第6章胶体化学.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,上一内容,下一内容,回主目录,返回,2026/5/22 周五,第六章 胶体化学,(,Colloid Chemistry,),胶体化学,是物理化学的一个分支，是研究,胶体分散,系统,和,粗分散系统,的物理化学。,研究领域广泛、发展迅速、已成为一门独立学科，,是化学、物理学、材料科学、生物化学等诸学科的,交叉与重叠，它已成为这些学科的重要基础理论。,原因,胶体现象复杂，有自己独特的规律性；,与生产实际密切相关。,如：正电荷溶胶,MMH,，国内年需量在,2,千吨以上，其用途很广，例如作为钻井液添加剂、防沉剂等。2026/5/22 周五,第六章 胶体化学,(,Colloid Chemistry,),分散系统,(,Dispersion system,),：把一种或几种物质分散在另一种物质中所构成的系统。,被分散的物质称为,分散相,(,Dispersed phase,),;,另一种物质称为,分散介质,(,Dispersing medium,),。,2026/5/22 周五,第六章 胶体化学,(,Colloid Chemistry,),分散相,总是不连续的，又称为,不连续相或内相,(,Inner phase,),；,分散介质,一般都是连续的，又称为,连续相或外相,(,Outer phase,),。,根据,IUPAC,的规定，按照分散相颗粒的大小，将分散系统分为三类：,2026/5/22 周五,溶胶,高分子溶液,缔合胶体,胶体系统,(1,nm d,1000,nm,),第六章 胶体化学,(,Colloid Chemistry,),胶体系统,（1,nm d,1000,nm,）,按粒子大小分,真溶液,（,d,1000,nm,）,2026/5/22 周五,第,六,章 胶体化学,(,Colloid Chemistry,),分散系统的分类,按溶胶 稳定性,憎液溶胶,(,热力学上的不稳定系统,),亲液溶胶,(,热力学上稳定、可逆,),按聚集状态分,液（云）,固（烟）,气（泡沫）,液（牛奶）,固（泥浆）,气（泡沫玻璃）,液（珍珠）,固（有色玻璃）,液 溶 胶,固 溶 胶,气 溶 胶,2026/5/22 周五,第六章 胶体化学,(,Colloid Chemistry,),憎液溶胶的特性,高分散性,粒子大小在10,-9,-10,-,6,m,之间，因而扩散较慢，不能透过半透膜，渗透压低但有较强的动力稳定性和乳光现象。,多相不均匀性,具有纳米级的粒子是由许多离子或分子聚结而成，结构复杂，有的保持了该难溶盐的原有晶体结构，而且粒子大小不一，与介质之间有明显的相界面，比表面很大。,热力学不稳定性,因为粒子小，比表面大，表面吉布斯函数高，是热力学不稳定系统，有自发降低表面吉布斯函数的趋势，即小粒子会自动聚结成大粒子。,2026/5/22 周五,第六章 胶体化学,(,Colloid Chemistry,),憎液溶胶,(,简称溶胶，,Sol,),为,高分散多相不稳定,系统，其表面吉布斯函数值很高，体系不稳定。,要使溶胶能够稳定存在一段时间，必须使得分散颗粒不能聚集，由上式可知只有降低界面张力，即要有,稳定剂,(,Stabilizing agent,),存在。,2026/5/22 周五,6.4,胶体系统的制备,两条途径,将粗分散系统进一步分散,分散法；,使小分子或离子聚集,凝聚法。,制备过程,胶体系统,（1,nm d,1000,nm,）,分散法,大变小,分子分散系统,（,d,1,nm,）,凝聚法,小变大,两个条件,分散相在介质中的溶度须极小,需有第三者稳定剂存在,2026/5/22 周五,6.4,胶体系统的制备,凝聚法,蒸气凝聚法,过饱和法,化学凝聚法,分散法,研磨法,胶溶法,超声分散法,电弧法,渗析法,简单渗析,电渗析,超过滤法,超过滤,电超过滤,制备,净化,制备,2026/5/22 周五,6.4,胶体系统的制备,分散法,研磨法,胶溶法,超声分散法,电弧法,根据制备对象和对分散程度的不同要求，可选用不同类型的机械设备。