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文档简介
第一章溶液和胶体张晓继学习目标
1.了解分散系的基本概念;掌握分散系分类及各类分散系特征。2.掌握溶液浓度各种表示方法及有关计算;学会溶液的配制、稀释、混合等基本操作。3.了解稀溶液的依数性;掌握渗透压定律及有关计算、应用;学会分析渗透进行的方向及解释与渗透压相关的医学问题。4.了解胶体溶液概念、胶团结构;掌握溶胶、高分子溶液的性质及应用。5.了解表面张力与表面能的概念;掌握表面活性物质的基本性质及应用。第一节分散系一、基本概念体系:被划分出来作为研究对象的一部分物质或空间。相:体系中物理性质和化学性质完全相同的均匀部分。相与相间有明显的界面。单相体系(均相体系):只含有一个相的体系。多相体系(非均相体系):含有两个或多个相的体系。例如纯水、食盐水等体系中都只含有一个相,均属单相体系;而冰、水、水蒸气共存的体系属多相体系。第一节分散系分散系:把一种或几种物质以细小微粒的形式分散在另一种物质中所得到的体系。分散质(分散相):被分散成微粒的物质。分散剂(分散介质):容纳分散质的物质。
例如将少量的盐(或泥土)放进水中,它们就成为微粒分散在水中而形成一种分散系,其中盐(或泥土)是分散质,水是分散剂。第一节分散系二、分类根据分散质粒子直径不同,可将分散系分成三类,如表1–1。
第一节分散系分散系分子、离子分散系胶体分散系粗分散系真溶液溶胶高分子溶液悬浊液乳浊液分散质小分子、小离子分子、原子、离子的聚集体单个高分子固体微粒液体微粒粒子直径<1nm1~100nm>100nm性质单相,透明,均匀,稳定,不聚沉,粒子能透过滤纸和半透膜多相,不均匀,有相对稳定性,不易聚沉单相,均匀,稳定,不聚沉多相,不透明,不均匀,不稳定,能自动聚沉,粒子不能透过滤纸和半透膜粒子能透过滤纸不能透过半透膜实例葡萄糖溶液AgI溶胶淀粉溶液泥浆水油水表1-1分散系的分类第二节溶液溶液的浓度:指一定量的溶液(或溶剂)中所含溶质的量。
1.物质的量浓度:溶质B的物质的量(nB)除以溶液的体积(V)(简称浓度)。用符号cB或
c(B)表示。即一、溶液浓度的表示方法其SI单位为mol/m3,常用的单位是mol/L、mmol/L。在化学和医学中最常用。第二节溶液例1将8.0gNaOH(相对分子质量为40.00)溶于水配成500mlNaOH溶液,求此溶液的物质的量浓度。解:溶液中所含NaOH的物质的量为:
溶液的物质的量浓度为:
第二节溶液2.质量浓度:溶质B的质量(mB)除以溶液的体积(V)。用符号表示。即其质量浓度的SI单位是kg/m3,常用的单位是g/L、mg/L和μg/L。
第二节溶液例2500ml静脉滴注用的葡萄糖溶液中含25.0gC6H12O6,此C6H12O6溶液的质量浓度是多少?解:
第二节溶液3.质量分数和体积分数质量分数:溶质B的质量(mB)除以溶液的质量(m)。用符号ωB或ω(B)表示。即
式中mB和m的单位相同,质量分数可用小数或百分数表示,药学上常用符号%(g/g)表示。第二节溶液例3将80.0克庶糖溶于水,配制成500克蔗糖溶液,此溶液中蔗糖的质量分数是多少?解:
第二节溶液
体积分数:溶液中气体或液体溶质B的体积(VB)除以溶液的体积(V)。用符号或表示。即式中VB和V的单位相同,体积分数也可用小数或百分数表示,药学上常用符号%(ml/ml)表示。第二节溶液例4配制300ml医用消毒酒精需用225ml纯酒精,此酒精溶液中酒精的体积分数是多少?解:
