《物理化學(xué)第十二章》ppt課件

1、第十二章第十二章 膠體化學(xué)膠體化學(xué)Colloidal Chemistry分散系統(tǒng)分散系統(tǒng)分散系統(tǒng)分散系統(tǒng) dispersion system：一種或幾種物質(zhì)分散在另一種物質(zhì)中所構(gòu)成的系統(tǒng)。一種或幾種物質(zhì)分散在另一種物質(zhì)中所構(gòu)成的系統(tǒng)。分散相分散相 dispersed phase分散介質(zhì)分散介質(zhì) dispersing medium不延續(xù)相不延續(xù)相延續(xù)相延續(xù)相分散相分散相粒徑粒徑/nm小分子溶液小分子溶液膠體分散系膠體分散系( (憎液溶膠憎液溶膠) )粗分散系粗分散系大分子溶液大分子溶液( (親液溶膠親液溶膠) )分子分子/原子原子/離子離子 100集合體集合體 1100大分子大分子 1100均相

2、系統(tǒng)均相系統(tǒng)(真溶液真溶液)多相系統(tǒng)多相系統(tǒng)穩(wěn)定性穩(wěn)定性熱力學(xué)熱力學(xué) 動(dòng)力學(xué)動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定穩(wěn)定穩(wěn)定穩(wěn)定穩(wěn)定穩(wěn)定穩(wěn)定穩(wěn)定不穩(wěn)定不穩(wěn)定不穩(wěn)定不穩(wěn)定 不穩(wěn)定不穩(wěn)定穩(wěn)定穩(wěn)定膠體所涉及的膠體所涉及的1100nm的超細(xì)微粒，介于宏觀和微觀之間，屬于的超細(xì)微粒，介于宏觀和微觀之間，屬于介觀介觀(mesoscopic)領(lǐng)域，具有許多特殊的性質(zhì)。領(lǐng)域，具有許多特殊的性質(zhì)。粒子 膜 絲 管納米macroscopicmesoscopicmicroscopic宏觀宏觀微觀微觀介觀介觀溶膠的根本特性：溶膠的根本特性： 特有的分散程度高度分散性特有的分散程度高度分散性 多相不均勻性多相不均勻性 聚結(jié)不穩(wěn)定性聚結(jié)不穩(wěn)定性熱力學(xué)

3、不穩(wěn)定而動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定。熱力學(xué)不穩(wěn)定而動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定。如，金溶膠可以存放幾十年。如，金溶膠可以存放幾十年。溶膠的許多性質(zhì)如分散慢、不能經(jīng)過半透膜、浸透壓低、乳光亮溶膠的許多性質(zhì)如分散慢、不能經(jīng)過半透膜、浸透壓低、乳光亮度強(qiáng)等，都與其特有的分散程度親密相關(guān)。度強(qiáng)等，都與其特有的分散程度親密相關(guān)。1861，格雷厄姆，格雷厄姆 Graham(英英)提出：提出：膠體膠體 colloid分散慢、不易結(jié)晶、易成粘稠狀；分散慢、不易結(jié)晶、易成粘稠狀；晶體晶體 crystal分散快、易結(jié)晶、不易成粘稠狀。分散快、易結(jié)晶、不易成粘稠狀。膠體是幾乎任何物質(zhì)都可以存在的一種形狀。膠體是幾乎任何物質(zhì)都可以存在的一種形狀。膠體

4、化學(xué)的研討對(duì)象：膠體化學(xué)的研討對(duì)象：狹義：膠體，尤指液溶膠。狹義：膠體，尤指液溶膠。廣義：膠體、粗分散系統(tǒng)、大分子溶液。廣義：膠體、粗分散系統(tǒng)、大分子溶液。膠體化學(xué)即研討膠體和相近系統(tǒng)的構(gòu)成、破壞及其物理化學(xué)性質(zhì)膠體化學(xué)即研討膠體和相近系統(tǒng)的構(gòu)成、破壞及其物理化學(xué)性質(zhì)和變化規(guī)律的一門科學(xué)。和變化規(guī)律的一門科學(xué)。Thomas Graham (1805-1869)1. 溶膠的制備和凈化溶膠的制備和凈化2. 溶膠的光學(xué)性質(zhì)溶膠的光學(xué)性質(zhì)3. 溶膠的動(dòng)力性質(zhì)溶膠的動(dòng)力性質(zhì)4. 溶膠的電學(xué)性質(zhì)和穩(wěn)定性溶膠的電學(xué)性質(zhì)和穩(wěn)定性5. 乳狀液乳狀液6. 懸浮液懸浮液7. 泡沫和氣溶膠泡沫和氣溶膠8. 大分子溶液

