上上到到下下逐逐渐渐增增大大，形形成成一一个个稳稳定定的的浓浓度度梯梯度度，这这种种现现象称为沉降平衡。象称为沉降平衡。4/5/202314第二节第二节 溶胶溶胶3.表面特性表面特性吸附作用吸附作用l溶溶胶胶是是高高度度分分散散的的多多相相系系统统
11、。分分散散相相在在介介质质中中分分散散的的程程度度就就是是分分散散度度，常常用用比比表表面面表示。定义为：表示。定义为：S0=S/VlS0是是物物质质的的比比表表面面，S是是物物质质的的总总表表面面积积，V是物质的体积。是物质的体积。l物物质质的的分分散散度度越越高高，其其表表面面积积越越大大，表表面面性质越明显。性质越明显。4/5/202315第二节第二节 溶胶溶胶l由由于于表表面面层层分分子子与与物物质质内内部部分分子子受受力力作作用用大大小小的的不不同同，使使得得表表面面层层分分子子比比内内部部分分子子多多出出一一部部分分能能量量，称称为为表表面面能能。为了降低表面能，液体表面有自动缩小
12、表面积的趋势。为了降低表面能，液体表面有自动缩小表面积的趋势。液体内部及表层分子受力情况示意图液体内部及表层分子受力情况示意图4/5/202316第二节第二节 溶胶溶胶l这这个个结结论论对对固固体体物物质质同同样样适适用用。高高度度分分散散的的溶溶胶胶比比表表面面大大，所所以以表表面面能能也也大大，它它们们有有自自动动聚聚积积成成大大颗颗粒粒而而减少表面积的趋势，称为减少表面积的趋势，称为聚结不稳定性。聚结不稳定性。l物物质质的的分分散散度度越越高高，表表面面积积越越大大，其其表表面面层层分分子子所所受受内内部部引引力力越越不不平平衡衡，使使得得固固体体物物质质产产生生吸吸附附力力，把把周周围
13、围介介质质（液液体体或或气气体体）中中的的分分子子或或离离子子吸吸附附在在它它的的表表面上，面上，称为称为吸附作用吸附作用。4/5/202317第二节第二节 溶胶溶胶原原因因：电电泳泳现现象象证证明明了了胶胶体体的的粒粒子子带带有有电电荷荷，根根据据胶胶体体粒粒子子在在电电泳泳时时移移动动的的方方向向，可可确确定定它它们所带的电荷符号。们所带的电荷符号。4.电学性质：电学性质：电泳电泳：在外电场作用下胶粒发生定向移动的现象：在外电场作用下胶粒发生定向移动的现象。4/5/202318第二节第二节 溶胶溶胶3.电学性质：电学性质：电电渗渗：在在外外电电场场作作用用下下，液液体体介介质质通通过过多多
14、孔孔膜膜向向其其所带电荷相反的电极方向定向移动的现象。所带电荷相反的电极方向定向移动的现象。电电泳泳和和电电渗渗的的实实质质是是相相同同的的，只只是是表表现现形形式不同。式不同。4/5/202319第二节第二节 溶胶溶胶二、胶团结构及溶液的稳定性二、胶团结构及溶液的稳定性1.胶粒带电的原因胶粒带电的原因lA.胶胶核核界界面面的的选选择择性性吸吸附附 胶胶粒粒中中的的胶胶核核（分分子子、离离子子、或或分分子子的的聚聚集集体体）常常选选择择性性吸吸附附分分散散系系统统中中与与其其组组成成类类似似的的离离子子作作为为稳稳定剂，而使其界面带有一定的电荷。定剂，而使其界面带有一定的电荷。lB.胶核表面分
