物理化学课件大分子溶液

物理化学课件大分子溶液第1页，共47页，2023年，2月20日，星期日一、大分子化合物的结构特点第2页，共47页，2023年，2月20日，星期日大分子化合物链节中键的内旋转109°28´第3页，共47页，2023年，2月20日，星期日溶胀：大分子化合物吸收溶剂溶胀,然后再分散进入溶剂,形成溶液良溶剂：能形成高分子溶液的溶剂,又称无限溶胀.不良溶剂：只能有限溶胀,不能形成溶液第4页，共47页，2023年，2月20日，星期日大分子化合物的分子量是不均匀的摩尔质量分子数分子总质量M1n1W1W1M1M2n2W2W2M2………MBnBWBWBMB二、大分子化合物的平均摩尔质量第5页，共47页，2023年，2月20日，星期日1.数均摩尔质量：2.质量摩尔质量：3。Z均摩尔质量：第6页，共47页，2023年，2月20日，星期日MnM1M3n1n3第7页，共47页，2023年，2月20日，星期日MnMnMmMZ第8页，共47页，2023年，2月20日，星期日数均摩尔质量可以用端基分析法和渗透压法测定。有一高分子溶液，各组分的分子数分别为N1，N2，…,NB,其对应的摩尔质量为M1，M2，…，MB。则数均摩尔质量的定义为：第9页，共47页，2023年，2月20日，星期日质均摩尔质量可以用光散射法测定。设B组分的分子质量为mB，则质均摩尔质量的定义为：第10页，共47页，2023年，2月20日，星期日在光散射法中利用Zimm图从而计算的高分子摩尔质量称为Z均摩尔质量，它的定义是：

式中：第11页，共47页，2023年，2月20日，星期日用粘度法测定的摩尔质量称为粘均摩尔质量。它的定义是：式中为与溶剂、大分子化合物和温度有关的经验常数。，为分子的质量。第12页，共47页，2023年，2月20日，星期日第九节大分子溶液的流变性流变性:在外力作用下,物质发生形变与流动的性质.生物流变学:以生物体和人体为对象一、流体的粘度液体流动时所表现出来的内摩擦力第13页，共47页，2023年，2月20日，星期日液体的层流第14页，共47页，2023年，2月20日，星期日vv+dvdxFAAF是切变力（sheeringforce），是粘度系数(coefficientviscosity)，或动力粘度。绝对粘度简称粘度。第15页，共47页，2023年，2月20日，星期日的物理意义的物理意义：单位面积的液层，速度递度为1时所施加的切力。A=1㎡，dv/dx=1(m·s-1)·m-1=1s-1,时所施加的切力F(N)。国际单位是(N·m-2)·S=Pa·S1Pa·S=10P(泊)1P=100CP(厘泊)第16页，共47页，2023年，2月20日，星期日Newtoniantype:=D小分子溶液都是牛顿流体。二、流变曲线与流型(一)牛顿型第17页，共47页，2023年，2月20日，星期日Plasicflowtype:<y形变不流动>y

液体开始流动，y－屈服值(yieldvalue)-y=D油墨、牙膏、油漆、泥浆、药用硫酸钡胶浆。y第18页，共47页，2023年，2月20日，星期日pseudoplasicflowtype:=KDnn<1

羧甲基纤维素、淀粉、橡胶、海藻酸钠。西黄蓍胶。不对称粒子，静止时有各种取向，当切速增加时，粒子的长轴转向流动方向，切速越大转向越彻底，流动阻力随之下降。第19页，共47页，2023年，2月20日，星期日dilatancyflowtype:=KDnn>1

大量固体粒子的悬浮体，涂料、颜料、糊剂、40~50%淀粉。静止时粒子排列很紧密，不粘结，粒子间的液层有润滑作用。当切速增加时，粒子被搅在一起，液层的润滑作用减小，流动阻力增加，表观粘度增加。第20页，共47页，2023年，2月20日，星期日thixotropicflowtype:

糖浆，某些软膏。静止时呈半固体，摇动时成流体。片状、针状粒子静止时，边端棱角互相吸引成网状，使体系成半固体。摇动时网状结构遭破坏，体系成流体。拆散的粒子，重新结成网需要一定的时间，出现滞后环。第21页，共47页，2023年，2月20日，星期日第十节大分子化合物平均摩尔质量的测定大分子化合物的分子量能影响其溶液的物理化学性质，有时还能影响其在体内的代谢，是极其重要的参数。测定方法也很多，但各种方法测出的数值其统计意义是不同的。常用的有渗透压法，粘度法，沉降法等。第22页，共47页，2023年，2月20日，星期日分子量测量方法Mn冰点降底、沸点升高、渗透压、端基分析Mw光散谢MZ超离心M粘度法测量方法和分子量的统计意义的关系第23页，共47页，2023年，2月20日，星期日一、渗透压法渗透压和浓度的关系：第24页，共47页，2023年，2月20日，星期日×××××××××C外推到C=0，截距为RT/M.渗透压测得的分子量为数均分子量,Mn.第25页，共47页，2023年，2月20日，星期日三、粘度法1.相对粘度(relativeviscosity):r=solution/solvent2.增比粘度(specificviscosity):sp=(solution-solvent)/solvent=r-13.比浓粘度(reducedviscosity):c=sp/c单位：浓度-1单位浓度时，溶质对粘度的贡献。4.特性粘度(intrinsicviscosity):第26页，共47页，2023年，2月20日，星期日特性粘度和分子量的关系特性粘度：特性粘度表示液体无限稀释时的比浓粘度，反应了单个溶质分子对溶液粘度的贡献。只与化合物在溶液中的结构、形态和相对分子量有关，而与其它因素无关，又称结构粘度。Standingerformular:

