第九章大分子溶液

第九章大分子溶液制作者：李梦婷201140306033第一节大分子化合物简介大分子化合物的概念大分子化合物是指那些由众多院子或原子团主要以共价键

结合而成的相对摩尔质量在1万以上的化合物。天然大分子淀粉、蛋白质、纤维素、核酸、各种生物大分子。合成大分子合成橡胶、树脂、纤维。大分子化合物的结构特性大分子化物的结构：按来源：天然、半天然、合成按聚合反应的机制和反应类别：连锁聚合（加聚）、逐步聚合（缩聚）按大分子主链结构：碳链、杂链、元素有机大分子等按聚合物性能和用途：塑料、橡胶、纤维、黏合剂等按大分子形状：线型、支链型、交联型等溶液中的大分子主要为线型，其分子链通常呈卷曲状态，分子的结构特点为：分子链由许多个C-键单键组成，在键角不变的情况下，这些单键时刻都围绕其相邻的单键在空间作不同程度的圆锥形转动，这种转动称为分子的内旋转。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超离心沉降法M粘度法大分子化合物的相对摩尔质量性质大分子溶液溶胶粒子大小10-7~10-9m10-7~10-9m通过半透膜不能不能热力学系统稳定不稳定扩散速率慢慢丁达尔效应弱强渗透压大小粘度大小溶剂亲和力大小外加电解质不敏感敏感第二节大分子溶液大分子溶液的基本性质先溶胀后溶解

线型大分子均匀的溶液良溶剂无限溶胀体型大分子具有三维网状结构两相平衡状态良溶剂有限溶胀只溶胀不溶解大分子的溶解规律vv+dvdxFAA是粘度系数(coefficientviscosity).此式所示的关系,称为牛顿黏度定律大分子的黏度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):以ηsp/c对c作图，得一条直线，以lnηr/c

对c作图得另一条直线。将两条直线外推至浓度c

→0，得到特性粘度[η]。

K和α为与溶剂、大分子物质和温度有关的经验常数。0.10.30.50.71.81.41.0或c/(kg·m-3)大分子溶液的渗透压大分子溶液的渗透压公式可用浓度的幂级数展开式表示

Π=RT(A1c+A2c2+A3c3+…)

式中A1、A2

、A3称作维利系数。对大分子稀溶液，c3项后往往可以忽略不计Π/c=RT/Mn＋RTA2c按大分子电解质分子链上所带基团的属性阳离子型阴离子型两性型第三节大分子电解质溶液大分子电解质溶液的电学性质大分子电解质分类（一）大分子电解质溶液的导电性1、导电性较弱2、高电荷密度3、高度水化性大分子电解质水溶液的高度水化和高电荷密度能使大分子分子链在水溶液中相互排斥，易于伸展，稳定性增加。同时对小疯子电解质很敏感，加入酸、碱、盐能使大分子电解质分子链电性抵消，显示出非电解质大分子化合物的性质。（二）蛋白质水溶液的电泳PH值对水溶液中蛋白质荷电的影响若将溶液PH值调至某一数值，使大分子蛋白质链上的-NH3+

和–COO-

基团数目相等，蛋白质处于等电状态，此时溶液的PH值称为蛋白质的等电点。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

区域电泳将惰性的固体或凝胶作为支持物，两端接正、负电极，在其上面进行电泳，从而将电泳速度不同的各组成分离。

区带电泳实验简便、易行，样品用量少，分离效率高，是分析和分离蛋白质的基本方法。大分子电解质溶液的黏度大分子电解质溶液的黏度特点是存在电黏效应。当大分子电解质溶液的浓度逐渐变稀时，电解质溶质在水中的电离度相应增加，大分子链上电荷密度增大，连段间的斥力增加，分子链更加舒张伸展，使得溶液黏度迅速上升，这种现象称为电黏效应。反之，随着溶液浓度增加，电黏效应减弱，溶液黏度下降。c果胶酸钠ηsp/c对c的关系(a)。果胶酸钠溶液加入一定量的NaCl(b)。ab唐南平衡与渗透压（一）唐南平衡：

是指因大分子离子的存在而导致在达到渗透平衡时小分子离子在半透膜两边分布不均匀的现象。唐南平衡一般有三种情况：（1）不电离的大分子溶液（2）能电离的大分子溶液（3）外加电解质时的大分子溶液

用半透膜把一种大分子电解质溶液和另一种具有一个相同离子的小分子电解质稀溶液隔开，平衡后发现，小分子电解质在膜两边溶液中的浓度并不相同。膜内膜内膜外膜外平衡前平衡后膜膜在稀溶液中，有由此得出唐南平衡的条件是：组成小分子电解质的离子在膜两边浓度的乘积相等。设平衡后从膜外进入膜内的Cl是Xmol，为了保持电中性，必然有Xmol的Na从膜外进入膜内。将平衡后各离子浓度代入上式后，有表明，膜外小分子电解质进入膜内的数量取决于膜内大分子电解质和膜外小分子电解质的初始浓度。

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。唐南平衡最重要的功能是控制物质的渗透压，这对医学和生物学等研究细胞内外的渗透平衡有重要意义。(二)大分子电解质溶液的渗透压当大分子电解质与小分子离子在膜两边达到Donnan平衡时，膜内、外渗透压

Π1=2RT(c1

+

x)

Π2=2RT(c2

-x)膜两侧的渗透压作用方向相反，因膜内浓度不同而引起的总渗透压Π为

Π＝Π1-Π2=2RT(c1-c2+2x)由Donnan平衡可求得c1、c2，