最新胶体溶液

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1、胶体溶液 第一节分散系第二节溶胶第三节高分子化合物溶液 学习目标 理解分散系的概念 分类及特点 了解溶胶的重要性质 掌握溶胶的稳定性原因及聚沉方法 了解高分子化合物的概念 特性 理解高分子溶液对溶胶的保护作用 了解凝胶的概念 性质及形成原因 熟悉凝胶在医学上的意义 第一节分散系 Na 和Cl 小土粒 小油滴 水 水 水 一 分散系的概念 一 分散系 一种或几种物质分散在另一种物质里所形成的体系 分散系 分散质 分散相 被分散的物质 分散剂 分散介质 容纳分散质的物质 1 相的定义 物理性质和化学性质完全相同的部分称为相 二 相的概念 3 多相体系 有两个或两个以上相的体系称多相体系 2 单相体

2、系 只有一个相的体系称为单相体系 或均相体系 油水混合物 二 分散系的分类 分散系划分方法 根据分散质微粒直径大小的不同 分散质粒子的直径d 10 9m 10 9 10 7m 溶液胶体浊液 10 7m 分散系 溶液 分子或离子 胶体 粗分散系悬浊液 乳浊液 d 1nm 1nm d 100nm d 100nm 思考 溶质 分散质 溶剂 分散剂 说明 溶质 溶剂概念只适用于溶液 而不能用于其它分散系 二 分散系的分类 一 分子或离子分散系分散相粒子的直径小于1nm 10 9m 以分子 原子或离子状态均匀分散在分散介质中所形成的分散系 称为分子或离子分散系 CuSO4溶液 特点 透明均匀 稳定能透过

3、滤纸和半透膜 氯化钠注射液 二 分散系的分类 二 粗分散系分散相粒子直径大于100nm 10 7m 的分散系称为粗分散系 按分散相状态的不同又分为悬浊液和乳浊液 1 悬浊液 固体的小颗粒分散在液体中所形成的粗分散系 叫做悬浊液 2 乳浊液 液体以微小的小液滴分散在另一种互不相溶的液体中所形成的粗分散系称为乳浊液 油水混合物 泥水混合物 特点 不透明不均匀 不稳定不能透过滤纸和半透膜 二 分散系的分类 三 胶体分散系分散相粒子的直径在1 100nm 10 9m 10 7m 之间的分散系 称为胶体分散系 简称胶体 常见的胶体 Fe OH 3胶体 Al OH 3胶体 硅酸胶体 淀粉胶体 蛋白质 血液

4、 豆浆 墨水 涂料 Fe OH 3胶体 豆浆 特点 不透明不均匀 不稳定能透过滤纸 不能透过半透膜 三 分散系的特点 三种分散系的比较 第二节溶胶 一 溶胶的性质 一 光学性质 丁达尔效应 在暗室中用一束强光投射到溶胶上 从光束的垂直方向上可以清楚地观察到一条光带 这是溶胶的丁达尔效应 丁达尔效应是光的散射现象 由于溶胶粒子的直径大小在1 100nm之间 稍小于可见光波长 400 700nm 当可见光透过溶胶时会产生明显的散射作用 而对于真溶液 由于分子或离子直径远小于光的波长 光发生透射 显得清澈透明 因此 可以用丁达尔现象区分溶胶和真溶液 实验 光束分别通过Fe OH 3胶体和CuSO4溶

5、液 观察现象 现象 一束光通过胶体时 从侧面可观察到胶体里产生一条光亮的 通路 CuSO4溶液 Fe OH 3胶体 丁达尔效应 利用丁达尔效应是区分胶体与溶液的一种常用的物理方法 二 动力学性质 1 布朗运动 2 扩散 3 沉降 溶胶的布朗运动 在胶体分散系中 当溶胶粒子有浓度差时 溶胶粒子将从浓度大区域向浓度小区域自动迁移 这种现象称为扩散 如果胶体粒子的密度比分散介质的密度大 粒子在重力作用下缓慢地向容器底部降落的现象叫做沉降 将一束强光透过溶胶并在光的垂直方向用超显微镜观察 可以观测到溶胶中的粒子在不停地作不规则的运动 这种不停的无规则的运动称为布朗运动 溶胶的扩散现象 溶胶的沉降现象