15、子的离解胶核表面分子的离解4/5/202320NO3-AgI-K+优先吸附：优先吸附：第二节第二节 溶胶溶胶Ag NO3+KI=Ag I +KNO3l当当KI 过量时：过量时：(Ag I)m n I-(n-x)K+x-x K+l当当AgNO3 过量时：过量时：(Ag I)mn Ag+(n-x)NO3-x+x NO3-4/5/202321第二节第二节 溶胶溶胶2.胶粒的双电层结构胶粒的双电层结构KIKI过量过量4/5/202322胶团胶团胶粒胶粒扩散层扩散层(AgI)m胶核胶核 +An g电位离子电位离子（n-x）NO3-反离子反离子+xxNO3-吸附层吸附层扩散层扩散层扩散双电层扩散双电层Ag
16、I溶胶胶团结构（溶胶胶团结构（Ag+过量）过量）第二节第二节 溶胶溶胶4/5/202323第二节第二节 溶胶溶胶2.胶粒的双电层结构胶粒的双电层结构l胶胶核核表表面面因因荷荷电电而而结结合合水水，吸吸附附的的反反离离子子也也水水合合，给给胶粒覆盖了一胶粒覆盖了一层层水合膜。水合膜。l胶胶粒粒运运动动时时水水合合膜膜层层以以及及膜膜层层内内的的反反离离子子一一起起运运动动。这这部部分分水水合合膜膜层层称称为为吸吸附附层层；其其余余反反离离子子呈呈扩扩散散状状态态分分布布在在吸吸附附层层周周围围，形形成成与与吸吸附附层层荷荷电电性性质质相反的相反的扩扩散散层层。l这这种种由由吸吸附附层层和和扩扩散
17、散层层构构成成的的电电性性相相反反的的两两层层结结构称构称为为扩扩散双散双电层电层。4/5/202324第二节第二节 溶胶溶胶注意：注意：AgI胶胶体体粒粒子子在在I-过过量量时时，AgI吸吸附附I-而而带带负负电电荷荷；Ag+过量时，过量时，AgI吸附吸附Ag+而带正电荷。而带正电荷。胶胶体体的的电电荷荷是是指指胶胶体体中中胶胶体体粒粒子子带带有有电电荷荷，而而不是胶体带电荷，整个胶体是电中性的。不是胶体带电荷，整个胶体是电中性的。淀淀粉粉胶胶体体粒粒子子因因不不吸吸附附阴阴、阳阳离离子子而而不不带带电电荷荷，所以加入电解质不凝聚，也无电泳现象。所以加入电解质不凝聚，也无电泳现象。4/5/2
18、02325第二节第二节 溶胶溶胶3.溶胶的溶胶的相对稳定因素相对稳定因素1)胶胶粒粒带带有有同同种种电电荷荷：由由于于同同种种电电荷荷之之间间的的排排斥斥作作用用，可可阻止胶粒相互碰撞而聚结成大颗粒沉淀阻止胶粒相互碰撞而聚结成大颗粒沉淀2)水水化化膜膜的的存存在在：胶胶粒粒中中的的吸吸附附离离子子和和反反离离子子都都是是水水化化离离子子，所所以以胶胶粒粒实实际际上上是是被被一一层层水水化化离离子子所所包包围围，在在胶胶粒粒周周围围形形成成了了一一层层牢牢固固的的水水化化薄薄膜膜，这这层层水水化化膜膜具具有有一一定定的的强强度度和和弹弹性性，可可以以阻阻止止胶胶粒粒相相互互接接触触，从从而而增增
19、强强了了溶溶胶的稳定性。胶的稳定性。3)强强烈烈的的Brown运运动动：由由它它产产生生的的扩扩散散作作用用，能能克克服服重重力力场的影响而不下沉，溶胶的这种性质称为动力稳定性场的影响而不下沉，溶胶的这种性质称为动力稳定性。4/5/202326第二节第二节 溶胶溶胶电电解解质质作作用用加加电电解解质质，迫迫使使反反离离子子更更多多进进入入吸吸附附层层，扩扩散层变薄，稳定性下降。散层变薄，稳定性下降。l上：上：Cl-离子围绕离子围绕Fe(OH)3胶粒胶粒l下：下：PO43-离子围绕离子围绕Fe(OH)3胶粒胶粒l如如 由由 豆豆 浆浆 做做 豆豆 腐腐 时时，加加 入入CaSO4形形成成胶胶冻冻