5、大分子溶液9. 凝膠凝膠*第一節(jié)第一節(jié) 溶膠的制備和凈化溶膠的制備和凈化Preparation and purification of colloids膠體分散系膠體分散系1 r 100 1 r 100 r 100 nmnm( (小小) )分子分散系分子分散系r 1 nmr 1，即普通電解質(zhì)的水溶液：粒子半徑，即普通電解質(zhì)的水溶液：粒子半徑 r 較大，較大，雙電層厚度或離子氛半徑雙電層厚度或離子氛半徑 k-1 較小。較小。普通溶膠的普通溶膠的電勢(shì)都在幾十毫伏范圍內(nèi)。電勢(shì)都在幾十毫伏范圍內(nèi)。 Fe(OH)3：44 mV顯然，顯然，越大，闡明膠粒帶電越多，分散層越厚，溶膠越穩(wěn)定。越大，闡明膠粒帶電

6、越多，分散層越厚，溶膠越穩(wěn)定。跟什么要素有關(guān)呢？跟什么要素有關(guān)呢？主要跟溶液中的電解質(zhì)濃度有關(guān)。主要跟溶液中的電解質(zhì)濃度有關(guān)。隨電解質(zhì)濃度的添加，分散層受擠壓而變薄，隨電解質(zhì)濃度的添加，分散層受擠壓而變薄，降低，溶膠穩(wěn)定降低，溶膠穩(wěn)定性變小。當(dāng)性變小。當(dāng)降為零時(shí)，膠粒不帶電等電態(tài)，穩(wěn)定性最小。降為零時(shí)，膠粒不帶電等電態(tài)，穩(wěn)定性最小。溶膠的穩(wěn)定還有一個(gè)緣由，就是溶劑化作用。溶膠的穩(wěn)定還有一個(gè)緣由，就是溶劑化作用。由于分散層反離子的溶劑化作用，使膠粒外面構(gòu)成了一個(gè)有一定由于分散層反離子的溶劑化作用，使膠粒外面構(gòu)成了一個(gè)有一定彈性的溶劑化薄膜層，它可以阻止膠粒的相互碰撞和聚結(jié)。彈性的溶劑化薄膜層，它

7、可以阻止膠粒的相互碰撞和聚結(jié)。溶膠動(dòng)力穩(wěn)定性的緣由：溶膠動(dòng)力穩(wěn)定性的緣由： 膠粒帶電；膠粒帶電；一切可以減少膠粒所帶電荷、降低溶劑化作用的要素都會(huì)使溶膠失穩(wěn)而聚沉。一切可以減少膠粒所帶電荷、降低溶劑化作用的要素都會(huì)使溶膠失穩(wěn)而聚沉。 溶劑化作用；溶劑化作用； 布朗運(yùn)動(dòng)沉降平衡。布朗運(yùn)動(dòng)沉降平衡。溶膠的聚沉溶膠的聚沉 coagulation of colloids： 增大濃度、加熱、輻射均加劇粒子互碰增大濃度、加熱、輻射均加劇粒子互碰 加相反電荷溶膠電性中和加相反電荷溶膠電性中和 加電解質(zhì)足量加電解質(zhì)足量 加大分子少量加大分子少量敏化作用少量時(shí)敏化作用少量時(shí)搭橋、脫水、電中和效應(yīng)搭橋、脫水、電中

8、和效應(yīng)維護(hù)作用足量時(shí)維護(hù)作用足量時(shí)常用金值表示其維護(hù)才干常用金值表示其維護(hù)才干如，明礬凈水。如，明礬凈水。不同鋼筆水混用常產(chǎn)生沉淀。不同鋼筆水混用常產(chǎn)生沉淀。如，豆?jié){制豆腐點(diǎn)漿。如，豆?jié){制豆腐點(diǎn)漿。江河入海處易構(gòu)成三角洲。江河入海處易構(gòu)成三角洲。電解質(zhì)的聚沉作用：電解質(zhì)的聚沉作用：少量電解質(zhì)是溶膠的穩(wěn)定劑，過量那么會(huì)使溶膠聚沉使分散層少量電解質(zhì)是溶膠的穩(wěn)定劑，過量那么會(huì)使溶膠聚沉使分散層受擠壓而變薄，降低膠粒的帶電量和溶劑化作用。受擠壓而變薄，降低膠粒的帶電量和溶劑化作用。聚沉值：使溶膠發(fā)生明顯聚沉所需電解質(zhì)的最小濃度。聚沉值：使溶膠發(fā)生明顯聚沉所需電解質(zhì)的最小濃度。聚沉才干：聚沉值的倒數(shù)。聚