,工业上粉碎设备：气流磨、高速机械冲击式粉碎机、离心磨等等。,产品粒度：,1-74,m,的范围,2026/5/22 周五,6.4,胶体系统的制备,凝聚法,蒸气凝聚法,过饱和法,化学凝聚法,由溶液中析出胶粒的过程，与结晶过程相似，可以分为两个阶段：第一个阶段是形成晶核,(,Nucleation,),，第二个阶段是晶核的成长。,温度、杂质、溶液,pH,值，甚至搅拌速度等因素对成核和晶核生长都有影响。,2026/5/22 周五,溶胶的净化,在制备溶胶的过程中，常生成一些多余的电解质，,如制备,Fe(OH),3,溶胶时生成的,HCl,。,少量电解质可以作为溶胶的稳定剂，但是过多的,电解质会使溶胶不稳定，容易聚沉，必须除去。,渗析法,简单渗析,电渗析,超过滤法,超过滤,电超过滤,2026/5/22 周五,溶胶的净化,渗析法,(,Dialysis,),简单渗析,将需要净化的溶胶放在羊皮纸或动物膀胱,等半透膜制成的容器内，膜外放纯溶剂。,利用浓差因素，多余的电解质离子不断向膜外渗透，经常更换溶剂，就可以净化半透膜容器内的溶胶。,2026/5/22 周五,3.溶胶的净化,电渗析,(,Electrodialysis,),为了加快渗析速度，在装有溶胶的半透膜两侧,外,加一个电场,，,使多余的电解质离子向相应的电极作定向移动。溶剂水不断自动更换，这样可以提高净化速度。这种方法称为电渗析法。,渗析法,(,Dialysis,),2026/5/22 周五,3.溶胶的净化,用,半透膜作过滤膜,，利用吸滤或加压的方法使胶粒与含有杂质的介质在压差作用下迅速分离。,超过滤法,(,Ultrafiltration,),超过滤,电超过滤,为了加快过滤速度，在半透膜两边安放电极，施以一定电压，使电渗析和超过滤合并使用，这样可以降低超过滤压力。,2026/5/22 周五,6.4.2,胶体系统的光学性质,(,Optical Properties,),1.丁铎尔效应,2.瑞利公式,3.超显微镜与粒子大小的近似测定,2026/5/22 周五,1.丁铎尔效应,(,Tyndall Effect,),Tyndall,效应实际上已成为,判别溶胶与溶液,的最简便的方法。,1869年,Tyndall,发现，在暗室里，若令一束会聚光通过溶胶，在与光束垂直的方向可以看到一个发光的圆锥体，这就是,Tyndall,效应,。其他分散系统也会产生一点散射光，但远不如溶胶显著。,2026/5/22 周五,1.丁铎尔效应,(,Tyndall Effect,),据光学原理,微粒直径,入射光波长,反射(或折射),微粒直径1000,nm),可见光波长(约500,nm),反射光,溶胶,粒子半径（1-1000,nm）,C,2,。,由于分子的热运动和胶粒的布朗运动，可以观察到胶粒从,C,1,区向,C,2,区迁移的现象，这就是,胶粒的扩散作用,。,2026/5/22 周五,2.扩散,(,Diffusion,),胶体系统的扩散也可用菲克第一定律来描述,该式表示单位时间通过某一截面的物质的量,dn/dt,与,该处的浓度梯度,dc/dx,及面积大小,A,S,成正比，比例系,数,D,称为扩散系数,(,Diffusion coefficient,),，负号表示扩散方向与浓度梯度方向相反。,扩散系数,D,的物理意义是：单位浓度梯度下，单位,时间通过单位面积的物质的量；单位为,m,2,s,-1,。,2026/5/22 周五,2.扩散,(,Diffusion,),（爱因斯坦-斯托克斯方程）,显然,粒子的半径越小，介质的粘度越小，温度越高，则,D,越大，粒子就越易扩散。,Einstein,指出，,D,与质点在介质中的阻力系数,(,Frictional coefficient,),f,之间有如下关系：,对于球形粒子,2026/5/22 周五,2.扩散,(,Diffusion,),扩散是布朗运动的宏观表现；,布朗运动是扩散的微观基础。,此式说明布朗运动的平均位移与,t,1/2,和,D,1/2,成比例关系，揭示了布朗运动与扩散的内在联系。