20、状状的的豆豆腐腐(称称为为凝胶）。凝胶）。4.4.溶溶胶胶的的聚聚沉沉：溶溶胶胶粒粒子子逐逐渐渐变变大大，从从介介质质中中沉沉淀淀出来的过程。出来的过程。4/5/202327第二节第二节 溶胶溶胶 临临界界聚聚沉沉浓浓度度：一一定定量量溶溶胶胶在在一一定定时时间间内内发发生生聚聚沉所需电解质的最小浓度沉所需电解质的最小浓度l负离子聚沉正溶胶；正离子聚沉负溶胶；负离子聚沉正溶胶；正离子聚沉负溶胶；l反反离离子子价价数数越越高高，聚聚沉沉能能力力越越强强；一一价价、二二价价、三三价价反离子的临界聚沉浓度与离子价数的六次方成反比反离子的临界聚沉浓度与离子价数的六次方成反比l同价离子聚沉能力接近，但同
21、价离子聚沉能力接近，但 正离子：正离子：H+Cs+Rb+NH4+K+Na+Li+负离子：负离子：F-Cl-Br-I-CNS-l一些有机物离子具有非常强的聚沉能力。一些有机物离子具有非常强的聚沉能力。4/5/202328不同电解质对几种溶胶的临界聚沉浓度不同电解质对几种溶胶的临界聚沉浓度/mmolL-1 As2S2(负溶胶负溶胶)AgI(负溶胶负溶胶)Al2O3(正溶胶正溶胶)LiCl58LiNO3165NaCl43.5NaCl51NaNO3140KCl46KCl49.5KNO3136KNO360KNO350RbNO3126CaCl20.65Ca(NO3)22.40K2SO40.30MgCl20
22、.72Mg(NO3)22.60K2Cr2O70.63MgSO40.81Pb(NO3)22.43K2C2O40.69AlCl30.093Al(NO3)30.067K3Fe(CN)60.081/2Al2(SO4)20.096La(NO3)30.069Al(NO3)20.095Ce(NO3)30.0694/5/202329第二节第二节 溶胶溶胶溶溶胶胶相相互互聚聚沉沉胶胶粒粒电电性性相相反反的的两两种种溶溶胶胶适适量量混混合，电性中和，发生聚沉。合，电性中和，发生聚沉。加加热热胶胶体体，能能量量升升高高，胶胶粒粒运运动动加加剧剧，它它们们之之间间碰碰撞撞机机会会增增多多，而而使使胶胶核核对对离离子子
23、的的吸吸附附作作用用减减弱弱，即即减弱胶体的稳定因素，导致胶体凝聚。减弱胶体的稳定因素，导致胶体凝聚。高分子化合物对溶胶的保护作用高分子化合物对溶胶的保护作用(a)(a)和敏化作用和敏化作用(b)(b)4/5/202330第二节第二节 溶胶溶胶三、气溶胶（三、气溶胶（aerosol）l由由极极小小的的固固体体或或液液体体粒粒子子悬悬浮浮在在气气体体介介质质中中所所形形成成的分散系统称为气溶胶。的分散系统称为气溶胶。l图图示示是是各各种种气气溶溶胶胶的的分分散散相粒子直径的大致范围。相粒子直径的大致范围。l烟烟、雾雾的的分分散散度度较较高高，粉粉尘尘的的分分散散度度低低，后后者者稳稳定定性要差些
