最新复旦物理化学大分子溶液性质和摩尔质量测定ppt课件.ppt

药学院物理化学教研室药学院物理化学教研室一一. 大分子溶液的渗透压大分子溶液的渗透压渗透压正偏差渗透压正偏差 = cRT + 校正项校正项（c：mol m3） 校校正正项项 RTMc（c：kg m3） 写成维利方程形式写成维利方程形式 2321cAcAMRTcA2，A3,称维利（称维利（Vilial）系数）系数 对于稀溶液对于稀溶液 cAMRTc21 c大分子溶液大分子溶液理想溶液理想溶液1. 渗透压公式渗透压公式 药学院物理化学教研室药学院物理化学教研室药学院物理化学教研室药学院物理化学教研室药学院物理化学教研室药学院物理化学教研室药学院物理化学教研室药学院物理化学教研室药学院物理化学教研室药学院物理化学教研室药学院物理化学教研室药学院物理化学教研室药学院物理化学教研室药学院物理化学教研室三、大分子溶液的流变性质三、大分子溶液的流变性质 xvdd塑流型塑流型塑性粘度塑性粘度 分几种类型分几种类型 (1) 塑流型塑流型 xvdd0 实例：牙膏，油漆，泥胚，实例：牙膏，油漆，泥胚，BaSO4胶浆胶浆 屈服值屈服值 (2) 假塑流型假塑流型 nxv dda 0 n 1 特点：特点：无屈服值，随无屈服值，随 ， a ，流动越快，越显得稀，流动越快，越显得稀 解释：解释：静态，分子取向各异，静态，分子取向各异， a大。流动后，取向较一致，大。流动后，取向较一致， a 牛顿型牛顿型 0假塑流型假塑流型3. 非牛顿流体非牛顿流体大多数高浓度分散系大多数高浓度分散系药学院物理化学教研室药学院物理化学教研室三、大分子溶液的流变性质三、大分子溶液的流变性质胀流型胀流型(3) 胀流型胀流型 (1) 塑流型塑流型 (2)假塑流型假塑流型 nxv dda 0 n 1 解释：解释：静态，分散不聚结，静态，分散不聚结， a小。流动后，分子搅在一起，小。流动后，分子搅在一起， a 实例：实例：4050%淀粉浆淀粉浆 (4) 触变流型触变流型 特点：特点：当当 ， a ，象假塑流型，但当，象假塑流型，但当 ，不立即恢复，上行线与下行，不立即恢复，上行线与下行线不重合线不重合解释：解释：静态时，针状片状质点形成网状静态时，针状片状质点形成网状结构，结构， a大。撤消后，网状结构大。撤消后，网状结构不能立即恢复不能立即恢复 上行线上行线下行线下行线 0牛顿型牛顿型塑流型塑流型假塑流型假塑流型xvdd xvdd药学院物理化学教研室药学院物理化学教研室三、大分子溶液的流变性质三、大分子溶液的流变性质(1) 相关概念相关概念 相对粘度相对粘度 溶剂溶剂溶液溶液 r比浓粘度比浓粘度 ccSP 特性粘度特性粘度 ccSP0lim 与分子结构、大小（与分子结构、大小（M）有关）有关 (2) M关系关系Standinger经验式经验式 = KM 团型团型 = 0.5线型线型 = 0.5 1刚性棒状刚性棒状 = 2增比粘度增比粘度 SP = r 1粘度法不是一个独立的测定方法，粘度法不是一个独立的测定方法，K、 值首先从其它方法确定值首先从其它方法确定优点：简便，快速，精确优点：简便，快速，精确常数常数 为分子形状参数为分子形状参数 4. 粘度法测大分子摩尔质量粘度法测大分子摩尔质量药学院物理化学教研室药学院物理化学教研室三、大分子溶液的流变性质三、大分子溶液的流变性质c(3) 的测定的测定 测定相对粘度（用乌氏粘度计）测定相对粘度（用乌氏粘度计） 溶溶剂剂溶溶液液tt r 求法有两种求法有两种Huggius经验式经验式 cKc21SP ccSP 线性关系，截距线性关系，截距 = cKc22rln ccrln 线性关系，截距线性关系，截距 = 两线斜率中两线斜率中 K1 K2，且，且 K1 + K2 = 0.5 ccSP ccrln 药学院物理化学教研室药学院物理化学教研室四四. 大分子溶液的离心沉降和沉降平衡大分子溶液的离心沉降和沉降平衡离心机：离心机： 可用于溶胶、大分子的沉降分析可用于溶胶、大分子的沉降分析 转速可达转速可达105 rpm，离心力，离心力104g以上以上离心力场：离心力场： 104g沉降沉降扩散平衡，从平衡分布求质点摩尔质量扩散平衡，从平衡分布求质点摩尔质量104g 扩散可不考虑，从沉降速度求质点扩散可不考虑，从沉降速度求质点r和和M xx=0光学检测系统光学检测系统扇形离心池，质点沿扇形离心池，质点沿径向沉降，避免对流径向沉降，避免对流 药学院物理化学教研室药学院物理化学教研室四四. 