胶体化学课件

1、本章基本要求本章基本要求1 1、了解多相分散体系的各种分类，、了解多相分散体系的各种分类，明确明确哪些是哪些是 热力学稳定系统、哪些是亚稳系统；知道胶体热力学稳定系统、哪些是亚稳系统；知道胶体 分散体系的基本特性。分散体系的基本特性。2 2、了解胶体分散、了解胶体分散体体系在动力性质、光学性质、电系在动力性质、光学性质、电 学性质等方面的特点。学性质等方面的特点。3 3、了解胶体体系相对稳定的原因，了解、了解胶体体系相对稳定的原因，了解DLVO 理论。理论。胶体化学4 4、了解电解质对溶胶稳定性的影响，会判断电解、了解电解质对溶胶稳定性的影响，会判断电解 质聚沉能力的大小。质聚沉能力的大小。5

2、 5、了解乳状液的种类、乳化剂的作用及其在工、了解乳状液的种类、乳化剂的作用及其在工 业、日常生活中的应用。业、日常生活中的应用。6 6、了解大分子溶液与溶胶的异同点。、了解大分子溶液与溶胶的异同点。7 7、什么是唐南平衡、什么是唐南平衡? ? 明确如何较准确地用渗透明确如何较准确地用渗透 压压法法测定电离大分子物质的相对分子质量。测定电离大分子物质的相对分子质量。胶体化学8 8、了解大分子相对分子质量的种类及其测定方、了解大分子相对分子质量的种类及其测定方 法。法。9 9、了解凝胶的特点及性质。、了解凝胶的特点及性质。胶体化学第十第十二二章章 胶体分散体系胶体分散体系 胶体是一种胶体是一种微

3、多微多相体系，由分散相和分散介质组成，分散相可以是气体、相体系，由分散相和分散介质组成，分散相可以是气体、液体或固体。通常将分散相粒子线度介于液体或固体。通常将分散相粒子线度介于10-9m10-7m间的多相体系称为间的多相体系称为胶胶体体分散分散体系体系。发展简史：发展简史： 胶体科学的形成，早期可追朔到陶瓷制造、造纸以及豆腐、墨汁、胶体科学的形成，早期可追朔到陶瓷制造、造纸以及豆腐、墨汁、颜料等生活文化的制作。颜料等生活文化的制作。胶体化学 1856 1856年，年， Faraday首次由氯化金水溶液还原制得红宝石色的金溶胶；首次由氯化金水溶液还原制得红宝石色的金溶胶； 1809 1809年

4、，俄国化学家年，俄国化学家PePecccc发现土粒的电泳现象；发现土粒的电泳现象； 1829 1829年，英国植物学家年，英国植物学家Brown观察到花粉的布朗运动；观察到花粉的布朗运动； 1861 1861年，英国科学家年，英国科学家Thomas Graham( (胶体化学的创始人胶体化学的创始人) )系统研究多种系统研究多种物质的扩散过程，首先提出了胶体的概念。他发现如蛋白、阿拉伯树胶、明物质的扩散过程，首先提出了胶体的概念。他发现如蛋白、阿拉伯树胶、明胶等不能通过半透膜；用滲析方法制备出普鲁士蓝水溶胶；胶等不能通过半透膜；用滲析方法制备出普鲁士蓝水溶胶； 1869 1869年，发现了年，

5、发现了Tyndall效应效应, ,可区别溶胶及溶液；可区别溶胶及溶液；胶体化学 1903 1903年，德国科学家年，德国科学家Zsigmondy发明了超显微镜，肯定溶胶的一个根本发明了超显微镜，肯定溶胶的一个根本问题问题体系的多相性，从而明确了胶体化学是界面化学。体系的多相性，从而明确了胶体化学是界面化学。 1907 1907年，德国化学家年，德国化学家Ostwald创办创办胶体化学和工业杂志胶体化学和工业杂志胶体化胶体化学正式成为一门独立的学科。学正式成为一门独立的学科。 1941 1941年，前苏联的德查金年，前苏联的德查金( (Derjaguin B V)和朗道和朗道( (Landau

6、L D) )以及以及19481948年年荷兰的维韦荷兰的维韦(Werwey E J W）和奥佛比克）和奥佛比克( (Overbeek J T G)胶体稳定性的胶体稳定性的DLWO理理论。从论。从7070年代起，对高分子稳定胶体的研究逐渐成为热点，其中以斯喀金年代起，对高分子稳定胶体的研究逐渐成为热点，其中以斯喀金( (Scheutjens J M) )和费里和费里( (Fleer G J) )以以胶体化学及德让及德让(de Gennes P G)等的统计力学理论引人注目，但有待继续完善。等的统计力学理论引人注目，但有待继续完善。 近年来，随着实验测试手段的不断提高，如超离心机、光散射、近年来，