9、沉值越小，聚沉才干越大。聚沉才干：聚沉值的倒數(shù)。聚沉值越小，聚沉才干越大。 電解質(zhì)中起聚沉作用的主要是與膠粒帶相反電荷的離子異號(hào)電解質(zhì)中起聚沉作用的主要是與膠粒帶相反電荷的離子異號(hào)離子，且隨離子價(jià)數(shù)添加，其聚沉才干顯著加強(qiáng)同號(hào)離子那離子，且隨離子價(jià)數(shù)添加，其聚沉才干顯著加強(qiáng)同號(hào)離子那么價(jià)數(shù)越高聚沉才干越小。么價(jià)數(shù)越高聚沉才干越小。舒爾茨舒爾茨-哈迪價(jià)數(shù)規(guī)那么哈迪價(jià)數(shù)規(guī)那么 Schulze-Hardy rule：電解質(zhì)的聚沉才干與異號(hào)離子價(jià)數(shù)的六次方成正比。電解質(zhì)的聚沉才干與異號(hào)離子價(jià)數(shù)的六次方成正比。聚沉才干：聚沉才干：Me ? Me ? Me = 16 ? 26 ? 36 = 1 ? 64

10、? 729聚沉值：聚沉值：Me ? Me ? Me = ? ? = 729 ? 11.4 ? 1161261361 價(jià)數(shù)一樣的異號(hào)離子，其聚沉才干也有所不同。價(jià)數(shù)一樣的異號(hào)離子，其聚沉才干也有所不同。對(duì)負(fù)溶膠，一價(jià)陽(yáng)離對(duì)負(fù)溶膠，一價(jià)陽(yáng)離子的聚沉才干次序：子的聚沉才干次序：H+ Cs+ Rb+ NH4+ K+ Na+ Li+對(duì)正溶膠，一價(jià)陰離對(duì)正溶膠，一價(jià)陰離子的聚沉才干次序：子的聚沉才干次序：F- Cl- Br- NO3- I- SCN- OH-感膠離子序感膠離子序 lyotropic series H+ 和有機(jī)離子都有很強(qiáng)的聚沉才干。和有機(jī)離子都有很強(qiáng)的聚沉才干。 染色法：在乳狀液中參與少許

11、油溶性染料如蘇丹染色法：在乳狀液中參與少許油溶性染料如蘇丹，假設(shè)整個(gè)溶液被染成紅色那么為假設(shè)整個(gè)溶液被染成紅色那么為 W/O 型，假設(shè)只需星星點(diǎn)點(diǎn)帶型，假設(shè)只需星星點(diǎn)點(diǎn)帶色那么為色那么為 O/W 型。也可用水溶性染料如亞甲基藍(lán)。型。也可用水溶性染料如亞甲基藍(lán)。第五節(jié)第五節(jié) 乳狀液乳狀液 Emulsions乳狀液：液體微粒分散于液體介質(zhì)中所構(gòu)成的粗分散系統(tǒng)。乳狀液：液體微粒分散于液體介質(zhì)中所構(gòu)成的粗分散系統(tǒng)。內(nèi)相內(nèi)相外相外相類型：水包油型類型：水包油型O/W，牛奶和油包水型，牛奶和油包水型W/O，原油。，原油。 鑒別方法：鑒別方法： 稀釋法混合法：取少量乳狀液滴入水中或油中，假設(shè)在水稀釋法混合法

