第十二章 胶体化学.ppt

第十二章 胶体化学;§12.1 胶体系统的制备 §12.2 胶体系统的光学性质 §12.3 胶体系统的动力性质 §12.4 溶胶系统的电学性质 §12.5 溶胶的稳定与聚沉 §12.6 悬浮液 §12.7 乳状液 §12.8 泡沫;§12.9 气溶胶 §12.10 高分子化合物溶液的渗透压和粘度 §12.11 高分子溶液的盐析? 胶凝作用与凝胶的溶胀;概论;真溶液（d 1nm); (1)溶胶： 分散相不溶于分散介质，有很大相 界面，是热力学不稳定系统。(憎液溶胶);憎液溶胶: 分散相与分散介质之间有相界面;高度分散的多相性和热力学不稳定性是胶体系统的主要特点;;Date;§12.1 胶体系统的制备：; 1.分散法: (1)胶体磨；（2）气流粉碎机；（3）电弧法；; (2)化学凝聚法：利用生成不溶性物质的化学反应，控制析 晶过程，使其停留在胶核尺度的阶段，而得到溶胶。所谓控 制析晶过程，系指采用有利于大量形成晶核，减缓于晶体生 长的条件，例：采用较大的过饱和浓度，较低的操作温度。 例：在不断搅拌条件下，将FeCl3稀溶液，滴入沸腾的水 中水解，即可生成棕红色?透明的Fe(OH)3 溶胶。 　; 3. 溶胶的净化: 　　常用渗析法，利用胶体粒子不能透过半透膜的特点 ，分离出溶胶中多余的电解质或其它杂质。 　　 一般用羊皮纸，动物膀胱膜，硝酸或醋酸纤维素， 等作为半透膜，将溶胶装于膜内，再放入流动的水中， 经过一段时间的渗透作用，即可达到净化的目的。若加 大渗透面积，适当提高温度，或加外电场，可加速渗透。 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　;§12.2 胶体系统的光学性质;Date; 入射光波长 分散粒子尺寸——反射 ;丁铎尔效应是由于胶体粒子发生光散射而引起的;2. 瑞利（Rayleigh） 公式; I ：单位体积散射光强度 ； I0 ：入射光强度； ?：入射光波长； V ：每个分散相粒子的体积； C ：单位体积中的粒子数； n ：分散相的折射率； n0 ：分散介质的折射率； ? ：散射角（观察方向与入射方向夹角）； l ： 观测距离（观察者与散射中心的距离）。;Date;1）I ? V 2 ：可用来鉴???小分子真溶液与胶体溶液； 如已知 n 、n0 ，可由测 I 求粒子大小V 。;可以此来区分;4) 散射光强度 I ? 粒子数密度C，同一种类溶胶，测量条件相同，仅仅 C 不同时，有： 如果已知数密度 C1，可求数密度 C2 。这就是通过光散射来测定溶胶和粗分散系统的浊度计的原理。;;由此可计算粒子的平均大小：（假设粒子为球形）;§12.3 胶体系统的动力性质;布朗运动是分子热运动的必然结果。;Einstein-Brown 平均位移公式：; Svedberg用超显微镜,对金溶胶作不同时间间隔 t 与平均 位移 测定的实验,验证爱因斯坦-布朗平均位移公式:; 可见,理论与实验相当符合。 该公式也可用于分散相粒子大小的测定，及阿伏加德 罗常数的测定。;胶体系统的扩散与溶液中溶质扩散一样，可用Fick 扩散第一定律来描述：;D 扩散系数 ? 单位浓度梯度下，单位时间通过单位面积的物质的量。单位：m2 ? s --1; 可见，粒子越小，扩散系数越大，扩散能力越强。胶体粒子扩散速率要比真溶液小几百倍。;将上式与（12.3.1) 式结合，可得：;由 D，? 和 ?，可求出一个球形胶体粒子的质量：;而 1mol 胶体粒子的摩尔质量为：;3. 沉降与沉降平衡;其中： C1，C2 为高度h1 ,h2 处粒子的数密度； M为粒子的摩尔质量；g 重力加速度； ?0 分散介质密度； ? 粒子密度；;1)该式只适用于粒子大小相等的体系，但形状不限； 2)粒子越重（M大），随 h 增加，浓度降低越快。 3)实际上达到沉降平衡需要很长时间,温度波动引起对 流会妨碍沉降平衡建立。;所以（12.3.5)式成为：;§12.4 溶胶系统的电学性质;溶胶带电的原因： a）固体的溶胶粒子，可从溶液中选择性地吸附某种离 子而带电。 其规则是：离子晶体表面从溶液中优先吸附能与它晶 格上离子生成难溶或电离度很小化合物的离子。 例： AgI溶胶： 溶液中I－过量时，可吸附I－而带负电， 溶液中Ag+过量时，可吸附Ag+而带负电。 ; 溶液中带电溶胶粒子表面，必然要吸引相反电荷离子， 使它们围绕在溶胶粒子周围，这样就在固