第4章胶体溶液(新)

1、医用化学医用化学主编 薛会君 刘德云普通高等教育国家级“十一五”规划教材第4章 胶体溶液科学出版社卫生职业教育出版分社科学出版社卫生职业教育出版分社1. 了解分散系的概念和分类了解分散系的概念和分类2. 掌握胶体的基本概念掌握胶体的基本概念3. 掌握溶胶的基本性质掌握溶胶的基本性质4. 了解高分子溶液的基本特性、对胶体的保护作用了解高分子溶液的基本特性、对胶体的保护作用学习目标学习目标科学出版社卫生职业教育出版分社科学出版社卫生职业教育出版分社第第1节分散系节分散系一、分散系的概念一、分散系的概念一种或几种物质分散在另一种物质里所形成的体系称为一种或几种物质分散在另一种物质里所形成的体系称为分

2、散系。分散系。 分散系分散系分散质（分散相分散质（分散相 ） ：被分散的物质：被分散的物质 分散剂分散剂 （分散介质（分散介质 ） ：容纳分散质的物质：容纳分散质的物质 医药上用的各种注射液、合剂、洗剂、乳剂、气雾剂医药上用的各种注射液、合剂、洗剂、乳剂、气雾剂都是分散系。都是分散系。科学出版社卫生职业教育出版分社科学出版社卫生职业教育出版分社二、分散系的分类二、分散系的分类分散系分为分散系分为均相均相(单相单相)分散系：只含有一个相的分散系分散系：只含有一个相的分散系 非均相(多相)分散系 ：含有两个或两个以上相的分散系 根据分散相和分散介质之间是否有界面存在，根据分散相和分散介质之间是否有

3、界面存在， 按照分散相粒子的大小按照分散相粒子的大小(粒子直径粒子直径)不同，不同，分散系分为分散系分为分子（离子）分散系分子（离子）分散系 胶体分散系胶体分散系 粗分散系粗分散系 科学出版社卫生职业教育出版分社科学出版社卫生职业教育出版分社 表4-1 分散系的分类分散相粒子大小分散系类型分散相粒子组成一般性质实例1nm分子、离子分散系（真溶液）低分子或离子均相，稳定体系，分散相粒子扩散快，能透过滤纸、半透膜，形成真溶液生理盐水、医用酒精、蔗糖等水溶液1nm100nm胶体分散系溶胶胶粒（原子或分子离子的聚集体）非均相，不稳定体系，分散相粒子扩散速度慢，不能透过半透膜，能透过滤纸氢氧化铁、硫化砷

4、、碘化银及金、银、硫等单质、溶胶高分子溶液有机大分子均相，稳定体系，分散相粒子扩散慢，不能透过半透膜，能透过滤纸，形成真溶液蛋白质，核酸等水溶液 100nm粗分散系悬浊液固体粒子非均相，不稳定体系，分散相粒子扩散速度很慢或不扩散，较快地下沉，不能透过滤纸和半透膜泥浆乳状液液体小滴乳汁、豆浆科学出版社卫生职业教育出版分社科学出版社卫生职业教育出版分社第第2节溶胶节溶胶溶胶的基本特性 ：多相性、高度分散性和不稳定性 一、溶胶的性质一、溶胶的性质 1. 溶胶的光学性质溶胶的光学性质-丁铎尔现象丁铎尔现象 在暗室中让一束经聚集的强光通过溶胶时，从垂直于入射光前进的方向观察：胶体溶液中出现一个锥形混浊发

5、亮的光柱 。称为丁铎尔现象（或乳光现象） 胶体体系丁铎尔现象最明显，是胶体溶液的重要特征。因此利用丁铎尔现象，常可以区别溶胶与真溶液、悬浊液和高分子液。 真溶液真溶液胶体溶液胶体溶液图4-1 溶胶的丁铎尔现象示意图 科学出版社卫生职业教育出版分社科学出版社卫生职业教育出版分社丁铎尔现象丁铎尔现象CuSO4溶液溶液Fe(OH)3胶体溶液胶体溶液光亮的通路光亮的通路科学出版社卫生职业教育出版分社科学出版社卫生职业教育出版分社树林中的晨曦、雨后彩虹都是丁铎尔现象树林中的晨曦、雨后彩虹都是丁铎尔现象科学出版社卫生职业教育出版分社科学出版社卫生职业教育出版分社2. 溶胶的动力学性质溶胶的动力学性质（1）

