物理化学第十二章

1、2021-7-13物理化学第十二章 1 第十二章第十二章 胶体化学胶体化学 Colloidal Chemistry 2021-7-13物理化学第十二章 2 分散系统分散系统 分散系统分散系统 dispersion system： 一种或几种物质分散在另一种物质中所构成的系统。一种或几种物质分散在另一种物质中所构成的系统。 分散相分散相 dispersed phase分散介质分散介质 dispersing medium 不连续相不连续相连续相连续相 分散相分散相 粒径粒径 /nm 小分子溶液小分子溶液 胶体分散系胶体分散系 ( (憎液溶胶憎液溶胶) ) 粗分散系粗分散系 大分子溶液大分子溶液 (

2、 (亲液溶胶亲液溶胶) ) 分子分子/原子原子/离子离子 100 集合体集合体 1100 大分子大分子 1100 均相系统均相系统 ( (真溶液真溶液) ) 多相系统多相系统 稳定性稳定性 热力学热力学 动力学动力学 稳定稳定 稳定稳定 稳定稳定 稳定稳定 不稳定不稳定 不稳定不稳定 不稳定不稳定 稳定稳定 2021-7-13物理化学第十二章 3 胶体所涉及的胶体所涉及的1100nm的超细微粒，介于宏观和微观之间，属于的超细微粒，介于宏观和微观之间，属于 介观介观(mesoscopic)领域，具有许多特殊的性质。领域，具有许多特殊的性质。 粒子 膜 丝 管 纳米 macroscopicmeso

3、scopicmicroscopic 宏观宏观微观微观介观介观 2021-7-13物理化学第十二章 4 溶胶的基本特性：溶胶的基本特性： 特有的分散程度（高度分散性）特有的分散程度（高度分散性） 多相不均匀性多相不均匀性 聚结不稳定性聚结不稳定性 热力学不稳定而动力学稳定。热力学不稳定而动力学稳定。如，金溶胶可以存放几十年。如，金溶胶可以存放几十年。 溶胶的许多性质如扩散慢、不能通过半透膜、渗透压低、乳光亮溶胶的许多性质如扩散慢、不能通过半透膜、渗透压低、乳光亮 度强等，都与其特有的分散程度密切相关。度强等，都与其特有的分散程度密切相关。 2021-7-13物理化学第十二章 5 1861，格雷厄

4、姆，格雷厄姆 Graham( (英英) )提出：提出： 胶体胶体 colloid扩散慢、不易结晶、易成粘稠状；扩散慢、不易结晶、易成粘稠状； 晶体晶体 crystal扩散快、易结晶、不易成粘稠状。扩散快、易结晶、不易成粘稠状。 胶体是几乎任何物质都可以存在的一种状态。胶体是几乎任何物质都可以存在的一种状态。 胶体化学的研究对象：胶体化学的研究对象： 狭义：胶体，尤指液溶胶。狭义：胶体，尤指液溶胶。 广义：胶体、粗分散系统、大分子溶液。广义：胶体、粗分散系统、大分子溶液。 胶体化学胶体化学即研究胶体和相近系统的形成、破坏及其物理化学性质即研究胶体和相近系统的形成、破坏及其物理化学性质 和变化规律

5、的一门科学。和变化规律的一门科学。 Thomas Graham (1805-1869) 2021-7-13物理化学第十二章 6 1. 溶胶的制备和净化溶胶的制备和净化 2. 溶胶的光学性质溶胶的光学性质 3. 溶胶的动力性质溶胶的动力性质 4. 溶胶的电学性质和稳定性溶胶的电学性质和稳定性 5. 乳状液乳状液 6. 悬浮液悬浮液 7. 泡沫和气溶胶泡沫和气溶胶 8. 大分子溶液大分子溶液 9. 凝胶凝胶* 2021-7-13物理化学第十二章 7 第一节第一节 溶胶的制备和净化溶胶的制备和净化 Preparation and purification of colloids 胶体分散系胶体分散系

