大学教材《无机及分析化学》之01-气体溶液胶体.ppt

1、气体、溶液、胶体,1 气体,一、物质的状态,一定T、P下，物质常见的状态有：,T升高，s l g解离成单个原子失去外层电子；高度电离状态的气体,物质第五态：玻色爱因斯坦凝聚态,印度物理学家玻色提出，爱因斯坦将其用于原子气体中，进而做出预言：物质除四态外，还存在另外的一种状态。当温度足够低、运动速度足够慢时，大部分原子会突然跌落到最低的能级上，此时所有的原子“凝聚”到同一状态，就像一个“超级原子”一样，具有完全相同的物理性质。,实现及研究“玻色-爱因斯坦凝聚”的条件极为苛刻：一方面需要达到极低的温度（绝对零度的十亿分之几度），另一方面还需要原子体系处于气态。,1971年，美国国家标准与技术研究院

2、和科罗拉多大学的科学家在铷原子蒸气中第一次直接观测到了“玻色-爱因斯坦凝聚”，获得2001年度的诺贝尔物理学奖。,2008年，德国美因茨大学的研究小组开发出高分辨率扫描电子显微镜，可绘制“玻色-爱因斯坦冷凝物”中的单个原子。,二、理想气体,考虑分子本身大小、分子间相互作用力,How？,自身体积可忽略；相互作用也可忽略,此时，气体处于理想状态， 称为理想气体,【理想气体】分子本身不占体积，分子之间没有相互作用力的气体。,分子体积与气体体积相比可忽略不计 (即分子本身不占体积）,分子之间没有相互作用力,分子之间以及分子与器壁之间的碰撞不造成动能损失,【具体而言，理想气体应具备以下三条件】,1、理想

3、气体状态方程式,【理想气体的另一个定义】在任何T、P下符合理想气体状态方程式的气体。,pV=nRT,（p：压力；V：体积；T：温度；n：物质的量；R：摩尔气体常数）,(1) p、V、T、n四个量相互关联，一旦给定了其中三个，第四个只能按上式取唯一的值。,(2) R的值因体积和压力所用单位不同而不同。,标准状况下（p=101.325 kPa, T=273.15 K)，1 mol气体的体积为22.4 升。,均采用国标单位：Pa，m3，mol，K,1 Pam3 = 1 J,R=8.315 J K-1 mol-1,2、理想气体状态方程式的应用,描述气体状态的一个重要方程式，其应用？,m为气体质量(g)

4、，M为气体的摩尔质量,为气体密度,测定气体分子量,【例】 一学生在实验中，在500 mmHg、25oC下收集得250 mL天然气，得气体净重为0.118 g，求这种气体得分子量。,M = 15.9 (g mol-1),三、道尔顿分压定律,某组分在同一温度下，单独占有混合气体的容积时所产生的压力。,【分压】,T，PA,T，PB,T，P ？,发现：引入第二种气体后总压力增加，且等于两种气体的分压之和，两种气体单独的压力没有改变。（PPAPB）,道尔顿进行如下实验：,【结论】混合气体的总压等于各组分的分压之和,pi和ni分别表示各组分的分压和物质的量；V为混合气体的体积,理想气体状态方程不仅适用于单

5、一气体，也适用于混合气体,xi摩尔分数：i组分的物质量占总物质的量的分数。,【注】理想气体才遵守道尔顿分压定律，实际气体在低压、高温时适用。,道尔顿分压定律的应用：,排水法收集气体：,p(总压) p(气体) p(水蒸气),四、气体扩算定律,扩散：一种气体自发地同另一种气体混合渗透的现象,气体扩散定律：同T下，气体的扩散速度与其密度的平方根成反比。,2 溶液,溶液的浓度有哪些表示方法？会相关计算。,什么是溶液的依数性？有哪些通性？,难挥发的非电解质稀溶液的依数性有何规律？计算公式？,了解溶液依数性的应用？,一、几个基本概念,1、分散体系,一种或几种物质以细小颗粒分散在另一种物质中所形成的体系。,

