溶液与胶体溶液

第 一 章 溶 液 与 胶 体 溶 液 学 习 目 标 1.掌 握 溶 液 组 成 量 度 的 常 见 表 示 方 法 及 溶 液 的 配制 方 法 ； 掌 握 渗 透 现 象 产 生 的 原 因 、 条 件 及 影 响渗 透 压 大 小 的 因 素 ； 掌 握 溶 胶 的 性 质 ； 2.熟 悉 渗 透 浓 度 的 概 念 、 胶 团 结 构 及 胶 粒 带 电 情况 。 3.了 解 渗 透 压 在 医 学 上 的 意 义 、 高 分 子 溶 液 对 溶胶 的 保 护 作 用 等 。 引 言 人 的 生 命 活 动 离 不 开 各 种 溶 液 ， 如 日 常 饮 料 、 生 理盐 水 、 葡 萄 糖 溶 液 、 人 体 组 织 间 液 、 血 液 、 淋 巴 液及 各 种 腺 体 的 分 泌 液 等 。 食 物 的 消 化 吸 收 、 生 命 过程 必 须 的 氧 气 的 吸 收 和 二 氧 化 碳 排 泄 ， 以 及 体 内 的新 陈 代 谢 反 应 都 在 溶 液 中 进 行 。 可 以 说 没 有 溶 液 就 没 有 生 命 。 因 此 ， 学 习 溶 液 相 关知 识 对 我 们 有 重 要 的 意 义 。 第 一 节 分 散 系 统 人 们 通 常 把 具 体 的 研 究 对 象 称 为 体 系 。一 种 或 几 种 物 质 分 散 在 另 一 种 （ 或 几 种 ） 物质 中 所 形 成 的 体 系 称 为 分 散 系 ， 其 中 被 分 散的 物 质 称 为 分 散 相 （ 或 分 散 质 ） ， 而 容 纳 分散 相 的 连 续 介 质 则 称 为 分 散 介 质 （ 或 分 散剂 ） 。 例 如 ， 蔗 糖 水 就 是 一 种 分 散 系 ， 其 中 蔗 糖分 子 是 分 散 相 ， 水 是 分 散 介 质 。 分 散 系 分 散 相 粒 子 直径 例 子 特 性真 溶 液 100 nm 泥 浆 、 牛奶 粒 子 不 能 透 过 滤 纸 和 半 透 膜 ，扩 散 慢 ， 一 般 显 微 镜 下 可 见 分 散 系 的 分 类 情 况 一 、 质 量 分 数 质 量 分 数 是 指 溶 液 中 溶 质 质 量 mB与 溶 液 质 量 m之 比 ， 符 号 为 B。 即 ： 质 量 分 数 可 用 小 数 表 示 ， 也 可 用 百 分 数 表 示 。例 如 ， 市 售 浓 硫 酸 的 (H2SO4)=0.98或 98%。第 二 节 溶 液 组 成 量 度 的 表 示 方法 mmBB 对 于 溶 质 为 液 体 的 物 质 来 说 ， 常 用 溶 质 的 体 积（ VB） 与 溶 液 体 积 （ V） 之 比 来 表 示 溶 液 的 浓 度 ，这 种 溶 液 浓 度 叫 做 体 积 分 数 ， 符 号 为 B。 即 ： 体 积 分 数 也 既 可 用 小 数 表 示 ， 也 可 用 百 分 数 表示 。 如 ， 市 售 药 用 酒 精 的 乙 醇 =0.95或 95%； 医 用 消毒 酒 精 的 乙 醇 =0.75或 75%； 擦 浴 酒 精 的 乙 醇=0.300.50或 30%50%。 （ 读 fi， 是 希 腊 字 母 ， 请 参 看 以 下 资 料 ） 体 积 分 数VVBB 例 1-3 配 制 500 mL消 毒 酒 精 （ B = 0.75） 需无 水 酒 精 多 少 毫 升 ？ 解 ： 已 知 V = 500 mL， B = 0.75 答 ： 量 取 375 mL无 水 酒 精 加 水 稀 释 到 500 mL即 得消 毒 酒 精 。 375mL75.0mL500BB VV 二 、 质 量 浓 度 质 量 浓 度 是 溶 液 中 溶 质 的 质 量 mB与 溶 液 体 积 V之 比 ， 符 号 为 B。 即 ： 质 量 浓 度 的 国 际 单 位 是 kgm-3， 医 学 上 常 用 单位 是 gL-1或 mgL-1。 VmBB 例 1-2 100 mL生 理 盐 水 中 含 有 0.90 g NaCl，计 算 生 理 盐 水 的 质 量 浓 度 。 解 ： 已 知 ， V = 100 mL = 0.10 L 答 ： 生 理 盐 水 的 质 量 浓 度 为 9 gL-1。 