7、随着实验测试手段的不断提高，如超离心机、光散射、X射射线、多种电子显微镜、红外线以及多种能谱等的应用，使得胶体和表面线、多种电子显微镜、红外线以及多种能谱等的应用，使得胶体和表面化学在微观方面的研究发展很快。化学在微观方面的研究发展很快。广泛应用：广泛应用： 胶体化学是一门应用极为广泛的边缘学科。其应用范围遍及胶体化学是一门应用极为广泛的边缘学科。其应用范围遍及生命现象生命现象( (血液、各种凝胶、细胞膜血液、各种凝胶、细胞膜) )、材料材料( (泡沫塑料、水泥、陶瓷、橡胶泡沫塑料、水泥、陶瓷、橡胶) ) 、食品食品( (牛奶、慢头、面包牛奶、慢头、面包胶体化学各种饮料中香料的乳化、乳制品、冰

8、激凌各种饮料中香料的乳化、乳制品、冰激凌) )、能源能源( (稠油乳化开采、乳化及破稠油乳化开采、乳化及破乳、油品的降粘降凝输送等乳、油品的降粘降凝输送等) )、环境环境( (烟雾、水净化、污水处理、除尘烟雾、水净化、污水处理、除尘) )、日日用品用品( (洗涤剂、化妆品洗涤剂、化妆品) )等各领域。等各领域。12-1 12-1 胶体的基本性质胶体的基本性质 一、分散体系一、分散体系一种或几种物质在另一种物质中分散所构成的体系一种或几种物质在另一种物质中分散所构成的体系胶体化学分散相分散相被分散的物质，一般都是不连续的被分散的物质，一般都是不连续的分散介质分散介质分散其他物质的物质，一般都是连

9、续的分散其他物质的物质，一般都是连续的 如油在水中的分散如油在水中的分散油滴胶体化学二、分散体系分类二、分散体系分类（一）按分散相的线度大小分类（一）按分散相的线度大小分类1. 1. 分子分散体系分子分散体系分散相粒子线度：分散相粒子线度：109 m如：混合气体，真溶液如：混合气体，真溶液电子显微镜看不见，能透过半透膜电子显微镜看不见，能透过半透膜2 2胶体分散体系胶体分散体系( (固固- -液溶胶，憎液溶胶）液溶胶，憎液溶胶）分散相粒子线度：分散相粒子线度：10-910-7m 如：溶胶，大分子溶液如：溶胶，大分子溶液电子显微镜能看见，不能透过半透膜电子显微镜能看见，不能透过半透膜3 3粗分散

10、体系粗分散体系胶体化学透不过半透膜，用普通显微镜可看到透不过半透膜，用普通显微镜可看到 分散相粒子线度：分散相粒子线度： 10-7m 如：牛奶、豆浆如：牛奶、豆浆（二）（二） 按分散相与分散介质的聚集状态分类按分散相与分散介质的聚集状态分类分散介质分散介质分散相分散相名称名称实例实例液液气气液液固固泡沫泡沫乳状液乳状液液溶胶液溶胶 悬浮体悬浮体肥皂泡沫肥皂泡沫牛奶、含水原油牛奶、含水原油泥浆、油墨泥浆、油墨固固气气液液固固 固态泡沫固态泡沫固态乳状液固态乳状液固态悬浮体固态悬浮体泡沫塑料泡沫塑料珍珠、黑磷珍珠、黑磷( (P-Hg) )合金合金胶体化学分散介质分散介质分散相分散相名名 称称实实

11、例例气气液液固固气溶胶气溶胶雾雾烟、尘烟、尘 真正的胶体体系是指真正的胶体体系是指S/L溶胶，它具有胶体的典型性质。大分子溶液、溶胶，它具有胶体的典型性质。大分子溶液、粗分散体系具有和胶体相似的性质，也归于胶体化学研究的范畴。粗分散体系具有和胶体相似的性质，也归于胶体化学研究的范畴。 胶体化学三、三、 胶体体系基本性质胶体体系基本性质 高分散、多相、热力学不稳定性是胶体体系的三个基本性质高分散、多相、热力学不稳定性是胶体体系的三个基本性质，也是产生其它现象的依据，如由于高分散使其具有光学和动力学性也是产生其它现象的依据，如由于高分散使其具有光学和动力学性质，由于多相而具有聚结不稳定性。质，由于

12、多相而具有聚结不稳定性。胶体化学12-2 12-2 溶胶的制备和净化溶胶的制备和净化一、制备一、制备 在稳定剂的存在下，使分散相分散或凝聚成在稳定剂的存在下，使分散相分散或凝聚成106109m的颗的颗粒。粒。分散分散凝聚凝聚粗分散体系粗分散体系1000nm胶体体系胶体体系10001nm分子分散体系分子分散体系 粒子半径粒子半径2. 2. 分散体系对光的作用分散体系对光的作用光通过分散体系时产生三种效应：光通过分散体系时产生三种效应：吸收吸收 有选择性吸收有选择性吸收反射反射 粒子半径粒子半径 光波的波长光波的波长散射散射 粒子半径粒子半径 0 0反离子是负电荷反离子是负电荷胶粒带负电时胶粒带负

