1、醫(yī)用化學(xué)醫(yī)用化學(xué)主編 薛會(huì)君 劉德云普通高等教育國(guó)家級(jí)“十一五”規(guī)劃教材第4章 膠體溶液科學(xué)出版社衛(wèi)生職業(yè)教育出版分社科學(xué)出版社衛(wèi)生職業(yè)教育出版分社1. 了解分散系的概念和分類了解分散系的概念和分類2. 掌握膠體的基本概念掌握膠體的基本概念3. 掌握溶膠的基本性質(zhì)掌握溶膠的基本性質(zhì)4. 了解高分子溶液的基本特性、對(duì)膠體的保護(hù)作用了解高分子溶液的基本特性、對(duì)膠體的保護(hù)作用學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)科學(xué)出版社衛(wèi)生職業(yè)教育出版分社科學(xué)出版社衛(wèi)生職業(yè)教育出版分社第第1節(jié)分散系節(jié)分散系一、分散系的概念一、分散系的概念一種或幾種物質(zhì)分散在另一種物質(zhì)里所形成的體系稱為一種或幾種物質(zhì)分散在另一種物質(zhì)里所形成的體系稱為分

2、散系。分散系。 分散系分散系分散質(zhì)（分散相分散質(zhì)（分散相 ） ：被分散的物質(zhì)：被分散的物質(zhì) 分散劑分散劑 （分散介質(zhì)（分散介質(zhì) ） ：容納分散質(zhì)的物質(zhì)：容納分散質(zhì)的物質(zhì) 醫(yī)藥上用的各種注射液、合劑、洗劑、乳劑、氣霧劑醫(yī)藥上用的各種注射液、合劑、洗劑、乳劑、氣霧劑都是分散系。都是分散系。科學(xué)出版社衛(wèi)生職業(yè)教育出版分社科學(xué)出版社衛(wèi)生職業(yè)教育出版分社二、分散系的分類二、分散系的分類分散系分為分散系分為均相均相(單相單相)分散系：只含有一個(gè)相的分散系分散系：只含有一個(gè)相的分散系 非均相(多相)分散系 ：含有兩個(gè)或兩個(gè)以上相的分散系 根據(jù)分散相和分散介質(zhì)之間是否有界面存在，根據(jù)分散相和分散介質(zhì)之間是否有

3、界面存在， 按照分散相粒子的大小按照分散相粒子的大小(粒子直徑粒子直徑)不同，不同，分散系分為分散系分為分子（離子）分散系分子（離子）分散系 膠體分散系膠體分散系 粗分散系粗分散系 科學(xué)出版社衛(wèi)生職業(yè)教育出版分社科學(xué)出版社衛(wèi)生職業(yè)教育出版分社 表4-1 分散系的分類分散相粒子大小分散系類型分散相粒子組成一般性質(zhì)實(shí)例1nm分子、離子分散系（真溶液）低分子或離子均相，穩(wěn)定體系，分散相粒子擴(kuò)散快，能透過(guò)濾紙、半透膜，形成真溶液生理鹽水、醫(yī)用酒精、蔗糖等水溶液1nm100nm膠體分散系溶膠膠粒（原子或分子離子的聚集體）非均相，不穩(wěn)定體系，分散相粒子擴(kuò)散速度慢，不能透過(guò)半透膜，能透過(guò)濾紙氫氧化鐵、硫化砷

4、、碘化銀及金、銀、硫等單質(zhì)、溶膠高分子溶液有機(jī)大分子均相，穩(wěn)定體系，分散相粒子擴(kuò)散慢，不能透過(guò)半透膜，能透過(guò)濾紙，形成真溶液蛋白質(zhì)，核酸等水溶液 100nm粗分散系懸濁液固體粒子非均相，不穩(wěn)定體系，分散相粒子擴(kuò)散速度很慢或不擴(kuò)散，較快地下沉，不能透過(guò)濾紙和半透膜泥漿乳狀液液體小滴乳汁、豆?jié){科學(xué)出版社衛(wèi)生職業(yè)教育出版分社科學(xué)出版社衛(wèi)生職業(yè)教育出版分社第第2節(jié)溶膠節(jié)溶膠溶膠的基本特性 ：多相性、高度分散性和不穩(wěn)定性 一、溶膠的性質(zhì)一、溶膠的性質(zhì) 1. 溶膠的光學(xué)性質(zhì)溶膠的光學(xué)性質(zhì)-丁鐸爾現(xiàn)象丁鐸爾現(xiàn)象 在暗室中讓一束經(jīng)聚集的強(qiáng)光通過(guò)溶膠時(shí)，從垂直于入射光前進(jìn)的方向觀察：膠體溶液中出現(xiàn)一個(gè)錐形混濁發(fā)