1-NaClNaCl Lg 9L10.0 90.0 gVm 三 、 物 质 的 量 浓 度 物 质 的 量 浓 度 ， 可 以 简 称 为 浓 度 ， 是 溶 液 中 溶质 的 物 质 的 量 nB（ B表 示 溶 液 中 的 溶 质 ） 与 溶 液体 积 V之 比 ， 符 号 为 cB。 即 ： nB=mB/MB 物 质 的 量 浓 度 的 国 际 单 位 是 molm-3， 医 学 常用 单 位 是 molL-1或 mmolL-1。Vnc BB 例 1-1 100 mL正 常 人 的 血 清 中 含 有 10.0 mg Ca2+离 子 ， 计 算 正 常 人 血 清 中 Ca2+离 子 的 物 质 的 量 浓 度 （ 用mmolL-1表 示 ） 。 解 ： 已 知 V = 100 mL = 0.10 L， MCa2+=40gmol-1答 ： 正 常 人 血 清 中 Ca2+离 子 的 物 质 的 量 浓 度 是 2.5 mmolL -1。 1-1-1-CaCa Lmmol 2.5Lmol 0025.0L 10.0 molg 40 g 010.02222 VMmVnc CaCa 说 明 根 据 SI规 定 ， 在 使 用 浓 度 单 位 时 必 须 注 明所 表 示 物 质 的 基 本 单 元 。 如 ： C(KCl)=0.1mol/L 通 常 所 说 的 “ 溶 液 浓 度 ” 实 际 上 是 指 溶液 的 “ 物 质 的 量 浓 度 ” 。 请 你 说 明 以 上 四 种 溶 液 浓 度 的 表 示 方 法 cB、 B、B和 B之 间 有 什 么 区 别 和 联 系 ？ 浓 度 相 互 换 算 要 点 各 种 浓 度 表 示 法 有 各 自 的 特 点 ， 从 各 种 浓 度 的 基 本 定义 出 发 ， 可 进 行 各 种 浓 度 的 相 互 换 算 。 溶 液 浓 度 的 换 算 只 是 单 位 的 变 换 ， 而 溶 质 的 量 和 溶 液的 量 均 未 改 变 。 1 在 临 床 生 化 检 验 中 ， 凡 是 相 对 分 子 质 量 已 知 的 物 质 在 人 体的 组 成 量 度 ， 原 则 上 均 应 用 物 质 的 量 浓 度 表 示 ， 对 于 相 对 分 子 质量 尚 未 准 确 测 得 的 物 质 ， 则 可 用 质 量 浓 度 表 示 ， 对 于 注 射 液 ， 世界 卫 生 组 织 认 为 ， 在 绝 大 多 数 情 况 下 ， 标 签 上 应 同 时 标 明 质 量 浓度 B和 物 质 的 量 浓 度 CB。 如 静 脉 注 射 的 氯 化 钠 溶 液 ， 应 同 时 标明 （ NaCl） 9 gL-1， C（ NaCl） 0.15 molL-1。 2 举 例 进 行 B和 CB的 计 算 （ 1） 正 常 人 100mL血 清 中 含 100mg葡 萄 糖 ， 计 算 血 清 中 葡 萄 糖 的 物 质 的 量 浓 度 （ 用 mmolL-1表 示 ） （ 2） 100mL葡 萄 糖 注 射 液 中 含 5g葡 萄 糖 ， 计 算 溶 液 的 质 量 浓 度 和 物 质 的 量 浓 度 。 应 用 希 腊 字 母 的 正 确 读 法 是 什 么 ？ 1 alpha a:lf 阿 尔 法 角 度 ； 系 数 2 beta bet 贝 塔 磁 通 系 数 ； 角 度 ； 系 数 3 gamma ga:m 伽 马 电 导 系 数 （ 小 写 ） 4 delta delt 德 尔 塔 变 动 ； 密 度 ； 屈 光 度 5 epsilon epsilon 伊 普 西 龙 对 数 之 基 数 6 zeta zat 截 塔 系 数 ； 方 位 角 ； 阻 抗 ； 相 对 粘 度 ； 原子 序 数 7 eta eit 艾 塔 磁 滞 系 数 ； 效 率 （ 小 写 ） 8 thet it 西 塔 温 度 ； 相 位 角 9 iot aiot 约 塔 微 小 ， 一 点 儿 10 kappa kap 卡 帕 介 质 常 数 11 lambda lambd 兰 布 达 波 长 （ 小 写 ） ； 体 积 12 mu mju 缪 磁 导 系 数 ； 微 （ 千 分 