,球形粒子组成的稀溶胶,（单级分散）,结合爱因斯坦-布朗平均位移公式,2026/5/22 周五,2.扩散,(,Diffusion,),计算粒子的质量及摩尔质量,球形粒子组成的稀溶胶,（单级分散）,求粒子半径,从布朗运动实验测出 ，就可求出扩散系数,D,。,2026/5/22 周五,3.沉降与沉降平衡,沉降,多相分散系统中的粒子，因受重力作用而下沉,的过程。,分散相在分散介质中的沉降速度由下式表示：,式中,dx/dt,为沉降速度；,r,为分散相粒子半径；,、,0,分别为分散相及分散介质的密度；,g,为重力加速度；,为分散介质的粘度。,2026/5/22 周五,3.沉降与沉降平衡,2026/5/22 周五,3.沉降与沉降平衡,沉降与扩散是两个相对抗的过程：,真溶液：扩散优势沉降不明显；,粗分散系统：沉降优势沉降明显；,溶胶系统：表现为沉降平衡。,沉降使质点浓集；,扩散使质点在介质中均匀分布。,2026/5/22 周五,3.沉降与沉降平衡,沉降平衡,当胶体粒子的沉降速率与其扩散速率相等时，胶体粒子在介质的浓度随高度形成一定分布并不随时间而变，这一状态称为胶体粒子处在沉降平衡。,贝林（,Perrin）,推导出在重力场下，达到沉降平衡,时，粒子数密度随高度分布的分布定律：,2026/5/22 周五,3.沉降与沉降平衡,这就是,粒子数密度随高度分布的,高度分布公式,；粒子质量愈大，其平衡浓度随高度的降低亦愈大。,式中,c,1,与,c,2,分别为在高度,h,1,和,h,2,处粒子的数密度；,及,0,分别为粒子及介质的密度；,M,为粒子的摩尔质量(,kgmol,-1,)；,g,为重力加速度。,对胶体系统,2026/5/22 周五,3.沉降与沉降平衡,注意,也适用于不同高度,h,处大气压力,p,的计算。,该式适用于单级分散粒子在重力场中的沉降平衡；,对胶体系统,2026/5/22 周五3.沉降与沉降平衡,布朗运动、扩散与沉降都是分散系统的重要 动力性质，三者既有区别又有联系，对球形粒子，三者的关系可用下式表示：,2026/5/22 周五,例题,2026/5/22 周五,例题,2026/5/22 周五,12.4 溶胶系统的电学性质,实验发现：溶胶在外电场的作用下，固、液两相可发生相对运动；反过来，在外力的作用下，迫使固、液两相发生相对运动时，又可产生电势差。这种与电势差有关的相对运动称为,电动现象,(,Electrokinetic phenomena,),。,溶胶的电动现象说明溶胶粒子表面带有电荷，是溶胶长时间稳定存在的重要原因。,2026/5/22 周五,12.4 溶胶系统的电学性质,胶粒表面电荷的来源,吸附,（是胶粒带电的主要原因）,法扬斯-帕尼思(,Fajans-Pancth),规则,：,能与晶体的组成离子形成不溶物的离子将优先被吸附,（或者说优先吸附与胶体粒子具有相同化学元素的离子，以便使沉淀晶核增大）,若吸附正离子，晶体表面带正电荷；反之，则带负电荷。,2026/5/22 周五,12.4 溶胶系统的电学性质,胶粒表面电荷的来源,吸附,（是胶粒带电的主要原因）,例如用,AgNO,3,与,KI,溶液反应来制备,AgI,溶胶,若,AgNO,3,过量：,AgI,胶粒吸附,Ag,+,而带正电；,若,KI,过量：则,AgI,胶粒将吸附,I,-,而带负电。,2026/5/22 周五,12.4 溶胶系统的电学性质,电离,胶粒表面分子与水接触时会发生电离，其中,一种离子进入介质，结果使胶粒表面带电。,例如硅溶胶,酸性溶液胶体粒子带正电；,中性或碱性溶液胶粒带负电。,胶粒表面电荷的来源,2026/5/22 周五,1.双电层,(,Electric Doublelayer,),理论,当固体与液体接触时，可以是固体从溶液中选择性吸附某种离子，也可以是固体分子本身发生电离作用而使离子进入溶液，以致使固液两相分别带有不同符号的电荷，,在界面上形成了双电层结构。