6、 1 r 100 nm ( (小小) )分子分散系分子分散系 r 1，即一般电解质的水溶液：粒子半径，即一般电解质的水溶液：粒子半径 r 较大，较大， 双电层厚度或离子氛半径双电层厚度或离子氛半径 k-1 较小。较小。 一般溶胶的一般溶胶的电势都在几十毫伏范围内。电势都在几十毫伏范围内。 Fe(OH)3：44 mV 2021-7-13物理化学第十二章 33 显然，显然，越大，表明胶粒带电越多，扩散层越厚，溶胶越稳定。越大，表明胶粒带电越多，扩散层越厚，溶胶越稳定。 跟什么因素有关呢？跟什么因素有关呢？主要跟溶液中的主要跟溶液中的电解质浓度电解质浓度有关。有关。 随电解质浓度的增加，扩散层受挤压

7、而变薄，随电解质浓度的增加，扩散层受挤压而变薄，降低，溶胶稳定降低，溶胶稳定 性变小。当性变小。当降为零时，胶粒不带电（等电态），稳定性最小。降为零时，胶粒不带电（等电态），稳定性最小。 溶胶的稳定还有一个原因，就是溶胶的稳定还有一个原因，就是溶剂化作用溶剂化作用。 由于扩散层反离子的溶剂化作用，使胶粒外面形成了一个有一定由于扩散层反离子的溶剂化作用，使胶粒外面形成了一个有一定 弹性的溶剂化薄膜层，它可以阻止胶粒的互相碰撞和聚结。弹性的溶剂化薄膜层，它可以阻止胶粒的互相碰撞和聚结。 溶胶（动力）溶胶（动力）稳定性的原因：稳定性的原因： 胶粒带电；胶粒带电； 一切可以减少胶粒所带电荷、降低溶剂化

8、作用的因素都会使溶胶失稳而聚沉。一切可以减少胶粒所带电荷、降低溶剂化作用的因素都会使溶胶失稳而聚沉。 溶剂化作用；溶剂化作用； 布朗运动（沉降平衡）。布朗运动（沉降平衡）。 2021-7-13物理化学第十二章 34 溶胶的聚沉溶胶的聚沉 coagulation of colloids： 增大浓度、加热、辐射（均加剧粒子互碰）增大浓度、加热、辐射（均加剧粒子互碰） 加相反电荷溶胶（电性中和）加相反电荷溶胶（电性中和） 加电解质（足量）加电解质（足量） 加大分子（少量）加大分子（少量） 敏化作用（少量时）敏化作用（少量时） 搭桥、脱水、电中和效应搭桥、脱水、电中和效应 保护作用（足量时）保护作用（

9、足量时） 常用金值表示其保护能力常用金值表示其保护能力 如，明矾净水。如，明矾净水。 不同钢笔水混用常产生沉淀。不同钢笔水混用常产生沉淀。 如，豆浆制豆腐（点浆）。如，豆浆制豆腐（点浆）。 江河入海处易形成三角洲。江河入海处易形成三角洲。 2021-7-13物理化学第十二章 35 电解质的聚沉作用：电解质的聚沉作用： 少量电解质是溶胶的稳定剂，过量则会使溶胶聚沉（使扩散层受少量电解质是溶胶的稳定剂，过量则会使溶胶聚沉（使扩散层受 挤压而变薄，降低胶粒的带电量和溶剂化作用）。挤压而变薄，降低胶粒的带电量和溶剂化作用）。 聚沉值：使溶胶发生明显聚沉所需电解质的最小浓度。聚沉值：使溶胶发生明显聚沉所

10、需电解质的最小浓度。 聚沉能力：聚沉值的倒数。聚沉值越小，聚沉能力越大。聚沉能力：聚沉值的倒数。聚沉值越小，聚沉能力越大。 电解质中起聚沉作用的主要是与胶粒带相反电荷的离子（异号电解质中起聚沉作用的主要是与胶粒带相反电荷的离子（异号 离子），且随离子价数增加，其聚沉能力显著增强（同号离子则离子），且随离子价数增加，其聚沉能力显著增强（同号离子则 价数越高聚沉能力越小）。价数越高聚沉能力越小）。 2021-7-13物理化学第十二章 36 舒尔茨舒尔茨-哈迪价数规则哈迪价数规则 Schulze-Hardy rule： 电解质的聚沉能力与异号离子价数的六次方成正比。电解质的聚沉能力与异号离子价数的六

