基础化学第八版第五章解剖.ppt

第三节 高分子溶液 高分子化合物概念：单个分子相对分子量在一万以上的大分子。 蛋白质、核酸、糖原、存在体液中重要物质 ；人体肌肉、组织；又如天然 橡胶等 据来源 可分为天然的和合成的 第三节 高分子溶液 高分子溶液与溶胶性质比较 胶体物质 相同性质 不同性质 溶胶 1. 分散相粒子大小1~100nm 2. 扩散速率慢 3. 不能透过半透膜 多相 Tyndall现象明显 热力学不稳定系统 对电解质敏感 高分子溶液 均相 Tyndall现象微弱 热力学稳定系统 对电解质不太敏感 缔合胶体 均相 热力学稳定系统 第三节 高分子溶液 一、高分子化合物的结构特点及溶液的形成 结构特征 一般具有碳链，碳链由大量称为链节的结构单位连接而成，链节重复的次数叫聚合度，以n表示。 天然橡胶 链节为异戊二烯单位(-C5H8-) 。 纤维素、淀粉、糖原或高分子右旋糖酐，链节为葡萄糖单位(-C6H10O5-)，通式(C6H10O5)n。 蛋白质的结构单位是氨基酸。 第三节 高分子溶液 一、高分子化合物的结构特点及溶液的形成 1. 结构特征 高分子化合物是不同聚合度的同系物分子组成的混和物，它的聚合度和相对分子质量指的都是平均值。 高分子化合物分子链的长度以及链节的连接方式并不相同，因而形成线状或分枝状结构。 第三节 高分子溶液 2. 柔性和分子内旋转 内旋转：分子链中许多C-C单键， C原子以sp3杂化，单键能在键角不变条件下绕键轴旋转。 柔性：内旋转导致碳链构型改变，高分子长链两端的距离也随之改变。 第三节 高分子溶液 3. 高分子溶液的形成 溶胀：溶剂进入高分子链，导致化合物舒展，体积成倍增长。 高分子化合物先溶胀，后溶解。 与水分子亲和力很强的高分子化合物形成水合膜：稳定性的主要原因。 上：高分子化合物在良溶剂中 下：高分子化合物在不良溶剂中 第三节 高分子溶液 二、聚电解质溶液 蛋白质等高分子化合物在水溶液中往往以离子形式存在，称为聚电解质（polyelectrolyte） 1. 特征 链上有荷电基团很多 电荷密度很大 对极性溶剂分子的亲合力很强 分为阳离子、阴离子、两性离子三类 第三节 高分子溶液 等电状态和等电点(isoelectric point) pI 恰好使高分子上(蛋白质)所带正电荷量与负电荷量相等时溶液的pH，称为等电点。 第三节 高分子溶液 蛋白质的等电点 蛋白质 等电点 蛋白质 等电点 蛋白质 等电点 鱼精蛋白 12.0~12.4 肌凝蛋白 6.2~6.6 卵白蛋白 4.6~4.9 细胞色素C 9.8~10.3 胰岛素 5.3~5.35 胃蛋白酶 4.6 肌红蛋白 7.0 乳清蛋白 5.1~5.2 酷蛋白 2.7~3.0 血红蛋白 6.7~7.1 白明胶 4.7~4.9 丝蛋白 2.0~2.4 等电状态和等电点(isoelectric point) pI pH pI，蛋白质形成负离子。pH pI，蛋白质形成正离子。pH = pI，蛋白质以两性离子存在。 第三节 高分子溶液 三、高分子溶液的稳定与破坏 稳定因素：高度溶剂化 稳定性破坏： 改变pH ：蛋白质在pI 时溶解度降低。 加大量电解质：降低水合程度。 温度变化。 第三节 高分子溶液 三、高分子溶液的稳定与破坏 盐析（salting out） ：因加大量无机盐使蛋白质从溶液中沉淀析出的作用。 无机离子水合作用强烈，使蛋白质的水合程度大为降低，稳定因素受破坏而沉淀。 感胶离子序：阴、阳离子盐析能力的顺序 SO42-C6H5O73-C4H4O62-CH3COO-CI-NO3-Br-I-CNS- NH4+K+Na+Li+ 第三节 高分子溶液 三、高分子溶液的稳定与破坏 于蛋白质溶液中加入与水作用强烈的有机溶剂也能降低蛋白质的水合程度，蛋白质因脱水而沉淀。 对少量电解质不太敏感 高分子溶解：高度水化系统，加少电解质不足以破坏水合层。 第三节 高分子溶液 四、高分子溶液的渗透压和膜平衡 高分子溶液的渗透压 将高分子溶液与溶剂用半透膜隔开，可产生渗透现象； 渗透压数值不符合Van’t Hoff公式； 浓度改变时，渗透压的增加比浓度的增加要大得多。 原因：高分子链的空隙间束缚着大量溶剂，浓度增大，单位体积内溶剂的有效分子数明显减小。 第三节 高分子溶液 1. 高分子溶液的渗透压 高分子溶液渗透压π与溶液的质量浓度ρB(g·L-1)的关系： B是常数。通过测定，以π/ρB对ρB作图得直线，外推至ρB →0时截距为RT/Mr。 第三节 高分子溶液 2. 膜平衡或Donnan平衡 用半透膜隔开，小离子能透过而聚电解质离子不能，但受为保持溶液的电中性，平衡时小离子