6、布朗运动 ：溶胶的胶粒在介质中不停地作不定向的、无规则的运动现象。胶粒质量越小，温度越高，运动速度越快，布朗运动越剧烈。 运动着的胶粒可使其本身不下沉，因而是溶胶的一个稳定因素，即溶胶具有动力学稳定因素。 图图4-2 溶胶粒子的布朗运动溶胶粒子的布朗运动科学出版社卫生职业教育出版分社科学出版社卫生职业教育出版分社（2）扩散与渗透）扩散与渗透 当溶胶中的胶粒存在浓度差时，胶粒将从浓度大的区域向浓度小的区域迁移。 胶粒越小，温度越高，溶胶粘度越小，越容易扩散。 胶粒的扩散，能透过滤纸，但不能透过半透膜。 【链接】 血液透析 科学出版社卫生职业教育出版分社科学出版社卫生职业教育出版分社（3） 沉降沉

7、降 分散系中的溶胶粒子受重力作用逐渐下沉的现象。 沉降平衡 ：当扩散和沉降这两种相反作用的速度相等时，系统处于平衡状态 。 平衡时，胶粒的浓度从上到下逐渐增大，形成一个稳定的浓度梯度。 为了加速沉降平衡的建立，使用超速离心机，在比地球引力大1万100万倍离心力的作用下，可使溶胶或蛋白质溶液的胶粒迅速沉降。目前超速离心机广泛用于医学研究中，以测定各种蛋白质的相对分子质量及病毒的分离提纯。 科学出版社卫生职业教育出版分社科学出版社卫生职业教育出版分社3溶胶的电学性质溶胶的电学性质 （1）电泳：）电泳：在外电场作用下，胶粒在液相介质中定向移动的现象。 实验：实验：在一U形管中注入红棕色的Fe(OH)

8、3溶胶，小心地在两液面上方加一层NaCl溶液（导电用），并使有色溶胶与NaCl溶液间有明显界面。然后将两个惰性电极插入NaCl溶液中，通入直流电 。 现象：现象：负极一端红棕色的Fe(OH)3溶胶界面逐渐上升，而正极一端溶胶的界面逐渐下降 。结论：结论：Fe(OH)3溶胶的胶粒带正电，向负极移动。 图图4-3 电泳现象示意图电泳现象示意图 科学出版社卫生职业教育出版分社科学出版社卫生职业教育出版分社正溶胶正溶胶：大多数金属氧化物、金属氢氧化物溶胶的胶粒带正电荷负溶胶负溶胶：大多数金属硫化物、硅胶、金、银、硫等溶胶的胶粒带负电荷在临床检验中，应用电泳法可分离血清中各种蛋白质，为疾病的诊断提供依据

9、。 科学出版社卫生职业教育出版分社科学出版社卫生职业教育出版分社（2）胶粒带电的主要原因）胶粒带电的主要原因 1）选择性吸附）选择性吸附 吸附正离子时，胶粒带正电；吸附负离子时，胶粒带负电。 胶粒总是选择性地吸附与其组成相似的离子。 2）表面分子解离）表面分子解离 胶核和介质接触后，表面层上的分子与介质作用而解离，其中一种离子扩散到介质中去，这时胶核表面便带相反的电荷。 科学出版社卫生职业教育出版分社科学出版社卫生职业教育出版分社二、溶胶的稳定性和聚沉二、溶胶的稳定性和聚沉 1溶胶的相对稳定性溶胶的相对稳定性 （1）胶粒的布朗运动：胶粒的布朗运动：布朗运动在一定程度上克服了重力对胶粒的影响，起

10、到了使其稳定的作用 。 （2）胶粒带同性电荷：胶粒带同性电荷：同种溶胶的胶粒带有同性电荷，使胶粒之间相互排斥不易聚集，带电越多，排斥力越大，胶体越稳定。 （3）水化膜的保护作用水化膜的保护作用 ：水化膜阻止了胶粒和带相反电荷离子的结合。水化膜越厚，溶胶越稳定。 科学出版社卫生职业教育出版分社科学出版社卫生职业教育出版分社2溶胶的聚沉溶胶的聚沉 :使胶粒聚集成较大颗粒而沉淀的过程 （1）加入电解质 因胶粒带电荷，溶胶对电解质十分敏感，加入少量的电解质就能促使溶胶聚沉。 可以使溶胶聚沉的电解质有效部分是与胶粒带相反电荷的离子。 聚沉值聚沉值(临界聚沉浓度临界聚沉浓度) :指使一定量溶胶在一定时间内