5、亮的光柱 。稱為丁鐸爾現(xiàn)象（或乳光現(xiàn)象） 膠體體系丁鐸爾現(xiàn)象最明顯，是膠體溶液的重要特征。因此利用丁鐸爾現(xiàn)象，常可以區(qū)別溶膠與真溶液、懸濁液和高分子液。 真溶液真溶液膠體溶液膠體溶液圖4-1 溶膠的丁鐸爾現(xiàn)象示意圖 科學(xué)出版社衛(wèi)生職業(yè)教育出版分社科學(xué)出版社衛(wèi)生職業(yè)教育出版分社丁鐸爾現(xiàn)象丁鐸爾現(xiàn)象CuSO4溶液溶液Fe(OH)3膠體溶液膠體溶液光亮的通路光亮的通路科學(xué)出版社衛(wèi)生職業(yè)教育出版分社科學(xué)出版社衛(wèi)生職業(yè)教育出版分社樹(shù)林中的晨曦、雨后彩虹都是丁鐸爾現(xiàn)象樹(shù)林中的晨曦、雨后彩虹都是丁鐸爾現(xiàn)象科學(xué)出版社衛(wèi)生職業(yè)教育出版分社科學(xué)出版社衛(wèi)生職業(yè)教育出版分社2. 溶膠的動(dòng)力學(xué)性質(zhì)溶膠的動(dòng)力學(xué)性質(zhì)（1）

6、布朗運(yùn)動(dòng) ：溶膠的膠粒在介質(zhì)中不停地作不定向的、無(wú)規(guī)則的運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象。膠粒質(zhì)量越小，溫度越高，運(yùn)動(dòng)速度越快，布朗運(yùn)動(dòng)越劇烈。 運(yùn)動(dòng)著的膠粒可使其本身不下沉，因而是溶膠的一個(gè)穩(wěn)定因素，即溶膠具有動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定因素。 圖圖4-2 溶膠粒子的布朗運(yùn)動(dòng)溶膠粒子的布朗運(yùn)動(dòng)科學(xué)出版社衛(wèi)生職業(yè)教育出版分社科學(xué)出版社衛(wèi)生職業(yè)教育出版分社（2）擴(kuò)散與滲透）擴(kuò)散與滲透 當(dāng)溶膠中的膠粒存在濃度差時(shí)，膠粒將從濃度大的區(qū)域向濃度小的區(qū)域遷移。 膠粒越小，溫度越高，溶膠粘度越小，越容易擴(kuò)散。 膠粒的擴(kuò)散，能透過(guò)濾紙，但不能透過(guò)半透膜。 【鏈接】 血液透析 科學(xué)出版社衛(wèi)生職業(yè)教育出版分社科學(xué)出版社衛(wèi)生職業(yè)教育出版分社（3） 沉降沉

7、降 分散系中的溶膠粒子受重力作用逐漸下沉的現(xiàn)象。 沉降平衡 ：當(dāng)擴(kuò)散和沉降這兩種相反作用的速度相等時(shí)，系統(tǒng)處于平衡狀態(tài) 。 平衡時(shí)，膠粒的濃度從上到下逐漸增大，形成一個(gè)穩(wěn)定的濃度梯度。 為了加速沉降平衡的建立，使用超速離心機(jī)，在比地球引力大1萬(wàn)100萬(wàn)倍離心力的作用下，可使溶膠或蛋白質(zhì)溶液的膠粒迅速沉降。目前超速離心機(jī)廣泛用于醫(yī)學(xué)研究中，以測(cè)定各種蛋白質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量及病毒的分離提純。 科學(xué)出版社衛(wèi)生職業(yè)教育出版分社科學(xué)出版社衛(wèi)生職業(yè)教育出版分社3溶膠的電學(xué)性質(zhì)溶膠的電學(xué)性質(zhì) （1）電泳：）電泳：在外電場(chǎng)作用下，膠粒在液相介質(zhì)中定向移動(dòng)的現(xiàn)象。 實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)：在一U形管中注入紅棕色的Fe(OH)

8、3溶膠，小心地在兩液面上方加一層NaCl溶液（導(dǎo)電用），并使有色溶膠與NaCl溶液間有明顯界面。然后將兩個(gè)惰性電極插入NaCl溶液中，通入直流電 。 現(xiàn)象：現(xiàn)象：負(fù)極一端紅棕色的Fe(OH)3溶膠界面逐漸上升，而正極一端溶膠的界面逐漸下降 。結(jié)論：結(jié)論：Fe(OH)3溶膠的膠粒帶正電，向負(fù)極移動(dòng)。 圖圖4-3 電泳現(xiàn)象示意圖電泳現(xiàn)象示意圖 科學(xué)出版社衛(wèi)生職業(yè)教育出版分社科學(xué)出版社衛(wèi)生職業(yè)教育出版分社正溶膠正溶膠：大多數(shù)金屬氧化物、金屬氫氧化物溶膠的膠粒帶正電荷負(fù)溶膠負(fù)溶膠：大多數(shù)金屬硫化物、硅膠、金、銀、硫等溶膠的膠粒帶負(fù)電荷在臨床檢驗(yàn)中，應(yīng)用電泳法可分離血清中各種蛋白質(zhì)，為疾病的診斷提供依據(jù)

