胶体的制备及性质 幻灯片课件.ppt

§12.7 胶体系统的制备和性质 12.7.1 胶体系统的制备 ●原理　胶体分散度大于粗分散系统，小于真溶液。胶体制备总体可分为将粗分散系统分散，或将溶液中的溶质凝聚两种方法 　 分散法 凝聚法 粗分散系统 胶体系统 分子分散系统 ?100nm 大变小 100~1nm 小变大 ?1nm 1．分散法 (1)胶体磨 (2)气流粉碎机(又称喷射磨) (3)电弧法 ;2. 凝聚法 (1)物理凝聚法 (2)化学凝聚法　例，TiCl4（aq）+2H2O(g)== TiO2(s)+4HCl(aq) 3． 溶胶的净化 ——目的　除去过量电解质，提高溶胶的稳定性 ——方法　渗析法。原理：胶体粒子不能透过半透膜，电解质可透过。外电场作用下，可加速正、负离子定向渗透的速度，称电渗析;12.7.2 胶体系统的光学性质 1．丁达尔(Tyndall)效应 ——现象　暗室里，一束光投射到胶体系统，在与入射光垂直的方向上，可观察到一个发亮的光锥，称丁达尔效应 ——原因分析　光束投射到分散系统，可发生吸收、反射、散射或透过。入射光频率与分子固有频率相同，吸收；光束与系统无生任何作用，透过；入射光波长小于分散粒子尺寸，反射；入射光波长大于分散相粒子尺寸，散射。可见光波长400nm~760nm，大于胶体粒子尺寸(1nm~100nm)，散射 散射光又称乳光。乳光的强度，可用雷利公式计算 2． 雷利公式　1871(Rayleigh) ●形式; 式中，I0及?为入射光强度及波长；V为单个粒子体积；C为单位体积粒子数；n及n0为分散相及介质折射率；?为观察方向与入射光方向夹角；L为观察者与散射中心距离 ●讨论 (1)I?V2　鉴别分散系统种类 (2) I?1/?4　白光照溶胶，入射光垂直方向呈淡蓝色，透过光橙红色 (3)分散相与介质的折射率相差愈大，散射光愈强。区别高分子溶液与溶胶。纯气、液态物质的乳光主要由于密度的涨落 (4)I?C　散射光强度与粒子的数浓度成正比。I1／I2=C1／C2，浊度计和超显微镜的原理;12.7.3 胶体系统的动力性质 1． 布朗运动　1827年，Brown ——现象　线度小于4×10-6m的粒子，在分散介质中皆呈现永不停止、杂乱无章的运动，称布朗运动 ——成因　分散介质分子热运动不停撞击分散相的粒子的结果 —??意义　引起扩散；证明了分子运动论的正确性 2． 扩散　有浓度梯度时，粒子因热运动发生宏观定向迁移现象，称为扩散(diffusion)。对胶体系统，分散相的粒子总是由浓度较高处向浓度较低处扩散 3． 沉降与沉降平衡;●沉降电势和流动电势　带电胶粒或液体快速移动时，两端产生的电势差，称为沉降电势和流动电势 ●电动（动电）现象　电泳、电渗、沉降电势、流动电势统称电动现象 2. 胶粒带电的原因 （1）离子吸附　规律：组成胶核的离子（或能与胶核组成离子形成不溶物的离子）被优先吸附。例，AgNO3与KI反应制备AgI溶胶，AgNO3过量，胶粒优先吸附Ag+带正电；KI过量时，带负电 （2）电离作用　固体可电离基团可在介质中电离带电。例硅溶胶带负电 SiO2十H2O==H2SiO3==HSiO3-十H+==SiO32-十2H+ （3）晶格取代　粘土A13+或Si4+部分被Mg2+或Ca2+取代带负电;作业 P639　　13,14;3. 扩散双电层理论 ●平板双电层理论简介　1879年，亥姆霍兹(Helmholtz) ●扩散双电层理论　1909古依(Gouy)，1924斯特恩(Stern) 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　?0　　滑动面 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　?电势 　　　　　　　　　　　 紧密层 扩散层 （1）胶核表面因吸附或其它原因带某种电荷，表面与介质本体零电点处的电势差即为热力学电势?0 （2）介质中等量反离子受静电引力和热运动相反作用影响，分布于两层，一部分紧密层，余下的于扩散层。扩散层的厚度与其中反离子的数量呈顺变关系 （3）紧密层与粒子一道运动，滑动面在紧密、扩散层接界处;（4）滑动面处与介质本体零电点处的电势差称动电势，或?电势。胶粒与介质相对运动时才表现。该电势是固体表面电荷被紧密层中的反离子中和了一部分之后余下的，必然??????0? （5）外加电解质对?电势的影响　可将更多的反离子“挤入”紧密层中，导致???下降，扩散层变薄，对热力学电势??0?无影响。电解质浓度足够大，可使?电势为零。此时相