24、。性要差些。4/5/202331第三节第三节 高分子溶液高分子溶液l高高分分子子化化合合物物概概念念：单单个个分分子子相相对对分分子子量量在一万以上的大分子。在一万以上的大分子。l蛋蛋白白质质、核核酸酸、糖糖原原、存存在在体体液液中中重重要要物物质质 ；人体肌肉、组织；又如天然；人体肌肉、组织；又如天然 橡胶等橡胶等l据来源据来源 可分为天然的和合成的可分为天然的和合成的4/5/202332第三节第三节 高分子溶液高分子溶液高分子溶液与溶胶性质比较高分子溶液与溶胶性质比较胶体物质胶体物质相同性质相同性质不同性质不同性质溶胶溶胶1.分散相粒分散相粒子大小子大小1100nm2.扩散速率扩散速率慢慢
25、3.不能透过不能透过半透膜半透膜多相多相Tyndall现现象明显象明显热热力力学学不不稳定系统稳定系统对电解质对电解质敏感敏感高高分分子子溶溶液液均相均相Tyndall现现象微弱象微弱热热力力学学稳稳定系统定系统对对电电解解质质不太敏感不太敏感缔合胶体缔合胶体均相均相热热力力学学稳稳定系统定系统4/5/202333第三节第三节 高分子溶液高分子溶液一、高分子化合物的结构特点及溶液的形成一、高分子化合物的结构特点及溶液的形成1.结构特征：结构特征：一一般般具具有有碳碳链链，碳碳链链由由大大量量称称为为链链节节的的结结构构单单位位连接而成，链节重复的次数叫聚合度，以连接而成，链节重复的次数叫聚合度
26、，以n表示。表示。l天然橡胶天然橡胶 链节为异戊二烯单位链节为异戊二烯单位(-C5H8-)。l纤纤维维素素、淀淀粉粉、糖糖原原或或高高分分子子右右旋旋糖糖酐酐，链链节节为为葡葡萄萄糖单位糖单位(-C6H10O5-)，通式，通式(C6H10O5)n。l蛋白质的结构单位是氨基酸。蛋白质的结构单位是氨基酸。4/5/202334第三节第三节 高分子溶液高分子溶液一、高分子化合物的结构特点及溶液的形成一、高分子化合物的结构特点及溶液的形成1.结构特征：结构特征：高高分分子子化化合合物物是是不不同同聚聚合合度度的的同同系系物物分分子子组组成成的的混混和和物物，它它的的聚聚合合度度和和相相对分子质量指的都是
27、平均值。对分子质量指的都是平均值。高高分分子子化化合合物物分分子子链链的的长长度度以以及及链链节节的的连连接接方方式式并并不不相相同同，因因而而形形成成线线状状或分枝状或分枝状结结构。构。4/5/202335第三节第三节 高分子溶液高分子溶液2.柔性和分子内旋转柔性和分子内旋转l内内旋旋转转：分分子子链链中中许许多多C-C单单键键，单单键键能能在在键键角角不不变变条条件件下下绕绕键轴旋转。键轴旋转。l柔柔性性：内内旋旋转转导导致致碳碳链链构构型型改改变变，高高分分子子长长链链两两端端的的距距离离也也随随之改变。之改变。4/5/202336第三节第三节 高分子溶液高分子溶液l溶溶胀胀：溶溶剂剂进
28、进入入高高分分子子链链，导导致化合物舒展，体积成倍增长。致化合物舒展，体积成倍增长。l高分子化合物先溶胀，后溶解。高分子化合物先溶胀，后溶解。l与与水水分分子子亲亲和和力力很很强强的的高高分分子子化化合合物物形形成成水水合合膜膜：稳稳定定性性的的主要原因。主要原因。3.高分子溶液的形成高分子溶液的形成上：高分子化合物在良溶剂中上：高分子化合物在良溶剂中下：高分子化合物在不良溶剂中下：高分子化合物在不良溶剂中4/5/202337二、聚电解质溶液二、聚电解质溶液1.定定义义：蛋蛋白白质质等等高高分分子子化化合合物物在在水水溶溶液液中中常常以以离离子子形形式式存存在在，常常称称为为聚聚电电解解质质或