9、。 科學(xué)出版社衛(wèi)生職業(yè)教育出版分社科學(xué)出版社衛(wèi)生職業(yè)教育出版分社（2）膠粒帶電的主要原因）膠粒帶電的主要原因 1）選擇性吸附）選擇性吸附 吸附正離子時(shí)，膠粒帶正電；吸附負(fù)離子時(shí)，膠粒帶負(fù)電。 膠粒總是選擇性地吸附與其組成相似的離子。 2）表面分子解離）表面分子解離 膠核和介質(zhì)接觸后，表面層上的分子與介質(zhì)作用而解離，其中一種離子擴(kuò)散到介質(zhì)中去，這時(shí)膠核表面便帶相反的電荷。 科學(xué)出版社衛(wèi)生職業(yè)教育出版分社科學(xué)出版社衛(wèi)生職業(yè)教育出版分社二、溶膠的穩(wěn)定性和聚沉二、溶膠的穩(wěn)定性和聚沉 1溶膠的相對(duì)穩(wěn)定性溶膠的相對(duì)穩(wěn)定性 （1）膠粒的布朗運(yùn)動(dòng)：膠粒的布朗運(yùn)動(dòng)：布朗運(yùn)動(dòng)在一定程度上克服了重力對(duì)膠粒的影響，起

10、到了使其穩(wěn)定的作用 。 （2）膠粒帶同性電荷：膠粒帶同性電荷：同種溶膠的膠粒帶有同性電荷，使膠粒之間相互排斥不易聚集，帶電越多，排斥力越大，膠體越穩(wěn)定。 （3）水化膜的保護(hù)作用水化膜的保護(hù)作用 ：水化膜阻止了膠粒和帶相反電荷離子的結(jié)合。水化膜越厚，溶膠越穩(wěn)定。 科學(xué)出版社衛(wèi)生職業(yè)教育出版分社科學(xué)出版社衛(wèi)生職業(yè)教育出版分社2溶膠的聚沉溶膠的聚沉 :使膠粒聚集成較大顆粒而沉淀的過(guò)程 （1）加入電解質(zhì) 因膠粒帶電荷，溶膠對(duì)電解質(zhì)十分敏感，加入少量的電解質(zhì)就能促使溶膠聚沉。 可以使溶膠聚沉的電解質(zhì)有效部分是與膠粒帶相反電荷的離子。 聚沉值聚沉值(臨界聚沉濃度臨界聚沉濃度) :指使一定量溶膠在一定時(shí)間內(nèi)

11、完全聚沉所需電解質(zhì)的最小濃度，單位為 mmolL1。 聚沉能力是聚沉值的倒數(shù)，聚沉值越小，聚沉能力越大。 科學(xué)出版社衛(wèi)生職業(yè)教育出版分社科學(xué)出版社衛(wèi)生職業(yè)教育出版分社（2）加入帶相反電荷的溶膠）加入帶相反電荷的溶膠 相互聚沉現(xiàn)象相互聚沉現(xiàn)象:將兩種電性相反的溶膠按適當(dāng)比例混合，因膠粒所帶電荷相反，可彼此吸引而發(fā)生聚沉。 原因：原因：由于不同電性的溶膠相互中和了彼此所帶的電荷，所以共同聚沉下來(lái) 【鏈接鏈接】 明礬凈水明礬凈水 （3）加熱：）加熱： 增加了膠粒的運(yùn)動(dòng)速度和相互碰撞機(jī)會(huì)，同時(shí)也削弱了膠核對(duì)離子的吸附作用和膠粒表面的溶劑化作用，使膠粒所帶電荷減少，水化程度降低，在碰撞時(shí)聚沉 。科學(xué)出版

