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实验:胶体与乳液的制备及性质
一、实验目的
1.了解溶胶的制备及基本性质。
2.了解乳状液制备原理。
3.掌握乳状液以及鉴别其性质的方法
二、实验原理(此部分不用全抄,主要意思有就行)
胶体分散系是分散相粒径为1~100nm的一种分散体系。它主要包括溶胶和高分子化合物
溶液。
溶胶的分散相粒子与分散剂之间存在相界面,它是一种高分散度的多相分散系,因而胶
粒有聚集的趋势,是热力学不稳定体系;溶胶胶粒对光有散射作用,因而具有明显的丁铎尔
(Tyndall)效应;溶胶胶粒带电,因而在电场中向与其电性相反的一极泳动,这种现象称
为电泳;胶粒在溶剂分子热运动的推动下作布朗运动,所以说溶胶是动力学稳定体系。
实验室制备溶胶一般采用凝聚法,即通过水解或复分解反应生成难溶物,在适当的浓度、
温度等条件下使生成物分子聚集成较大颗粒的胶核而形成溶胶。为克服其聚集的趋势,胶核
选择吸附与其组成相关的离子作为第一吸附层,后者又吸附带相反电荷的离子形成电荷总数
少一些的第二吸附层。胶核和其吸附的双电层构成了带电的胶粒,它们带同种电荷、互相排
斥,加之对水分子的吸引,形成水化膜,使溶胶得以稳定。
例如用水解反应制Fe(OH)溶胶,其反应如下
3
沸腾
FeCl+3HO===Fe(OH)+3HCl
323
△
Fe(OH)+HCl===FeOCl+2HO
32
FeOCl===FeO++Cl-
氢氧化铁溶胶的胶粒结构为[{Fe(OH)}m·nFeO+·(n-x)Cl―]x+,胶粒带正电荷,称正溶胶。
3
又如用复分解反应制AgI溶胶,其反应如下
AgNO+KI===AgI+KNO
33
当AgNO过量则胶核选择吸附Ag+,第二吸附层为NO―,胶粒带正电荷,若为KI过量,则
33
胶核选择吸附I―,第二吸附层为K+,胶粒带负电荷。
但若电解质离子过多,则与胶粒带相反电荷的离子再进入第二吸附层,中和胶粒的电荷,
促使溶胶聚沉;若将正、负溶胶混合则会互相中和电荷导致聚沉。
为使溶胶稳定,新制备的溶胶需进行透析,去除多余的电解质。这一过程叫溶胶的净化。
高分子化合物溶液的分散相粒径也是1~100nm,也存在布朗运动。有的高分子化合物分
子其实是电解质大离子,如蛋白质、核酸等,故也有电泳现象。但高分子化合物溶液是单相
分散体系,分散相与分散介质间无相界面,故“Tyndall”效应很微弱,更重要的,其分散
相粒子无聚集趋势,故高分子溶液是热力学稳定体系。使其稳定的另一个重要原因,是由于
高分子表面有许多亲水基团,使其溶剂化能力比溶胶强得多,高分子化合物可以自发溶解,
其沉淀-溶解过程是可逆的,溶胶却不能。由于有厚实的溶剂化膜保护,高分子溶液不容易
发生聚沉。
在溶胶中加入足量高分子溶液,可以保护溶胶使之难以聚沉,称之为保护作用;若加入
少量高分子溶液,则反而会促使溶胶聚沉,称之为敏化作用。
在适当浓度、温度下,高分子溶液可以发生胶凝作用,生成凝胶。
乳状液是一种液体分散到另一种不相溶混的液体中的粗分散体系,分散相粒径大于
100nm。必须有乳化剂──表面活性剂的加入,乳状液才能稳定存在,肥皂水即是一种乳化
剂。
两种互不相溶的液体(如苯和水),在有乳化剂存在的条件下一起振荡时,一个液相会被粉
碎成液滴分散在另一液相中形成稳定的乳状液。被粉碎成的液滴称为分散相,另一相称为分
散介质。一般情况下,在乳状液中一个液相为水或水溶液,统称为“水”,另一个液相为不
溶与水的有机物,统称为“油”。油分散在水中形成的乳状液,称水包油型(油/水型)。反之,
称为油包水型(水/油型)。
在自然界,生产以及日常生活中均经常接触到乳状液,如从油井中喷出的原油,橡胶类
植物的乳
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