备课笔记
Z均摩尔质量（Mz）=（公式1-20）
以上摩尔质量为平均值，摩尔质量的分布可用Shultz分布函数来表示：（公式1-21）
对于均分散体系，Z→∞，Mn = Mm = Mz， 对于多分散体系，Mn > Mm > Mz。
装 订 线 2. 沉降分析
意义：为了精确描述多分散系粒子的分布情况，往往采用粒子的大小分布曲线，该体系粒子大小分布关系到产品的质量和生产工艺，沉降分析是测定粒子大小分布的一种较简便的方法。其装置见图1-10。 §1.2.4膜平衡
1.渗透压
渗透压、扩散、沉降都是分子的动力性质，相同点——与沉降平衡同属平衡性质，可以用热力学方法来研究。渗透压有别于它们，它是属于依数性质——其效应的大小只取决于质点的数目浓度，而与质点的大小、形状无关。
通过溶液热力学的推导，理想溶液的渗透压与溶液浓度有如下关系：
?RT= cMП：渗透压 C：质量浓度，g/ml M：溶质的摩尔质量。
实际溶液要用浓度的幂次方级数校正表示渗透压，见式（1-13）。高分子的摩尔质量要测定无限稀释下的渗透压，才能求得。
无限稀释下的渗透压测定方法：通过测定一系列不同浓度溶液的渗透压，以П/c对c作图，外推到П/c轴上，由截距RT/Mn求得。
2.Donnan平衡
研究意义：所有的蛋白质、核酸等都是聚电解质，天然的生物聚合物大都是聚
6
备课笔记
电解质，所以研究聚电解质的渗透现象十分重要。
某高聚物PXZ进行如下解离：PXZ→PZ++ZX— PZ+：聚电解质的大离子， Z：电荷数， X—：一价阴离子。
用半透膜将此高聚物溶液分开，PZ+是不能透过的，而小离子虽然能通过，但由于大离子的影响需要保持电中性，所以在膜的两边不是均匀分布，这种不平等的
装 订 线 平衡叫Donnan平衡。见图1-15Donnan平衡示意图，可以理解为补偿和降低相互的离子浓度。
消除Donnan效应应当采取的措施为：
1.适当调节溶液的pH值，使蛋白质处于等电点附近，以降低蛋白质的电离，理论上调pH值在等电点附近最好，但是此时蛋白质容易凝结，所以常在偏离等电点的一个单位来测定渗透压。
2.增加膜外扩散电解质的浓度。例如蛋白质浓度在0.02~0.03g/ml时，用0.1mol/dm的NaCl溶液就能使扩散离子所产生的压力差降低到实验误差范围内。
3.降低蛋白质溶液的浓度。 §1.3 光学性质 §1.3.1光散射特性
1.Tyndall效应
例子：户外遥看蓝天，大气层就是胶体——气溶胶，阳光被空气分子散射到各个方向。当粒子直径大于入射光波长时，粒子主要起反射作用，粒子直径小于入射光波长时，发生散射。可见光的波长约在400~700nm，而溶胶粒子大小约为1~100nm，小于可见光的波长，因此，胶体体系的Tyndall效应的光是散射光。可以理解为从入射波取走光能量，随后又将这能量的一部分再发射出来的过程。
2.超显微镜
1903年，Zigmondy根据溶胶具有Tyndall效应的性质设计出超显微镜。超显微镜观察到的亮点不是粒子的真实形象，而是粒子散射的光。它可以测定胶粒的大小
7
备课笔记
和形状，可以研究聚沉过程的动力学和沉降平衡。 §1.3.2光散射的基本原理
自然光的散射公式 I=
光散射面是以y轴为中心旋转的哑铃曲面，当ψx=0°和180°时，散射光强度最大，且ir=ih，此时散射光为非偏振光，当当ψx=90°时，散射光强度最小，因此
装 订 线 时垂直偏振光且iv=0，所以在xz平面内的散射光只由水平偏振光组成。
Rayleigh光散射理论是散射光的理论基础，它讨论的是单位体积内只有一个散射中心，所以散射光的强度是由一个粒子所提供的。在此基础上进行不同的修正后，可以将其应用范围推广到尺寸小于λ/20的气溶胶、溶胶以及粒子尺寸大于λ/20的溶胶或高分子溶液等体系。 §1.3.3应用
1. 粒子半径小于λ/20的稀溶胶
稀溶胶的Rayleigh光散射公式（1-56），这一关系式说明的规律： p31 1.~4.