之 一 ） ； 放 大 因数 （ 小 写 ） 13 nu nju 纽 磁 阻 系 数 14 xi ksi 克 西 15 omicron omikron 奥 密 克 戎 16 pi pai 派 圆 周 率 =圆 周 直 径 =3.1416 17 rho rou 肉 电 阻 系 数 （ 小 写 ） 18 sigma sigma 西 格 马 总 和 （ 大 写 ） ， 表 面 密 度 ；跨 导 （ 小 写 ） 19 tau tau 套 时 间 常 数 20 upsilon jupsilon 宇 普 西 龙 位 移 21 phi fai 佛 爱 磁 通 ； 角 22 chi phai 西 23 psi psai 普 西 角 速 ； 介 质 电 通 量 （ 静 电 力 线 ） ；角 24 omega omiga 欧 米 伽 欧 姆 （ 大 写 ） ； 角 速 （ 小写 ） ； 角 第 三 节 溶 液 的 渗 透 压 一 、 渗 透 现 象 和 渗 透 压 溶 剂 分 子 透 过 半 透 膜 由 纯 溶 剂 （ 或 稀 溶 液 ） 进入 溶 液 （ 或 浓 溶 液 ） 的 自 发 过 程 称 为 渗 透 现 象 。不 同 浓 度 的 两 种 溶 液 被 半 透 膜 隔 开 时 都 有 渗 透 现象 发 生 。 渗 透 现 象 产 生 的 原 因 是 蔗 糖 分 子 不 能 透 过半 透 膜 ， 而 水 分 子 却 可 以 自 由 通 过 半 透 膜 。 可 见 ， 渗 透 现 象 的 产 生 必 须 具 备 两 个 条 件 ：一 是 有 半 透 膜 存 在 ， 二 是 半 透 膜 两 侧 的 溶 液要 有 浓 度 差 。产 生 原 因 ： 单 位 体 积 内 纯 溶 剂 中 的 溶 剂 分 子数 目 大 于 溶 液 中 的 溶 剂 分 子 数 目 ， 在 单 位 时间 内 ， 由 纯 溶 剂 通 过 半 透 膜 进 入 溶 液 中 的 溶剂 分 子 比 由 溶 液 进 入 纯 溶 剂 中 的 溶 剂 分 子 多 ，致 使 液 面 升 高 。 如 果 刚 开 始 就 在 蔗 糖 水 溶 液 的 一 侧 施 加 一 定 压 力 ，恰 好 阻 止 上 述 渗 透 现 象 发 生 ， 则 把 此 时 在 溶 液 液 面上 所 施 加 的 压 力 称 为 该 溶 液 的 渗 透 压 。 渗 透 压 力恰 能 阻 止 渗 透 现 象 继 续 发 生 而 达 到 动 态 平 衡 时 的 压 力称 为 渗 透 压 力 ， 用 符 号 表 示 。（ 1） 定 义（ 2） 单 位 KPa或 Pa（ 3） 渗 透 平 衡 随 着 溶 液 液 面 的 升 高 ， 静 水 压 增 加 ， 溶 液 中 的 溶 剂分 子 透 过 半 透 膜 进 入 纯 溶 剂 中 的 速 度 加 快 ， 当 单 位 时 间内 半 透 膜 两 侧 透 过 的 溶 剂 分 子 数 相 等 时 ， 液 面 不 再 升 高 ，此 时 体 系 达 到 了 渗 透 平 衡 。 反 渗 透 ： 在 浓 溶 液 一 侧 增 加 较 大 的 压 力 可 使 溶 剂 进 入 稀 溶 液 （ 或 溶 剂 ） 。 依 此 可 实 现 溶 液 的 浓 缩 和 海 水 的 淡 化 。P渗 透 反 渗 透 如 果 被 半 透 膜 隔 开 的 是 两 种 不 同 浓 度 的 溶 液 ， 当渗 透 达 到 平 衡 时 ， 液 柱 产 生 的 静 液 压 既 不 是 浓 溶 液的 渗 透 压 ， 也 不 是 稀 溶 液 的 渗 透 压 ， 而 是 这 两 种 溶液 渗 透 压 之 差 。 渗 透 压 是 溶 液 的 一 个 重 要 性 质 ， 它 也 存 在 于 人 体内 ， 并 且 与 人 体 的 机 能 活 动 相 关 。 比 如 人 体 内 的 毛细 管 壁 具 有 半 透 膜 的 特 征 ， 可 以 让 血 液 和 体 液 中 的小 分 子 物 质 、 离 子 、 水 分 自 由 透 过 ， 但 是 不 让 血 液中 的 蛋 白 质 等 大 分 子 透 过 。 