29、或高高分子电解质。分子电解质。2.特征：特征：链上有很多荷电基团链上有很多荷电基团 电荷密度大电荷密度大 对极性溶剂的亲和力强对极性溶剂的亲和力强3.分类：阳离子、阴离子和两性离子。分类：阳离子、阴离子和两性离子。第三节第三节 高分子溶液高分子溶液4/5/202338第三节第三节 高分子溶液高分子溶液4.4.以蛋白质为例说明聚电解质溶液的性质以蛋白质为例说明聚电解质溶液的性质l蛋蛋白白质质由由约约2020种种不不同同氨氨基基酸酸组组成成，氨氨基基酸酸以以肽键相连，形成多肽链肽键相连，形成多肽链l氨基酸氨基酸l多肽多肽4/5/202339第三节第三节 高分子溶液高分子溶液l蛋蛋白白质质的的电电荷
30、荷数数量量及及电电荷荷分分布布受受溶溶液液pH影影响响。改改变溶液的变溶液的pH值，可使其所带电荷发生改变。值，可使其所带电荷发生改变。蛋白质的一级结构蛋白质的一级结构4/5/202340第三节第三节 高分子溶液高分子溶液l等等电电状状态态和和等等电电点点(isoelectric point)pI：恰恰好好使使高高分分子子上上(蛋蛋白白质质)所所带带正正电电荷荷量量与与负负电电荷荷量相等时溶液的量相等时溶液的pH，称为，称为等电点。等电点。4/5/202341第三节第三节 高分子溶液高分子溶液l等电状态和等电点等电状态和等电点(isoelectric point)pI lpH pI，蛋蛋白白质
31、质形形成成负负离离子子。pH C6H5O73-C4H4O62-CH3COO-CI-NO3-Br-I-CNS-NH4+K+Na+Li+4/5/202345第三节第三节 高分子溶液高分子溶液l于于蛋蛋白白质质溶溶液液中中加加入入与与水水作作用用强强烈烈的的有有机机溶溶剂剂也也能能降降低低蛋蛋白白质质的的水水合合程程度度，蛋蛋白白质质因脱水而沉淀。因脱水而沉淀。l对少量电解质不太敏感对少量电解质不太敏感 高高分分子子溶溶解解：高高度度水水化化系系统统，加加少少电电解解质质不足以破坏水合层。不足以破坏水合层。4/5/202346第三节第三节 高分子溶液高分子溶液四、高分子溶液的渗透压力和膜平衡四、高分
32、子溶液的渗透压力和膜平衡1.渗透压力渗透压力l高高分分子子稀稀溶溶液液的的渗渗透透压压力力不不符符合合Vant Hoff公公式式，其其渗渗透压力不是随浓度线性增加，而是比浓度增加更快。透压力不是随浓度线性增加，而是比浓度增加更快。l产产生生这这种种现现象象的的原原因因，是是由由于于高高分分子子在在溶溶液液中中呈呈线线团团状状态态，其其中中间间空空隙隙包包含含有有大大量量溶溶剂剂，致致使使溶溶液液的的实实际际浓度增大。浓度增大。l在在用用渗渗透透压压力力法法求求高高分分子子溶溶质质的的摩摩尔尔质质量量时时常常用用维维利利公式：公式：4/5/202347第三节第三节 高分子溶液高分子溶液l对对于于
33、对对于于一一般般高高分分子子稀稀溶液，上式可简化为：溶液，上式可简化为：式式中中Mr为为高高分分子子化化合合物物的的相相对对分分子子质质量量，B是是常常数数。以以/B对对B做做图图，外外推推至至B0时时的的截截距距为为RT/Mr，即可求出，即可求出Mr。B（g/L）/BRT/Mr外推法计算高分子化合物的相对分子质量外推法计算高分子化合物的相对分子质量4/5/202348第三节第三节 高分子溶液高分子溶液2.膜平衡（膜平衡（Donnan 平衡平衡）：l用用半半透透膜膜将将聚聚电电解解质质溶溶液液与与小小离离子子的的电电解解质质溶溶液液隔隔开开，小小离离子子能能透透过过半半透透膜膜而而聚聚电电解解