6、被分散的物质,把分散质分散开来的物质,例如：云，牛奶，珍珠,分散体系根据分散质颗粒大小可分为：,以分子或离子形式分散（ 1 nm），没有界面，均匀，也称为溶液。,分散质颗粒半径在1 100 nm之间。目测均匀，实际是多相不均匀体系。,分散质颗粒 100 nm，目测混浊不均匀，放置后会沉淀或分层，如黄河水。,2、相,体系内部具有相同物理性质和化学性质的部分,一个体系中可以出现几个相，相与相之间有明显界面。,体系中只有一相，称为单相或均相，含有两相或两相以上的体系称为多相。,单相,多相,3、分散度,分散质被分散的程度，常用比表面积表示。,正方体颗粒 ： V=l3 S=6l2 （l：边长）,颗粒越小

7、（l越小），比表面越大，分散度越大。,比表面积：单位体积所具有的表面积。,二、溶液浓度的表示方法,溶液即分子分散体系，其浓度有多种表示方法，要学会计算及相互转换。,1、质量摩尔浓度 (mol/kg),2、物质的量浓度 (mol/L),3、质量百分比浓度,ppm：part per million，10-6，溶质质量占溶液质量的 百万分比，也称百万分比浓度。 g/g， g/mL,ppb： part per billion， 10-9，十亿分之，ng/g， ng/mL,ppt： part per trillion， 10-12，万亿分之，pg/g， pg/mL,5、摩尔分数,4、体积分数,三、分配定

8、律,一种溶质在两种互不相溶的溶剂中分配，在一定温度下达到平衡，溶质在两相中的浓度比值为一常数。,Ao、Aw分别为有机相和水相中A的平衡浓度,（KD：分配系数）,分配定律的重要应用：分离和富集,利用与水互不混溶的有机溶剂同试液一起振荡，一些组分进入有机相，另一些组分留在水相中，从而达到分离目的。 萃取分离,上层淡棕色为碘的水溶液，下层为无色的CCl4；,碘在CCl4（非极性）中的溶解度比在水中大，在充分混合的情形下，碘分子由水中迁移到四氯化碳中。原来无色的CCl4已呈漂亮的红紫色溶液。,【如】CCl4萃取I2,例: 大黄中游离蒽醌的纸色谱图,* Rf：比移值，衡量物质向上移动的物理量。,色谱分离

9、：利用混合物中各组分在某一物质中的吸附或溶解性能（分配能力）的不同，将各组分分开。,如: 叶绿素分离 (see flash 1-1),四、稀溶液的依数性,颜色、气味、酸碱性、导电性等,顾名思义就是依赖于数量的性质，,依数性？,0.1 mol/kg 蔗糖溶液：tf= -0.186oC 0.1 mol/kg 甘油溶液：tf= -0.186oC 0.2 mol/kg 甘油溶液：tf= -0.372oC,可见，凝固点只与溶液的浓度有关,只与溶液浓度（粒子数目）有关，与溶质的本性无关,依数性,1、蒸气压下降,(1) 纯溶剂的蒸气压:,一定T，密闭容器中的纯溶剂（如水）,水面上一部分动能较大的水分子从水面

10、逸出，扩散到容器的空间成为水蒸气蒸发,水分子不断蒸发的同时，有一些水分子相互碰撞又重新成为液态水 凝聚,液面上的蒸气浓度不再改变，此时液面上的蒸气压力称为饱和蒸气压，简称蒸气压。,任何纯液体在一定温度下，都有一定的蒸气压，而且随温度升高而增大。,蒸发速度凝聚速度,(2) 溶液的蒸气压,在纯溶剂（如水）中加入难挥发物质后，溶液的蒸汽压如何变化？,25C时， 水的饱和蒸气压: p (H2O) = 3167.0 Pa； 0.5 mol kg-1 蔗糖溶液蒸气压: p (H2O) = 3135.7 Pa；,蒸气压降低，Why?,【需说明的是】溶液的蒸气压实际上指溶液中溶剂的蒸气压，因为难挥发溶质的蒸气