二 、 渗 透 压 与 浓 度 、 温 度 的 关 系 1886年 范 特 荷 甫 （ vant Hoff）根 据 实 验 数 据 ， 总 结 出 稀 溶 液 的 渗 透 压与 溶 液 的 浓 度 和 温 度 关 系 为 ： = cBRT 式 中 溶 液 的 渗 透 压 kPa c 溶 液 浓 度 mol/L T 绝 对 温 度 K(273.15 t0C) R 气 体 常 数 8.31kPaLmol-1K-1 在 一 定 温 度 下 ， 稀 溶 液 的 渗 透 压 与 单 位体 积 溶 液 中 所 含 溶 质 的 粒 子 数 （ 分 子 数 或 离子 数 ） 成 正 比 ， 而 与 溶 质 的 本 性 无 关 。 因 此 ， 对 于 任 意 溶 质 的 非 电 解 质 溶 液 ，在 一 定 温 度 下 ， 只 要 cB相 同 ， 渗 透 压 就 相 同 。如 0.3 molL-1葡 萄 糖 溶 液 与 0.3 molL-1蔗 糖溶 液 的 渗 透 压 相 同 。 0.3 molL-1 NaCl溶 液 的 渗 透 压 约 为 0.3 molL-1葡 萄 糖 溶 液 渗 透 压 的 2倍 。 为 什 么 ？ 因 此 ， 对 电 解 质 的 稀 溶 液 ， 范 特 荷 甫 公 式修 正 为 ： = icBRT 例 如 ， KCl的 i=2， Ca(NO3)2的 i=3。 非 电解 质 的 校 正 系 数 可 看 成 是 1。 三 、 渗 透 压 在 医 学 上 的 意 义 （ 一 ） 渗 透 浓 度 溶 液 中 能 产 生 渗 透 效 应 的 溶 质 粒 子 （ 分子 或 离 子 ） 统 称 为 渗 透 活 性 物 质 。 医 学 上把 渗 透 活 性 物 质 的 总 物 质 的 量 浓 度 称 为 渗透 浓 度 ， 用 符 号 cos表 示 ， 其 常 用 单 位 为molL-1或 mmolL-1。 医 学 上 常 用 渗 透 浓 度 来 间 接 表 示 溶 液 渗透 压 的 大 小 。 例 1-4 计 算 50.0gL-1葡 萄 糖 溶 液 和 9gL-1生 理盐 水 溶 液 的 渗 透 浓 度 。 解 ： 葡 萄 糖 为 非 电 解 质 ， i=1； NaCl为 强 电 解质 ， i=2， 根 据 题 意 得 ： 答 ： 50.0gL-1葡 萄 糖 溶 液 的 渗 透 浓 度 为278molL-1， 9gL-1生 理 盐 水 溶 液 的 渗 透 浓 度 为308molL -1。 1111, 1111OHC OHC, 308308.05.58 0.922 2780.27818050.0M 6126 61266126 LmmolLmolmolg Lgcc LmmolLmolmolg Lgc NaClNaClos OHCos （ 二 ） 等 渗 、 低 渗 和 高 渗 溶 液 渗 透 压 相 等 的 两 种 溶 液 ， 称 为 等 渗 溶 液 ；渗 透 压 不 等 的 两 种 溶 液 ， 其 中 渗 透 压 高 的 称为 高 渗 溶 液 ， 渗 透 压 低 的 称 为 低 渗 溶 液 。 临 床 上 规 定 血 浆 总 渗 透 浓 度 正 常 范 围 是280320 mmolL-1， 规 定 ：280320 mmolL-1 等 渗 溶 液小 于 280 mmolL-1 低 渗 溶 液大 于 320 mmolL-1 高 渗 溶 液 1. 生 理 盐 水 (0.154molL-1或 9.0gL-1NaCl溶 液 )， 毫 渗 透 量 浓 度 为 308mOsmL-1。2. 0.278molL-1或 50gL-1葡 萄 糖 溶 液 ,亳 渗 量 溶 液 浓 度 为 278mOsmL-1（ 近 似 于 280mOsmL-1） 。3. 0.149molL-1或 12.5gL-1碳 酸 氢 钠 溶 液 ， 毫 渗 透 量 浓 度 为 298mOsmL-1 1. 0.513molL-1NaCl溶 液 ， 毫 渗 透 量 浓 度 为1026mOsmL-1.2. 0.278molL-1葡 萄 糖 氯 化 钠 溶 液 （ 是 生 理 盐 水 中 含 0.278molL-1葡 萄 糖 ） ,毫 渗 透 量 浓 度 应 为 308+278=586mOsmL-1,其 中 生 理 盐 水 维 持 渗 透 压 ,葡萄 糖 则 供 给 热 量 和 水 .3. 