11、完全聚沉所需电解质的最小浓度，单位为 mmolL1。 聚沉能力是聚沉值的倒数，聚沉值越小，聚沉能力越大。 科学出版社卫生职业教育出版分社科学出版社卫生职业教育出版分社（2）加入带相反电荷的溶胶）加入带相反电荷的溶胶 相互聚沉现象相互聚沉现象:将两种电性相反的溶胶按适当比例混合，因胶粒所带电荷相反，可彼此吸引而发生聚沉。 原因：原因：由于不同电性的溶胶相互中和了彼此所带的电荷，所以共同聚沉下来 【链接链接】 明矾净水明矾净水 （3）加热：）加热： 增加了胶粒的运动速度和相互碰撞机会，同时也削弱了胶核对离子的吸附作用和胶粒表面的溶剂化作用，使胶粒所带电荷减少，水化程度降低，在碰撞时聚沉 。科学出版

12、社卫生职业教育出版分社科学出版社卫生职业教育出版分社第第3节高分子溶液节高分子溶液 一、高分子化合物的概念一、高分子化合物的概念 高分子化合物（又称大分子化合物）是指相对分子质量在1万以上，甚至高达几百万的物质。 天然高分子 化合物：合成高分子 化合物：组成人体肌肉、组织、细胞以及存在于体液中的重要物质-蛋白质、酶、核酸、糖原、淀粉、纤维素等 树脂、聚乙烯塑料、合成橡胶、合成纤维等 科学出版社卫生职业教育出版分社科学出版社卫生职业教育出版分社 高分子化合物相对分子量虽然很大，但组成一般比较简单，是由一种或多种小的结构单位重复连接而成的长链性分子 。链节：小的结构单位称为链节。 聚合度 ：链节重

13、复的次数叫聚合度，用 n 表示 。 如：聚糖类的高分子化合物纤维素、淀粉、糖原等分子就是由数千个葡萄糖残基（C6H10O5）连接而成， 通式可写成(C6H10O5)n。 高分子化合物易发生形变，具有良好的柔顺性、弹性。 科学出版社卫生职业教育出版分社科学出版社卫生职业教育出版分社二、高分子溶液的特性二、高分子溶液的特性 高分子化合物能自动地分散到适宜的分散介质中形成均匀的溶液。 属均相、稳定的体系。 原因：高分子溶液的分散相粒子是分子，但其分散相粒子的大小已达到胶体范围（1 nm100 nm）与溶胶有相似性：与溶胶有相似性：扩散速度慢，能透过滤纸但不能透过半透膜，具有布朗运动和丁铎尔效应等。

14、与溶胶有区别与溶胶有区别 ：高分子溶液的分散相粒子是单个的高分子，其组成和结构与溶胶的胶粒不同。 科学出版社卫生职业教育出版分社科学出版社卫生职业教育出版分社高分子溶液具有以下两个特殊性质：高分子溶液具有以下两个特殊性质： 1. 稳定性较大稳定性较大 在无菌、溶剂不蒸发的情况下，可以长期放置不沉淀。 要使高分子化合物从溶液中析出，必须加入大量的电解质，而对于溶胶则只需少量即可。 盐析：盐析：加入大量电解质使高分子化合物从溶液中沉淀析出的过程。 盐析剂：盐析剂：盐析过程中使用的电解质。 盐析一般是可逆的，加水后又可重新溶解 。科学出版社卫生职业教育出版分社科学出版社卫生职业教育出版分社2. 黏度

15、较大黏度较大 高分子化合物溶液的黏度比真溶液或溶胶大得多。 原因：原因：高分子化合物具有线状、分支状或网状结构，分子链很大，在溶液中能牵制介质使溶剂分子移动困难，再加上高分子化合物高度溶剂化（若溶剂为水，则为水化），使自由流动的溶剂减少，故粘度较大。 科学出版社卫生职业教育出版分社科学出版社卫生职业教育出版分社4-2 高分子化合物溶液和溶胶的性质 溶溶 胶胶高分子化合物溶液高分子化合物溶液相同特点：粒子大小为1nm100nm，扩散速度慢，不能透过半透膜胶粒是由许多小分子组成的聚集体分散相和分散介质无亲和力（不溶解）多相，不稳定体系，丁铎尔现象强对电解质敏感，加少量电解质即聚沉相界面对溶胶性质有重要影响粘度和渗透压小胶粒是单个的高分子分散相和溶剂间有亲和力（自行溶解）单相，稳定体系，丁铎尔现象弱对电解质不太敏感，加大量电解质可盐析分子的柔顺性对溶液的性质有重要影响粘度和渗透压较大科学出版社卫生职业教育出版分社科学出版社卫生职业教育出版分社三、高分子溶液对溶胶的保护作用三、高分子溶液