,对于双电层结构，不同学者提出了不同看法，1879年，亥姆霍兹,首先,提出,平板电容器模型;,1910年左右，古依,(,Gouy,),和查普曼,(,Chapman,),修正了平板电容器模型，提出了,扩散双电层模型,；,1924年，斯特恩,(,Stern,),又提出了,斯特恩模型,。,2026/5/22 周五,1.双电层,(,Electric Doublelayer,),理论,亥姆霍兹认为固体的表面电荷与溶液中带相反电荷（即反离子）构成平行的两层，如同一个平板电容器，整个双电层厚度为,。,亥姆霍兹,平板电容器模型,（1879年）,固体表面与液体内部的总的电势差即等于,表面电势,0,，在双电层内，表面电势呈直线下降。,在电场作用下，带电质点和溶液中的反离子分别向相反方向运动。,2026/5/22 周五,1.双电层,(,Electric Doublelayer,),理论,亥姆霍兹,平板电容器模型,（1879年）,带电质点运动时固、液两相发生相对移动时边界处与液体内部的电势差,电势,（电动电势）。,缺点,无法区分,表面电势,0,与,电势,；,不能解释电解质对,电势,的影响。,2026/5/22 周五,1.双电层,(,Electric Doublelayer,),理论,古依和查普曼,扩散双电层模型,古依和查普曼,认为，由于正、负离子静电吸引和热运动两种效应的结果，溶液中的反离子只有一部分紧密地排在固体表面附近，相距约一、二个离子厚度称为,紧密层,；,另一部分离子按一定的浓度梯度扩散到本体溶液中，离子的分布可用玻兹曼公式表示，称为,扩散层,。,双电层由紧密层和扩散层构成,，移动的切动面为,AB,面,。,2026/5/22 周五,1.双电层,(,Electric Doublelayer,),理论,古依和查普曼,扩散双电层模型,缺点,无法解释电势会随离子浓度的增,加而增加，甚至与,0,反号等现象；,没有给出电势的明确物理意义。,该模型,区分了,表面电势,0,与电势,，,正确反映了反离子在扩散层中的分,布情况及相应的电势变化。,原因,把离子视为点电荷，没有考虑离子的溶剂化,及除静电作用力以外的其它作用。,2026/5/22 周五,1.双电层,(,Electric Doublelayer,),理论,斯特恩,(,Stern,),双电层,模型,斯特恩,(,Stern,),认为吸附在固体表面的紧密层约有一、二个分子层的厚度，被称为,Stern,层,；,由反号离子电性中心,构成的平面称为,Stern,平面,。,2026/5/22 周五,1.双电层,(,Electric Doublelayer,),理论,由于离子的,溶剂化作用,，,胶粒在移动时，紧密层会结合一定数量的溶剂分子一起移动，所以滑移的,切动面,由比,Stern,层略右的曲线表示。,从固体表面到,Stern,平面，电位从,0,直线下降为,。,斯特恩,(,Stern,),双电层,模型,2026/5/22 周五,1.双电层,(,Electric Doublelayer,),理论,斯特恩,(,Stern,),双电层,模型,0,表面电势,（固体表面与溶液,本体之间的电势差）,斯特恩电势,（,Stern,面与溶液本体之间的电势差）,电动电势,（,滑动面与溶液本,体之间的电,势,差,）,2026/5/22 周五,1.双电层,(,Electric Doublelayer,),理论,概念不同，数值不同；,是,0,的一部分；,与,数值上相差很小，,但意义不同。,讨论1,0,之区别,0,只与被吸附离子浓度有关，而与其它离子无关。,与斯特恩层中离子及扩散层厚度有关，受外加,电解质浓度影响大。,2026/5/22 周五,1.双电层,(,Electric Doublelayer,),理论,当溶液中电解质浓度增,加时，反离子浓度增加，,使扩散层变薄，,电势,在数值上变小；,讨论2,电解质对,电势的影响,当电解质浓度足够大时(,c,4,)，,电势降为零。,这种状态称为,等电态。,处于等电态的胶体质点,不带电，不会发生电动现象，电泳、电渗速度,也必然为零，此时溶胶非常易于聚沉。,滑动面,电解质对,电势的影响,2026/5/22 周五,1.