2.78molL-1葡 萄 糖 溶 液 ， 毫 渗 透 量 浓 度 为 2780mOsmL-1。 临 床 上 常 用 的 高 渗 溶 液 有 ：临 床 上 常 用 的 等 渗 溶 液 大 量 输 液 时 遵 循 的 基 本 原 则 在 临 床 上 ， 病 人 需 要 大 量 输 液 时 ， 必 须 使 用 等 渗 溶 液 ，否 则 将 产 生 严 重 后 果 ， 甚 至 危 及 生 命 。 输 入 低 渗 溶 液 ， 会 使 红 血 球 破 裂 出 现 溶 血 现 象 。 输 入 高 渗 溶 液 时 ， 红 血 球 皱 缩 易 粘 合 在 一 起 而 成 “ 团 块 ” ，这 些 团 块 在 小 血 管 中 ， 便 可 能 形 成 “ 血 栓 ” 。 临 床 给 病 人 大 量 补 液 时 ， 用 等 渗 溶 液 是 一 个 基本 原 则 。 红 细 胞 在 不 同 溶 液 中 的 形 态 不 同 ！ （ 三 ） 晶 体 渗 透 压 和 胶 体 渗 透 压 血 浆 中 含 有 低 分 子 的 晶 体 物 质 （ 如 氯 化钠 、 葡 萄 糖 和 碳 酸 氢 钠 等 ） 和 高 分 子 的 胶 体物 质 （ 如 蛋 白 质 ） 。 血 浆 渗 透 压 是 这 两 类 物质 所 产 生 渗 透 压 的 总 和 ， 其 中 由 低 分 子 晶 体物 质 产 生 的 渗 透 压 叫 做 晶 体 渗 透 压 ； 由 高 分子 胶 体 物 质 产 生 的 渗 透 压 叫 做 胶 体 渗 透 压 。 晶 体 渗 透 压 和 胶 体 渗 透 压 在 维 持 体 内盐 -水 平 衡 上 发 挥 着 不 同 的 作 用 。 细 胞 膜 将细 胞 内 液 和 外 液 隔 开 ， 并 只 能 让 水 分 子 自由 通 过 膜 内 外 ， 而 K+、 Na+不 易 透 过 。 如 人体 内 缺 水 时 ， 细 胞 外 液 的 盐 浓 度 升 高 ， 晶体 渗 透 压 增 大 ， 于 是 细 胞 内 水 分 子 向 外 渗透 ， 造 成 细 胞 失 水 ； 如 果 大 量 饮 水 或 输 入过 多 的 葡 萄 糖 溶 液 ， 则 使 细 胞 外 液 的 水 分子 向 细 胞 内 渗 透 ， 严 重 时 可 引 起 水 中 毒 。 水 中 毒 水 中 毒 是 指 过 多 的 水 进 入 细 胞 内 ， 导 致 细 胞 内 水 过 多 。 而 水 过 多 是 指水 在 体 内 潴 留 超 过 正 常 体 液 量 而 言 。 同 属 于 稀 释 性 低 钠 血 症 的 范 畴 。 水 中 毒 ： 在 肾 功 能 不 全 或 有 抗 利 尿 激 素 分 泌 过 多 （ 如 大 手 术 ， 严 重 外伤 等 应 激 状 态 下 ） 时 ， 如 摄 入 过 量 液 体 ， 则 因 肾 不 能 将 过 多 的 水 分 排出 ， 而 造 成 体 内 水 分 积 聚 。 体 内 水 分 过 多 ， 可 使 细 胞 外 液 稀 释 扩 张 ，并 渗 入 细 胞 而 引 起 细 胞 内 水 肿 。 急 性 水 中 毒 时 病 人 头 痛 ， 乏 力 ， 意 识 不 清 ， 嗜 睡 ， 躁 动 ， 抽 搐 ， 昏 迷 ，体 重 增 加 。 血 钠 低 于 正 常 （ 可 降 至 120mmol/L以 下 ） 。 治 疗 原 则 主 要 是 严 格 控 制 水 分 摄 入 ， 形 成 水 的 负 平 衡 ， 一 般 轻 症 病 人即 可 好 转 。 每 日 入 水 量 限 制 在 700-1000ml以 下 。 重 症 病 人 则 须 用 高渗 氯 化 钠 溶 液 ， 使 细 胞 内 水 分 渗 出 ， 同 时 用 速 尿 进 行 利 尿 ， 以 免 血 容量 继 续 扩 张 。 肾 功 能 衰 竭 的 病 人 要 用 透 析 疗 法 排 出 体 内 积 水 。 水 肿 毛 细 血 管 壁 也 是 体 内 的 一 种 半 透 膜 ， 隔着 血 浆 和 组 织 间 液 ， 它 能 让 水 、 葡 萄 糖 、 尿素 、 氨 基 酸 及 各 种 离 子 自 由 通 过 ， 而 不 允 许蛋 白 质 高 分 子 通 过 ， 如 血 浆 中 蛋 白 质 减 少 时 ，血 浆 中 的 胶 体 渗 透 压 就 会 降 低 ， 血 浆 中 的 水就 会 透 过 毛 细 血 管 壁 进 入 组 织 间 液 ， 致 使 血容 量 （ 人 体 血 液 总 量 ） 降 低 ， 而 组 织 间 液 增多 ， 这 是 形 成 水 肿 的 原 因 之 一 。 