11、压很小，可忽略。,【or】降低了单位体积内溶剂分子的数目，单位时间内逸出液面的溶剂分子数减少，因此溶液在较低的蒸气压下建立平衡。,难挥发溶质分子占据一部分液面，阻碍了溶剂分子的蒸发，达到平衡时蒸发出来的溶剂分子数减少，从而产生的压力降低。,故溶液的蒸气压比纯溶剂的蒸气压低。, 溶液的蒸气压比纯溶剂低，而且浓度越大，蒸气压下降越多。,水的饱和蒸气压: p (H2O) = 3167.0 Pa； 0.5 mol kg-1 蔗糖溶液蒸气压: p (H2O) = 3135.7 Pa； 1.0 mol kg-1蔗糖溶液蒸气压: p (H2O) = 3107.7 Pa。,蒸气压降低与溶液浓度到底有没有定量规

12、律？,一定温度下，难挥发的非电解质稀溶液的蒸气压P等于纯溶剂的蒸气压PB*乘以溶剂的摩尔分数xB 。, 一定温度下，难挥发的非电解质稀溶液的蒸气压下降与溶质的摩尔分数xA成正比。,(3) 拉乌尔定律 （法国物理学家）,P = PB* xB,P = PB* - P,p: 纯溶剂蒸气压与稀溶液蒸气压之差； XA溶质的摩尔分数,= PB* - PB* xB,= PB*(1- xB) = PB* xA,对于稀溶液，溶剂的物质的量nB 远远大于溶质的物质的量nA ，即nB nA,P = PB* xA, PB* bA MB,= K bA, 难挥发的非电解质的稀溶液，蒸气压下降值只取决于溶剂的本性及溶液的质

13、量摩尔浓度。,P = K*b,例： 某稀溶液在25 0C时蒸气压为3.127 kPa，纯水在此温度的蒸气压为3.168 kPa。求溶液的质量摩尔浓度。,以1kg溶剂为基准:,nA= 0.718 mol bA= 0.718 mol/kg,【沸点】液体的蒸气压等于外界压力时，液体即沸腾，此时的温度就是该液体的沸点。,2、沸点升高 依数性之二,水: 101.325 kPa，100oC （正常沸点）,通常所指的沸点：外界压力101.325 kPa时的沸点。,水中加入难挥发的物质后, 溶液蒸气压下降,100oC蒸汽压 101.325 kPa, 100oC不能沸腾, 要沸腾，只有升高温度，使溶液的蒸气压达

14、到101.325 kPa, 溶液的沸点高于纯溶剂的沸点沸点升高,Kb：溶剂摩尔沸点升高常数,取决于溶剂的本性，与溶剂的摩尔质量、沸点、汽化热等有关；,不同溶剂，Kb值不同。,可见，溶液沸点升高值与溶质的本性无关，只与其浓度相关。,计算溶液沸点；, 测溶质的摩尔质量（MA）,的应用：,凝固点：,3、凝固点降低 依数性之三,物质的液相蒸气压固相蒸气压时的温度,溶液的蒸气压 纯溶剂的蒸气压,B(水的沸点)，B(溶液沸点)， A(水的凝固点)，A(溶液凝固点),溶液凝固点下降。,Kf：溶剂摩尔凝固点下降常数，取决于溶剂的本性，不同的溶剂，Kf值不同。,计算溶液的凝固点,测溶质的MA, 植物为什么表现出

15、一定的抗旱性和耐寒性 ?, 细胞液是溶液，溶液的蒸汽压下降（抗旱性），溶液的凝固点降低（耐寒，不致结冰冻坏）, 冬天在汽车水箱里加甘油或乙二醇，防止水箱里的水结冰（防冻剂等）。,4、渗透压 依数性之四,这种现象，称为渗透现象。,半透膜允许溶剂分子通过，不允许溶质分子通过。,【渗透】溶剂分子透过半透膜从纯溶剂进入溶液，或从稀溶液进入浓溶液的现象。,发生渗透的必要条件：,（1）存在半透膜,（2）半透膜两侧溶液的浓度不同。,溶液的渗透压：,一定温度下，为阻止渗透作用的进行，必须向溶液施加的最小压力 。,1886年，Vant Hoff (范特霍夫)提出：稀溶液的渗透压与溶液的物质的量浓度和热力学温度成

