醫(yī)用化學課件-第四章-膠體和乳狀液

第四章膠體和乳狀液第一節(jié)分散系第二節(jié)溶膠第三節(jié)高分子溶液第四節(jié)表面活性劑和乳狀液1分散系:把一種或幾種物質分散在另一種物質中所形成分散相(dispersedphase):被分散的物質分散介質(dispersingmedium):容納分散相的連續(xù)介質膠體是一種高度分散的系統(tǒng)第一節(jié)分散系2粒子直徑分散系分散相主要特征舉例＜1nm溶液小分子或離子均相、穩(wěn)定系統(tǒng)、擴散快NaCl水溶液等1～100nm膠體分散系溶膠膠粒多相、不均勻、相對穩(wěn)定、擴散慢Fe(OH)3溶膠高分子溶液單個高分子均相、穩(wěn)定、擴散慢蛋白質溶液＞100nm粗分散系粗分散粒子非均相、不穩(wěn)定、泥漿水、油水、乳膠根據分散相粒子大小分類3第二節(jié)溶膠按分散介質分類：液溶膠、氣溶膠和固溶膠分散相粒子：許多小分子、原子或離子構成的聚集體特點：多相、高分散和聚集不穩(wěn)定性溶膠（sol）是難溶性固體分散在介質中所形成的膠體分散系。4一、溶膠的基本性質（一）溶膠的光學性質將真溶膠、溶膠置于暗處，當一束光照射在溶膠上，從光束的垂直方向觀察，可以清晰地看到一條光帶，稱為丁達爾現象。5

左邊是溶膠，右邊不是溶膠樹林中的丁達爾現象6光通過顆粒直徑略小于其波長的物質時，發(fā)生散射

Tyndall效應實際上已成為判別溶膠與分子溶液的最簡便的方法。7（二）溶膠的動力學性質溶膠粒子時刻處于無規(guī)則的運動狀態(tài)，因而表現出擴散、滲透、沉降等與溶膠粒子大小及形狀等屬性相關的運動特性，稱為動力學性質81.布朗運動因為介質分子不斷碰撞這些粒子，碰撞的合力不斷改變其運動方向和位置，成為無規(guī)則的運動92.擴散與沉降膠粒從分散密度大的區(qū)域向分散密度小的區(qū)域遷移，這種現象稱為擴散(diffusion)在重力場中，膠粒受重力的作用而要下沉，這一現象稱為沉降(sedimentation)沉降速率等于擴散速率，溶膠系統(tǒng)處于沉降平衡10（三）溶膠的電學性質——電泳和電滲用惰性電極在溶膠兩端施加直流電場，可觀察到膠粒向某一電極方向運動。這種在電場作用下，帶電粒子在介質中的定向運動稱為電泳(electrophoresis)電泳實驗說明溶膠粒子是帶電的，由電泳的方向可以判斷膠粒所帶電荷的性質電泳11應用：蛋白質、氨基酸和核酸等物質的分離和鑒定方面有重要的應用。例如在臨床檢驗中，應用電泳法分離血清中各種蛋白質，為疾病的診斷提供依據。12電滲在外電場作用下，分散介質的定向移動現象稱為電滲(electroosmosis)由電滲實驗中分散介質的移動方向也可判斷膠粒所帶電荷的性質13二、溶膠的結構（一）膠粒帶電的原因膠粒在形成過程中，膠核優(yōu)先吸附與膠核中相同的某種離子，使膠粒帶電。

膠核表面分子的解離使膠粒帶電。14（二）膠團結構膠核吸附層擴散層膠粒膠團{[Fe(OH)3]m

·nFeO+·(n-x)Cl-}x+·xCl-膠核吸附層膠粒擴散層膠團15

膠團結構中帶電荷的部分：吸附層、膠粒、擴散層膠團結構中不帶電荷的部分：膠核、膠團膠體溶液亦不帶電荷！{[Fe(OH)]m

·nFeO+·(n-x)Cl-}x+·xCl-膠核吸附層膠粒擴散層膠團16用AgNO3和KI制備AgI

溶膠，KI過量時，AgI膠團結構示意圖及膠團結構的簡式：{(AgI)m

·nI-·(n-x)K+}x-·xK+17用AgNO3和KI制備AgI

溶膠，AgNO3過量時，AgI膠團結構示意圖及膠團結構的簡式：{(AgI)m

·nAg+·(n-x)NO3-}x+·xNO3-18例題若KI過量，AgI膠核優(yōu)先吸附與其組成類似的離子I－而形成負溶膠，膠團結構為[(AgI)m·nI－·(n-x)K＋]x-·xK＋若AgNO3過量，AgI膠核優(yōu)先吸附與其組成類似的離子Ag+而形成負溶膠，膠團結構為[(AgI)m·nAg+·(n-x)NO3-]x+·xNO3－

以KI和AgNO3制備AgI溶膠時，KI過量與AgNO3過量的情況有何不同？19（三）電動電位移動截面20ζ

21討論

ζ電位越大，擴散層越厚，溶膠越穩(wěn)定ζ電位越小，擴散層越薄，溶膠越不穩(wěn)定

ζ電位通常在絕對值上低于熱力學電位

ζ電位易受加入電解質的影響，其絕對值大小與吸附層中反離子的多少密切相關

ζ電位等于0，膠粒不帶電，處于等電狀態(tài)，最不穩(wěn)定22三、溶膠的相對穩(wěn)定因素及聚沉（一）溶膠的相對穩(wěn)定因素膠粒帶電溶劑化膜布朗運動23（二）溶膠的聚沉