13、电时 吸吸力，稳定；斥力力，稳定；斥力 吸力，聚沉；吸力，聚沉；（3 3）斥力势能、吸力势能、总势能随粒子间距离而变；）斥力势能、吸力势能、总势能随粒子间距离而变；胶体化学 DLVO理论仅考虑了理论仅考虑了V.D.W力和电场斥力这两个主要方面，还不能充分力和电场斥力这两个主要方面，还不能充分说明胶体体系稳定和聚沉的各种复杂原因，有待进一步完善。说明胶体体系稳定和聚沉的各种复杂原因，有待进一步完善。二、溶胶的聚沉二、溶胶的聚沉许多因素会导致溶胶聚沉：许多因素会导致溶胶聚沉： 外加电解质、温度变化、溶胶浓度，不同电性溶胶的互相影响等。外加电解质、温度变化、溶胶浓度，不同电性溶胶的互相影响等。1.1

14、.电解质的聚沉作用电解质的聚沉作用少量电解质对溶胶起稳定作用；过量电解质对溶胶起破坏作用少量电解质对溶胶起稳定作用；过量电解质对溶胶起破坏作用电解质的敏电解质的敏化作用化作用胶体化学 电解质的作用是降低电动电势，当电动电势小于某一值时，溶胶开电解质的作用是降低电动电势，当电动电势小于某一值时，溶胶开始聚沉始聚沉电解质对溶胶稳定性的影响取决与其浓度和离子价。电解质对溶胶稳定性的影响取决与其浓度和离子价。1.1.聚沉值和聚沉能力聚沉值和聚沉能力聚沉值：聚沉值：引起溶胶明显聚沉所需外加电解质的最小浓度引起溶胶明显聚沉所需外加电解质的最小浓度聚沉能力聚沉能力：聚沉能力：聚沉能力1/1/聚沉值聚沉值2.

15、2.聚沉规则聚沉规则胶体化学a.a.引起溶胶聚沉的主要因素是与胶粒带相反电荷的离子引起溶胶聚沉的主要因素是与胶粒带相反电荷的离子b.b.价数规则：价数规则：异电离子价数越高，聚沉能力越强异电离子价数越高，聚沉能力越强如如AgI负溶胶负溶胶则聚沉能力顺序则聚沉能力顺序 NaClMgCl2Cs+Rb+K+Na+Li+胶体化学 此顺序与离子水化半径有关，此顺序与离子水化半径有关，Li+离子半径最小，水化能力最强，水离子半径最小，水化能力最强，水化半径最大，聚沉能力最小。化半径最大，聚沉能力最小。如如AgI负溶胶负溶胶LiNO3NaNO3RbNO3电解质聚沉能力电解质聚沉能力NaCl Na2SO4Cl

16、 - Br - NO3 - I -胶体化学 如豆浆中加入卤水做豆腐，豆浆是带负电的大豆蛋白胶体如豆浆中加入卤水做豆腐，豆浆是带负电的大豆蛋白胶体, ,而卤水中而卤水中有有Ca2+、Mg2+等离子，故使荷负电的胶体聚沉。等离子，故使荷负电的胶体聚沉。 再如江海交界处，常有清水、浊水分界面，是海水中的盐类对江河中再如江海交界处，常有清水、浊水分界面，是海水中的盐类对江河中带负电的土壤胶体聚沉的结果。带负电的土壤胶体聚沉的结果。关于判断电解质聚沉能力大小几点说明：关于判断电解质聚沉能力大小几点说明：1.1.与胶粒带电相反的离子是主要起聚沉作用的离子与胶粒带电相反的离子是主要起聚沉作用的离子2.2.反

17、号离子价数越高，聚沉能力越强反号离子价数越高，聚沉能力越强胶体化学3.3.电解质含反号离子的个数及价数都相同的不同离子，电解质含反号离子的个数及价数都相同的不同离子， 聚沉能力取决于感胶离子序聚沉能力取决于感胶离子序4.4.电解质含反号离子的价数及种类皆相同但个数不同时电解质含反号离子的价数及种类皆相同但个数不同时 ，反号离子个数多的电解质聚沉能力强。，反号离子个数多的电解质聚沉能力强。5.5.若外加电解质中反号离子的个数、价数及种类完全相若外加电解质中反号离子的个数、价数及种类完全相 同时，则需看另外一种离子。此离子对带异号电荷胶同时，则需看另外一种离子。此离子对带异号电荷胶 粒聚沉能力越强

18、，对带同号电荷胶粒聚沉能力越弱。粒聚沉能力越强，对带同号电荷胶粒聚沉能力越弱。如如AgI负溶胶负溶胶MgCl2 MgSO4电解质聚沉能力电解质聚沉能力胶体化学2.2.胶体的相互聚沉胶体的相互聚沉将两种电性不同的溶胶混合，可以发生相互聚沉作用。将两种电性不同的溶胶混合，可以发生相互聚沉作用。 如荷正电的如荷正电的Fe(OH)3溶胶与荷负电的溶胶与荷负电的As2S3溶胶按一定比例可相互溶胶按一定比例可相互聚沉。聚沉。再如明矾再如明矾 KAl(SO4)212H2O净水：净水： 明矾在水中水解成带正电的明矾在水中水解成带正电的Al(OH)3溶胶，使带负电的胶体污物溶胶，使带负电的胶体污物( (土壤土壤