12、社衛(wèi)生職業(yè)教育出版分社科學(xué)出版社衛(wèi)生職業(yè)教育出版分社第第3節(jié)高分子溶液節(jié)高分子溶液 一、高分子化合物的概念一、高分子化合物的概念 高分子化合物（又稱大分子化合物）是指相對(duì)分子質(zhì)量在1萬(wàn)以上，甚至高達(dá)幾百萬(wàn)的物質(zhì)。 天然高分子 化合物：合成高分子 化合物：組成人體肌肉、組織、細(xì)胞以及存在于體液中的重要物質(zhì)-蛋白質(zhì)、酶、核酸、糖原、淀粉、纖維素等 樹(shù)脂、聚乙烯塑料、合成橡膠、合成纖維等 科學(xué)出版社衛(wèi)生職業(yè)教育出版分社科學(xué)出版社衛(wèi)生職業(yè)教育出版分社 高分子化合物相對(duì)分子量雖然很大，但組成一般比較簡(jiǎn)單，是由一種或多種小的結(jié)構(gòu)單位重復(fù)連接而成的長(zhǎng)鏈性分子 。鏈節(jié)：小的結(jié)構(gòu)單位稱為鏈節(jié)。 聚合度 ：鏈節(jié)重

13、復(fù)的次數(shù)叫聚合度，用 n 表示 。 如：聚糖類的高分子化合物纖維素、淀粉、糖原等分子就是由數(shù)千個(gè)葡萄糖殘基（C6H10O5）連接而成， 通式可寫成(C6H10O5)n。 高分子化合物易發(fā)生形變，具有良好的柔順性、彈性。 科學(xué)出版社衛(wèi)生職業(yè)教育出版分社科學(xué)出版社衛(wèi)生職業(yè)教育出版分社二、高分子溶液的特性二、高分子溶液的特性 高分子化合物能自動(dòng)地分散到適宜的分散介質(zhì)中形成均勻的溶液。 屬均相、穩(wěn)定的體系。 原因：高分子溶液的分散相粒子是分子，但其分散相粒子的大小已達(dá)到膠體范圍（1 nm100 nm）與溶膠有相似性：與溶膠有相似性：擴(kuò)散速度慢，能透過(guò)濾紙但不能透過(guò)半透膜，具有布朗運(yùn)動(dòng)和丁鐸爾效應(yīng)等。

14、與溶膠有區(qū)別與溶膠有區(qū)別 ：高分子溶液的分散相粒子是單個(gè)的高分子，其組成和結(jié)構(gòu)與溶膠的膠粒不同。 科學(xué)出版社衛(wèi)生職業(yè)教育出版分社科學(xué)出版社衛(wèi)生職業(yè)教育出版分社高分子溶液具有以下兩個(gè)特殊性質(zhì)：高分子溶液具有以下兩個(gè)特殊性質(zhì)： 1. 穩(wěn)定性較大穩(wěn)定性較大 在無(wú)菌、溶劑不蒸發(fā)的情況下，可以長(zhǎng)期放置不沉淀。 要使高分子化合物從溶液中析出，必須加入大量的電解質(zhì)，而對(duì)于溶膠則只需少量即可。 鹽析：鹽析：加入大量電解質(zhì)使高分子化合物從溶液中沉淀析出的過(guò)程。 鹽析劑：鹽析劑：鹽析過(guò)程中使用的電解質(zhì)。 鹽析一般是可逆的，加水后又可重新溶解 。科學(xué)出版社衛(wèi)生職業(yè)教育出版分社科學(xué)出版社衛(wèi)生職業(yè)教育出版分社2. 黏度

15、較大黏度較大 高分子化合物溶液的黏度比真溶液或溶膠大得多。 原因：原因：高分子化合物具有線狀、分支狀或網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，分子鏈很大，在溶液中能牽制介質(zhì)使溶劑分子移動(dòng)困難，再加上高分子化合物高度溶劑化（若溶劑為水，則為水化），使自由流動(dòng)的溶劑減少，故粘度較大。 科學(xué)出版社衛(wèi)生職業(yè)教育出版分社科學(xué)出版社衛(wèi)生職業(yè)教育出版分社4-2 高分子化合物溶液和溶膠的性質(zhì) 溶溶 膠膠高分子化合物溶液高分子化合物溶液相同特點(diǎn)：粒子大小為1nm100nm，擴(kuò)散速度慢，不能透過(guò)半透膜膠粒是由許多小分子組成的聚集體分散相和分散介質(zhì)無(wú)親和力（不溶解）多相，不穩(wěn)定體系，丁鐸爾現(xiàn)象強(qiáng)對(duì)電解質(zhì)敏感，加少量電解質(zhì)即聚沉相界面對(duì)溶膠性質(zhì)有重要影響粘度和滲透壓小膠粒是單個(gè)的高分子分散相和溶劑間有親和力（自行溶解）單相，穩(wěn)定體系，丁鐸爾現(xiàn)象弱對(duì)電解質(zhì)不太敏感，加大量電解質(zhì)可鹽析分子的柔順性對(duì)溶液的性質(zhì)有重要影響粘度和滲透壓較大科學(xué)出版社衛(wèi)生職業(yè)教育出版分社科學(xué)出版社衛(wèi)生職業(yè)教育出版分社三、高分子溶液對(duì)溶膠的保護(hù)作用三、高分子溶液