第 四 节 溶 胶 和 高 分 子 化 合 物 溶液 一 、 溶 胶 （ 一 ） 胶 团 的 结 构 溶 胶 是 指 直 径 1 100nm的 固 体 颗 粒 分 散 在分 散 介 质 里 的 分 散 体 系 。 溶 胶 的 分 散 相 粒 子 即 胶粒 ， 是 由 许 多 小 分 子 、 原 子 或 离 子 聚 集 而 成 的 ，具 有 双 电 子 层 结 构 。 下 面 以 AgI溶 胶 为 例 说 明 胶 团结 构 。 实 验 表 明 ， 在 AgNO3和 KI反 应 中 ， 若 AgNO3过 量 ，则 胶 核 吸 附 n个 Ag+而 带 正 电 荷 （ a） ； 反 之 ， 若 KI过 量 ， 则 胶 核 吸 附 n个 I-而 带 负 电 （ b） 。 （ a） AgNO3过 量 时 （ b） KI过 量 时 体 系 中 与 胶 核 所 带 电 荷 电 性 相 反 的 离 子称 为 反 离 子 。 一 方 面 ， 由 于 反 离 子 带 有 与 胶核 表 面 电 荷 电 性 相 反 的 电 荷 ， 在 静 电 引 力 作用 下 ， 使 之 有 靠 近 胶 核 的 趋 势 ； 另 一 方 面 ，反 离 子 由 于 扩 散 运 动 ， 使 之 有 远 离 胶 核 的 趋势 。 当 这 两 种 趋 势 达 到 平 衡 时 ， 使 体 系 反 离子 按 一 定 的 浓 度 梯 度 分 布 ， 形 成 胶 粒 。 还 有部 分 反 离 子 松 散 地 分 布 在 胶 粒 周 围 ， 构 成 扩散 层 。 所 谓 双 电 子 层 就 是 指 带 有 相 反 电 荷 的吸 附 层 与 扩 散 层 。 胶 粒 与 扩 散 层 构 成 胶 团 。 胶 团 结 构 的 表 示 方 法 如 下 ： AgI正 溶 胶 的 胶 团 结 构 其 中 mn， nx。 从 上 述 AgI溶 胶 的 胶 团 结 构可 知 ， 胶 粒 带 正 电 ， 但 整 个 胶 团 是 电 中 性 的 。 （ 二 ） 溶 胶 的 性 质 1.光 学 性 质 丁 达 尔 （ Tyndall） 效 应 在 暗 室 中 用 一 束 强 光 投 射 到 溶 胶 上 ， 从 光 束 的 垂 直方 向 上 可 以 清 楚 地 观 察 到 一 条 光 带 ， 这 是 溶 胶 的 丁达 尔 效 应 。 丁 达 尔 效 应 是 光 的 散 射 现 象 。 由 于 溶 胶 粒 子 的 直 径 大 小 在 1100 nm之 间 ，稍 小 于 可 见 光 波 长 （ 400700 nm） ， 当 可 见 光 透 过溶 胶 时 会 产 生 明 显 的 散 射 作 用 。 而 对 于 真 溶 液 ， 由 于 分 子 或 离 子 直 径 远 小 于 光 的波 长 ， 光 发 生 透 射 ， 显 得 清 澈 透 明 。 因 此 ， 可 以 用丁 达 尔 现 象 区 分 溶 胶 和 真 溶 液 。 2.动 力 学 性 质 布朗 （ Brown） 运 动 将 一 束 强 光 透 过溶 胶 并 在 光 的 垂 直 方 向 用超 显 微 镜 观 察 ， 可 以 观 测到 溶 胶 中 的 粒 子 在 不 停 地作 不 规 则 的 运 动 ， 这 种 不停 的 无 规 则 的 运 动 称 为 布朗 运 动 。 3.电 学 性 质 电泳在 一 个 U形 管 中 ， 加 入棕 色 的 Fe(OH)3溶 胶 ， 然后 插 上 电 极 并 通 直 流 电 ，阴 极 附 近 颜 色 逐 渐 变 深 ，表 示 氢 氧 化 铁 胶 粒 向 阴极 移 动 。 这 种 胶 粒 在 电 场 作 用 下 定 向 移 动 的 现 象 叫电 泳 。 溶 胶 的 电 泳 方 向 可 以 判 断 其 胶 粒 带 电 情 况 ， 向阳 极 迁 移 的 胶 粒 带 负 电 ， 向 阴 极 迁 移 的 胶 粒 带 正 电 。 