16、正比，与溶质的本性无关。,对于稀溶液，c b；,渗透压的应用：, 动植物生理, 有机体的细胞膜具有半透膜性质，渗透压是引起水在生物体中运动的重要推动力。, 植物细胞汁的渗透压约可达2000 kPa，所以水分可以从植物的根部运送到数十米高的顶端。, 淡水鱼在海水中养殖会使鱼脱水；,合理施肥；,输液时，用渗透压与人体基本相等的溶液（ 780 kPa，等渗溶液）。例如临床常用5%葡萄糖溶液,输液的渗透压小于血浆的渗透压（低渗溶液）：,水通过细胞膜向细胞内渗透，使细胞肿胀甚至破裂。,输液的渗透压高于血浆的渗透压（高渗溶液）：,细胞内的水通过细胞膜渗透出来，引起细胞的收缩。, 人体输液, 海水淡化，污水

17、处理、溶液浓缩,反渗透技术（Flash 1-2）：,在浓溶液一侧施加足够的压力，使浓溶液中水分子通过半透膜逆向扩散到稀溶液中 。,蒸气压下降、沸点上升、凝固点降低和渗透压都是难挥发非电解质稀溶液的通性；它们只与溶剂的本性、溶液的浓度有关，与溶质的本性无关。,依数性小结,浓度不太高的溶液，定性分析依数性时，一般认为：,（1） 同类物质的浓度越大，影响越大。,（2） 同一浓度的不同物质， 强电解质 弱电解质 非电解质,【例】按蒸气压大小的顺序，排列以下各溶液 1 mol/kg H2SO4; 1 mol/kg NaCl; 0.1 mol/kg NaCl; 0.1 mol/kg HAc; 1 mol/

18、kg蔗糖; 0.1 mol/kg蔗糖,1 mol/kg H2SO4 1 mol/kg NaCl 1 mol/kg C6H12O6 0.1 mol/kg NaCl 0.1 mol/kg HAc 0.1 mol/kg C6H12O6, 先考虑强电解质，再考虑弱电解质，最后考虑非电解质。但浓度的影响是主要的，溶液越浓，或单位体积内溶质粒子数目越多，蒸气压下降的绝对值越大，溶液的蒸气压相应越低。,【例】下列水溶液（0.1 mol/L）按照凝固点高低排列：蔗糖, CH3COOH, NaCl, CaCl2,蔗糖 CH3COOH NaCl CaCl2,例： 12.2 g苯甲酸，溶于0.1 kg乙醇，使乙醇的

19、沸点上升了1.13oC；若将12.2 g苯甲酸溶于0.1 kg苯中，则苯的沸点升高了1.20 oC。计算苯甲酸在两种溶剂中的摩尔质量，结果说明了什么？（已知乙醇的Kb=1.19 oCkgmol-1 苯的Kb=2.53 oCkgmol-1）,苯甲酸在乙醇中以单分子形式存在，而在苯中以双分子缔合形式存在。,3 胶体,分散质粒子半径在1100 nm之间的分散体系。,目测均匀，实际是多相不均匀体系。,按分散质和分散剂的聚集状态，胶体可分为：,为什么没有气-气溶胶？,不同气体混合后是单相均一体系，不属于胶体范围。,以固体分散在液体（常为水）中的溶胶最为常见和重要。,一、溶胶的制备,用机械、化学等方法使大