12、：取少量乳狀液滴入水中或油中，假設(shè)在水中能稀釋那么為中能稀釋那么為 O/W 型，假設(shè)在油中能稀釋那么為型，假設(shè)在油中能稀釋那么為 W/O 型。型。 電導(dǎo)法：普通，電導(dǎo)法：普通，O/W 型乳狀液的電導(dǎo)率遠(yuǎn)大于型乳狀液的電導(dǎo)率遠(yuǎn)大于 W/O 型的。型的。要得到比較穩(wěn)定的乳狀液，必需參與乳化劑要得到比較穩(wěn)定的乳狀液，必需參與乳化劑 emulsifying agent常用乳化劑有外表活性物質(zhì)、天然物質(zhì)、固體粉末等三類。常用乳化劑有外表活性物質(zhì)、天然物質(zhì)、固體粉末等三類。乳化作用：乳化劑使乳狀液能較穩(wěn)定存在的作用。乳化作用：乳化劑使乳狀液能較穩(wěn)定存在的作用。 在分散相液滴周圍構(gòu)成鞏固的維護(hù)膜；在分散相液

13、滴周圍構(gòu)成鞏固的維護(hù)膜； 降低界面張力；降低界面張力； 構(gòu)成雙電層，產(chǎn)生電互斥力。構(gòu)成雙電層，產(chǎn)生電互斥力。主要主要親水固體親水固體油油水水乳化劑的性質(zhì)不僅關(guān)系乳狀液的穩(wěn)定性，還決議乳狀液的類型：乳化劑的性質(zhì)不僅關(guān)系乳狀液的穩(wěn)定性，還決議乳狀液的類型：水溶性一價(jià)金屬皂是水溶性一價(jià)金屬皂是 O/W 型乳化劑親水基截面比親油基大，型乳化劑親水基截面比親油基大，二價(jià)或三價(jià)金屬皂是二價(jià)或三價(jià)金屬皂是 W/O 型乳化劑；型乳化劑；親水性固體粉末有利于構(gòu)成親水性固體粉末有利于構(gòu)成 O/W 型乳狀液，型乳狀液， 憎水性固體粉末有利于構(gòu)成憎水性固體粉末有利于構(gòu)成 W/O 型乳狀液。型乳狀液。乳狀液的類型通常與

14、兩相液體的相對(duì)數(shù)量無關(guān)，乳狀液的類型通常與兩相液體的相對(duì)數(shù)量無關(guān)，有時(shí)分散相液滴體積可達(dá)總體積的有時(shí)分散相液滴體積可達(dá)總體積的74%以上。以上。憎水固體憎水固體油油水水乳狀液的去乳化或破乳乳狀液的去乳化或破乳 deemulsification 方法：方法： 頂替法：用不能構(gòu)成結(jié)實(shí)膜的外表活性劑替代原乳化劑。頂替法：用不能構(gòu)成結(jié)實(shí)膜的外表活性劑替代原乳化劑。 如異戊醇，外表活性雖強(qiáng)，但因碳鏈太短而無法構(gòu)成結(jié)實(shí)膜。如異戊醇，外表活性雖強(qiáng)，但因碳鏈太短而無法構(gòu)成結(jié)實(shí)膜。 化學(xué)法：參與能與乳化劑反響的物質(zhì)?；瘜W(xué)法：參與能與乳化劑反響的物質(zhì)。 如參與無機(jī)酸使油酸鈉變成不具乳化作用的油酸。如參與無機(jī)酸使油

15、酸鈉變成不具乳化作用的油酸。 中和法：參與相反類型的乳化劑。中和法：參與相反類型的乳化劑。 物理法：加熱、攪拌、離心分別、電泳等均可實(shí)現(xiàn)去乳化。物理法：加熱、攪拌、離心分別、電泳等均可實(shí)現(xiàn)去乳化。第六節(jié)第六節(jié) 懸浮液懸浮液 Suspensions粒子勻速沉降時(shí)，其粘滯阻力粒子勻速沉降時(shí)，其粘滯阻力 = 重力重力 浮力：浮力：3046()3rrg202()9rg即斯托克斯即斯托克斯 Stokes 方程。方程。采用沉降分析可求出多級(jí)分散系粒子的粒度分布。采用沉降分析可求出多級(jí)分散系粒子的粒度分布。懸浮液：固體微粒分散于液體介質(zhì)中所構(gòu)成的粗分散系統(tǒng)。懸浮液：固體微粒分散于液體介質(zhì)中所構(gòu)成的粗分散系統(tǒng)