6、三 电学性质 电泳现象 在外电场作用下 胶粒在分散介质中定向移动的现象称为电泳现象 氢氧化铁溶胶的电泳现象 胶粒带有电荷是由于胶粒电离或选择性吸附离子引起的 在一个U形管中 加入棕色的Fe OH 3溶胶 然后插上电极并通直流电 阴极附近颜色逐渐变深 表示氢氧化铁胶粒向阴极移动 胶粒带电 胶粒带正电荷的溶胶称正溶胶胶粒带负电荷的溶胶称负溶胶 电泳实验说明溶胶粒子是带电的 由电泳的方向可以判断胶粒所带电荷的性质 电泳技术的临床应用 正极 负极 清蛋白 球蛋白都带负电荷 球蛋白带正电荷 肝硬化时 白蛋白显著降低 而 球蛋白显著升高 肾病综合症时 白蛋白显著降低 而 2 球蛋白升高 因此在临床可以根据

7、血清中不同蛋白质的含量情况对疾病做出辅助诊断 二 溶胶的稳定性和聚沉 一 溶胶的稳定性 溶胶的相对稳定性的原因1 胶粒的带同种性质的电荷2 水化膜的保护作用3 胶粒的布朗运动 二 溶胶的稳定性和聚沉 二 溶胶的聚沉 破坏了溶胶稳定性的因素 溶胶粒子就会聚结而沉降 这种使胶粒聚集成较大颗粒的过程称为聚沉 加入电解质 在溶胶中加入少量电解质 增加了溶液中离子的浓度 将有较多带相反电荷的离子抵消胶粒所带电荷 使胶粒之间的相互排斥力减小甚至消失 导致胶粒聚集合并变大 从而破坏了水化膜 胶粒就会聚集成大的颗粒从溶胶中聚沉下来 卤水点豆腐 加入带相反电荷的溶胶 将两种带相反电荷的溶胶以适当的比例混合 也会

8、发生聚沉 这是因为不同电性的溶胶相互中和了各自所带的电荷 所以共同聚沉下来 三角洲的形成 加热聚沉 加热增加了胶粒的运动速度和碰撞机会 同时降低胶核对带电离子的吸附作用 减少胶粒所带的电荷和水化程度 即减弱胶体溶液稳定的因素 使胶粒可以碰撞聚沉 明矾净水 第三节高分子化合物溶液 一 高分子化合物的概念 高分子化合物 是由几千甚至几万个原子组成的 相对分子质量在1万以上 甚至高达几百万的大分子化合物 天然高分子化合物 合成高分子化合物 组成人体肌肉 组织 细胞以及存在于体液中的重要物质 蛋白质 酶 核酸 糖原 淀粉 纤维素等 树脂 聚乙烯塑料 合成橡胶 合成纤维等 高分子化合物溶液和溶胶的性质比

9、较 二 高分子化合物溶液的特性 高分子溶液稳定性高 与高分子化合物本身的结构有关 高分子化合物具有亲水基团 如 OH COOH NH3等 这些基团与水有很强的亲和力 当高分子化合物溶解于水中时 在高分子化合物表面上牢固地吸引着许多水分子形成了水化膜 原因 一 稳定性高高分子溶液比溶胶稳定性高 在无菌 溶剂不蒸发的情况下 可以长期放置而不沉淀 在稳定性方面与真溶液相似 二 黏度大 因其具有线状或分支状结构 在溶液中能牵引介质使其运动困难 故表现为黏度大 真溶液 溶胶的粘度与纯溶剂相近 原因 高分子化合物溶液的黏度比溶液或溶胶都大 三 高分子化合物对溶胶的保护作用 在溶胶中加入适量高分子化合物溶液

10、 可以显著的增加溶胶的稳定性 这种现象叫高分子化合物的保护作用 原因 高分子化合物和胶粒都有较大的表面积 容易相互吸附 高分子化合物在胶粒周围形成一个保护层 形成致密的水化膜 阻止了溶胶粒子的聚集 增强了溶胶的稳定性 血浆中微溶性盐MgCO3 Ca3 PO4 2等无机盐浓度比水中高近5倍 是因为它们在血液中以溶胶形式存在 血液中的蛋白质对其起保护作用 当发生某些疾病时 血液中蛋白质减少 微溶性盐类便沉淀出来 在某些器官内形成结石 应用1 人体结石的形成 应用2 钡餐造影技术 钡餐造影 即上消化道钡剂造影检查 是让受检者吞食糊状硫酸钡 Ba2SO4 显影剂 阿拉伯胶包裹Ba2SO4溶胶 后 通过