第二节溶液4.摩尔分数溶质B的摩尔分数:溶质B的物质的量(nB)除以溶液的物质的量(nA+nB)。用符号xB或x(B)表示。即式中nA为溶剂A的物质的量,nA与nB单位相同,摩尔分数可用小数或百分数表示。第二节溶液同理溶剂A的摩尔分数,可用符号xA或x(A)表示。即显然
第二节溶液例5室温下,将30.0gNaCl(相对分子质量为58.44)溶于100.0g水(相对分子质量为18.02)中,分别计算NaCl和水的摩尔分数。解:
第二节溶液5.质量摩尔浓度:溶质B的物质的量(nB)除以溶剂A的质量(mA)。用符号bB或b(B)表示。即其SI单位是mol/kg。质量摩尔浓度数值不受温度影响。对于极稀的溶液bB≈cB。第二节溶液例6计算质量分数为10%NaCl(相对分子质量为58.44)溶液的质量摩尔浓度是多少?解:
第二节溶液(一)溶液浓度表示方法的换算
换算时,要充分理解各种溶液组成标度表示方法的基本定义,找出各种表示方法间的联系。二、溶液浓度表示方法的相关计算溶液的质量体积第二节溶液例7浓硫酸的质量分数为98%,密度为1.84kg/L,计算浓硫酸的质量浓度和物质的量浓度(H2SO4的摩尔质量为98.07g/mol)。解:
cB与ωB的关系为:第二节溶液(二)溶液的配制、稀释和混合1.溶液的配制(1)一定质量溶液的配制:称取一定质量的溶质和一定质量的溶剂混合均匀即可。ωB、bB、xB采用这种方法配制。第二节溶液例8现需质量分数为0.20的NaCl溶液100g,应怎样配制?解:配制方法:分别称取20g固体NaCl和80g纯化水,将二者混合均匀即可得到100g质量分数为0.20的NaCl溶液。第二节溶液(2)一定体积溶液的配制:将一定质量(或体积)的溶质与适量的溶剂混合,完全溶解后,再加溶剂至所需体积混匀即可。cB、、采用这种方法配制。第二节溶液例9今需质量浓度为50g/L的葡萄糖溶液500ml,应怎样配制?解:
配制方法:称取25g葡萄糖放入烧杯中,用少量纯化水溶解后,将其转移至500ml量筒中,再用少量纯化水冲洗烧杯2~3次,洗水也全部转移至量筒中(此过程称为定量转移),最后加纯化水至500ml刻线处混匀即可。
第二节溶液一般:托盘天平----称质量;量筒----量取体积、配制溶液。精确:分析天平----称质量;移液管----量取体积;容量瓶----配制溶液。第二节溶液2.溶液的稀释计算依据:稀释前后溶液中所含溶质的量不变。稀释公式:式中c1、V1分别为浓溶液的浓度和体积;c2、V2分别为稀释后稀溶液的浓度和体积。使用时要注意等式两边单位一致。第二节溶液例10用体积分数为95%酒精来配制体积分数为75%消毒酒精1000ml,应怎样配制?解:设需95%酒精V1ml,根据稀释公式得:配制方法:用量筒量取95%酒精790ml,加纯化水稀释至1000ml混匀即可。第二节溶液3.溶液的混合