16、。第七節(jié)第七節(jié) 泡沫和氣溶膠泡沫和氣溶膠 Foams and aerosols泡沫：氣體分散于液體或固體介質(zhì)中所構(gòu)成的粗分散系統(tǒng)。泡沫：氣體分散于液體或固體介質(zhì)中所構(gòu)成的粗分散系統(tǒng)。氣溶膠：液體或固體分散于氣體介質(zhì)中所構(gòu)成的分散系統(tǒng)。氣溶膠：液體或固體分散于氣體介質(zhì)中所構(gòu)成的分散系統(tǒng)。起泡劑起泡劑 foaming agent：構(gòu)成吸附膜，既降低界面張力，又添加：構(gòu)成吸附膜，既降低界面張力，又添加界面膜的機(jī)械強(qiáng)度。界面膜的機(jī)械強(qiáng)度。如云霧、煙塵等。如云霧、煙塵等。氣體除塵：目前主要采用靜電除塵，除塵效率可高達(dá)氣體除塵：目前主要采用靜電除塵，除塵效率可高達(dá)99%。含塵氣體經(jīng)過高壓靜電場(chǎng)，陰極發(fā)射出

17、大量電子使氣體電離，并含塵氣體經(jīng)過高壓靜電場(chǎng)，陰極發(fā)射出大量電子使氣體電離，并使塵粒帶負(fù)電，趨向陽(yáng)極外表放電而堆積。使塵粒帶負(fù)電，趨向陽(yáng)極外表放電而堆積。第八節(jié)第八節(jié) 大分子溶液大分子溶液 Macromolecular solution大分子大分子M 104溶液與溶膠的異同：溶液與溶膠的異同：大分子溶液大分子溶液溶膠溶膠同同粒子尺寸粒子尺寸1100 nm； 分散慢；分散慢； 不能經(jīng)過半透膜不能經(jīng)過半透膜異異均相，熱力學(xué)穩(wěn)定均相，熱力學(xué)穩(wěn)定多相，熱力學(xué)不穩(wěn)定多相，熱力學(xué)不穩(wěn)定穩(wěn)定緣由主要是溶劑化穩(wěn)定緣由主要是溶劑化穩(wěn)定緣由主要是膠粒帶電穩(wěn)定緣由主要是膠粒帶電對(duì)電解質(zhì)不敏感，加大量電解質(zhì)對(duì)電解質(zhì)不

18、敏感，加大量電解質(zhì)會(huì)鹽析主要緣由是去水化會(huì)鹽析主要緣由是去水化對(duì)電解質(zhì)敏感，加少量電對(duì)電解質(zhì)敏感，加少量電解質(zhì)就聚沉解質(zhì)就聚沉丁達(dá)爾效應(yīng)弱丁達(dá)爾效應(yīng)弱丁達(dá)爾效應(yīng)強(qiáng)丁達(dá)爾效應(yīng)強(qiáng)粘度大粘度大粘度小與純?nèi)軇╊愃普扯刃∨c純?nèi)軇╊愃普舭l(fā)溶劑可得枯燥高分子化合物，蒸發(fā)溶劑可得枯燥高分子化合物，再加溶劑又可自動(dòng)溶解成溶液，再加溶劑又可自動(dòng)溶解成溶液，即具有可逆性即具有可逆性蒸發(fā)溶劑可得枯燥沉淀物，蒸發(fā)溶劑可得枯燥沉淀物，再加溶劑不能復(fù)原成溶膠，再加溶劑不能復(fù)原成溶膠，即具有不可逆性即具有不可逆性*聚合物摩爾質(zhì)量的表示法：聚合物摩爾質(zhì)量的表示法：稱號(hào)稱號(hào)數(shù)學(xué)表達(dá)式數(shù)學(xué)表達(dá)式測(cè)定方法測(cè)定方法區(qū)別區(qū)別數(shù)均摩數(shù)均摩

19、爾質(zhì)量爾質(zhì)量端基分析法端基分析法浸透壓法浸透壓法數(shù)均摩爾質(zhì)量對(duì)高聚物數(shù)均摩爾質(zhì)量對(duì)高聚物中摩爾質(zhì)量較低的部分中摩爾質(zhì)量較低的部分較敏感，質(zhì)均和較敏感，質(zhì)均和Z均摩均摩爾質(zhì)量那么對(duì)摩爾質(zhì)量爾質(zhì)量那么對(duì)摩爾質(zhì)量較高的部分較敏感：較高的部分較敏感：少量摩爾質(zhì)量較低的聚少量摩爾質(zhì)量較低的聚合物混入，使合物混入，使MN明顯明顯降低，而降低，而MW和和MZ那那么根本不變；少量摩爾么根本不變；少量摩爾質(zhì)量高的聚合物混入，質(zhì)量高的聚合物混入，MN根本不變，而根本不變，而MW和和MZ那么大大添加。那么大大添加。MN MW MZ質(zhì)均摩質(zhì)均摩爾質(zhì)量爾質(zhì)量光散射法光散射法Z均 摩均 摩爾質(zhì)量爾質(zhì)量超離心法超離心法粘均