34、质质离离子子不不能能透透过过，但但受受聚聚电电解解质质离离子子静静电电引引力力的的影影响响，为为保保持持溶溶液液的的电电中中性性，平平衡衡状状态态时时小小离离子子在在两两侧侧分分布布不不均均匀匀的的现现象）。象）。4/5/202349第三节第三节 高分子溶液高分子溶液4/5/202350第三节第三节 高分子溶液高分子溶液平衡时，平衡时，v进进=v出出c(Na+)外外c(Cl-)外外=c(Na+)内内c(Cl-)内内l当当c1c2时，时，x0，膜外几乎一点也不透入膜内。，膜外几乎一点也不透入膜内。l当当c2c1时，时，x c2/2，膜内外，膜内外NaCl浓度近似相等。浓度近似相等。l当当c2=c
35、1时，时，x c2/2，1/3的的NaCl透入膜内。透入膜内。4/5/202351第三节第三节 高分子溶液高分子溶液五、五、凝胶凝胶l定定义义：在在一一定定条条件件下下，如如温温度度下下降降或或溶溶解解度度减减小小时时，高高分分子子溶溶液液的的粘粘度度会会逐逐渐渐变变大大，最最后后失失去去流流动动性性，形形成成具具有有网网状状结结构构的的半半固固态态物物质质，这这个个过过程程为为胶胶凝凝，所所形形成成的的立立体体网网状状结构物质为凝胶。结构物质为凝胶。l分类：分类：凝胶可分为刚性凝胶和弹性凝胶两类。凝胶可分为刚性凝胶和弹性凝胶两类。l性质：性质：溶胀、结合水以及脱液收缩等溶胀、结合水以及脱液收
36、缩等4/5/202352第四节第四节 表面活性剂和乳状液表面活性剂和乳状液一、表面活性剂一、表面活性剂l定定义义：液液体体的的表表面面存存在在一一定定的的表表面面张张力力，用用 表表示示，单单位位N/mN/m。溶溶液液表表面面会会吸吸附附溶溶质质，使使液液体体表表面面张张力力发发生生变变化化。水水表表面面张张力力随随不不同同溶溶质质加加入入所所发发生生变变化化的的规规律律大大致致有有三三种种，其其中中能能显显著著降降低低水水的的表表面面张张力力的的物物质质称称为为表表面面活活性性物物质或表面活性剂。质或表面活性剂。(N/m)C(mol/L)NaCl、KNO3等无机盐类以及蔗等无机盐类以及蔗糖、
37、甘露醇等多羟基有机物糖、甘露醇等多羟基有机物醇、醛、羧酸、酯等大多数有机物醇、醛、羧酸、酯等大多数有机物(1)(2)肥皂及各种合成洗涤剂肥皂及各种合成洗涤剂(3)4/5/202353第四节第四节 表面活性剂和乳状液表面活性剂和乳状液2.表面吸附类型：表面吸附类型：l若若溶溶液液表表面面吸吸附附的的溶溶质质能能降降低低溶溶剂剂表表面面张张力力，使使溶溶液液表层浓度大约内部溶液浓度，称为正吸附表层浓度大约内部溶液浓度，称为正吸附l若若溶溶液液表表面面吸吸附附的的溶溶质质能能增增高高溶溶剂剂表表面面张张力力，使使溶溶液液表层浓度大约内部溶液浓度，称为负吸附表层浓度大约内部溶液浓度，称为负吸附3.表面