双电层,(,Electric Doublelayer,),理论,如果外加电解质中反离子,发生强烈的特殊吸附甚至,会使,电势的符号改变；,讨论2,电解质对,电势的影响,电势反映了胶粒在相对运动时带电量的大小；,它才是决定电泳，电渗速度大小的电势；,反之可通过测定电泳、电渗的速度，求,电势。,一般规定,0，,胶粒带正电，,带负电,Cs,+,Rb,+,NH,4,+,K,+,Na,+,Li,+,；,对胶粒带正电的溶胶，一价阴离子的钾盐的聚沉,能力次序为：,F,-,Cl,-,Br,-,NO,3,-,I,-,。,这种次序称为,感胶离子序（,lyotropic series,),。,2026/5/22 周五,（1）电解质的聚沉作用,注意,有机化合物的离子都有很强的聚沉能力，这可能,与其具有强吸附能力有关。,当与胶体带相反电荷的离子相同时，则,另一同性,离子的价数也会影响聚沉值，价数愈高，聚沉能,力愈低,。这与同性离子的吸附作用有关。,胶体的相互聚沉,：两种带相反电荷的溶胶适量混合，发生聚沉作用，如,明矾净水,。,2026/5/22 周五,（2）高分子化合物的聚沉作用,两重性,敏化作用,聚沉（量小）,原理：搭桥效应；脱水效应；电中和效应。,保护作用,稳定（量大）,2026/5/22 周五,（2）高分子化合物的聚沉作用,例如，对,SiO,2,进行重量分析时，在,SiO,2,的溶胶中加入少量明胶，使,SiO,2,的胶粒粘附在明胶上，便于聚沉后过滤，减少损失，使分析更准确。,2026/5/22 周五,例题,2026/5/22 周五,例题,2026/5/22 周五,12.7,乳状液,(,Emulsion,),乳状液,一种或几种液体以液珠的形式分散在另一种,不相混溶的液体之中所形成的粗分散系统。,水包油型,（符号,O/W,Oil in Water,）,油包水型,（符号,W/O,Water in Oil,）,两大类,O/W,型和,W/O,型外观上无多大区别，一般呈半透明或不透明的,乳白色,。如何区分这两类乳状液？,2026/5/22 周五,12.7,乳状液,(,Emulsion,),1,、乳状液类型的鉴别,1,、稀释法,2,、染色法,3,、电导法,2026/5/22 周五,12.7,乳状液,(,Emulsion,),2,、乳化剂,(,Emulsifying agent,),互不相溶的液体互相混合，静止放置后马上分层，得不到乳状液，如苯和水。,要制备稳定的乳状液，需加入使体系稳定的第三种组分,-,乳化剂,，降低界面张力。,乳化剂使乳状液相对稳定的作用称为,乳化作用,(,Emulsification,),2026/5/22 周五,乳化剂有以下几种：,12.7,乳状液,(,Emulsion,),合成表面活性剂,：阴离子型应用普遍，非离子型的近年发展很快。,天然或合成高分子,：动植物胶、聚乙烯醇等,天然产物,：磷脂类,(,卵磷脂,),、纤维素等,固体粉末,：二氧化硅、碳酸钙、炭黑等,2,、乳化剂,(,Emulsifying agent,),2026/5/22 周五,12.7,乳状液,(,Emulsion,),乳状液属于高分散系统，系统的界面吉布斯函数值很高，热力学上是不稳定的。乳化剂的加入起到了稳定作用，,作用机理,是什么？,降低界面张力,形成定向楔的界面,形成扩散双电层,界面膜的稳定作用,固体粉末的稳定作用,3,、乳状液的稳定性,2026/5/22 周五,12.7,乳状液,(,Emulsion,),乳状液的去乳化,（物理方法、化学方法）,乳状液有两种类型：油包水和水包油。在一定条件下这两类乳状液可以相互转化。在变型过程中，很难区分分散相和分散介质。,在生产过程中，往往遇到如何破乳的问题，例如三次采油中得到原油为乳状液，在加工前必须出去乳化水，否则设备会严重腐蚀。,4,、乳状液的转型与破乳Demulsion,),2026/5/22 周五,12.7,乳状液,(,Emulsion,),5,、微乳液,(,Microemulsion,),通常所说的乳状液一般是不透明的乳白色液体，有人称之为“宏乳状液”,(,Macroemulsion,),。