19、胶体胶体) )聚沉。聚沉。3.3.高分子化合物对溶胶的作用高分子化合物对溶胶的作用1)1)保护作用保护作用胶体化学 高分子物质加入溶胶中能显著提高溶胶对电解质的稳定性。多个高分子高分子物质加入溶胶中能显著提高溶胶对电解质的稳定性。多个高分子化合物的一端吸附在同一个分散相粒子的表面上，或是多个大分子环绕在胶化合物的一端吸附在同一个分散相粒子的表面上，或是多个大分子环绕在胶粒周围，形成水化外壳，将分散相粒子完全包围起来起到保护作用。粒周围，形成水化外壳，将分散相粒子完全包围起来起到保护作用。高分子的保护作用高分子的保护作用高分子的敏化作用高分子的敏化作用胶体化学原因：当高分子数量太少时，不足以使胶

20、粒表面完全覆盖。但胶粒能在高原因：当高分子数量太少时，不足以使胶粒表面完全覆盖。但胶粒能在高分子链节上吸附，使之相互分子链节上吸附，使之相互“桥联桥联”在一起而聚沉。在一起而聚沉。2) 2) 敏化作用敏化作用 高分子化合物引起溶胶聚沉的现象叫敏化作用高分子化合物引起溶胶聚沉的现象叫敏化作用 如黄河水混浊是由于黄土粒子受到来自植物界的高分子的保护作用；如黄河水混浊是由于黄土粒子受到来自植物界的高分子的保护作用；墨水受阿拉伯树胶的保护而稳定；墨水受阿拉伯树胶的保护而稳定；胶体化学 墨汁墨汁( (炭粒胶体分散体系炭粒胶体分散体系) )用动物胶保护，因动物胶久置会变腐败，用动物胶保护，因动物胶久置会变

21、腐败，故墨汁有臭味；故墨汁有臭味；4. 4. 浓度增加，胶体聚沉能力增大；浓度增加，胶体聚沉能力增大； 温度升高温度升高 ，胶体的聚沉能力亦增加。，胶体的聚沉能力亦增加。照相底片是用明胶保护的照相底片是用明胶保护的AgBr的悬浮体。的悬浮体。胶体化学12-6 12-6 乳状液乳状液 乳状液乳状液是一种液体以极小的液滴形式分散在另一种与其不相混溶是一种液体以极小的液滴形式分散在另一种与其不相混溶的液体中构成的多相分散体系，的液体中构成的多相分散体系，分散相线度约为分散相线度约为106107m，属粗属粗分散体系分散体系。如牛奶、含水原油、乳化农药等都是乳状液。如牛奶、含水原油、乳化农药等都是乳状液

22、。一、类型和鉴别一、类型和鉴别1. 1. 分类分类水包油型水包油型 O/W：分散相为油分散相为油( (内相，不连续），分散介质内相，不连续），分散介质为水为水( (外相，连续外相，连续) )，如牛奶，如牛奶胶体化学 形成乳状液的液体中，称极性液体形成乳状液的液体中，称极性液体( (或极性强的液体或极性强的液体) )为水，非极为水，非极性液体性液体( (或极性小的液体或极性小的液体) )称为油。称为油。分散相为水，分散介质为油分散相为水，分散介质为油油包水型油包水型W/O：如含水原油如含水原油2. 2. 鉴别鉴别 冲淡法冲淡法( (稀释法稀释法) ) 将数滴乳状液滴入蒸馏水中，若在水中立即散开，

23、则为将数滴乳状液滴入蒸馏水中，若在水中立即散开，则为O/W型型乳状液，否则为乳状液，否则为W/O型型乳状液。乳状液。 染色法染色法胶体化学 往乳状液中加入数滴水溶性染料往乳状液中加入数滴水溶性染料( (如亚甲蓝溶液如亚甲蓝溶液) )，若被染成均匀的蓝，若被染成均匀的蓝色色( (可在显微镜下观察可在显微镜下观察) )，则为，则为O/W型型乳状液，若内相被染成蓝色，则为乳状液，若内相被染成蓝色，则为W/O型型乳状液。乳状液。O/W型型W/O型型油滴油滴水滴水滴胶体化学 O/W型乳状液的导电性好，型乳状液的导电性好，W/O型乳状液的导电性相对较差，故测型乳状液的导电性相对较差，故测定乳状液的电导亦可

24、区别其类型。但使用离子型的乳化剂时，即使是定乳状液的电导亦可区别其类型。但使用离子型的乳化剂时，即使是W/O型，或水相体积分数很大的型，或水相体积分数很大的W/O型乳状液，其导电性也颇为可观。型乳状液，其导电性也颇为可观。电导法影响因素较多电导法影响因素较多( (乳化剂类型、相体积等乳化剂类型、相体积等) )，所以该法虽简单，但不，所以该法虽简单，但不十分准确。十分准确。 电导法电导法( (导电法导电法) ) 此外还有折射率法、荧光法等，实际测定时，往往采用几种方法鉴此外还有折射率法、荧光法等，实际测定时，往往采用几种方法鉴定，以便得到可靠结果。定，以便得到可靠结果。胶体化学二、乳化剂的作用二