11、次方成正比。 聚沉能力：聚沉能力：Me ? Me ? Me = 16 ? 26 ? 36 = 1 ? 64 ? 729 聚沉值：聚沉值：Me ? Me ? Me = ? ? = 729 ? 11.4 ? 1 16 1 26 1 36 1 价数相同的异号离子，其聚沉能力也有所不同。价数相同的异号离子，其聚沉能力也有所不同。 对负溶胶，一价阳离对负溶胶，一价阳离 子的聚沉能力次序：子的聚沉能力次序： H+ Cs+ Rb+ NH4+ K+ Na+ Li+ 对正溶胶，一价阴离对正溶胶，一价阴离 子的聚沉能力次序：子的聚沉能力次序： F- - Cl- - Br- - NO3- - I- - SCN- -

12、 OH- - 感胶离子序感胶离子序 lyotropic series H+ 和有机离子都有很强的聚沉能力。和有机离子都有很强的聚沉能力。 2021-7-13物理化学第十二章 37 染色法：在乳状液中加入少许油溶性染料如苏丹染色法：在乳状液中加入少许油溶性染料如苏丹， 若整个溶液被染成红色则为若整个溶液被染成红色则为 W/O 型，若只有星星点点带色则为型，若只有星星点点带色则为 O/W 型。也可用水溶性染料如亚甲基蓝。型。也可用水溶性染料如亚甲基蓝。 第五节第五节 乳状液乳状液 Emulsions 乳状液：液体微粒分散于液体介质中所形成的粗分散系统。乳状液：液体微粒分散于液体介质中所形成的粗分散

13、系统。 内相内相外相外相 类型：水包油型（类型：水包油型（O/W，牛奶）和油包水型（，牛奶）和油包水型（W/O，原油）。，原油）。 鉴别方法：鉴别方法： 稀释法（混合法）：取少量乳状液滴入水中或油中，若在水中稀释法（混合法）：取少量乳状液滴入水中或油中，若在水中 能稀释则为能稀释则为 O/W 型，若在油中能稀释则为型，若在油中能稀释则为 W/O 型。型。 电导法：一般，电导法：一般，O/W 型乳状液的电导率远大于型乳状液的电导率远大于 W/O 型的。型的。 2021-7-13物理化学第十二章 38 要得到比较稳定的乳状液，必须加入乳化剂要得到比较稳定的乳状液，必须加入乳化剂 emulsifyi

14、ng agent （常用乳化剂有表面活性物质、天然物质、固体粉末等三类）。（常用乳化剂有表面活性物质、天然物质、固体粉末等三类）。 乳化作用：乳化剂使乳状液能较稳定存在的作用。乳化作用：乳化剂使乳状液能较稳定存在的作用。 在分散相液滴周围形成坚固的保护膜；在分散相液滴周围形成坚固的保护膜； 降低界面张力；降低界面张力； 形成双电层，产生电互斥力。形成双电层，产生电互斥力。 主要主要 2021-7-13物理化学第十二章 39 亲水固体亲水固体 油油 水水 乳化剂的性质不仅关系乳状液的稳定性，还决定乳状液的类型：乳化剂的性质不仅关系乳状液的稳定性，还决定乳状液的类型： 水溶性一价金属皂是水溶性一价

15、金属皂是 O/W 型乳化剂（亲水基截面比亲油基大），型乳化剂（亲水基截面比亲油基大）， 二价或三价金属皂是二价或三价金属皂是 W/O 型乳化剂；型乳化剂； 亲水性固体粉末有利于形成亲水性固体粉末有利于形成 O/W 型乳状液，型乳状液， 憎水性固体粉末有利于形成憎水性固体粉末有利于形成 W/O 型乳状液。型乳状液。 乳状液的类型通常与两相液体的相对数量无关，乳状液的类型通常与两相液体的相对数量无关， 有时分散相液滴体积可达总体积的有时分散相液滴体积可达总体积的74%以上。以上。 憎水固体憎水固体 油油 水水 2021-7-13物理化学第十二章 40 乳状液的去乳化或破乳乳状液的去乳化或破乳 de