计算依据:混合前后溶液中所含溶质的总量不变。有:式中c1、V1分别为浓溶液的浓度和体积;c2、V2分别为稀溶液的浓度和体积;c、V1+V2分别为混合溶液的浓度和体积(忽略了混合后体积的改变)。式(1-8)、式(1-9)中cB可替换成或,使用时要保持等式两边单位一致。第二节溶液例11现有0.2mol/L的H2SO4溶液500ml,需用多少毫升3mol/L的H2SO4溶液与其混合,才能配成0.5mol/L的H2SO4溶液?解:设需用3mol/L的H2SO4溶液V1ml,则0.2×500+3V1=0.5(500+V1)解得:V1=60ml配制方法:量取3mol/L的H2SO4溶液60ml,加入到500ml0.2mol/L的H2SO4溶液中混匀即可。第三节稀溶液的依数性溶液的性质分两类:一类性质与溶质的本性有关(如颜色、酸碱性、导电性等);而另一类性质却与溶质的本性无关,仅取决于溶液中所含溶质粒子的浓度,这类性质称为稀溶液的依数性(如蒸气压下降、沸点升高、凝固点降低和渗透压),只适用于难挥发非电解质稀溶液。一、溶液的蒸气压下降(一)溶剂的蒸气压蒸发:溶剂分子扩散到空间形成气相的溶剂分子的过程。凝聚:气相溶剂分子被吸引到液相中的过程。溶剂的饱和蒸气压:在一定温度下,气、液两相达到平衡状态时,蒸气所具有的压力(简称蒸气压),单位是Pa或kPa。第三节稀溶液的依数性第三节稀溶液的依数性蒸气压与物质的本性和温度有关:1.不同的物质有不同的蒸气压(如在293K时,水的蒸气压为2.34kPa,乙醇的蒸气压为5.85kPa);2.同一物质蒸气压随温度升高而增大(如水的蒸气压在273K时为0.610kPa,在373K时为101.3kPa);3.固体也具有蒸气压,一般都很小(如冰的蒸气压,在273K时为0.610kPa,在263K时为0.286kPa);4.每种固体和液体,在一定温度下,蒸气压均是一个定值。第三节稀溶液的依数性(二)溶液的蒸气压下降溶液的蒸气压下降:溶液的蒸气压(即溶液中溶剂的蒸气压)低于同温度下纯溶剂的蒸气压的现象。如图1-1所示。溶液的浓度越大,其蒸气压下降就越多。第三节稀溶液的依数性图1-1溶液的蒸气压下降、沸点升高、凝固点降低AB为纯水的蒸气压曲线,A'B'为溶液的蒸气压曲线,AC为冰的蒸气压曲线第三节稀溶液的依数性拉乌尔定律:在一定温度下,难挥发的非电解质稀溶液的蒸气压下降与溶液的质量摩尔浓度成正比,而与溶质本性无关。即:ΔP=KbB式(1-10)第三节稀溶液的依数性(一)溶剂的沸点液体的沸点:液体的蒸气压等于外界大气压(101.33kPa)时的温度。如图1-1
Tb0点所示。例如水的沸点为373K。液体的沸点与外界压强关系:外界压强越大,液体的沸点就越高。纯液体的沸点是恒定的。二、溶液的沸点升高第三节稀溶液的依数性(二)溶液的沸点升高溶液的沸点:指溶液的蒸气压等于外界大气压时的温度。溶液的沸点升高:溶液的沸点高于纯溶剂的沸点的现象。溶液浓度越大,其蒸气压就越低,其沸点也就越高。第三节稀溶液的依数性拉乌尔定律:在一定温度下,难挥发的非电解质稀溶液的沸点升高与溶液的质量摩尔浓度成正比,而与溶质本性无关。即:ΔTb=KbbB式(1-11)
式中ΔTb—溶液的沸点升高度数(K);Kb—为溶剂的沸点升高常数,其值只与溶剂的本性有关,如水的Kb为0.512,乙醇的Kb为1.22,乙醚的Kb为2.02等。第三节稀溶液的依数性(一)溶剂的凝固点物质的凝固点:在一定外压下,某物质的液相与固相具有相同蒸气压而能平衡共存时的温度如图1-1Tf0点所示。例如当外界大气压为101.33kPa时,水的凝固点为273K,此温度下,水与冰的蒸气压均为0.610kPa,水与冰两相共存。若温度高于或低于273K时,水和冰的蒸气压不再相等,两相不能共存,蒸气压大的相将向蒸气压小的相转化。三、溶液的凝固点降低第三节稀溶液的依数性(二)溶液的凝固点降低溶液的凝固点:指溶液与其固相溶剂具有相同蒸气压而能平衡共存时的度。溶液的凝固点降低:溶液的凝固点低于纯溶剂的凝固点的现象。溶液浓度越大,其蒸气压就越低,其凝固点也就越低。第三节稀溶液的依数性拉乌尔定律:在一定温度下,难挥发的非电解质稀溶液的凝固点降低与溶液的质量摩尔浓度成正比,而与溶质本性无关。即:ΔTf=KfbB式(1-12)