[]=kMKand

areconstant.=0.5~1.0良溶剂1。0，不良溶剂为0.5。第27页，共47页，2023年，2月20日，星期日4.55.05.56.00.500.250-0.25-0.50lnMLn[]第28页，共47页，2023年，2月20日，星期日[]的求法略去高次项：溶液很稀时：第29页，共47页，2023年，2月20日，星期日C与对C的关系[]第30页，共47页，2023年，2月20日，星期日聚合物溶剂TMk聚苯乙稀苯2983.2~130万1.03×10-40.74聚苯乙稀甲基乙基丙酮2980.25~170万3.90.58聚异丁稀环己烷303~315万2.60.70聚异丁稀苯2970.1~315万8.30.50天然橡胶甲苯2984~150万5000.67第31页，共47页，2023年，2月20日，星期日大分子电解质溶液大分子电解质是在水溶液中可电离成带电离子的大分子化合物。第32页，共47页，2023年，2月20日，星期日1高电荷密度：带相同电荷，电荷密度高，分子链上带电基团相互排斥。2高度水化：“电缩”水化层和疏水水化层。高度水化能使大分子电解质稳定，在水溶液中相互排斥，易于伸展，对电解质很敏感。加入酸、碱、盐或PH能使大分子电解质分子鏈电性抵消，大分子电解质溶液的电性第33页，共47页，2023年，2月20日，星期日pH对水溶液中蛋白质电荷的影响-NH3+and–COO-

基团的多少受PH的影响。pH高时，带负电。pH低时，带正电。－RCOOHNH2－RCOO-NH2+OH-+H2O－RCOOHNH2－RCOOHNH3++H++H2O第34页，共47页，2023年，2月20日，星期日-NH3+and–COO-

基团相等时，蛋白质处于等电点，PH>等电点时，蛋白质带负电。PH<等电点时，蛋白质带正电。蛋白质处于等电点时，、、C、及稳定性最底。蛋白质的电泳。区域电泳：等电聚焦电泳：第35页，共47页，2023年，2月20日，星期日电粘度效应果胶酸钠：浓度较稀时，因为电离度大，分子链上电荷密度高，链间斥力增大，分子链舒展，粘度加大，无法外推。加入一定量的氯化钠后，分子链周围有足够的离子强度的小分子电解质存在，电离度降低，分子巻曲，粘度下降，电粘度效应消除。第36页，共47页，2023年，2月20日，星期日sp/CC第37页，共47页，2023年，2月20日，星期日大分子电解质溶液的唐南平衡1唐南平衡大分子电解质在水溶液中电离：NaRNa++R-R-不能透过半透膜，如图膜内膜内膜外膜外平衡前平衡后膜膜第38页，共47页，2023年，2月20日，星期日这就是唐南平衡公式。第39页，共47页，2023年，2月20日，星期日C1C2

则CNaCl,外/CNaCl,内很大C2C1则CNaCl,外/CNaCl,内1。均匀分布第40页，共47页，2023年，2月20日，星期日唐南平衡的生物功能唐南平衡是生物体内的常见现象。生物细胞膜相当于半透膜，细胞内的大分子电解质与细胞外的体液处于平衡状态。保证了一些有重要生理功能的金属离子在细胞膜内外保持一定的浓度。当细胞膜外的小分子浓度变化时，唐南平衡能确保细胞膜内的组成相对不变。第41页，共47页，2023年，2月20日，星期日大分子电解质溶液的渗透压第42页，共47页，2023年，2月20日，星期日例题1．在298K时，某高分子电解质R+Cl-的浓度为0.1mol·dm-3置于半透膜内，膜外放置NaCl水溶液浓度为0.5mol·dm-3，计算唐南平衡后，膜两边离子分布浓度及其渗透压π测。有x的NaCl透过半透膜(0.1+x)x=(0.5-X)2膜内膜外膜第43页，共47页，2023年，2月20日，星期日将浓度为0.12mol·dm－3的多元酸钠盐RNa溶液和浓度为0.5mol·dm－3的NaOH溶液等量混合，将混合后的溶液置于半透膜中，求平衡后膜两边的离子浓度和渗透压。有x的NaCl透过半透膜(0.12+x)x=(0.5-X)2膜内膜外膜第44页