20、摩粘均摩爾質(zhì)量爾質(zhì)量粘度法粘度法iiNiN MMN2iiiiWiiiW MN MMWN M32iiiiZiiiZ MN MMZN M1/(1)aaiiviiN MMN M浸透壓和唐南平衡浸透壓和唐南平衡osmotic pressure and Donan equilibrium：cRT 不電離或不帶電的大分子如等電點(diǎn)時(shí)的蛋白質(zhì)溶液：不電離或不帶電的大分子如等電點(diǎn)時(shí)的蛋白質(zhì)溶液： 可電離的大分子如蛋白質(zhì)的鈉鹽可電離的大分子如蛋白質(zhì)的鈉鹽 NazP溶液：溶液：NazP zNa+ + Pz-Na+可以經(jīng)過半透膜，但為堅(jiān)持電中性，必需留在可以經(jīng)過半透膜，但為堅(jiān)持電中性，必需留在Pz-同一側(cè)。同一側(cè)。這

21、種膜兩邊電解質(zhì)濃度不等的膜平衡就是唐南平衡。這種膜兩邊電解質(zhì)濃度不等的膜平衡就是唐南平衡。因一個(gè)蛋白質(zhì)分子產(chǎn)生因一個(gè)蛋白質(zhì)分子產(chǎn)生z + 1個(gè)離子，故個(gè)離子，故1zcRT 外加電解質(zhì)如外加電解質(zhì)如NaCl時(shí)的可電離大分子時(shí)的可電離大分子NazP溶液：溶液：Pz- (c)Na+ (zc)Na+ (c)Cl- (c)Pz- (c)Na+ (zc+x)Na+ (c-x)Cl- (c-x)Cl- (x)平衡時(shí)，平衡時(shí)，NaCl在膜兩邊的化學(xué)勢(shì)相等：在膜兩邊的化學(xué)勢(shì)相等：NaCl,NaCl,左右NaCl,NaCl,aa左右+-+-NaClNaClaaaa左右設(shè)活度系數(shù)設(shè)活度系數(shù)均為均為1，那，那么么+-

22、+-NaClNaClcccc左右22 cxzcc222B,B,22 z czcccccRTRTzcc 左右故浸透壓：故浸透壓： 外加電解質(zhì)如外加電解質(zhì)如NaCl時(shí)的可電離大分子時(shí)的可電離大分子NazP溶液：溶液：Pz- (c)Na+ (zc)Na+ (c)Cl- (c)Pz- (c)Na+ (zc+x)Na+ (c-x)Cl- (c-x)Cl- (x)222B,B,22 z czcccccRTRTzcc 左右22 cxzcc當(dāng)鹽的濃度遠(yuǎn)小于大分子的濃度當(dāng)鹽的濃度遠(yuǎn)小于大分子的濃度c c時(shí)時(shí)cRT 改動(dòng)電解質(zhì)參與量可使大分子溶液的浸透壓在改動(dòng)電解質(zhì)參與量可使大分子溶液的浸透壓在 之間變化。唐南平

23、衡最重要的功能就是控制物質(zhì)的浸透壓。之間變化。唐南平衡最重要的功能就是控制物質(zhì)的浸透壓。 (1)zcRTcRT粘度粘度 viscosity：大分子溶液的粘度是它在流動(dòng)過程所存在的內(nèi)摩擦的反映包括大分子溶液的粘度是它在流動(dòng)過程所存在的內(nèi)摩擦的反映包括溶劑與溶劑分子之間、大分子與溶劑分子之間、大分子與大分子溶劑與溶劑分子之間、大分子與溶劑分子之間、大分子與大分子之間的內(nèi)摩擦。之間的內(nèi)摩擦。它隨大分子的大小、外形、性質(zhì)、濃度、溫度及溶劑的性質(zhì)等的它隨大分子的大小、外形、性質(zhì)、濃度、溫度及溶劑的性質(zhì)等的不同而不同，是大分子溶液的一個(gè)重要特性。不同而不同，是大分子溶液的一個(gè)重要特性。粘度法測(cè)高聚物的平均