式中ΔTf—溶液的凝固点降低度数(K);Kf—溶剂的凝固点降低常数,其值只与溶剂的本性有关,如水的Kf为1.86,乙醚的Kf为1.80,乙酸的Kf为3.90等。第三节稀溶液的依数性溶液的凝固点降低的性质应用广泛。如冬天往汽车水箱中加入甘油或乙二醇可防止水结冰;在寒冷的冬天往道路上撒盐,可以使路面上的冰雪融化;利用凝固点降低法对药液进行等渗调节;测定物质的摩尔质量等。溶液凝固点降低及沸点升高的根本原因是溶液蒸气压下降,因此,二者均是稀溶液的依数性。第三节稀溶液的依数性(一)渗透现象和渗透压扩散:溶质与溶剂分子间的双向运动。半透膜:多孔性薄膜。膀胱膜、细胞膜、肠衣、毛细血管壁及人工制造的火棉胶膜、羊皮纸等都是半透膜。细胞膜—只允许水分子透过而不允许溶质分子透过;毛细血管壁—允许水分子、小分子化合物及金属离子透过,而不允许大分子化合物透过。四、溶液的渗透压第三节稀溶液的依数性渗透:溶剂分子透过半透膜进入溶液的自发过程。如图1-2所示渗透平衡:水分子向两个方向渗透的速率相等。溶液的渗透压:恰好能阻止渗透进行而施加于溶液液面上的压力。溶液的渗透压是相对纯溶剂而言的。如果将两种不同浓度的溶液用半透膜隔开,为了阻止渗透现象发生,必须在浓溶液液面上施加一压力,但此压力是浓稀两溶液的渗透压之差。第三节稀溶液的依数性图1-2渗透现象和渗透压(a)渗透发生前(b)渗透现象(c)渗透平衡(d)渗透压第三节稀溶液的依数性产生渗透现象的条件:有半透膜存在和膜两侧溶液存在浓度差。渗透方向:总是溶剂分子从纯溶剂向溶液(或从稀溶液向浓溶液)方向渗透。渗透结果:减小了膜两侧溶液的浓度差。反渗透:使渗透作用逆向进行的过程。可用于海水淡化、废水处理和溶液的浓缩等方面。第三节稀溶液的依数性1.渗透压定律(范特荷甫定律):
式中:π
—稀溶液的渗透压(kPa);
V—稀溶液的体积(L);
n—溶质的物质的量(mol);
T—绝对温度(K);C—溶液的物质的量浓度(mol/L);R—摩尔气体常数(8.314kPa·L/K·mol)
(二)渗透压与浓度、温度的关系第三节稀溶液的依数性
范特荷甫定律说明了在一定温度下,稀溶液的渗透压只与单位体积溶液内的溶质颗粒数成正比,而与溶质的本性无关。因此,渗透压也是稀溶液的一种依数性。第三节稀溶液的依数性2.应用范特荷甫定律时注意:(1)式(1-13)仅适合于非电解质稀溶液。计算电解质溶液渗透压时,应引进一个校正系数i。即i是电解质的一个分子在溶液中能产生的离子数,如。第三节稀溶液的依数性(2)通过测定溶液的渗透压,可求得溶质的摩尔质量。由式(1-12)得:式中m—溶质的质量;M—溶质的摩尔质量。此法较适合于测定高分子化合物的摩尔质量。第三节稀溶液的依数性例12将2.5g血红素溶于适量水中,配成250ml溶液,在20℃时测得该溶液的渗透压为0.365kPa,求血红素的摩尔质量。解:设血红素的摩尔质量为M,血红素溶液物质的量浓度为:根据物质的量浓度定义:解得血红素的摩尔质量:M=6.7×104(
g/mol)