,1943,年，,Schulman,等人往乳状液中滴加醇，制得透明或半透明，均匀长期稳定的体系。,微乳液,是由不相混溶的油、水和表面活性剂,(,助表面活性剂，如醇类,),自发形成的,外观透明或半透明,的、,低黏度,的,(,流动性好,),、,热力学稳定,系统。,2026/5/22 周五,12.7,乳状液,(,Emulsion,),微乳液与乳状液有本质区别：,热力学稳定性,5,、微乳液,(,Microemulsion,),微乳液有三种类型：,O/W,、,W/O,、双连续相,O,W,微乳液随,含盐量,的变化情况：,W/O=1:1(V/V),2026/5/22 周五,12.7,乳状液,(,Emulsion,),5,、微乳液,(,Microemulsion,),微乳液的性质,光学性质,：澄清、透明或半透明。,颗粒大小,：颗粒一般小于,0.1,m,，分散度窄。,超低界面张力,：微乳液与油或水的界面张力可达到,10,-6,10,-2,mN/m,。,2026/5/22 周五,12.7,乳状液,(,Emulsion,),5,、微乳液,(,Microemulsion,),微乳液的应用,化妆品,(,Cosmetic,),：,油溶性或水溶性的，微乳化后不仅外观透明，还有利于各种有效成分发挥其功能。一些需要透皮吸收的成分，因微乳粒子小于乳液而更容易被吸收。,液体上光剂,：传统的上光蜡要求抛光，实质是通过摩擦生热使蜡融化得到平整光亮的外观。微乳型上光剂无须抛光。,2026/5/22 周五,12.7,乳状液,(,Emulsion,),5,、微乳液,(,Microemulsion,),微乳液的应用,干洗,(,Dry cleaning,),：,W/O,型微乳进行干洗可除去油溶性的、水溶性的和尘土、烟灰等污垢。,三次采油,(,Tertiary oil recovery,),：超低界面张力，可降低油在地下岩石上的附着力，但受技术和经济的制约。不过，三次采油势在必行，因为三次采油采收的是残存于油层中多达,60%,以上的原油。,2026/5/22 周五,12.10高分子化合物溶液的渗透压和粘度,相对分子质量大于,10,4,的物质称之为高分子或大分子，主要有：,天然大分子：,如淀粉、蛋白质、纤维素、核酸和,各种生物大分子等。,人工合成大分子：,如合成橡胶、聚烯烃、树脂等。,合成的功能高分子材料：,如，光敏高分子、导电性高分子、医用高分子和高分子膜等。,2026/5/22 周五,12.10高分子化合物溶液的渗透压和粘度,高分子溶液、憎液溶胶、小分子溶液比较,2026/5/22 周五,1.高分子溶液的渗透压,高分子的相对分子质量,由于聚合度不同，因而绝大多数高分子化合物是不同聚合度的同系物的混合物。所以高分子的相对分子质量指的是它的,平均值,。,数均相当分子质量,2026/5/22 周五,1.高分子溶液的渗透压,高分子的相对分子质量,质均分子相对质量,Z,均相对分子质量,2026/5/22 周五,1.高分子溶液的渗透压,高分子的相对分子质量,粘均相对分子质量,2026/5/22 周五,1.高分子溶液的渗透压,高分子的相对分子质量,平均分子量的大小关系：,习惯上用 表示聚合物的分散性。,测定方法,平均分子量的意义,冰点降低法、沸点升高法,数均分子量,渗透压法,数均分子量,光散射法,质均分子量,超离心法,Z,均分子量,粘度法,粘均分子量,2026/5/22 周五,1.高分子溶液的渗透压,范特霍夫渗透压公式,高分子溶液渗透压偏离范特霍夫渗透压公式，,原因：溶质高分子链的柔顺性和溶剂化效应。,渗透压公式,式中,A,2,为第二维里(,Virial),系数；,A,3,为第三维里系数；,M,为溶质的摩尔质量；,B,代表溶质的质量浓度(其,SI,单位为,kgm,-3,)。,2026/5/22 周五,1.高分子溶液的渗透压,对稀溶液,恒温下：若以,/,B,对,B,作图，应得一直线，,外推到,B,=0,处，可得截距 ，,斜率=,RTA,2,，,由此可计算第二维里系数,A,2,，它反映了偏离理想溶液的程度。