25、、乳化剂的作用乳化剂：乳化剂：制备稳定的乳状液添加的物质。制备稳定的乳状液添加的物质。 大多数乳化剂都是表面活化剂，此外还有大多数乳化剂都是表面活化剂，此外还有 粉末乳化剂，粉末乳化剂， 如如CaCO3,BaSO4, ,碳黑，粘土等。碳黑，粘土等。1. 1. 使分散相液滴周围形成坚固的保护膜使分散相液滴周围形成坚固的保护膜 表面活性剂结构中的亲水基和亲油基在异相界面上分别伸向水表面活性剂结构中的亲水基和亲油基在异相界面上分别伸向水相和油相，在油水界面层中定向排列使分散相液滴表面形成界面膜，相和油相，在油水界面层中定向排列使分散相液滴表面形成界面膜，界面膜的厚度、强度及韧性，对乳状液稳定起主要作

26、用。界面膜的厚度、强度及韧性，对乳状液稳定起主要作用。胶体化学 加入乳化剂加入乳化剂( (表面活性剂表面活性剂) )，在两相的界面层产生正吸附，降低表，在两相的界面层产生正吸附，降低表面张力，体系的吉氏自由能降低，稳定性增加。面张力，体系的吉氏自由能降低，稳定性增加。2. 2. 降低界面张力，使体系稳定性增加降低界面张力，使体系稳定性增加3. 3. 形成扩散双电层形成扩散双电层 大部分稳定的乳状液液滴都带有电荷，形成扩散双电层，液滴靠大部分稳定的乳状液液滴都带有电荷，形成扩散双电层，液滴靠近时相互排斥，从而防止其合并，提高了稳定性。近时相互排斥，从而防止其合并，提高了稳定性。4.4.粉末乳化剂

27、的稳定作用粉末乳化剂的稳定作用胶体化学 粉末乳化剂与表面活性剂一样，只有处在两相界面上时才能起到乳化粉末乳化剂与表面活性剂一样，只有处在两相界面上时才能起到乳化剂的作用，而固体粉末只有既能被水同时又能被油润湿时，才会停留在两剂的作用，而固体粉末只有既能被水同时又能被油润湿时，才会停留在两相界面上。相界面上。 易被水润湿的粘土、易被水润湿的粘土、Al2O3等亲水强，等亲水强，对水对水 900 ，粉末大部分在油中，得，粉末大部分在油中，得W/O型型乳状液。乳状液。三、乳状液的破坏和转相三、乳状液的破坏和转相 乳状液同样具有动力稳定性和聚结稳定性，它与溶胶的不同之处在乳状液同样具有动力稳定性和聚结稳

28、定性，它与溶胶的不同之处在于其分散粒子大而比重差小，聚结稳定性取决于界面吸附膜的强度。于其分散粒子大而比重差小，聚结稳定性取决于界面吸附膜的强度。胶体化学表面活性大，但碳链短，加入后吸附于界面而顶替部分乳化剂，表面活性大，但碳链短，加入后吸附于界面而顶替部分乳化剂，由于不能形成坚固的界面膜，导致破乳。由于不能形成坚固的界面膜，导致破乳。使乳状液体系油水两相分离使乳状液体系油水两相分离破乳或去乳化作用破乳或去乳化作用破乳可采用以下方法：破乳可采用以下方法：1.1.顶替法顶替法 加入小分子表面活性剂加入小分子表面活性剂常用的是异戊醇、辛醇及乙醚。常用的是异戊醇、辛醇及乙醚。2.2.化学法化学法 胶

29、体化学1 1）加电解质）加电解质a.a.加入电解质使分散相粒子的双电层减薄，电动加入电解质使分散相粒子的双电层减薄，电动 电势降低，促使乳状液破坏。电势降低，促使乳状液破坏。b. b. 有些电解质与乳化剂起反应，破坏了乳化剂而破乳。有些电解质与乳化剂起反应，破坏了乳化剂而破乳。如如NaClCOOHHCHClCOONaHC35173517油酸的乳化能力远小于油酸钠，故可达破乳目的油酸的乳化能力远小于油酸钠，故可达破乳目的c. c. 有些电解质与乳化剂反应后生成反型乳化剂而破乳。有些电解质与乳化剂反应后生成反型乳化剂而破乳。2NaClMgCOO)H(C)BaCl,(CaClMgClCOONaH2C