第三节稀溶液的依数性(三)渗透压在医学上的意义1.渗透浓度渗透浓度:体液中能产生渗透效应的各种分子及离子的总浓度。其单位为mol/L或mmol/L。医学上用渗透浓度间接表示溶液渗透压的高低。第三节稀溶液的依数性
例13计算50g/L葡萄糖溶液和生理盐水(9g/LNaCl)的渗透浓度(C6H12O6的摩尔质量为180.15g/mol;NaCl的摩尔质量为58.44g/mol)。解:因为C6H12O6是非电解质,所以葡萄糖溶液的渗透浓度为278mmol/L。因为NaCl是非电解质(),所以溶液渗透浓度为154×2=308(mmol/L)。第三节稀溶液的依数性2.等渗、低渗和高渗溶液正常人的血浆的渗透浓度约为300mmol/L。医学上规定:等渗溶液:渗透浓度在280~320mmol/L范围之内的溶液;低渗溶液:渗透浓度低于280mmol/L的溶液;高渗溶液:渗透浓度高于320mmol/L的溶液。第三节稀溶液的依数性等渗溶液在医疗上具有重要意义。如:临床上给病人静脉输液时,通常使用9g/LNaCl和50g/L葡萄糖灭菌液,因为这两种溶液都是等渗溶液。若大量滴注高渗溶液,会使红细胞萎缩;若大量滴注低渗溶液,会使红细胞膨胀,最后破裂(医学上称之为溶血)。第三节稀溶液的依数性医疗上给病人换药时,通常用与组织细胞液等渗的生理盐水冲洗伤口,若用纯水或高渗盐水则会引起疼痛。当配制眼药水时,也必须使眼药水与眼粘膜细胞渗透压相同,否则也会刺激眼睛而疼痛。临床上除了使用等渗溶液外,根据治疗需要也可使用少量高渗溶液。第三节稀溶液的依数性3.晶体渗透压和胶体渗透压晶体渗透压:由小分子和小离子(如Na+、Cl-、HCO3-和葡萄糖等)所产生的渗透压;胶体渗透压:由大分子和大离子(如蛋白质、核酸等)所产生的渗透压。血浆总渗透压是这两类渗透压的总和。37℃时,正常人血浆的总渗透压约为770kPa,其中晶体渗透压占99%以上。晶体渗透压和胶体渗透压具有不同的生理功能,这是由于生物半透膜(如细胞膜和毛细血管壁)对各种溶质的通透性不同。第三节稀溶液的依数性细胞膜是一种间隔着细胞内液和细胞外液的半透膜,它只允许水分子自由透过。由于晶体渗透压远大于胶体渗透压,因此水分子的渗透方向主要取决于晶体渗透压。当人体内缺水时,细胞外液各种溶质的浓度升高,外液的晶体渗透压增大,于是细胞内液中的水分子将向细胞外液渗透,造成细胞萎缩。如果大量饮水,则又会导致细胞外液晶体渗透压减小,水分子透过细胞膜向细胞内液渗透,使细胞肿胀。第三节稀溶液的依数性毛细血管壁也是体内的一种半透膜,它间隔着血液和组织间液,它允许水分子、小分子和小离子自由透过。在这种情况下,晶体渗透压对维持血管内外血液和组织间液的水盐平衡不起作用,因此这一平衡只取决于胶体渗透压。人体因某种原因导致血浆蛋白减少时,血浆的胶体渗透压降低,血浆中的水和其它小分子、小离子就会透过毛细血管壁而进入组织间液,致使血容量(人体血液总量)降低,组织间液增多,这是形成水肿的原因之一。临床上对由于失血造成血浆的胶体渗透压降低的患者,补液时,除补充生理盐水外,还需要同时输入血浆或右旋糖酐等代血浆,才能够恢复胶体渗透压和增加血容量。第四节胶体溶液溶胶高分子溶液分散相—1~100nm之间
胶体第四节胶体溶液分散相—分子、原子聚集体;高度分散分散介质—与分散相不相溶物质存在的一种特殊状态一、溶胶溶胶
液溶胶(如氢氧化铁溶胶)—通常气溶胶(如烟、雾等)固溶胶(如有色玻璃)分类
分散法—将固体研细到细小胶粒。如用胶体磨来制备胶体石墨。凝聚法—使分子或离子聚集成胶粒。如将