16、emulsification 方法：方法： 顶替法：用不能形成牢固膜的表面活性剂代替原乳化剂。顶替法：用不能形成牢固膜的表面活性剂代替原乳化剂。 如异戊醇，表面活性虽强，但因碳链太短而无法形成牢固膜。如异戊醇，表面活性虽强，但因碳链太短而无法形成牢固膜。 化学法：加入能与乳化剂反应的物质。化学法：加入能与乳化剂反应的物质。 如加入无机酸使油酸钠变成不具乳化作用的油酸。如加入无机酸使油酸钠变成不具乳化作用的油酸。 中和法：中和法：加入相反类型的乳化剂。加入相反类型的乳化剂。 物理法：物理法：加热、搅拌、离心分离、电泳等均可实现去乳化。加热、搅拌、离心分离、电泳等均可实现去乳化。 2021-7-1

17、3物理化学第十二章 41 第六节第六节 悬浮液悬浮液 Suspensions 粒子匀速沉降时，其粘滞阻力粒子匀速沉降时，其粘滞阻力 = 重力重力 浮力：浮力： 3 0 4 6() 3 rrg 2 0 2 () 9 r g 即斯托克斯即斯托克斯 Stokes 方程。方程。 采用沉降分析可求出多级分散系粒子的粒度分布。采用沉降分析可求出多级分散系粒子的粒度分布。 悬浮液：固体微粒分散于液体介质中所形成的粗分散系统。悬浮液：固体微粒分散于液体介质中所形成的粗分散系统。 2021-7-13物理化学第十二章 42 第七节第七节 泡沫和气溶胶泡沫和气溶胶 Foams and aerosols 泡沫：气体分

18、散于液体或固体介质中所形成的粗分散系统。泡沫：气体分散于液体或固体介质中所形成的粗分散系统。 气溶胶：液体或固体分散于气体介质中所形成的分散系统。气溶胶：液体或固体分散于气体介质中所形成的分散系统。 起泡剂起泡剂 foaming agent：形成吸附膜，既降低界面张力，又增加：形成吸附膜，既降低界面张力，又增加 界面膜的机械强度。界面膜的机械强度。 如云雾、烟尘等。如云雾、烟尘等。 气体除尘：目前主要采用静电除尘，除尘效率可高达气体除尘：目前主要采用静电除尘，除尘效率可高达99%。 含尘气体通过高压静电场，阴极发射出大量电子使含尘气体通过高压静电场，阴极发射出大量电子使气体电离气体电离，并，并

19、 使使尘粒尘粒带负电，趋向阳极表面带负电，趋向阳极表面放电放电而沉积。而沉积。 2021-7-13物理化学第十二章 43 第八节第八节 大分子溶液大分子溶液 Macromolecular solution 大分子（大分子（M 104）溶液与溶胶的异同：）溶液与溶胶的异同： 大分子溶液大分子溶液溶胶溶胶 同同粒子尺寸粒子尺寸1100 nm； 扩散慢；扩散慢； 不能通过半透膜不能通过半透膜 异异 均相，热力学稳定均相，热力学稳定多相，热力学不稳定多相，热力学不稳定 稳定原因主要是溶剂化稳定原因主要是溶剂化稳定原因主要是胶粒带电稳定原因主要是胶粒带电 对电解质不敏感，加大量电解质对电解质不敏感，加大

20、量电解质 会盐析（主要原因是去水化）会盐析（主要原因是去水化） 对电解质敏感，加少量电对电解质敏感，加少量电 解质就聚沉解质就聚沉 丁达尔效应弱丁达尔效应弱丁达尔效应强丁达尔效应强 粘度大粘度大粘度小（与纯溶剂相似）粘度小（与纯溶剂相似） 蒸发溶剂可得干燥高分子化合物，蒸发溶剂可得干燥高分子化合物， 再加溶剂又可自动溶解成溶液，再加溶剂又可自动溶解成溶液， 即具有可逆性即具有可逆性 蒸发溶剂可得干燥沉淀物，蒸发溶剂可得干燥沉淀物， 再加溶剂不能复原成溶胶，再加溶剂不能复原成溶胶， 即具有不可逆性即具有不可逆性 2021-7-13物理化学第十二章 44 *聚合物摩尔质量的表示法：聚合物摩尔质量的