24、摩爾質(zhì)量，設(shè)備簡(jiǎn)單、操作便利、耗時(shí)較粘度法測(cè)高聚物的平均摩爾質(zhì)量，設(shè)備簡(jiǎn)單、操作便利、耗時(shí)較少、準(zhǔn)確度較高，是最常用的方法。少、準(zhǔn)確度較高，是最常用的方法。粘度的國(guó)際單位：粘度的國(guó)際單位：Pas。以以表示溶液粘度，表示溶液粘度，0 表示溶劑粘度，組合得表示溶劑粘度，組合得ckgm-3：稱號(hào)稱號(hào)定義定義量綱量綱意義意義相對(duì)粘度相對(duì)粘度1溶劑與溶劑分子、大分子與溶溶劑與溶劑分子、大分子與溶劑分子、大分子與大分子之間劑分子、大分子與大分子之間內(nèi)摩擦的反映內(nèi)摩擦的反映增比粘度增比粘度1大分子與溶劑分子、大分子與大分子與溶劑分子、大分子與大分子之間內(nèi)摩擦的反映大分子之間內(nèi)摩擦的反映比濃粘度比濃粘度m3k

25、g-1很稀時(shí)，很稀時(shí)，c0 時(shí)，其值趨于時(shí)，其值趨于比濃對(duì)數(shù)比濃對(duì)數(shù)粘度粘度m3kg-1很稀時(shí)，很稀時(shí)，c0 時(shí)，其值趨于時(shí)，其值趨于特性粘度特性粘度m3kg-1大分子與溶劑分子之間內(nèi)摩擦大分子與溶劑分子之間內(nèi)摩擦的反映的反映r0spr1spcrlncspr00ln limlimccccsp2 kcc2rln cc 特性粘度特性粘度是幾種粘度中最能反映溶質(zhì)分子本性的一個(gè)物理量是幾種粘度中最能反映溶質(zhì)分子本性的一個(gè)物理量,它可經(jīng)過作它可經(jīng)過作 或或 圖在稀溶液中均為直線外推圖在稀溶液中均為直線外推至至 c0 而得到。而得到。spccrlncc據(jù)此，由麥克據(jù)此，由麥克 H.Mark 閱歷方程可得高

26、聚物閱歷方程可得高聚物的粘均摩爾質(zhì)量：的粘均摩爾質(zhì)量： aKMK、a 是與溶劑、高聚物、是與溶劑、高聚物、溫度等有關(guān)的閱歷常數(shù)。溫度等有關(guān)的閱歷常數(shù)。a 主要取決于高聚物在溶液主要取決于高聚物在溶液中的形狀，中的形狀，K 還隨溶質(zhì)摩還隨溶質(zhì)摩爾質(zhì)量的添加而降低。爾質(zhì)量的添加而降低。假設(shè)要測(cè)高聚物摩爾質(zhì)量的分布，那么可用凝膠色譜法：假設(shè)要測(cè)高聚物摩爾質(zhì)量的分布，那么可用凝膠色譜法：在多孔凝膠色譜柱中充溢溶劑，將試樣溶液從柱端引入，然后用在多孔凝膠色譜柱中充溢溶劑，將試樣溶液從柱端引入，然后用純?nèi)軇┝芟矗杭內(nèi)軇┝芟矗?體積最大的分子，不能進(jìn)入任何孔，只能在顆粒間隙內(nèi)流動(dòng)，體積最大的分子，不能進(jìn)入任

27、何孔，只能在顆粒間隙內(nèi)流動(dòng)，故最先淋出；故最先淋出； 中等大小的分子，雖不能進(jìn)入小孔，但卻能進(jìn)出于比它大的孔，中等大小的分子，雖不能進(jìn)入小孔，但卻能進(jìn)出于比它大的孔，因此被推遲淋出；因此被推遲淋出； 最小的分子，可以進(jìn)出一切的孔，故最后淋出。最小的分子，可以進(jìn)出一切的孔，故最后淋出。 釋出或吸收液體時(shí)，體積顯著減少或膨脹，如各類線釋出或吸收液體時(shí)，體積顯著減少或膨脹，如各類線性高分子凝膠。有明顯選擇性，如橡膠吸苯，明膠、瓊脂那么吸性高分子凝膠。有明顯選擇性，如橡膠吸苯，明膠、瓊脂那么吸水水. . 釋出或吸收液體時(shí)，外形和體積幾乎都不變，釋出或吸收液體時(shí)，外形和體積幾乎都不變，如多數(shù)無機(jī)凝膠。沒