一 般 情 况 下 ， 大 多 数 金 属 硫 化 物 、 硅 酸 、 金 、银 等 溶 胶 ， 胶 粒 带 负 电 ； 大 多 数 金 属 氢 氧 化 物 溶 胶 ，胶 粒 带 正 电 。 4.溶 胶 的 稳 定 性 和 聚 沉 （ 1） 溶 胶 的 稳 定 性 溶 胶 是 不 稳 定 体 系 ， 具 有 自 发 聚 结 的 趋 势 ， 应 该 很容 易 聚 结 而 下 沉 ， 但 事 实 上 很 多 溶 胶 相 当 稳 定 。 溶胶 的 稳 定 性 原 因 有 以 下 几 点 ： 溶 胶 分 散 程 度 高 ， 胶 粒 体 积 小 ， 具 有 强 烈 的 布 朗运 动 ， 可 以 克 服 重 力 作 用 而 不 易 下 沉 。 在 溶 胶 体系 中 ， 由 于 胶 粒 都 带 有 相 同 的 电 荷 ， 它 们 相 互 排 斥阻 止 了 彼 此 的 靠 近 。 胶 团 中 的 吸 附 层 离 子 和 扩 散层 离 子 都 能 发 生 水 化 作 用 ， 在 其 表 面 形 成 具 有 一 定强 度 和 弹 性 的 水 化 膜 ， 这 层 水 化 膜 阻 止 了 胶 粒 之 间的 直 接 接 触 ， 使 胶 粒 碰 撞 时 不 致 引 起 聚 沉 。 （ 2） 溶 胶 的 聚 沉 溶 胶 的 稳 定 是 暂 时 的 、 有 条 件 的 、 相 对 的 。从 溶 胶 的 稳 定 性 来 看 ， 只 要 破 坏 了 溶 胶 稳 定性 的 因 素 ， 溶 胶 粒 子 就 会 聚 结 而 沉 降 ， 这 个过 程 称 为 溶 胶 的 聚 沉 。 电 解 质 对 溶 胶 的 聚 沉 作 用 加 热 聚 沉 溶 胶 的 相 互 聚 沉 天 然 水 中 的 悬 浮 粒 子 一 般 为 带 负 电 的 胶 粒例 如 ： 明 矾 KAl(SO4)212H2O能 用 于 净 水 二 、 高 分 子 化 合 物 溶 液 高 分 子 化 合 物 是 指 具 有 较 大 相 对 分 子质 量 的 大 分 子 化 合 物 ， 如 蛋 白 质 、 纤 维 素 、淀 粉 、 动 植 物 胶 、 人 工 合 成 的 各 种 树 脂 等 。 高 分 子 化 合 物 在 适 当 的 溶 剂 中 能 强 烈 的溶 剂 化 ， 形 成 很 厚 的 溶 剂 化 膜 而 溶 解 ， 构成 了 均 匀 、 稳 定 的 分 散 系 ， 称 为 高 分 子 化合 物 溶 液 。 高 分 子 化 合 物 溶 液 的 本 质 是 真溶 液 ， 丁 达 尔 现 象 不 明 显 。 加 入 少 量 电 解质 无 影 响 ， 加 入 多 时 引 起 盐 析 。 在 溶 胶 中 加 入 适 量 高 分 子 化 合 物 溶 液 ，可 以 显 著 的 增 加 溶 胶 的 稳 定 性 ， 这 种 现 象 叫高 分 子 化 合 物 的 保 护 作 用 。 例 如 ， 作 为 防 腐 药 的 蛋 白 银 是 一 种 胶 体银 制 剂 ， 其 制 备 过 程 中 将 蛋 白 质 高 分 子 化 合物 加 入 到 胶 体 银 中 ， 使 之 比 普 通 银 溶 胶 更 稳定 、 浓 度 更 高 、 银 粒 更 细 。 第 五 节 表 面 现 象 体 系 中 物 理 和 化 学 性 质 完 全 相 同 的部 分 称 为 相 。 两 相 接 触 时 的 交 界 面 称 为 界面 ， 若 其 中 一 相 为 气 体 ， 则 通 常 称 为 表 面 。由 于 相 界 面 分 子 与 相 内 部 分 子 的 受 力 情 况不 同 ， 因 此 在 相 界 面 就 会 产 生 一 些 特 殊 的性 质 ， 人 们 把 这 种 产 生 在 相 界 面 上 的 特 殊物 理 和 化 学 现 象 统 称 为 界 面 现 象 或 表 面 现象 。 一 、 表 面 张 力 和 表 面 能 水 内 部 水 分 子 在 内 部 移动 不 做 功 。 水 表 面 的 水 分 子 受 到 的引 力 不 对 称 ， 结 果 导 致 水 面具 有 自 动 缩 小 的 趋 势 ， 这 种收 缩 力 称 为 表 面 张 力 （ ） 。大 小 与 温 度 和 界 面 两 相 物 质的 性 质 有 关 ， 单 位 是 Nm-1。 