20、块物质在稳定剂下分散成胶体粒子般大小。大小,使分子或离子聚合成胶粒。小大,1、分散法,大小,2、 凝聚法,小大,(1) 化学凝聚法,通过化学反应使生成物呈过饱和状态，初生成的难溶物颗粒结合成胶粒，在少量稳定剂存在下形成溶胶。,将H2S通入稀的亚砷酸溶液，制备硫化砷溶胶： 2H3AsO3 + 3H2S = As2S3(溶胶) + 6H2O,还原反应制金溶胶： 2HAuCl4(稀）+ 3HCHO +11KOH 2Au(溶胶）+3HCOOK + 8KCl + 8H2O,(2) 物理凝聚法,利用物理过程使物质凝聚形成溶胶。,将汞蒸气通入冷水中可得到汞的水溶胶。,利用物质在互不相溶的溶剂中溶解度的显著差

21、别来制备溶胶。,例1.松香易溶于乙醇而难溶于水，将松香的乙醇溶液滴入水中可制备松香的水溶胶。,例2. 将硫的丙酮溶液滴入90左右的热水中，丙酮蒸发后，可得硫的水溶胶。,二、溶胶的净化,制备溶胶的过程中，常生成一些多余的电解质，如制备 Fe(OH)3溶胶时生成的HCl。,电解质少量：可作为溶胶的稳定剂，有利 电解质过多：使溶胶不稳定，容易聚沉，必须除去,溶胶最常用的净化方法：渗析法,将需要净化的溶胶放在羊皮纸或动物膀胱等半透膜制成的容器内，膜外放纯溶剂。,利用浓差因素，多余的电解质离子不断向膜外渗透，经常更换溶剂，就可以净化半透膜容器内的溶胶。,如将装有溶胶的半透膜容器不断旋转，可以加快渗析速度

22、。,为加快渗析速度，在装有溶胶的半透膜两侧外加一个电场，使多余的电解质离子向相应的电极作定向移动，溶剂水不断自动更换，这样可以提高净化速度。,电渗析：,三、胶团的结构,胶粒大小在 1100 nm 之间，因此，每个胶粒必然由许多分子或原子聚集而成，构成其核心，称为胶核。,如：稀 AgNO3 溶液和 KI 溶液制备 AgI 溶胶时，反应生成的 AgI 微粒首先形成胶核。(AgI)m,胶核一般为晶体结构，会选择性地吸附组成与之相似的离子，形成紧密吸附层，并使胶核带电。,胶核表电带电，溶液中的反离子（即与被胶核吸附的离子带相反电荷的离子）由于静电作用围绕在胶核周围，形成反离子的包围圈，从而构成带电的胶

23、粒,反离子本身由于热运动扩散到介质中去 ，形成“扩散层” ，最终形成电中性的胶团,AgI溶胶，KI为稳定剂,(AgI)mnI-,(n-x)K+x- xK+,胶粒是独立运动单元，带电荷； 胶团呈电中性,首先吸附与胶核中相同的某种离子，利用同离子效应使胶核不易溶解。,若无相同离子，则首先吸附水化能力较弱的负离子，因此，自然界中的胶粒大多带负电，如泥浆水、豆浆等都是负溶胶。,胶核吸附离子是有选择性的：,常见的五种溶胶,(1) AgI（AgX）溶胶：（KI过量）,AgNO3+KI=AgI+KNO3 KI过量吸附I- 胶粒带负电,(AgI)m n I (n-x)K+x xK+ |_| |_|,胶团的结构

24、表达式 ：,(2) AgI（AgX）溶胶；（AgNO3过量）,AgNO3过量吸附Ag+胶粒带正电,(AgI)m n Ag+ (n-x)NO3x+ x NO3 |_| |_|,(3) Fe(OH)3溶胶:,(4) As2S3溶胶,2H3AsO3+3H2S= As2S3+6H2O H2S HS-+H+ 吸附 HS-胶粒带负电。,(As2S3)mnHS- (n-x)H+x-x H+,H2SiO3= xSiO2 yH2O H2SiO3 HSiO3- +H+ HSiO3-留在SiO2表面胶粒带负电。,(5) 硅胶溶胶：,(SiO2)m nHSiO3- (n-x) H+x-x H+,1、动力学性质布朗运动