FeCl3滴入沸水,可形成红棕色透明的Fe(OH)3溶胶。制备第四节胶体溶液(一)溶胶的性质光学性质—丁达尔现象在暗室里将一束经聚焦的光射入溶胶时,在与光束垂直的方向上观察,可以看到溶胶中有一条明亮的光柱。如图1-3所示。第四节胶体溶液图1-3丁达尔现象丁达尔现象是溶胶的特征,可用来区分三类分散系。高分子溶液也属胶体分散系,但它是均相体系,丁达尔现象不如溶胶明显。第四节胶体溶液2.动力学性质—布朗运动
在超显微镜下观察,可以看到胶体颗粒不断地作无规则运动。如图1-4所示。温度越高、胶体粒子越小、介质黏度越低,则布朗运动越烈。图1-4布朗运动第四节胶体溶液布朗运动的存在,使胶粒具有一定的能量,可以克服重力的影响,使胶粒稳定不易发生沉降。胶粒由于存在布朗运动,能从浓度大的区域自动向浓度小的区域扩散,最后体系达到浓度均匀。但是如果把盛有溶胶的半透膜放入分散介质中,则胶粒不能透过半透膜。第四节胶体溶液透析(渗析)—把胶体溶液中混有的电解质分子或离子分离出来,使胶体溶液净化的方法。利用透析原理,临床上使用透析机(人工肾),来帮助肾功能衰竭的患者去除血液中的毒素、水分,使血液净化。透析法也可用于中草药中有效成分的分离提取及改变中草药注射剂的澄明度等方面。第四节胶体溶液
3.电学性质—电泳在电场中,胶粒在分散介质中定向移动的现象。如图1-5所示。
图1-5电泳实验第四节胶体溶液电泳现象的存在,可证明胶粒是带电的,根据电泳方向可判断胶粒所带的电荷。金属氧化物和金属氢氧化物胶粒带正电(正溶胶);金属硫化物、金属以及土壤所形成的胶粒带负电(负溶胶)。电泳技术在医学上有很重要的作用。如临床上常用于分离和鉴定血清中生物大分子,帮助诊断疾病。第四节胶体溶液(二)胶团的结构1.溶胶粒子带电原因胶核(分子或原子的聚集体)与分散介质之间存在着巨大的相界面,可以选择性地吸附某种离子而带电。2.胶团结构胶核表面吸附离子时,优先吸附与自身有相同成分的离子。如用AgNO3在过量KI中制备AgI溶胶,如图1-6所示。第四节胶体溶液图1-6AgI胶团结构第四节胶体溶液在过量KI中,AgI胶团结构式为:胶核吸附层扩散层(带正电)胶粒(带负电)胶团(电中性)电泳时,吸附层和胶核一起运动,因此胶核和吸附层构成胶粒。胶粒和扩散层一起总称胶团。通常所说的溶胶带电是指胶粒带电,整个胶团是电中性的。第四节胶体溶液若AgNO3过量,AgI胶团结构式为:第四节胶体溶液(三)溶胶的稳定性稳定的主要原因:1.胶粒带电2.溶剂化膜(水化膜)的存在第四节胶体溶液(四)溶胶的聚沉聚沉—使胶粒聚集成较大的颗粒而沉降的过程。常用方法:1.加入少量电解质(如江河入海口三角洲的形成)聚沉能力:与胶粒带相反电荷离子电荷越高,聚沉能力越强。对负溶胶聚沉能力:AlCl3>CaCl2>NaCl对正溶胶聚沉能力:K3[Fe(CN)6]>K2SO4>KCl2.加入带相反电荷的胶体溶液如明矾净水法—溶胶相互聚沉3.加热第四节胶体溶液高分子化合物:由成千上万个原子组成的链状的具有巨大分子量(1万以上)的物质。高分子化合物有天然(如蛋白质、纤维素、淀粉、动物胶等)和合成(如塑料、合成橡胶、尼龙等)两大类。高分子溶液:高分子化合物溶解在适当的溶剂中所形成的均相体系。二、高分子溶液第四节胶体溶液(一)高分子溶液的特征1.稳定高分子化合物表面能通过氢键与水形成很厚的水化膜,使其能稳定分散于溶液中不易凝聚。2.黏度大高分子化合物长链之间互相靠近结合成网状,把一部分溶剂包围在结构中而失去流动性;高分子的溶剂化作用束缚了大量溶剂。