38、活性剂构成：表面活性剂构成：l疏水基团：一些直链的或带有侧链的有机烃基疏水基团：一些直链的或带有侧链的有机烃基l亲亲水水基基团团：OH、COOH、SO2OH、NH2、SH等等4/5/202354第四节第四节 表面活性剂和乳状液表面活性剂和乳状液4.4.表面活性物的结构特点表面活性物的结构特点l含含有有疏疏水水性性非非极极性性基基团团和和亲亲水水性性极极性性基基团团，亲亲水水基基端端进进入入水水中中，疏疏水水基基端端离离开开水水相相，在在水水表表面面定定向排列，从而降低表面张力。向排列，从而降低表面张力。4/5/202355第四节第四节 表面活性剂和乳状液表面活性剂和乳状液l表面活性剂类型：表面
39、活性剂类型：非离子表面活性剂非离子表面活性剂离子型离子型非离子型非离子型脂脂肪肪酸酸盐盐（肥肥皂皂类类）：含含有有阴阴离离子子亲亲水水基基，脂脂肪肪酸酸链链在在C11C17之之间间，通通式式为为RCOO-M,M为碱金属、碱土金属及为碱金属、碱土金属及NH4+十二烷基硫酸纳（十二烷基硫酸纳（R-OSO3Na)季胺盐类型季胺盐类型氨基酸型（氨基酸型（RNH2CHCH2COOH)甜菜碱型（甜菜碱型（RN+H2(CH2)CH2COO-)以水中不解离的羟基或以醚键结合为亲水基以水中不解离的羟基或以醚键结合为亲水基阴离子表面活性剂阴离子表面活性剂阳离子表面活性剂阳离子表面活性剂两性离子表面活性剂两性离子表
40、面活性剂4/5/202356第四节第四节 表面活性剂和乳状液表面活性剂和乳状液二、缔合胶束二、缔合胶束1.定定义义：表表面面活活性性剂剂达达到到一一定定量量，在在水水相相表表面面定定向向排排列列的的同同时时，疏疏水水基基相相互互紧紧靠靠，逐逐渐渐聚聚集集，形形成成亲亲水水基基朝朝外外而而疏疏水水基基在在内内的的胶胶束束。由由胶胶束束形形成成的的溶溶液液称称为为缔缔合合胶胶体体。由由于于胶胶束束的的形形成成减减小小了了疏疏水水基基与与水水的的接触面积，从而使系统稳定。接触面积，从而使系统稳定。4/5/202357第四节第四节 表面活性剂和乳状液表面活性剂和乳状液2.临临界界胶胶束束浓浓度度（CM
41、C）：开开始始形形成成胶胶束束时时表表面面活活性性剂剂的的最最低低浓浓度度。其其数数值值受受温温度度、表表面面活活性性剂剂用用量量、分分子子缔缔合合程程度度、溶溶液液pH值值及及电电解解质的影响。质的影响。l接接近近CMC，胶胶束束呈呈球球形形。浓浓度度增增大大，胶胶束束成成为为圆圆柱柱形形乃乃至至板板层层形。形。3.增增溶溶：表表面面活活性性剂剂可可使使不不溶溶于于水水的的油油脂脂或或其其它它有有机机物物裹裹在在其其中中形形成胶束的现象成胶束的现象。4/5/202358第四节第四节 表面活性剂和乳状液表面活性剂和乳状液三、乳状液：三、乳状液：l定定义义：以以液液体体为为分分散散相相分分散散在在另另一一种种不不相相溶溶的的液体中所成的粗分散相，是两相不稳定体系。液体中所成的粗分散相，是两相不稳定体系。l乳乳化化剂剂：使使乳乳状状液液稳稳定定存存在在所所加加入入的的第第三三种种物物质。质。l乳乳状状液液的的类类型型：分分为为油油包包水水（W/O）型型和和水水包油（包油（O/W）型）型l可以用染色法或稀释法鉴别乳状液类型可以用染色法或稀释法鉴别乳状液类型4/5/202359第四节第四节 表面活性剂和乳状液表面活性剂和乳状液4/5/202360作业作业lp88124/5/202361