若 要 扩 展 表 面 ， 把 液 体 分 子 从 内 部 移到 液 体 的 表 面 层 去 ， 就 必 须 克 服 向 内 的 引力 而 做 功 ， 此 功 转 化 为 移 到 表 面 层 的 分 子的 位 能 ， 称 为 表 面 能 （ Es） 。 实 验 表 明 ，表 面 能 Es与 表 面 张 力 和 表 面 积 A有 下 列 关 系 ： Es = A 降 低 表 面 能 有 两 条 途 径 ： 一 是 减 小 表 面 积 ；二 是 降 低 表 面 张 力 ， 这 可 通 过 表 面 吸 附 来实 现 。 二 、 表 面 活 性 剂 液 体 的 表 面 张 力 会 因 某 种 溶 质 的 进 入 而 发 生 变化 ， 有 的 溶 质 会 使 液 体 的 表 面 张 力 增 大 ， 而 有 的 则会 使 之 减 小 。 人 们 把 凡 是 溶 于 水 后 能 显 著 降 低 水 的表 面 张 力 的 物 质 ， 称 为 表 面 活 性 物 质 或 表 面 活 性 剂 。例 如 ， 肥 皂 就 是 一 类 应 用 最 广 最 普 遍 的 表 面 活 性 物质 。 （ 一 ） 表 面 活 性 剂 的 结 构 特 点表 面 活 性 物 质 的 分 子 结 构 具 有 共 同 特 点 ： 其分 子 都 是 由 极 性 基 团 和 非 极 性 基 团 两 部 分 组成 。 极 性 基 团 称 为 亲 水 基 ； 非 极 性 基 团 称 疏水 基 或 亲 油 基 。 （ 二 ） 表 面 活 性 剂 的 乳 化 作 用 将 两 种 互 不 相 溶 的 液 体 （ 油 和 水 ） 剧 烈 振 荡 后 ，一 种 液 体 以 细 小 液 珠 的 形 式 分 散 在 另 一 种 液 体 中 所形 成 的 体 系 称 为 乳 状 液 。 由 于 乳 状 液 的 形 成 使 表 面积 增 大 ， 表 面 能 升 高 ， 所 以 乳 状 液 是 不 稳 定 的 ， 一旦 静 置 ， 小 油 滴 和 小 水 滴 自 动 聚 集 ， 最 终 油 水 分 层 ，使 表 面 积 最 小 。 若 要 形 成 稳 定 的 乳 状 液 ， 必 须 加 入表 面 活 性 剂 乳 化 剂 。 乳 状 液 可 以 分 为 两 种 类 型 ： 一 种 是 “油 ”分 散 在水 中 ， “油 ”滴 被 连 续 的 水 相 所 包 围 ， 称 为 “水 包 油 ”型 ，以 “O W”表 示 ； 另 一 种 为 “水 ”分 散 在 油 中 ， “水 ”滴被 连 续 的 袖 相 包 围 ， 称 为 “油 包 水 ”型 ， 以 “W O”表示 三 、 表 面 现 象 在 医 学 上 的 意 义 表 面 活 性 剂 在 医 药 卫 生 行 业 有 广 泛 应 用 。 油脂 在 体 内 的 消 化 、 吸 收 和 运 输 ， 很 大 程 度 上 有 赖 于 乳化 作 用 。 例 如 ， 食 物 中 脂 类 被 胆 汁 酸 乳 化 成 直 径 仅 为 310 m的 混 合 微 团 ， 使 脂 类 与 水 的 接 触 界 面 增 大 ， 增 加了 消 化 酶 与 脂 类 的 接 触 面 积 ， 有 利 于 脂 类 的 消 化 吸 收 ；磷 脂 不 仅 是 细 胞 膜 主 要 成 分 ， 也 是 体 内 重 要 表 面 活 性物 质 ， 降 低 肺 泡 内 表 面 上 水 层 表 面 张 力 ， 使 肺 保 持 正常 呼 吸 功 能 ， 而 不 能 塌 陷 。 在 药 剂 制 备 过 程 中 ， 表 面 活 性 剂 是 不 可 缺 少 的乳 化 剂 和 助 溶 剂 。 例 如 ， 一 些 不 溶 于 水 的 油 性 药 物 ， 为 了 使 其 能被 人 体 吸 收 ， 常 制 成 乳 状 液 ， 例 如 市 售 乳 白 鱼 肝 油是 把 清 鱼 肝 油 分 散 在 水 中 ， 制 成 水 包 油 型 乳 剂 ， 以掩 盖 清 鱼 肝 油 的 气 味 并 使 其 易 于 吸 收 ； 一 些 挥 发 油脂 溶 性 纤 维 素 、 甾 体 激 素 等 许 多 难 溶 性 药 物 利 用 表面 活 性 剂 的 增 溶 作 用 可 形 成 透 明 溶 液 及 增 加 浓 度 。 谢 谢