21、表示法： 名称名称数学表达式数学表达式测定方法测定方法区别区别 数均摩数均摩 尔质量尔质量 端基分析法端基分析法 渗透压法渗透压法 数均摩尔质量对高聚物数均摩尔质量对高聚物 中摩尔质量较低的部分中摩尔质量较低的部分 较敏感，质均和较敏感，质均和Z均摩均摩 尔质量则对摩尔质量较尔质量则对摩尔质量较 高的部分较敏感：高的部分较敏感： 少量摩尔质量较低的聚少量摩尔质量较低的聚 合物混入，使合物混入，使MN明显明显 降低，而降低，而MW和和MZ则基则基 本不变；少量摩尔质量本不变；少量摩尔质量 高的聚合物混入，高的聚合物混入，MN 基本不变，而基本不变，而MW和和MZ 则大大增加。则大大增加。 MN

22、MW MZ 质均摩质均摩 尔质量尔质量 光散射法光散射法 Z 均 摩均 摩 尔质量尔质量 超离心法超离心法 粘均摩粘均摩 尔质量尔质量 粘度法粘度法 ii N i N M M N 2 iiii W iii W MN M M WN M 3 2 iiii Z iii Z MN M M ZN M 1/ (1) a a ii v ii N M M N M 2021-7-13物理化学第十二章 45 渗透压和唐南平衡渗透压和唐南平衡 osmotic pressure and Donan equilibrium： cRT 不电离或不带电的大分子（如等电点时的蛋白质）溶液：不电离或不带电的大分子（如等电点时的

23、蛋白质）溶液： 可电离的大分子（如蛋白质的钠盐可电离的大分子（如蛋白质的钠盐 NazP）溶液：）溶液： NazP zNa+ + Pz- Na+可以通过半透膜，但为保持电中性，必须留在可以通过半透膜，但为保持电中性，必须留在Pz-同一侧。同一侧。 这种膜两边电解质浓度不等的膜平衡就是唐南平衡。这种膜两边电解质浓度不等的膜平衡就是唐南平衡。 因一个蛋白质分子产生（因一个蛋白质分子产生（z + 1）个离子，故）个离子，故 1zcRT 2021-7-13物理化学第十二章 46 外加电解质（如外加电解质（如NaCl）时的可电离大分子（）时的可电离大分子（NazP）溶液：）溶液： Pz- (c) Na+

24、(zc)Na+ (c) Cl- (c) Pz- (c) Na+ (zc+x)Na+ (c-x) Cl- (c-x)Cl- (x) 平衡时，平衡时，NaCl在膜两边的化学势相等：在膜两边的化学势相等： NaCl,NaCl, 左右NaCl,NaCl, aa 左右 +-+- NaClNaCl aaaa 左右 设活度系数设活度系数 均为均为1，则，则 +-+- NaClNaCl cccc 左右 2 2 c x zcc 222 B,B, 2 2 z czccc ccRTRT zcc 左右 故渗透压：故渗透压： 2021-7-13物理化学第十二章 47 外加电解质（如外加电解质（如NaCl）时的可电离大分

25、子（）时的可电离大分子（NazP）溶液：）溶液： Pz- (c) Na+ (zc)Na+ (c) Cl- (c) Pz- (c) Na+ (zc+x)Na+ (c-x) Cl- (c-x)Cl- (x) 222 B,B, 2 2 z czccc ccRTRT zcc 左右 2 2 c x zcc 当盐的浓度远小于大分子的浓度（当盐的浓度远小于大分子的浓度（c c）时）时cRT 改变电解质加入量可使大分子溶液的渗透压在改变电解质加入量可使大分子溶液的渗透压在 之间变化。唐南平衡最重要的功能就是控制物质的渗透压。之间变化。唐南平衡最重要的功能就是控制物质的渗透压。 (1)zcRTcRT 2021-