25、,四、溶胶的性质,1827 年，布朗用显微镜观察悬浮在液面上的花粉粉末，发现粉末不停地做无规则运动。,之后，发现许多其它物质的粉末也有类似的现象，人们称微粒的这种运动为布朗运动。为什么？,颗粒小，受到的撞击力不平衡。,颗粒较大？,撞击到颗粒上的分子数很多，撞击作用基本上相互抵消，保持不动，Brown运动消失。,半径大于5 m，Brown运动消失。,胶体粒子大小在1100 nm之间，因此存在Brown运动,2、光学性质丁铎尔效应,光照射到分散质粒子上时有三种情况:,如粗分散系，主要发生反射，使体系呈现混浊。,如胶体溶液，主要发生散射，可以看见乳白色的光柱。,如溶液，看不见散射光。,溶液中分子和离

26、子体积太小，光散射十分微弱，肉眼难以观察。,1869年，Tyndall发现，一束会聚光通过溶胶，从侧面（即与光束垂直的方向）可以看到一个发光的圆锥体Tyndall效应。,Tyndall效应成为判别溶胶和溶液最简便的方法,3、电学性质电泳和电势,主要由于胶粒带电产生。 （胶核优先吸附某种离子、电离带电）,(1) 电泳,带电胶粒在外电场作用下，向带相反电荷的电极作定向移动的现象称为电泳。,影响电泳的因素：带电粒子大小、形状；粒子表面电荷数目；介质中电解质种类、离子强度，pH值和粘度；温度和外加电压等。,Fe(OH)3溶胶带正电，向负极移动；As2S3溶胶带负电， 向正极移动 ；,(AgI)m n

27、I- (n-x)K+x- x K+,(2) 电势,滑动面与溶液本体之间的电势差称为(Zeta)电势，,电势的正负？,由胶粒吸附离子的电荷决定： 吸附正离子， 电势为正； 吸附负离子， 电势为负。,绝对值大小表示？,反映了胶粒带电程度；胶粒带电越多， 电势越大，扩散层越厚。,电解质对电势的影响,加入电解质，更多的反离子进入吸附层，扩散层变薄，胶粒带电减少，绝对值下降。,当电解质浓度增加到一定值时（c4）,吸附层中的反离子完全抵消胶粒表面的电荷，胶粒不带电，电势为零，即溶胶的等电态。,不发生电泳，也最不稳定。,五、溶胶的稳定和聚沉,溶胶是多相、高分散体系、表面能大，,【表面能】表面积改变引起的内能

28、变化,但事实上溶胶是稳定的，为什么？,1、溶胶稳定的原因,(1) 布朗运动动力学稳定性,(2) 胶粒带电主要原因,(3) 溶剂化作用,粒径小，布朗运动剧烈，克服重力引起的沉降。,胶粒表面带相同电荷，相互排斥，趋于稳定,离子溶剂化，溶剂化层起保护作用，胶粒很难因碰撞而聚沉。,2、溶胶的聚沉（凝聚）,聚沉方法一： 加入电解质,少量电解质：对溶胶起稳定作用； 过量电解质：对溶胶起破坏作用，引起聚沉。, 电解质中与胶粒带相反电荷的离子进入吸附层，减少胶粒的带电量，降低电势，使扩散层变薄。,使溶胶聚沉所需电解质的最小浓度,(1) 聚沉值,(2) 聚沉能力,聚沉值的倒数,聚沉值越大，聚沉能力越差； 聚沉值

29、越小，聚沉能力越强。,(3) 电解质的聚沉规律, 叔尔采-哈迪规则：聚沉能力主要取决于与胶粒带相反电荷的离子的价数，价态越高，聚沉能力越强。,聚沉值与异电性离子价数的六次方成反比。当异电性离子分别为一、二、三价，则聚沉值的比例为：,100 1.6 0.14,即为：,与胶粒带相反电荷的离子价数相同，聚沉能力也有差异。,带负电溶胶，一价阳离子硝酸盐的聚沉能力： H+Cs+Rb+NH4+K+Na+Li+,带正电溶胶，一价阴离子钾盐的聚沉能力： F- Cl- Br- NO3- I-, 有机化合物的离子一般有很强的聚沉能力，可能与其强吸附能力有关。,由实验确定！,聚沉方法二：加入相反电荷的溶胶,带相反电