大分子溶液的离心沉降和沉降平衡大分子溶液的离心沉降和沉降平衡1. 离心沉降速度离心沉降速度 离心力场中，沉降速度离心力场中，沉降速度 v 与所加的离心力场大小有关与所加的离心力场大小有关 (1) 离心沉降系数离心沉降系数S 离心加速度离心加速度= 2x ：角速度，弧度：角速度，弧度 s1 x：离转轴距离：离转轴距离 定义定义S为单位力场中沉降速度为单位力场中沉降速度 xvS2 txxdd2 2121dd2xxttxxtS 观察时间观察时间t1 t2时，时，移动移动x1 x2，计算，计算S（单位：（单位：s) t1t2x1x2 12212)ln(ttx/xS 药学院物理化学教研室药学院物理化学教研室四四. 大分子溶液的离心沉降和沉降平衡大分子溶液的离心沉降和沉降平衡(2) 由由S计算颗粒大小计算颗粒大小 r 和摩尔质量和摩尔质量M 力平衡：力平衡： F阻阻 = F沉沉 F沉沉F阻阻F沉沉 = F离离 F浮浮 xr20334 6 r v xr20334 沉降速度沉降速度 xrv20292 0292 rS或或 用于计算用于计算r： 用于计算用于计算M： 029 SrLrM 334 1 也可用比容代替密度也可用比容代替密度药学院物理化学教研室药学院物理化学教研室四四. 大分子溶液的离心沉降和沉降平衡大分子溶液的离心沉降和沉降平衡(2) 由由S计算颗粒大小计算颗粒大小 r 和摩尔质量和摩尔质量M 沉降速度沉降速度 xrv20292 0292 rS或或 用于计算用于计算r： 用于计算用于计算M： 029 SrLrM 334 1 有时用比容代替密度有时用比容代替密度若与扩散系数若与扩散系数 联系：联系：LrRTD 6 RTLrDS 03134)1(0 DSRTM 药学院物理化学教研室药学院物理化学教研室四四. 大分子溶液的离心沉降和沉降平衡大分子溶液的离心沉降和沉降平衡2. 离心沉降平衡离心沉降平衡 力平衡：力平衡： F扩扩 = F沉沉 F沉沉F扩扩xccLRTdd xr20334 2121d34d203xxccxxrLccRT 321222012)()(ln23xxLc/cRTr 2)(1ln21222012/xxc/cRTM 求求r： 求求M： 2122203122134lnxxrLccRT M药学院物理化学教研室药学院物理化学教研室四四. 大分子溶液的离心沉降和沉降平衡大分子溶液的离心沉降和沉降平衡例例 某球形蛋白质在某球形蛋白质在298K和和183rps转速下达到离心平衡。转速下达到离心平衡。 测得测得x1=4.9cm和和x2=5.15cm处浓度比处浓度比c2/c1=1.79 蛋白质比容蛋白质比容 =0.75 103m3 kg1，介质密度，介质密度 =990kg m3(1) 蛋白质平均摩尔质量蛋白质平均摩尔质量 (2) 在粘度为在粘度为0.001Pa s的介质中的沉降系数的介质中的沉降系数S和扩散系数和扩散系数D(3) 若转速增加若转速增加10倍，从倍，从x1=4.9cm移动到移动到x2=5.15cm处所需的时间处所需的时间解解 (1) 得得 r=2.16 nm 2)(1ln21222012/xxc/cRTM -1s 811491832 弧度弧度. (2) s1055392 1302 .rS 由由 )1(0 DSRTM得得 D=1.01 103m2 s1 LrM 334由由=34.7 kg mol1 药学院物理化学教研室药学院物理化学教研室四四. 大分子溶液的离心沉降和沉降平衡大分子溶液的离心沉降和沉降平衡得得 t2=1061 s例例 某球形蛋白质在某球形蛋白质在298K和和183rps转速下达到离心平衡。转速下达到离心平衡。 测得测得x1=4.9cm和和x2=5.15cm处浓度比处浓度比c2/c1=1.79 蛋白质比容蛋白质比容 =0.75 103m3 kg1，介质密度，介质密度 =990kg m3(1) 蛋白质平均摩尔质量蛋白质平均摩尔质量 (2) 在粘度为在粘度为0.001Pa s的介质中的沉降系数的介质中的沉降系数S和扩散系数和扩散系数D(3) 若转速增加若转速增加10倍，从倍，从x1=4.9cm移动到移动到x2=5.15cm处所需的时间处所需的时间解解 (1) (2) S=3.55 1013s， D=1.01 103 m2 s1 M=34.7 kg m3 (3) 12212)ln(ttx/xS 02183094.155ln(105532213 t)./. 制作：陈纪岳制作：陈纪岳请转下一节21 结束语结束语