30、235172223517胶体化学:COONaHC3517:MgCOO)H(C23517O/W型乳化剂型乳化剂W/O型乳化剂型乳化剂 加入少量的加入少量的MgCl2可破乳，可破乳，MgCl2加入量较多时，可由加入量较多时，可由O/W型乳状型乳状液液W/O型乳状液型乳状液称乳状液类型的转变为称乳状液类型的转变为乳状液的反相乳状液的反相2 2） 加反型乳化剂加反型乳化剂3. 3. 电破乳电破乳常用于常用于W/O型乳状液的破乳型乳状液的破乳胶体化学 由于油的电阻率很大，工业上常用高压交流电破乳，电场强度在由于油的电阻率很大，工业上常用高压交流电破乳，电场强度在2000Vcm-1以上。以上。高压电场作用

31、：高压电场作用：(1) (1) 极性乳化剂分子在电场中随电场转向，削弱了极性乳化剂分子在电场中随电场转向，削弱了 其保护膜的强度；其保护膜的强度；(2) (2) 水滴极化水滴极化( (偶极分子的定向极化偶极分子的定向极化) )后，水滴相互后，水滴相互 吸引，使水滴排成一串吸引，使水滴排成一串( (珍珠项链珍珠项链) )，当电压升，当电压升 至某一值时，小水滴瞬间聚集成大水滴，在重至某一值时，小水滴瞬间聚集成大水滴，在重 力作用下分离出来。力作用下分离出来。胶体化学4. 4. 加热加热 加热可使界面吸附减弱，分散介质粘度下降，液滴运动加剧，加热可使界面吸附减弱，分散介质粘度下降，液滴运动加剧，由

32、于稳定性降低而破乳。由于稳定性降低而破乳。胶体化学12-7 12-7 大分子溶液大分子溶液 大分子溶液就分散相线度大小而言，属于胶体的范畴，但与前面的胶体体系大分子溶液就分散相线度大小而言，属于胶体的范畴，但与前面的胶体体系有本质的差别。大分子溶液可作为热力学平衡体系来研究，但因其分子大，在若有本质的差别。大分子溶液可作为热力学平衡体系来研究，但因其分子大，在若干性质上不同于小分子溶液，小分子溶液的一些性质不能直接套用。干性质上不同于小分子溶液，小分子溶液的一些性质不能直接套用。一一. . 大分子溶液与溶胶体系的异同点大分子溶液与溶胶体系的异同点相同点：相同点：1 1、分散相粒子线度、分散相粒

33、子线度1010-6-61010-9-9m (1nm-1000nm)m (1nm-1000nm)胶体化学2 2、扩散速度缓慢、扩散速度缓慢3 3、不能透过半透膜、不能透过半透膜不同点：不同点：1 1、聚合物同溶剂有亲和力，能自动溶解在溶剂中，但、聚合物同溶剂有亲和力，能自动溶解在溶剂中，但 溶解过程比小分子慢得多。溶胶不会自动分散到分溶解过程比小分子慢得多。溶胶不会自动分散到分 散介质中；散介质中；2 2、大分子溶液是真溶液，溶解、沉淀是热力学可逆的，、大分子溶液是真溶液，溶解、沉淀是热力学可逆的， 是热力学稳定体系。溶胶是多相的热力学不稳定体系；是热力学稳定体系。溶胶是多相的热力学不稳定体系；

34、3 3、大分子溶液是均相体系，、大分子溶液是均相体系，Tyndall效应较弱。溶胶是效应较弱。溶胶是 多相体系，多相体系， Tyndall效应强。效应强。胶体化学4 4、大分子溶液的粘度比溶胶的大得多。、大分子溶液的粘度比溶胶的大得多。5 5、大分子溶液性质依赖于分子量，且聚合物的多分散、大分子溶液性质依赖于分子量，且聚合物的多分散 性性( (无固定分子量无固定分子量) )又使溶液性质的研究复杂化。溶又使溶液性质的研究复杂化。溶 胶的很大一部分性质是与分散相粒子的线度大小有胶的很大一部分性质是与分散相粒子的线度大小有 关的，颗粒的大小同样使溶胶性质的研究复杂化。关的，颗粒的大小同样使溶胶性质的

35、研究复杂化。二、大分子的分子量二、大分子的分子量1. 1. 数均分子量数均分子量iiiiiMxNMNMn测量方法：渗透压法、端基分析法测量方法：渗透压法、端基分析法胶体化学2. 2. 质均分子量质均分子量iiiiiiiiiiMWWMWMNMMNM_WNi Mi 单个分子质量为单个分子质量为Mi的的i组分的质量组分的质量BABBAA WWMWMW相当于测量方法：光散射法测量方法：光散射法胶体化学3. 3. Z均分子量均分子量iiiiiiiiiiiiiiMWZZMZMWMWMNMNM 223Z测量方法：超离心法测量方法：超离心法nWZMMM若大分子化合物中所有分子的分子量都相等，则：若大分子化合物

36、中所有分子的分子量都相等，则：nWZMMM若大分子化合物中所有分子的分子量都不相等，则若大分子化合物中所有分子的分子量都不相等，则胶体化学 其中其中Z均分子量、质均分子量对分子量高者敏感，变化很大，而数均分均分子量、质均分子量对分子量高者敏感，变化很大，而数均分子量则对低分子量化合物敏感。子量则对低分子量化合物敏感。4. 4. 粘均分子量粘均分子量1_111ViiiiiiiiiMWWMWMNMNM：与大分子在溶液中蜷曲程度有关，一般：与大分子在溶液中蜷曲程度有关，一般 =0.5=0.51 1 = 1= 1时时WVMM0 1时时WVnMMM胶体化学测量方法：粘度法，此法简单易操作，比较常用。测量

