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第五章高分子溶液

胶体与表面化学
高分子溶液
高分子结构组成
高分子化合物一般具有碳链,碳 链由大量的一种或多种小的结构单 位连接而成。 链节:每个结构单位 聚合度:链节重复的次数,以n表示。
高分子结构组成
例如天然橡胶单位 (C5H 化学式 : 8 ) ,又如聚糖类高分子化合 (C5H8 )n 物是由许多个葡萄糖单位 (C6H10O5 ) 连接而成,通式可写为 (C6H10O5 )n 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。
设所有活度因子均为1,得:

(zc2 x) x (c1 x)
2 c1 x zc2 2c1
2
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:
Π 3 [(c2 zc2 2x)左 2(c1 x)右 ]RT
(c2 zc2 2c1 4 x) RT
将 x 代入 Π 3 计算式得:
(B)当加入的电解质足够多, c1 zc2 ,则与 (1)的情况类似 :
Π 3 c2 RT
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。
等电点:当两性离子正负电荷数值相等时,溶液的pH值即其等电点。
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
(1)不电离的大分子溶液 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

z
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 。 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:
Π 2 ( z 1)c2 RT
在蛋白质钠盐的另一侧加入 浓度为 c1 的小分子电解质,如上图。 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。 虽然膜两边NaCl的浓度不等,
(3)有外加电解质时的大分子溶 液
但达到膜平衡时NaCl在两边的化
学势应该相等,即:
(NaCl, 左) (NaCl, 右)
RT ln aNaCl,左 RT ln aNaCl,右
aNaCl,左 aNaCl,右

(aNa· aCl )左 (aNa· aCl )右
[Na + ]左[Cl ]左 =[Na + ]右[Cl ]右
末端距越短,卷 曲程度越高,高 分子柔顺性越低
使高分子链舒展的溶剂 称为良溶剂
最小的链段就是链节
渗透法测出的是数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
子的范霍夫公式计算,即:
c 2 是大分子溶液的浓度
由于大分子物质的浓度不能配得很高,否则易发
Π 1 c2 RT
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。
(2)大分子电解质带有电荷
以蛋白质的钠盐为例, 它在水中发生如下离解:
Na z P zNa P
zc 2c2c1 z c Π3 RT zc2 2c1
2 2 2 2 2
c1 zc2,与(2)的情况类似: (A)当加入电解质太少,
2 2 zc2 2c2c1 z 2c2 Π3 RT zc2 2c1
Π 3 (c2 zc2 ) RT ( z 1)c2 RT
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