28、有選擇性，液體只需能潤(rùn)濕，都能被吸收。如多數(shù)無機(jī)凝膠。沒有選擇性，液體只需能潤(rùn)濕，都能被吸收。*第九節(jié)第九節(jié) 凝膠凝膠 Gels凝膠是膠體的一種存在方式，其中膠粒或大分子相互結(jié)合成立體凝膠是膠體的一種存在方式，其中膠粒或大分子相互結(jié)合成立體網(wǎng)狀構(gòu)造，網(wǎng)架間充溢的液體在干膠中也可是氣體不能自在網(wǎng)狀構(gòu)造，網(wǎng)架間充溢的液體在干膠中也可是氣體不能自在流動(dòng)，呈彈性半固體形狀。如豆腐、硅膠等。流動(dòng)，呈彈性半固體形狀。如豆腐、硅膠等。凝膠的類型：凝膠的類型： 根據(jù)分散相質(zhì)點(diǎn)的剛?cè)岱譃椋焊鶕?jù)分散相質(zhì)點(diǎn)的剛?cè)岱譃椋簞偞嘈阅z：剛脆性凝膠：彈性凝膠：彈性凝膠： 根據(jù)含液量的多少分為：根據(jù)含液量的多少分為：凍膠：凍

29、膠：干膠：干膠：含液量常在含液量常在90%以上，如瓊脂、肉凍含水可達(dá)以上，如瓊脂、肉凍含水可達(dá)99%以上。以上。含液量少，如市售明膠含水約含液量少，如市售明膠含水約15%，半透膜也屬干膠。，半透膜也屬干膠。凝膠的制備：凝膠的制備： 從固體干膠制備：從固體干膠制備： 干膠吸液膨脹即成，常為彈性凝膠。干膠吸液膨脹即成，常為彈性凝膠。 從液體制備：從液體制備：a. 冷卻溶膠使過飽和。如冷卻溶膠使過飽和。如0.5%瓊脂溶液冷到瓊脂溶液冷到35即成凍膠。即成凍膠。b. 加非溶劑。如在果膠水溶液中加適量酒精后即成凝膠。加非溶劑。如在果膠水溶液中加適量酒精后即成凝膠。c. 在膠粒親水性較強(qiáng)的溶膠如在膠粒親水

30、性較強(qiáng)的溶膠如Fe(OH)3中加適量電解質(zhì)。中加適量電解質(zhì)。d. 控制生成不溶物反響的條件。如硅膠即水玻璃加酸而成。控制生成不溶物反響的條件。如硅膠即水玻璃加酸而成。膠凝：由溶膠或高分子溶液構(gòu)成凝膠的過程。膠凝：由溶膠或高分子溶液構(gòu)成凝膠的過程。分散相質(zhì)點(diǎn)外形的不對(duì)稱性，提高濃度，降低溫度，加膠凝劑分散相質(zhì)點(diǎn)外形的不對(duì)稱性，提高濃度，降低溫度，加膠凝劑如電解質(zhì)，延伸放置時(shí)間都能促進(jìn)凝膠的構(gòu)成。如電解質(zhì)，延伸放置時(shí)間都能促進(jìn)凝膠的構(gòu)成。凝膠的性質(zhì)：凝膠的性質(zhì)：溶脹：枯燥的彈性凝膠吸液而膨脹。是高分子溶解的第一階段。溶脹：枯燥的彈性凝膠吸液而膨脹。是高分子溶解的第一階段。具有選擇性，只能吸收親和性很強(qiáng)的液體。具有選擇性，只能吸收親和性很強(qiáng)的液體。有限溶脹：所吸收的液體量達(dá)最大值后就不再繼續(xù)膨脹。有限溶脹：所吸收的液體量達(dá)最大值后就不再繼續(xù)膨脹。無限溶脹：膨脹的結(jié)果使凝膠完全溶解構(gòu)成均相溶液。無限溶脹：膨脹的結(jié)果使凝膠完全溶解構(gòu)