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2014-02-05T10:32:09Z

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== 一、[[高分子化合物]]的概念==

在自然界中，存在着大量高分子化合物。随着科学技术的发展，人们又合成了大量的高分子化合物。它们的共同特点是都具有很大的相对[[分子]]质量。如生物体中的[[蛋白质]]、[[核酸]]、[[糖原]]、[[淀粉]]、[[纤维]]等都是高分子化合物。它们是由许多重复的原子团或分子[[残基]]所组成，这些较小的原子团或分子残基叫做单体。如淀粉分子是由成千上万个[[葡萄糖]]分子残基按一定方式联结而成的。天然橡胶分子是由许多[[异戊二烯]]（CH2=C（CH3）-CH=CH2）的单体联结而成的大分子。

高分子化合物是大分子，其粒子的形状是复杂的。不同高分子化合物，在溶液中分子的形状往往也有很大的差异。例如，γ-[[球蛋白]]的分子是球形分子，[[脱氧核糖核酸]]分子是线形分子。线形分子在不同条件下形状有时也不一样，有的是比较伸展的线条形，有的则是卷曲的无规则线团。由于分子形状不同，它们在运动中的相互干扰作用也不一样。球形分子互相干扰少，而线形分子则互相干扰大，因此线形分子的粘度就大。

高分子化合物粒子具有许多亲溶剂基团，质点表面结合着一层溶剂。溶剂化后的粒子在溶液中成为一个运动单体，降低了运动速度，影响了溶液的粘度。

当高分子化合物为电解质时，粒子带有电荷。例如[[蛋白质类]]高分子化合物，由于含有酸性基团（-COOH）和碱性基团（-NH2），在水溶液中，因溶液PH值的差异，蛋白质大分子可以带正电荷或负电荷。

大分子的这些特性，往往影响到高分子化合物溶液的性质。

== 二、高分子化合物溶液的性质==

高分子化合物溶液中，[[溶质]]和溶剂有较强的亲和力，两者之间有没有界面存在，属均相分散系。由于在高分子溶液中，分散[[质粒]]子已进入[[胶体]]范围（1-100nm），因此，高分子化合物溶液也被列入胶体体系。它具有胶体体系的某些性质，如扩散速度小，分散质粒子不能透过[[半透膜]]等，但同时也具有自己的特征。

'''（一）稳定性'''

高分子化合物溶液属均相分散系，可长期放置而不沉淀。在稳定性方面它与[[真溶液]]相似。

另外，由于高分子化合物具有许多亲水基团（如-OH，-COOH，-NH2等），当其溶解在水中时，其亲水基团与水分子结合，在高分子化合物表面形成了一层[[水化膜]]，使分散质粒子不易靠近，增加了体系的稳定性。

'''（二）粘度'''

液体的一部分流过其他一部分所受到的阻力叫粘度。高分子化合物溶液的粘度比一般溶液或[[溶胶]]大得多，高分子化合物溶液的高粘度与它的特殊结构有关。

高分子化合物常形成线形、枝状或网状结构，这种伸展着的大分子在溶剂中的行动困难，枝状、网状结构牵制溶剂，使部分液体失去流动性，自由液体量减少，故表现为高粘度。由于粘度与粒子的大小、形状及溶剂化程度直接相关，所以测定蛋白质溶液的粘度就能推知蛋白质分子的形状和大小。

'''（三）[[盐析]]'''

盐析作用在高分子化合物溶液中，加入足够量的中性盐时，可使高分子化合物从溶液中析出，这就是盐析作用。使一升溶液出现盐析现象所需中性盐的最小量称盐析浓度，单位为mol.L-1。盐析浓度一般都比较大，如[[血浆]]中各种蛋白质盐析所需的盐一般不少于1.3-2.5mol.L-1。