第四节胶体溶液3.盐析在高分子化合物溶液中加入大量电解质,使其从溶液中析出的过程。常用作盐析的电解质有氯化钠、硫酸钠、硫酸镁、硫酸铵等。可用盐析法分离纯化中草药中有效成分。第四节胶体溶液4.溶胀现象将高分子化合物加到适当溶剂中,溶剂分子会不断进入高分子链段之间,使高分子化合物体积膨胀的现象。高分子也会扩散进入溶剂,彼此扩散,最后完全溶解形成高分子溶液。当蒸发除去溶剂后,再加入溶剂,高分子化合物仍能自动溶解,它的溶解过程是可逆的。第四节胶体溶液(二)高分子化合物对溶胶的保护作用溶胶中加入足量的高分子化合物可以使溶胶对电解质的稳定性增加。高分子化合物对溶胶的保护作用应用很广。例如医学上用于胃肠道造影的硫酸钡合剂,为了防止其细粉下沉,就在硫酸钡溶胶中加入足量阿拉伯胶,起保护作用;血液中所含的难溶盐碳酸钙、磷酸钙就是靠血液中的蛋白质保护而以胶态存在;医药中的杀菌剂蛋白银就是由蛋白质保护的银溶胶。第五节表面现象表面:物体与空气或与其本身的蒸气接触的面。如水面、桌面。界面:物体与另一个凝聚相接触的面。如水与油接触的面。表面现象:一切界面上所发生的现象。第五节表面现象图1-7表面张力一、表面张力与表面能表面张力:表面分子受到的指向内部的力。如图1-7所示。
第五节表面现象表面能:液体表面层分子比内部分子所多出的能量。表面张力越大,表面能就越高;表面积越大,表面能也越高。一定质量的物质分得越细小,其表面积就越大,表面能就越高,因此体系越不稳定。胶体溶液中,分散质粒子直径是1~100nm,所以胶体粒子的总表面积是巨大的,因此胶体具有强大的吸附力。第五节表面现象表面吸附:物质在两相界面上浓度与内部浓度不同的现象。吸附剂:吸附其他物质的物质。吸附质:被吸附的物质。如在黄色的碘水中加入活性炭振摇,溶液颜色会变浅或消失。活性炭是吸附剂,碘是吸附质,碘在活性炭表面的浓度远大于在溶液内部的浓度。吸附作用可以在固体表面上发生,也可以在液体表面上发生。二、表面吸附第五节表面现象1.固体表面的吸附表面的原子—表面张力—吸引分子、离子—聚集—减小表面张力—降低表面能—稳定当其它条件相同时,固体表面积越大,固体吸附剂的吸附能力就越大。细粉状物质和多孔性物质(如活性炭、硅胶、活性氧化铝等)具有很大的表面积,常作吸附剂,可用于吸附大气中的有毒有害气体或体内的重金属毒物;除去中草药中植物色素;净化水中的杂质;治疗肠炎;干燥药物等。第五节表面现象2.液体表面的吸附液体表面也会因某种溶质的加入而产生吸附,使液体表面张力发生相应的变化。表面活性物质(表面活性剂):能够显著降低液体表面张力的物质。表面惰性物质:能增大液体表面张力的物质。表面活性剂在生产实践中有着很重要的作用。第五节表面现象(一)基本性质不对称的两亲分子(如十二烷基磺酸钠);在液面形成单分子膜(降低表面张力);在溶液内部形成胶束(稳定)。三、表面活性物质第五节表面现象图1-8表面活性剂在溶液中分布第五节表面现象(二)应用1.乳化剂乳化剂:使乳浊液稳定的物质。乳化作用:乳化剂所起的作用。常用的乳化剂是一些表面活性物质。将表面活性物质加到乳浊液中,其分子的亲水基朝向水相,疏水基朝向油相,在两相界面上定向排列,不仅降低了相界面表面张力,而且在细小液滴周围形成一层保护膜,使乳浊液得以稳定存在。第五节表面现象乳剂:由水、油和乳
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