14章_胶体与大分子溶液概述.ppt

特性黏度是几种黏度中最能反映溶质分子本性的一种物理量，由于它是外推到无限稀释时溶液的性质，已消除了大分子之间相互作用的影响，而且代表了无限稀释溶液中，单位浓度大分子溶液黏度变化的分数。 实验方法是用黏度计测出溶剂和溶液的黏度 和 ，计算相对黏度 和增比黏度 用黏度法测定摩尔质量 当温度、聚合物和溶剂体系选定后，大分子溶液的黏度仅与浓度和聚合物分子的大小有关。 以 对c 作图，得一条直线，以 对c作图得另一条直线。将两条直线外推至浓度 ，得到特性黏度 。 从如下经验式求黏均摩尔质量 。 式中 和 为与溶剂、大分子物质和温度有关的经验常数，有表可查 用黏度法测定摩尔质量 聚合物的分级 把聚合物按一定质量范围分级，就可能大体知道摩尔质量的分布情况。分级的方法有： （i）利用聚合物的溶解度与分子大小之间的依赖关系分级，如沉淀分级、柱上溶解分级、梯度淋洗分级等。 （ii）利用聚合物分子大小不同，动力性质也不同，从而得出摩尔质量的分布情况，如超离心沉降法等 。 聚合物的分级 （iii）根据聚合物分子大小不同的情况可用凝胶色谱法予以分离。 凝胶色谱法比方法（i）、（ii）节省时间。近年来出现的高速凝胶色谱法只需在十几分钟左右（或更短的时间）就可测定一个试样的摩尔质量的分布，在实验技术和数据处理上高度自动化，所以这种方法已成为目前最快速、最方便的摩尔质量分布的测定方法。 §14.11 Donnan平衡和聚电解质溶液的渗透压 Donnan平衡 聚电解质溶液的渗透压 Donnan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。 Donnan从热力学的角度，分析了小离子的膜平衡情况，并得到了满意的解释。故这种平衡称为Donnan平衡 聚电解质溶液的渗透压 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）不电离的大分子溶液 是大分子溶液的浓度 由于大分子P不能透过半透膜，而H2O分子可以，所以在膜两边会产生渗透压。渗透压可以用不带电粒子的范霍夫公式计算，即： （2）大分子电解质带有电荷 蛋白质分子Pz+ 不能透过半透膜，而Na+可以，但为了保持溶液的电中性，Na+也必须留在Pz-同一侧 。 以蛋白质的钠盐为例，它在水中发生如下离解： 这种Na+在膜两边浓度不等的状态就是唐南平衡。因为渗透压只与粒子的数量有关，所以： 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。 虽然膜两边NaCl的浓度不等，但达到膜平衡时NaCl在两边的化学势应该相等，即： （3）有外加电解质时的大分子溶液 达到膜平衡时（如下图），为了保持电中性，有相同数量的Na+ 和Cl-扩散到了左边。 即 设所有活度因子均为1，得： 即 解得 由于渗透压是因为膜两边的粒子数不同而引起的，所以： 将 代入 计算式得： （A）当加入电解质太少， ，与(2)的情况类似： （B）当加入的电解质足够多， ，则与(1)的情况类似 ： 这就是加入足量的小分子电解质后，使得用渗透压法测定大分子的摩尔质量比较准确。 * * * * * * * * * * * * 高分子化合物对溶胶的絮凝和稳定作用 1．高分子化合物对溶胶的絮凝作用 高分子的絮凝作用则是由于吸附了溶胶粒子以后，高分子化合物本身的链段旋转和运动，将固体粒子聚集在一起而产生沉淀。 絮凝作用具有迅速、彻底、沉淀疏松、过滤快、絮凝剂用量少等优点，特别对于颗粒较大的悬浮体尤为有效。这对于污水处理、钻井泥浆、选择性选矿以及化工生产流程的沉淀、过滤、洗涤等操作都有极重要的作用。 高分子化合物对溶胶的絮凝和稳定作用