1).入射光的波长越短，引起的散射光越强
2).分散相与分散介质的折射率相差越大，散射光就越强。 3).散射光强度与单位体积内的粒子数目成正比 4).散射光强度与入射光强度成正比， 2. 粒子半径大于λ/20的溶胶 3. 高分子溶液的Zimm图
大部分高分子化合物都超过了光的波长，因此这些大分子溶液的光散射不可避免要产生干涉现象。可以有大分子分子摩尔质量与散射光强度的关系式（1-63）。为了求得分子摩尔质量M，Zimm法作图求得M及旋转半径Rg。
图1-20是实验点和外推Zimm图。 §1.4 流变学性质
8
备课笔记
定义：研究物质在外力作用下流动与变形的科学。流变学里的力学名词概念反映了胶体的内在结构，粒子与粒子之间、粒子与溶剂之间的相互作用的微观信息。
流变学研究途径：
一种是用流体力学中的数学方式建立起一些方程式（如运动方程和连续方程等）来描述体系的流变形，不去追究其内在原因。
一种是将体系观察到的力学行为与物体的内部结构联系起来，用相应的关系式说明这些关系。（课程采用这种方式）
装 订 线 研究现状：停留在定性说明阶段。但是对工业生产十分重要。 §1.4.1粘度
1.粘度的定义：体系对流动的阻力的一种性质。可以理解为液体流动时所表现出的内摩擦。
液体的切变：由于液体的粘性，其速度将随离板面的距离而变化。液体的这种形变称为切变，这时的速度梯度也称切速率，用D表示。
粘度的定义公式：公式（1-66）和（1-67）。粘度与单位面积流动液层上的切应力η和单位体积流动液体中能量的消耗速度ЭE/Эt与dv/dx有关系。切速率只有在层流状态下才有意义。这种简单的比例关系的液体称为牛顿流体，这种粘度称为牛顿粘度。
2.Einstein粘度公式 建立在理想模型中：
⑴分散粒子是球形的，远大于介质分子，但小于容器，介质是连续的； ⑵粒子是刚性的，完全为溶剂所润湿，而液体是不可压缩的； ⑶分散相的含量很少，粒子间无相互作用； ⑷溶液处于层流状态，没有湍流现象。 导出下式：η/η0 = 1+2.5ψ 3.球形浓分散系的粘度
上面公式在等号右边第三项系数为5~8之间，适用于球形浓分散系的粘度。 4.非球形粒子悬浮体的粘度
9
备课笔记
分散粒子的形状为棒状或椭球时，这些粒子就有不对称性，要考虑它们在流线中采取择优取向的可能性，另外，在相同粒子体积的情况下，非球形粒子比球形粒子具有更大的有效水力体积，使得粘度理论复杂化，Einstein粘度公式成为η/η0 = 1+kψ。
可以参照Simha推导出的校正公式。 5.高分子溶液的粘度及其分子量摩尔质量
特点：同系物的链状大分子，分子量越大，一定重量浓度的溶液的粘度也越大。
装 订 线 ——这是测定高分子物质分子摩尔质量的方法！
德国Staudinger提出的溶液的粘度与高分子溶质分子摩尔质量的关系： [η] = KMα
K和α：物系的特征常数，取决于高聚物及溶质的性质，可以近似看作与其分子摩尔质量无关。α与高聚物分子链的构形有关，良性溶剂中，高聚物分子伸展的好，α>0.5，不良溶剂中，高聚物分子卷成线团状，α=0.5。一些高聚物分子溶液的K和α可以在相关手册中查到。
举例：
已知物系的K和α值，通过实验测得特性粘度为[η]，可以利用[η] = KMα求得高聚物分子摩尔质量。这是粘均摩尔质量Mη，其值处于数均摩尔质量Mn和质均摩尔质量Mm之间。当α=1时，Mη=Mm。 §1.4.2流型简介
根据对切速度D和切应力η作图得到的流变曲线，可以将流体分为四种体系，它们是：
牛顿型流体：D-η曲线为一过原点的直线，在任意小的外力作用下液体就能流动。
塑性流体：当一物体所受切力超过某一限度时，其形状的改变是永久的，当切力低于这一限度时，则物质属于弹性变形，切力一旦撤消，便恢复并保持原有状态，该物体是可塑的。切力fB为物系开始流动的力，称为塑性流体的屈服力。
物系开始流动前，容器边缘发生变形，产生滑动，带动中间未变形部分一起向
10
百度搜索“77cn”或“免费范文网”即可找到本站免费阅读全部范文。收藏本站方便下次阅读，免费范文网，提供经典小说综合文库界面与胶体的物理化学教学讲义(2)在线全文阅读。
相关推荐：