30、荷的溶胶混合，相互吸引，发生聚沉。,明矾净水：胶态悬浮物带负电，明矾水解Al(OH)3溶胶带正电。,聚沉方法三：加热,温度升高，粒子碰撞机会增多，强度增加，导致聚沉。（得到沉淀需加热）,温度升高，被吸附离子解吸，降低电势，导致聚沉。,聚沉方法四：加入大分子溶液,溶胶中加入大分子溶液，随加入量不同，出现两种情况：, 量少：溶胶胶粒粘附在大分子上，大分子起桥梁作用，把胶粒联系在一起，更容易聚沉，称为敏化作用；, 量大：大分子吸附在胶粒周围起到保护作用，不聚沉。,例：100 mL 0.01 mol/L AgNO3和50 mL 0.005 mol/L K2Cr2O7溶液混合，得到Ag2Cr2O7溶胶，

31、写出胶团结构式。比较MgSO4、K3Fe(CN)6和Co(NH3)6Cl3 的聚沉能力。,AgNO3+ K2Cr2O7 = Ag2Cr2O7 1.0 mmol 0.25 mmol (AgNO3过量）,胶粒带正电荷，起聚沉作用的主要是负离子，因此 聚沉能力： K3Fe(CN)6 MgSO4 Co(NH3)6Cl3,(Ag2Cr2O7)mnAg+ (n-x)NO3-x+ xNO3-,聚沉值： K3Fe(CN)6 MgSO4 Co(NH3)6Cl3,如K2Cr2O7过量呢？,五、大分子溶液,1、大分子化合物,一般指分子量大于104 的一类物质。,2、大分子种类,如淀粉、蛋白质 、纤维素、核酸、各种生

32、物大分子等。,如合成橡胶、聚烯烃、树脂、合成纤维。光敏高分子、导电性高分子、医用高分子和高分子膜等。,【由于大分子的分子量大，单个分子大小就可以达到胶体颗粒大小的范围，因此表现出一些胶体溶液的性质，如扩散慢、不能透过半透膜、有丁铎尔效应】,3、大分子溶液,大分子溶于水或其它溶剂所得到的溶液。,(1) 溶胶是多相体系，分散质和分散剂之间有界面。大分子溶液是均相体系，无界面。,(2) 大分子溶液比溶胶稳定得多。,(3) 大分子的溶解是可逆的；溶胶的凝聚不可逆。,溶胶和大分子溶液的主要区别：,生物大分子与诺贝尔奖,(1) 1999年度诺贝尔生理学或医学奖,美国科学家甘特布洛贝尔。,发现了蛋白质内控制

33、蛋白质在细胞内传输和定位的信号。这为人们了解疾病的形成提供了新的知识，其中包括囊肿性纤维化和肾积石疾病。,(2) 2002年度诺贝尔化学奖,美国科学家约翰芬恩、日本科学家田中耕一、瑞士科学家库尔特维特里希。表彰他们发明了对生物大分子进行识别和结构分析的方法。,(3) 2004年诺贝尔生理或医学奖,美国科学家：理查德阿克塞尔、琳达巴克,发现了近1000种左右的基因，这些基因产生数量繁多的蛋白质，而这些蛋白质能够辨别不同的气味。它们则主要存在于人类鼻子的细胞，辨别到不同的气味之后便将信息传递给大脑。,2004年度化学奖以色列科学家阿龙切哈诺沃、阿夫拉姆赫什科美国科学家欧文罗斯,(4) 2004年诺

34、贝尔化学奖 给废弃蛋白质“贴标签”,表彰他们发现了泛素调节的蛋白质降解，也就是说他们发现了一种蛋白质死亡的重要机理。,(5) 2006年诺贝尔生理学或医学奖,美国科学家安德鲁法尔和克雷格梅洛，以表彰他们发现了RNA（核糖核酸）干扰机制。,公报指出，RNA干扰已被广泛用作研究基因功能的一种手段，并有望在未来帮助科学家开发出治疗疾病的新疗法。他们将分享1000万瑞典克朗（约合140万美元）的奖金。,(6) 2006年诺贝尔化学奖,“真核转录的分子基础”研究领域所作出的贡献,科恩伯格的研究工作详细的记录了真核转录的过程，描述了如何从基因中获取信息、进行信息备份、传送至细胞的外层，并转变成人们称为RN