26、7-13物理化学第十二章 48 粘度粘度 viscosity： 大分子溶液的粘度是它在流动过程所存在的内摩擦的反映（包括大分子溶液的粘度是它在流动过程所存在的内摩擦的反映（包括 溶剂与溶剂分子之间、大分子与溶剂分子之间、大分子与大分子溶剂与溶剂分子之间、大分子与溶剂分子之间、大分子与大分子 之间的内摩擦）。之间的内摩擦）。 它随大分子的大小、形状、性质、浓度、温度及溶剂的性质等的它随大分子的大小、形状、性质、浓度、温度及溶剂的性质等的 不同而不同，是大分子溶液的一个重要特性。不同而不同，是大分子溶液的一个重要特性。 粘度法测高聚物的平均摩尔质量，设备简单、操作便利、耗时较粘度法测高聚物的平均摩

27、尔质量，设备简单、操作便利、耗时较 少、精确度较高，是最常用的方法。少、精确度较高，是最常用的方法。 粘度的国际单位：粘度的国际单位：Pas。 2021-7-13物理化学第十二章 49 以以表示溶液粘度，表示溶液粘度，0 表示溶剂粘度，组合得（表示溶剂粘度，组合得（ckgm-3）：）： 名称名称定义定义量纲量纲意义意义 相对粘度相对粘度1 溶剂与溶剂分子、大分子与溶溶剂与溶剂分子、大分子与溶 剂分子、大分子与大分子之间剂分子、大分子与大分子之间 内摩擦的反映内摩擦的反映 增比粘度增比粘度1 大分子与溶剂分子、大分子与大分子与溶剂分子、大分子与 大分子之间内摩擦的反映大分子之间内摩擦的反映 比浓

28、粘度比浓粘度m3kg-1 很稀时，很稀时， c0 时，其值趋于时，其值趋于 比浓对数比浓对数 粘度粘度 m3kg-1 很稀时，很稀时， c0 时，其值趋于时，其值趋于 特性粘度特性粘度m3kg-1 大分子与溶剂分子之间内摩擦大分子与溶剂分子之间内摩擦 的反映的反映 r 0 spr 1 sp c r ln c sp r 00 ln limlim cc cc sp2 kc c 2 r ln c c 2021-7-13物理化学第十二章 50 特性粘度特性粘度是几种粘度中最能反映溶质分子本性的一个物理量是几种粘度中最能反映溶质分子本性的一个物理量, 它可通过作它可通过作 或或 图（在稀溶液中均为直线）

29、外推图（在稀溶液中均为直线）外推 至至 c0 而得到。而得到。 sp c c r ln c c 据此，由麦克据此，由麦克 H.Mark 经验方程可得高聚物经验方程可得高聚物 的粘均摩尔质量：的粘均摩尔质量： a KM K、a 是与溶剂、高聚物、是与溶剂、高聚物、 温度等有关的经验常数。温度等有关的经验常数。 a 主要取决于高聚物在溶液主要取决于高聚物在溶液 中的形态，中的形态，K 还随溶质摩还随溶质摩 尔质量的增加而降低。尔质量的增加而降低。 2021-7-13物理化学第十二章 51 若要测高聚物摩尔质量的分布，则可用凝胶色谱法：若要测高聚物摩尔质量的分布，则可用凝胶色谱法： 在多孔凝胶色谱柱

30、中充满溶剂，将试样溶液从柱端引入，然后用在多孔凝胶色谱柱中充满溶剂，将试样溶液从柱端引入，然后用 纯溶剂淋洗：纯溶剂淋洗： 体积最大的分子，不能进入任何孔，只能在颗粒间隙内流动，体积最大的分子，不能进入任何孔，只能在颗粒间隙内流动， 故最先淋出；故最先淋出； 中等大小的分子，虽不能进入小孔，但却能进出于比它大的孔，中等大小的分子，虽不能进入小孔，但却能进出于比它大的孔， 因而被推迟淋出；因而被推迟淋出； 最小的分子，可以进出所有的孔，故最后淋出。最小的分子，可以进出所有的孔，故最后淋出。 2021-7-13物理化学第十二章 52 释出或吸收液体时，体积显著缩小或膨胀，如各类线释出或吸收液体时，