,注意：上式只适用不能电离的高分子稀溶液,2026/5/22 周五,2.唐南平衡,在大分子电解质中通常含有少量电解质杂质，即使杂质含量很低，但按离子数目计还是很可观的。,在半透膜两边，一边放大分子电解质，一边放纯水。大分子离子不能透过半透膜，而离解出的小离子和杂质电解质离子可以。,由于膜两边要保持电中性，使得达到渗透平衡时小离子在两边的浓度不等，这种平衡称为,膜平衡,或,唐南平衡,。,2026/5/22 周五,2.唐南平衡,三种情况,（1）不电离的大分子溶液,（2）能电离的大分子溶液,（3）外加电解质时的大分子溶液,由于离子分布的不平衡会造成额外的渗透压，影响大分子摩尔质量的测定，所以又称之为,唐南效应,，要设法消除。,2026/5/22 周五,2.唐南平衡,由于大分子物质的浓度不能配得很高，否则易发生凝聚，如等电点时的蛋白质，所以产生的渗透压很小，用这种方法测定大分子的摩尔质量误差太大。,（1）,不电离的高分子溶液,由于大分子,P,不能透过半透膜，而,H,2,O,分子可以，所以在膜两边会产生渗透压，即：,2026/5/22 周五,2.唐南平衡,（2）,能电离的高分子溶液,由于大分子中,z,的数值不确定，就是测定了,也无法正确地计算大分子的摩尔质量。,以蛋白质的钠盐为例，它在水中发生如下离解：,等电点时,2026/5/22 周五2.唐南平衡,在蛋白质钠盐的另一侧加入浓度为 的小分子电解质，如上图;,（3）,外加电解质时的高分子溶液,达到膜平衡时(下图)，为了保持电中性，有相同数量的,Na,+,和,Cl,-,扩散到了左边。,2026/5/22 周五,2.唐南平衡,当加入电解质太少，与(2)的情况类似：,当加入电解质足够多，,则与(1)的情况类似：,这就是加入足量的小分子电解质，消除了唐南效应，使得用渗透压法测定大分子的,M,比较准确。,2026/5/22 周五,2.唐南平衡,若在测定聚电解质,时，在膜的另一侧加较多,电解质，可用不电离物质的渗透压公式计算,M,，,而不致引入较大的误差；,根据唐南效应，可通过控制电解质浓度，控制,聚电解质物质的渗透压。,结论,电解质的加入使蛋白质的渗透压在,之间变化；,2026/5/22 周五,2.唐南平衡,2026/5/22 周五,3.,高分子溶液的粘度,相对粘度,增比粘度,比浓粘度,特性粘度,（1）高分子溶液粘度的表示法,2026/5/22 周五,3.,高分子溶液的粘度,（2）高分子溶液的粘度与质量浓度的关系,高分子溶液的浓度增加时，粘度则随之急剧上升。,粘度,0,2026/5/22 周五,3.,高分子溶液的粘度,（3）高分子溶液的粘度与分子量的关系,对数形式：,ln,=lnK+lnM,r,式中,：,单位为,m,3,kg,-1,，K,的单位为,m,3,kg,-1,，,Mr,为高分子化合物的相对分子质量，,，K,为系统的特征参数。,若,K，,已知，测,，,可求得高分子化合物的,相对分子质量,M,r,。,经验公式,2026/5/22 周五,3.,高分子溶液的粘度,测,的方法：,以,sp,/,作图，可,得,一,直线，,外推至,0,，得到特性粘度,。,（3）高分子溶液的粘度与分子量的关系,2026/5/22 周五,第十二章 胶体化学（小结）,分散系统的分类及特征,1.基本概念,憎液溶胶的胶团结构,Tyndall,效应,布朗运动,溶胶的稳定性及,DLVO,理论要点,电动现象（电泳，电渗，流动电势，沉降电势）,聚沉值,聚沉能力,Schulze-Hardy,规则,2026/5/22 周五,第十二章 胶体化学（小结）,2.基本公式,Brown,运动的公式：,球形粒子,（爱因斯坦-斯托克斯方程）,2026/5/22 周五,第十二章 胶体化学（小结）,贝林（,Perrin）,高度分布定律,2.基本公式,Rayleigh,公式,对胶体系统,2026/5/22 周五,第十二章 胶体化学（小结）,2.基本公式,电泳速度,与,电势的关系：,球型粒子（）,斯莫鲁科夫斯基公式,球型粒子（）,休克尔公式,