35、A的分子的。,美国科学家罗杰-科恩伯格,（7） 2009年诺贝尔生理学或医学奖,三位美国科学家布兰克波恩、格雷德、绍斯塔克共同获得该奖项。,发现了由染色体根冠制造的端粒酶，这种染色体的自然脱落物将引发衰老和癌症。,（8） 2009年诺贝尔化学奖,莱马克里斯（英国）、托马斯-施泰茨（美国）、阿达-尤纳斯（以色列，女）。,因为“核糖体的结构和功能”的研究而获得今年的诺贝尔化学奖。,练习,P16: 4、7、9、12、14、15、18,分配系数KD仅适用于溶质在萃取过程中没有发生任何化学反应的情况。例如I2在CCl4和水中均以I2的形式存在。,在许多情况下，溶质在水和有机相中以多种形态存在。,如用CC

36、l4萃取OsO4时，在水相中存在OsO4、OsO52-和HOsO5-等三种形式，在有机相中存在OsO4和(OsO4)4两种形式，此种情况如果用分配系数KD=OsO4有OsO4水便不能表示萃取的多少。,溶质在两相中的总浓度之比来表示分配情况。 D=cA(有)/ cA(水),D:分配比。D的大小与溶质的本性、萃取体系和萃取条件有关。,【补1】分配比,根据操作条件的不同，可分为柱色谱、纸色谱、 薄层色谱、气相色谱、高效液相色谱等类型。,【补2】色谱分离,纸色谱：属于分配色谱,载体：,色谱纸（滤纸）；,固定相：,吸附的水分（一般滤纸上的纤维能吸附22%左右的水，其中约有6%的水分与纸纤维结合成复合物，

37、不易扩散）；,或使用浸渍甲酰胺、缓冲液等改性的纸；,流动相：,与水不混溶的有机溶剂。, 根据分离的原理不同：,分配色谱（partition chromatography）：,利用混合物中各组分在固定相和流动相之间分配系数的差异进行分离。,吸附色谱（adsorption chromatography）：,利用吸附剂对混合物中不同组分吸附性能的差异进行分离。,离子交换色谱（ionexchange chromatography）：,利用混合物中各组分离子与离子交换剂的交换能力不同进行分离。,空间排阻色谱（sizeexclusion chromatography）,利用多孔性物质对不同大小分子的排阻作

38、用。分离机制类似分子筛。,【补3】光的散射,光在不均匀媒质中传播时，由于一部分光线不能直线前进，就会向四面八方散射开来，形成光的散射现象。,波长短的光受到的散射越厉害。,当太阳光受到大气分子散射时, 波长较短的蓝光被散射得多一些。由于天空中布满了被散射的蓝光, 地面上的人就看到天空呈现出蔚蓝色。,旭日初升或日落西山时,直接从太阳射来的光所穿过的大气层厚度, 比正午时直接由太阳射来的光所穿过的大气层厚度要厚得多。太阳光在大气层中传播的距离越长,被散射掉的短波长的蓝光就越多,长波长的红光的比例也显著增多。最后到达地面的太阳光, 它的红色成分也相对增加。因此,才会出现满天红霞和血红夕阳。,波长较长的红光不易被散射，它的穿透能力也比波长短的蓝、绿光强，因此用红光作指示灯。,瑞利研究表明，即使均匀介质，由于介质中分子质点不停的热运动，破坏了分子间固定的位置关系，从而也产生一种分子散射，这就是瑞利散射。瑞利经过计算认为，分子散射光的强度与入射光的频率（或波长）有关，即四次幂的瑞利定律。,4、溶胶、大分子和小分子溶液比较,图1.2（d）表示如在出现等电状态后再进一步提