31、体积显著缩小或膨胀，如各类线 性高分子凝胶。有明显选择性，如橡胶吸苯，明胶、琼脂则吸水性高分子凝胶。有明显选择性，如橡胶吸苯，明胶、琼脂则吸水. . 释出或吸收液体时，形状和体积几乎都不变，释出或吸收液体时，形状和体积几乎都不变， 如多数无机凝胶。没有选择性，液体只要能润湿，都能被吸收。如多数无机凝胶。没有选择性，液体只要能润湿，都能被吸收。 *第九节第九节 凝胶凝胶 Gels 凝胶是胶体的一种存在形式，其中胶粒或大分子互相联结成立体凝胶是胶体的一种存在形式，其中胶粒或大分子互相联结成立体 网状结构，网架间充满的液体（在干胶中也可是气体）不能自由网状结构，网架间充满的液体（在干胶中也可是气体）

32、不能自由 流动，呈流动，呈弹性半固体状态弹性半固体状态。如豆腐、硅胶等。如豆腐、硅胶等。 凝胶的类型：凝胶的类型： 根据分散相质点的刚柔分为：根据分散相质点的刚柔分为： 刚（脆）性凝胶：刚（脆）性凝胶： 弹性凝胶：弹性凝胶： 根据含液量的多少分为：根据含液量的多少分为： 冻胶：冻胶： 干胶：干胶： 含液量常在含液量常在90%以上，如琼脂、肉冻含水可达以上，如琼脂、肉冻含水可达99%以上。以上。 含液量少，如市售明胶含水约含液量少，如市售明胶含水约15%，半透膜也属干胶。，半透膜也属干胶。 2021-7-13物理化学第十二章 53 凝胶的制备：凝胶的制备： 从固体（干胶）制备：从固体（干胶）制备

33、： 干胶吸液膨胀即成，常为弹性凝胶。干胶吸液膨胀即成，常为弹性凝胶。 从液体制备：从液体制备： a. 冷却溶胶使过饱和。如冷却溶胶使过饱和。如0.5%琼脂溶液冷到琼脂溶液冷到35即成冻胶。即成冻胶。 b. 加非溶剂。如在果胶水溶液中加适量酒精后即成凝胶。加非溶剂。如在果胶水溶液中加适量酒精后即成凝胶。 c. 在胶粒亲水性较强的溶胶（如在胶粒亲水性较强的溶胶（如Fe(OH)3）中加适量电解质。）中加适量电解质。 d. 控制生成不溶物反应的条件。如硅胶即水玻璃加酸而成。控制生成不溶物反应的条件。如硅胶即水玻璃加酸而成。 胶凝：由溶胶或高分子溶液形成凝胶的过程。胶凝：由溶胶或高分子溶液形成凝胶的过程

34、。 分散相质点形状的不对称性，提高浓度，降低温度，加胶凝剂分散相质点形状的不对称性，提高浓度，降低温度，加胶凝剂 （如电解质）（如电解质），延长放置时间都能促进凝胶的形成。，延长放置时间都能促进凝胶的形成。 2021-7-13物理化学第十二章 54 凝胶的性质：凝胶的性质： 溶胀：干燥的弹性凝胶吸液而膨胀。是高分子溶解的第一阶段。溶胀：干燥的弹性凝胶吸液而膨胀。是高分子溶解的第一阶段。 具有选择性，只能吸收亲和性很强的液体。具有选择性，只能吸收亲和性很强的液体。 有限溶胀：所吸收的液体量达最大值后就不再继续膨胀。有限溶胀：所吸收的液体量达最大值后就不再继续膨胀。 无限溶胀：膨胀的结果使凝胶完全溶解形成均相溶液。无限溶胀：膨胀的结果使凝胶完全溶解形成均相溶液。 溶胀热：溶胀热：物质溶胀时伴随