37、方法：粘度法，此法简单易操作，比较常用。三、唐南三、唐南( (Donnan) )平衡平衡非电解质稀溶液或理想稀溶液的渗透压非电解质稀溶液或理想稀溶液的渗透压RTcB或或BBBBMRTRTVMWRTVn BMRT其中其中VW /B胶体化学 此式表明：一定温度下，溶液的渗透压只依赖于粒子的个数，而与粒此式表明：一定温度下，溶液的渗透压只依赖于粒子的个数，而与粒子的大小、性质无关。子的大小、性质无关。 原因：溶液中高分子电解质的大离子不能透过半透膜，而小离子受大原因：溶液中高分子电解质的大离子不能透过半透膜，而小离子受大离子电荷的影响，当渗透平衡时膜两边小离子浓度不相等。称小离子在膜离子电荷的影响，

38、当渗透平衡时膜两边小离子浓度不相等。称小离子在膜两边的这种不均匀的平衡分布为两边的这种不均匀的平衡分布为Donnan平衡，又叫膜平衡。平衡，又叫膜平衡。 实验发现实验发现, ,带电的高分子带电的高分子聚电解质，由测定的渗透压计算出的数聚电解质，由测定的渗透压计算出的数均分子量一般都偏低。均分子量一般都偏低。胶体化学以蛋白质钠盐为例，在水中：以蛋白质钠盐为例，在水中：zzPzNaPNa Na+ 可以透过半透膜，而可以透过半透膜，而Pz-不能不能, ,为了保持电中性，为了保持电中性， Na+必须和必须和Pz-在膜在膜的同一侧，则每一个蛋白质分子在溶液中有的同一侧，则每一个蛋白质分子在溶液中有( (

39、z+1) )个粒子，渗透压测得是数个粒子，渗透压测得是数均分子量，故求得的分子量只是蛋白质真正分子量的均分子量，故求得的分子量只是蛋白质真正分子量的1/(1/(z+1)+1)。 由于聚电解质样品中总会有其他电解质杂质，溶液中真正的粒子数很难由于聚电解质样品中总会有其他电解质杂质，溶液中真正的粒子数很难确定，故测量聚电解质的渗透压时，必须考虑确定，故测量聚电解质的渗透压时，必须考虑Donnan平衡。平衡。胶体化学 仍以仍以NazP为例，设膜左边放为例，设膜左边放NazP，浓度，浓度c2 ，右边放，右边放NaCl，浓度，浓度c1 ：当溶液中已有电解质存在时，大分子渗透压当溶液中已有电解质存在时，大

40、分子渗透压= =？PZ-ZNa+Na+Cl-PZ-Na+Na+Cl-c2Zc2c1c1-xxZc2+xc1c2Cl-c1-x 平平 衡衡 前前 平平 衡衡 后后胶体化学平衡后膜两边平衡后膜两边对稀溶液，浓度取代活度，则：对稀溶液，浓度取代活度，则：左ClNaClNa左右右xZcxxc)()(221左右,NaCl,NaCl左右,NaC*NaClNaCl,*NaCllnlnlaRTaRT左右,NaClNaCl,aa胶体化学12212cZccx渗透压是膜两边粒子数不同而引起的，则渗透压是膜两边粒子数不同而引起的，则RTxcxxZcc)(2)(122右左RTxcZcc)42(122RTcZccZccc

41、122222122222胶体化学 若若,21Zcc 即右边即右边NaCl浓度很低时，浓度很低时，RTcZRTZcc222)1 ()(相当于右边放纯水，计算的数均分子量偏低。相当于右边放纯水，计算的数均分子量偏低。 若若,21Zcc 即电解质浓度比蛋白质浓度大很多，即电解质浓度比蛋白质浓度大很多，RTc2NaCl电离出的电离出的Na+浓度比大分子电离出的浓度比大分子电离出的Na+浓度大很多，可视为大分浓度大很多，可视为大分子不电离，或蛋白质在等电点时的情况，求数均分子量不产生太大误子不电离，或蛋白质在等电点时的情况，求数均分子量不产生太大误差。差。胶体化学四、盐析作用四、盐析作用加入大量电解质使

42、大分子化合物从水溶液加入大量电解质使大分子化合物从水溶液 中析出中析出( (聚沉聚沉) )的过程的过程原因：大量电解质加入大分子溶液时，由于离子发生强烈的水化作用，原因：大量电解质加入大分子溶液时，由于离子发生强烈的水化作用，致使原来高度水化的大分子化合物失水而从溶液中析出，因此发生盐致使原来高度水化的大分子化合物失水而从溶液中析出，因此发生盐析作用的主要原因是去水化。盐析是可逆过程，加入水后又可变回大析作用的主要原因是去水化。盐析是可逆过程，加入水后又可变回大分子溶液。分子溶液。胶体化学1.如何从分散质线度的大小定义粗分散系统、溶胶及真溶液？如何从分散质线度的大小定义粗分散系统、溶胶及真溶液

