胶体化学第9章-高分子溶液资料讲解.ppt

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1、胶体化学第9章-高分子溶液 9.1 9.1高分子化合物的高分子化合物的相对分子质量和相对分子质量分布相对分子质量和相对分子质量分布 低低分分子子化化合合物物是是以以单单个个分分子子存存在在，而而高高分分子子化化合合物物是是由由许许多多结结构构单单元元联联结结而而成成。例例如如，天天然然橡橡胶胶(聚聚异异戊戊二二烯烯)的的分分子子是是由由几几千千个个一一C C。H H。单单元元联联结结而而成成，其其分分子子式式可可写写成成C5H8C5H8手手。这这种种小小单单元元称称为为链链节节，P P叫叫作作聚聚合合度度，其其数数值值一一般般在在几几百百以以上上，所所以以，高高分分子子的的首首尾尾结结构构与与

2、链链节节的的差差别别可可以以忽忽略略不不计计，若若链链节节的的相相对对分分子子质质量量是是M M。，则则高高分分子子的的相相对对分分子子质量应为质量应为 溶解度与其分子量有关，分子量大，溶解度小；反之溶解度与其分子量有关，分子量大，溶解度小；反之亦然。亦然。选择合适的溶剂，是配制高分子溶液的关键。一般原则是：选择合适的溶剂，是配制高分子溶液的关键。一般原则是：“极性相近极性相近”原则；原则；“溶度参数相近溶度参数相近”原则，溶度参原则，溶度参数是内聚能密度的平方根，可查到。数是内聚能密度的平方根，可查到。二混合熵合混合热二混合熵合混合热 高分子的溶解过程是熵增加过程，因而混合熵大于零高分子的溶

3、解过程是熵增加过程，因而混合熵大于零 （S SM M00）。）。由于高分子的柔性，多构象性，其混合熵远远大于小分由于高分子的柔性，多构象性，其混合熵远远大于小分子的混合熵。同时其与溶剂的混合热也不等于零子的混合熵。同时其与溶剂的混合热也不等于零（H HM M00）。）。Flory-Huggins用用晶晶格格模模型型推推出出高高分分子子溶溶液液的的混混合合熵熵和和混混合热为合热为SM=-R(n1ln1+n2ln2)HM=RT1n12 ,式式中中，n1和和n2分分别别是是溶溶剂剂和和高高分分子子的的摩摩尔尔数数；1和和2分分别别是是溶溶剂剂和和高高分分子子的的体体积积分分数数；1是是Huggins

4、参参数数，可可由由第第二二维维利系数（利系数（A2）求得，即）求得，即 是是溶溶剂剂的的摩摩尔尔体体积积。当当1 1=1/2=1/2时时，A A2 2=0=0。此此时时的的温温度度称为称为温度，溶剂称为温度，溶剂称为溶剂。溶剂。因此，高分子溶液与理想溶液有很大的偏差。只是在某些特因此，高分子溶液与理想溶液有很大的偏差。只是在某些特殊条件（如殊条件（如体系）或浓度趋于零时，才呈现理想溶液的性体系）或浓度趋于零时，才呈现理想溶液的性质。质。一平均分子量和分子量分布一平均分子量和分子量分布高分子的特点：大分子量（高分子的特点：大分子量（103107）；分子量不均匀性。所以其分子量）；分子量不均匀性。

5、所以其分子量具有统计平均的意义。统计方法不同，分子量也不同。各种平均分子量具有统计平均的意义。统计方法不同，分子量也不同。各种平均分子量及其测定方法如下表示：及其测定方法如下表示：9.2 高分子的分子量与分子尺寸高分子的分子量与分子尺寸i=1,Ni和和Wi分分别别为为分分子子量量为为Mi的的分分子子在在高高分分子子化化合合物物中中所所占占的的摩摩尔尔分分数数和和重重量量分分数数；ni和和wi分分别别为为分分子子量量为为Mi的的高高分分子子的的摩摩尔尔数数和和重重量量；是是Mark-Houwink公式中的常数。公式中的常数。一般一般二粘度与分子尺寸二粘度与分子尺寸高分子是以无规线团形式存在，其粘

6、度有不同的定义。高分子是以无规线团形式存在，其粘度有不同的定义。与高分子分量与高分子分量M的关系符合的关系符合Mark-Houmink经验式经验式 =kM ,k,M为常数，与性质有关。一般为常数，与性质有关。一般在在0.51之间。之间。三分子量的测定方法三分子量的测定方法1渗透压法渗透压法 理想溶液的渗透压可用理想溶液的渗透压可用Vant Hoff公式表示：公式表示：c为重量浓度，为重量浓度，M为溶质分子量。为溶质分子量。高分子溶液渗透压高分子溶液渗透压：Ai为维利系数。为维利系数。此方法测得的是数均分子量。此方法测得的是数均分子量。当有聚电解质存在时，要考虑电离作用。当有聚电解质存在时，要考

7、虑电离作用。当有聚离子存在时，会产生唐南（当有聚离子存在时，会产生唐南（Donnan）平衡。）平衡。设在膜内加聚电解质设在膜内加聚电解质NaZP，浓度为，浓度为m1（mol/dm3），在膜外加浓度为），在膜外加浓度为m2（mol/dm3）的小分子电解质）的小分子电解质NaCl。渗透平衡时，由膜外进入膜内的。渗透平衡时，由膜外进入膜内的NaCl浓度浓度x为为因为（因为（zm1+x）（）（x）=（m2x）（）（m2x）膜内与膜外的膜内与膜外的NaCl浓度比为浓度比为这是：这是：由于不透过半透膜的聚离子存在，平衡时膜内外的由于不透过半透膜的聚离子存在，平衡时膜内外的NaCl浓度不浓度不相等，因而产生

8、渗透压。即相等，因而产生渗透压。即Donnan效应；效应；当当m1m2时，时，NaCl几乎几乎都在膜外；都在膜外；当当m1m2时，时，NaCl在膜两边分布是均匀的。产生的渗在膜两边分布是均匀的。产生的渗透压为（透压为（Na膜外膜外经整理）经整理）以以/c与与c作图得直线，外推截距得作图得直线，外推截距得M。c为聚电解质重量浓度。由此可知，为聚电解质重量浓度。由此可知，消除消除Donnan效应的方法为：增大小分子电解质的浓度；降低聚电解质效应的方法为：增大小分子电解质的浓度；降低聚电解质的浓度；将的浓度；将pH调到等电点，减少电荷量。调到等电点，减少电荷量。其它方法略。其它方法略。此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