聚沉：膠粒在一定條件下聚集成較大顆粒從分散介質中沉淀析出的現象。聚沉的主要方法：1.加入電解質如在Fe(OH)3溶膠中加入少量Na2SO42.加入帶相反電荷的溶膠如明礬[KAL(SO4)2·12H2O]凈水3.加熱24第三節(jié)高分子溶液一、高分子溶液的特征高分子化合物(polymer)指相對分子質量大于1萬的化合物高分子化合物在液態(tài)的分散介質中形成的單相分子、離子分散系統(tǒng)稱為高分子化合物溶液。高分子化合物溶液的分散粒徑在1～100nm的膠體分散系范圍內，所以也有一些膠體分散系共有的性質。25溶膠與高分子溶液性質比較性質溶膠高分子化合物溶液分散系非均勻、多相均勻、單相分散相分子、原子或離子聚集體單個高分子溶解性不溶可溶穩(wěn)定性不穩(wěn)定穩(wěn)定電解質敏感性敏感，加入少量引起聚沉不敏感，加入大量造成鹽析擴散速度很慢很慢透過性不能透過半透膜不能透過半透膜光學現象丁達爾現象明顯丁達爾現象弱粘度小大26（二）高分子溶液對溶膠的保護作用高分子化合物分子將溶膠膠粒包裹起來，在膠粒表面形成保護膜，削弱了膠粒聚集的可能性

如微溶電解質MgCO3或Ca3(PO4)2等，在血液中的濃度比在體外純水中的濃度高了近5倍，這是因為它們在血液中被蛋白質保護的緣故。當保護蛋白質減少時，這些溶膠狀態(tài)的微溶就會因聚沉而形成結石。意義：保護作用在生命體中非常重要。27第四節(jié)表面活性劑和乳狀液一、表面活性劑（一）表面能與表面張力將相內部的分子移到表面上，就必須克服向內的引力而作功，所做的功轉化為移到表面層的分子的位能，稱為表面能，用

G

表示。

G＝σ

·A表面能比表面能表面積只要有界面存在，就一定有表面能存在28在恒溫恒壓下，沿著液體表面作用于單位長度表面上的作用力，稱為表面張力(surfacetension)，用σ(N·m-1)表示。

一定溫度和壓力下，多相系統(tǒng)表面張力越大，系統(tǒng)越不穩(wěn)定，有自發(fā)降低表面張力的趨勢物質的分散度越大，表面積越大，表面能也就越大比表面能在數值上等于相界面的表面張力29討論通常自發(fā)降低表面張力有兩條途徑：液滴形成球狀或分散的微小液滴聚集在一起自發(fā)降低表面積；自發(fā)吸附(adsorbate)周圍介質中能降低其表面張力的其它物質粒子填入表面層，使表層粒子的濃度大于液體內部粒子的濃度，以降低表面張力。30（二）吸附吸附：物質在相界面上的濃度自動發(fā)生變化的過程。

吸附可發(fā)生在任何兩相的界面上

固體表面的吸附固體表面積無法自動變小，常常吸附其他物質以降低表面能。

液體表面的吸附液體表面會因為溶質的加入而產生吸附，液體的表面張力因此發(fā)生相應的變化31

正吸附：能降低表面張力的物質，表面吸附的溶質濃度大于溶液內部的溶質濃度

負吸附：增大表面張力的物質，表面吸附的溶質濃度小于溶液內部的溶質濃度表面吸附使溶質在表面層中的濃度與內部的濃度不同。32（三）表面活性劑具有極高地降低溶液的表面張力，產生顯著正吸附的物質稱為表面活性劑(surfaceactiveagent,surfactant)33表面活性劑的結構特征表面活性劑分子結構上的特征：

既含有親水的極性基團——親水基，如－OH、－COOH、－NH2、－SH、－SO3H等；

又含有疏水的非極性基團——疏水基，一些直鏈的或帶側鏈的有機烴基34二、乳狀液將一種液體以直徑大于100nm的液滴作為分散相，分散在另一種與之不相溶的液體中，形成的分散系統(tǒng)稱為乳狀液(emulsion)。一相是水另一相統(tǒng)稱為油（包括極性小的有機溶劑，如苯）35乳狀液的類型乳狀液的類型有兩類：油分散在介質水中形成水包油型(O/W)乳狀液水分散在油介質中形成油包水型(W/O)乳狀液鑒別方法：

染色法、稀釋法、電導率法36三、微乳液

微乳液是由水、油、表面活性劑和助表面活性劑等物質按適當比例混合，自發(fā)形成的一種各向同性、透明、低粘度、穩(wěn)定的特殊乳狀液，簡稱為微乳。特性：①具有超低的表面張力②有很大的增溶量③粒子直徑很?、軣崃W穩(wěn)定性高37微乳液與普通乳狀液的性質比較類型分散性透光性穩(wěn)定性乳化劑溶解性微乳液液滴直徑10~100nm，分布均勻，普通顯微鏡下不可見半透明或透明熱力學穩(wěn)定，離子難分層用量多，需一定量助表面活性劑一定范圍內