43、？ 按分散质粒子线度的大小定义粒子线度在按分散质粒子线度的大小定义粒子线度在1nm1000nm之间的分散系之间的分散系统为胶体；小于统为胶体；小于1nm及大于及大于1000nm的分散系统分别为真溶液和粗分散的分散系统分别为真溶液和粗分散系统。系统。 2.2.按胶体溶液的稳定性分类，胶体可分成哪几类？按胶体溶液的稳定性分类，胶体可分成哪几类？ 按胶体溶液的稳定性分类，胶体可分成热力学不稳定的憎液溶胶和按胶体溶液的稳定性分类，胶体可分成热力学不稳定的憎液溶胶和热力学稳定的亲液溶胶。热力学稳定的亲液溶胶。 3. 3.简述胶体分散系统的主要特征。简述胶体分散系统的主要特征。 高度分散性、多相性和热力学

44、不稳定性高度分散性、多相性和热力学不稳定性 所以笼统说所以笼统说“胶体系统是一个多相分散系统，是热力学不稳定胶体系统是一个多相分散系统，是热力学不稳定系统，是亚稳系统系统，是亚稳系统”是不合适的。是不合适的。胶体化学1. 1. 雾属于分散系统，其分散介质是雾属于分散系统，其分散介质是_ _ ( (a) )液体液体 ( (b) )气体气体 ( (c) ) 固体固体 ( (d) )气体或固体气体或固体 2.2.分散系统最基本的分类方法是依据分散系统最基本的分类方法是依据_ _ ( (a) ) 分散相与分散介质亲合力的大小分散相与分散介质亲合力的大小 ( (b) ) 系统外观的透明性系统外观的透明性

45、 ( (c) ) 分散相的聚集状态分散相的聚集状态 ( (d) )分散相粒子半径的大小分散相粒子半径的大小 3.3.下列不属溶胶三个最基本特性的是下列不属溶胶三个最基本特性的是_ ( (a) ) 特有的分散程度特有的分散程度 ( (b) ) 不均匀不均匀( (多相多相) )性性 ( (c) ) 动力稳定性动力稳定性 ( (d) ) 热力学不稳定性热力学不稳定性 胶体化学1.1.制备溶胶中包括哪些方法？制备溶胶中包括哪些方法？ 分散法分散法 :研磨法（或称为机械粉碎法）、胶溶法（又称为解胶研磨法（或称为机械粉碎法）、胶溶法（又称为解胶 法）、法）、超声波分散法和电弧法等。超声波分散法和电弧法等。

46、 凝聚法凝聚法 :通常分物理凝聚法（包括蒸气凝聚法、过饱和法等）、化学通常分物理凝聚法（包括蒸气凝聚法、过饱和法等）、化学凝聚法和更换溶剂法。凝聚法和更换溶剂法。 2. . 形成憎液溶胶的必要条件是什么？形成憎液溶胶的必要条件是什么？ ( (1) )分散相在分散介质中的溶解度要小；分散相在分散介质中的溶解度要小； （2）还必须有稳定剂存在，否则胶粒易聚结而聚沉。）还必须有稳定剂存在，否则胶粒易聚结而聚沉。 3.3.新制备的溶胶的净化目的？新制备的溶胶的净化目的？ 新制备的溶胶通常含有过多的电解质或其他杂质，对溶胶的稳定存在不新制备的溶胶通常含有过多的电解质或其他杂质，对溶胶的稳定存在不利，因此

47、需要将其除去或部分除去，使溶胶可以稳定存在。利，因此需要将其除去或部分除去，使溶胶可以稳定存在。 胶体化学4. 4. 什么是丁铎什么是丁铎( (达）达）尔效应？其本质是什么？尔效应？其本质是什么？ 当一束光投射到胶体系统上时，在与入射光垂直的方向上，可当一束光投射到胶体系统上时，在与入射光垂直的方向上，可观察到一个发光的光锥，这种现象称为丁铎观察到一个发光的光锥，这种现象称为丁铎( (达）尔效应。其达）尔效应。其本质是胶粒对光的散射作用。本质是胶粒对光的散射作用。 5.5.何为布朗运动？何为布朗运动？为什么粗分散系统和真溶液观察不到布朗运动为什么粗分散系统和真溶液观察不到布朗运动? ? 布朗运动是由于分散介质的分子热运动不断地由各个方向同时冲击胶布朗运动是由于分散介质的分子热运动不断地由各个方向同时冲击胶粒，其合力未被抵消，短时间在某一方向有一显著作用，而导致的胶粒，其合力未被抵消，短时间在某一方向有一显著作用，而导致的胶粒运动。对粗分散系统，颗粒较大，各方向所受分散介质的撞击相同，粒运动。对粗分散系统，颗粒较大，各