11、钡剂在经食道到达胃 十二指肠部位的显影过程来进行上消化道疾病的诊断方法 因为它不溶于水和脂质 所以不会被胃肠道黏膜吸收 因此对人基本无毒性 一 凝胶的概念及分类 在一定条件下 使高分子或溶胶粒子相互聚合连接的线形或分枝结构相互交联 形成立体空间网状结构 溶剂小分子充满在网状结构的空隙中 失去流动性而成为有弹性的 半固体状的凝胶 四 凝胶 分类 1 形成凝胶的原因 一般认为是由于析出固体时 形成立体网状结构 在网状结构空隙内保留了大量的溶剂 所以凝结为稠厚而不易流动的凝胶 2 形成凝胶的条件 首先决定于胶体粒子的本性 其次还与浓度和温度等因素有关 高分子化合物绝大多数是线形或分支形大分子 能形成

12、凝胶是其普遍性质 浓度越大 温度越低 越容易形成凝胶 例如 鱼汤在低温下便会形成凝胶 液体含量多的凝胶叫胶冻 如血块 果冻 鱼冻等 液体含量少的称为干凝胶 如人的指甲 毛发 皮肤组织等 二 凝胶的性质 弹性凝胶 凝胶在烘干后体积缩小很多 但仍保持弹性 叫做弹性凝胶 比如肌肉 皮肤 毛发 指甲 一 弹性各种凝胶在冻态时 溶剂含量多的凝胶叫胨 弹性大致相同 但干燥后就显出很大差别 脆性凝胶 凝胶烘干后体积缩小不多 但失去弹性 变脆 易磨碎 叫做脆性凝胶 比如硅酸溶胶 氢氧化铝溶胶等所形成的凝胶 粒子间交联性强 网状结构牢固 不易伸缩 则是脆性凝胶 二 膨润 溶胀 有限膨润 有的弹性凝胶膨润到一定程

13、度 体积就不再增大 称为有限膨润 例如 橡胶在苯中的膨润 木柴在水中的膨润 无限膨润 有的弹性凝胶能无限地吸收溶剂 最后形成溶液 称为无限膨润 例如 阿拉伯树胶 牛皮胶等在水中的膨润 脆性凝胶不能膨润 干燥的弹性凝胶放入适当的溶剂中 会自动吸收液体而膨胀 体积增大 这个过程叫做膨润 三 离浆 脱液收缩 新制备的凝胶放置一段时间后 一部分液体可以自动而缓慢地从凝胶中分离出来 凝胶本身体积缩小 这种现象叫做离浆或脱液收缩 离浆实质上是高分子之间继续交联的结果 即组成网状结构的大分子之间的连结点继续发展增多 使网架紧密 更牢固 结果使液体从网状结构中挤出 离浆析出的液体是溶液而不是溶剂 因而离浆并不

14、是膨润的逆过程 五 凝胶的生理意义 凝胶处于溶液和固体高聚物的中间状态 兼有两者的一些性质 一方面具有一定强度以维持形态 另一方面可以让许多物质在其中进行物质交换 因此凝胶对生命活动具有重要意义 例如生物体中肌肉组织纤维 细胞膜 软骨和有机体中的各种膜 都是凝胶的薄膜 它们具有一定的强度 保持细胞和组织一定的形状 同时承担着机体新陈代谢过程中物质交换的功能 生理学特点 凝胶在有机体的组成中占重要地位 人体的肌肉 皮肤 脏器 细胞膜以及毛发 指甲 软骨等都可看做是凝胶 人体中约占体重三分之二的水分 基本上保存在凝胶里面 本章小结 分散系的概念 分类及特点溶胶的重要性质溶胶的稳定性原因及聚沉方法高分子化合物的概念 特性 高分子溶液对溶胶的保护作用凝胶的概念 性质及形成原因凝胶在医学上的意义 作业 完成课后习题