盐析效应的特点是，同价同符号的不同离子，对盐析效应的能力不一样。

已发现各种盐的盐析能力，其阴离子的能力有如下次序：

1/2SO42-＞OAc-＞[[CL]]-＞NO2-＞Br-＞I-＞CNS-

其阳离子则有如下次序：

Li+＞[[Na]]+＞K+＞NH4+＞1/2[[Mg]]2+

盐析作用的实质，主要是高分子化合物与溶剂（水）间的相互作用被破坏，盐的加入使高分子化合物分子脱溶剂化。盐的加入还使一部分溶剂（水）与它们形成溶剂（水）化离子，致使这部分溶剂（水）失去溶解高分子化合物的性能。溶剂（水）被电解质夺去，高分子化合物沉淀析出。所以盐类的[[水化作用]]越强，其盐析作用也越强。上述离子盐析能力顺序，实质上反映了离子水化程度大小的次序。

分段盐析盐析时，相对分子质量大的蛋白质比相对分子质量小的蛋白质更容易沉淀。利用这一原理可以用不同浓度的[[盐溶]]液使蛋白质分段析出加以分离。例如，(NH4)2SO4使[[血清]]中球蛋白盐析的浓度是2.0mol.L-1，[[清蛋白]]盐析浓度是3-35mol.L-1。在血清中加(NH4)2SO4达一定量，则球蛋白先析出，滤去球蛋白，再加(NH4)2SO4则可使清蛋白析出，这个过程叫分段盐析。

'''（四）高分子化合物溶液的保护作用'''

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，这种现象叫保护作用。在制备银溶胶的过程中，加入蛋白质所得的胶体银（称为[[蛋白]]银），较普通银溶胶稳定。将所得蛋白银蒸干后能重新溶于水。蛋白银比普通银溶胶浓度更高，银粒更细，它含胶体银8.5%-20%,是极强的[[防腐剂]]。当保护蛋白质减少时，这些微溶性盐就要沉淀，因而形成[[结石]]。

一般认为高分子化合物保护作用的机理是，高分子化合物的大分子为溶胶胶粒所吸附，并在胶粒表面形成保护膜，因而大大削弱了胶粒聚结的可能性。

'''（五）膜平衡'''

当用半透膜将高分子电解质（R-Na+）溶液和低分子电解质（Na+CL-）溶液隔开，其中高分子离子（R-）不能透过半透膜，其它低分子离子（Na+、CL-等）都能自由透过半透膜，结果会有一定量低分子电解质离子透过膜进入高分子电解质溶液中，当小离子透过速度相等，并保持膜两侧电中性时，即达平衡状态，这时所发生的平衡现象叫膜平衡或董南（Donnan）平衡。

设高分子电解质溶液的浓度为c1,NaCL溶液的浓度为c2，设膜内外的体积相等。

因为膜内没有CL-，扩散结果使一部分CL-通过半透膜进入膜内，设达到平衡时进入膜内的CL-浓度为x，根据整个溶液保持电中性原则，就必须有相等数目（x）的Na+同CL-一道进入膜内。

{{图片|gmoh82jw.jpg|}}

在平衡时，Na+ 和CL-进出膜的速度应相等，则：

ν进=k进［Na］外.［Cl］外

ν出=k出［Na］内.［Cl］内

因　ν进=ν出，且k进＝k出

故　［Na+］内.［Cl-］内＝［Na+］外.［Cl-］外

将相应浓度代入上式：x(c1+x)=(c2-x)2

整理后，得：

{{图片|gmoh83n0.jpg|}}

左边的x/c2说明膜外电解质进入膜内的百分率，称为扩散分数。

当c2c1，即外侧电解质过量时（c1可略去不计），则x/c2≈1/2说明电解质将平均分配在膜内外两侧。当　c2c1，即只有微量电解质时，x/c2≈0

（c2几乎等于零），说明电解质几乎留在外侧。

由此可见，在膜的一边存在的不能透过膜的高分子离子，对膜两侧的电解质浓度分布有很大的影响。当膜内高分子离子浓度很大时，电解质在膜两侧浓度分布的差值也很大。这时就表现为膜对Na++CL-好象完全不能透过，从而纠正了单纯从膜孔大小来解释[[生理]]上[[细胞膜]]对离子有选择透过性的看法。但是生物体内的活细胞膜的结构比较复杂，活[[细胞]]处于不断[[代谢]]过程中，故[[生物]]细胞膜是一种动态的体系，其组成、结构和性质也可随时改变，因此，在研究生理上膜的作用时，不能把它当作一种简单的半透膜来对待。
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