第十章溶胶教材

1、第十章第十章 溶胶溶胶 11.1 分散体系分散体系11.2 溶胶的制备与净化溶胶的制备与净化11.3 溶胶的光学性质溶胶的光学性质11.4 溶胶的动力学性质溶胶的动力学性质11.5 溶胶的电学性质溶胶的电学性质11.6 溶胶的流变性质溶胶的流变性质11.7 溶胶的稳定性与聚沉溶胶的稳定性与聚沉11.1 分散体系分散体系分散体系：分散体系：一种或几种物质分散在另一种物质之一种或几种物质分散在另一种物质之 中所构成的系统；中所构成的系统；分散相：分散相： 形成粒子的，被分散的物质；形成粒子的，被分散的物质；分散介质：分散介质：另一种连续分布的物质，即分散相所另一种连续分布的物质，即分散相所 处的介

2、质处的介质根据分散相颗粒直径的大小来分类分散体系根据分散相颗粒直径的大小来分类分散体系真溶液真溶液胶体分散体系胶体分散体系粗分散体系粗分散体系分散体系分散体系分散体系按分散体系按的大小分类的大小分类 类类 型型颗粒大小颗粒大小特特 性性分子分散体系分子分散体系 (真溶液真溶液)100 nm不能通过滤纸，不扩散，不渗析，不能通过滤纸，不扩散，不渗析，在普通显微镜下可以看见在普通显微镜下可以看见 多相分散体系也可按多相分散体系也可按的不同来分类的不同来分类(没有明晰统一的规定没有明晰统一的规定) 胶体胶体(分散相颗粒分散相颗粒d=1100nm)具有许多特殊物理和化学性质的分散体系具有许多特殊物理和

3、化学性质的分散体系溶胶溶胶高分子溶液高分子溶液缔合胶体缔合胶体胶体分散体系胶体分散体系溶胶：溶胶：指在适当条件下，不溶于分散介指在适当条件下，不溶于分散介质的物质以分子聚集体形式（质的物质以分子聚集体形式（103109个）个）分散在分散介质中所形成的外观均匀、分散在分散介质中所形成的外观均匀、高度分散的多相分散体系高度分散的多相分散体系特点：特点：具有很大的相界面和很高的界面具有很大的相界面和很高的界面吉布斯自由能，属于热力学不稳定体系吉布斯自由能，属于热力学不稳定体系高分子溶液：高分子溶液：高分子以分子形式溶于介高分子以分子形式溶于介质中，其分散相直径也在质中，其分散相直径也在1-100nm

4、之间之间,是真溶液，是均相体系是真溶液，是均相体系特点：特点：分散相和分散介质之间没有界面，分散相和分散介质之间没有界面，热力学稳定体系热力学稳定体系胶束：胶束：也称缔合胶体。指由表面活性剂也称缔合胶体。指由表面活性剂分子缔合形成的胶束溶液。分子缔合形成的胶束溶液。特点：特点：分散相和分散分散相和分散介质之间有很好的亲介质之间有很好的亲和性，是无界面能的和性，是无界面能的均相体系，是热力学均相体系，是热力学稳定体系。稳定体系。 11.2 溶胶的制备与净化溶胶的制备与净化11.2.1 溶胶的制备溶胶的制备（一）（一）分散法分散法 机械粉碎法机械粉碎法电分散法电分散法超声波分散法超声波分散法胶溶法

5、胶溶法 （二）凝聚法（二）凝聚法 化学凝聚法化学凝聚法物理凝聚法物理凝聚法11.2.2 溶胶的净化溶胶的净化渗析法渗析法用半透膜来纯化溶胶用半透膜来纯化溶胶 透析透析 在外加电场下进行渗析在外加电场下进行渗析 电渗析电渗析 B. 超过滤法超过滤法用孔径细小的半透膜（约用孔径细小的半透膜（约10-8 3 10-7m）在加压或抽滤的情况下使胶粒与介质分开在加压或抽滤的情况下使胶粒与介质分开 11.3 溶胶的光学性质溶胶的光学性质11.3.1 丁达尔（丁达尔（Tyndall）效应）效应丁达尔效应用来区分真溶液和溶胶体系丁达尔效应用来区分真溶液和溶胶体系1）入射光波长小于微粒尺寸时，发生光的反射）入射

6、光波长小于微粒尺寸时，发生光的反射2）入射光波长与微粒尺寸相近时，发生光的衍射）入射光波长与微粒尺寸相近时，发生光的衍射 3）入射光波长大于微粒尺寸时，发生光的散射）入射光波长大于微粒尺寸时，发生光的散射11.3.2 超显微镜的原理和应用超显微镜的原理和应用11.3.2 超显微镜的原理和应用超显微镜的原理和应用 超显微镜：超显微镜：11.4 溶胶的动力学性质溶胶的动力学性质11.4.1 布朗（布朗（Brown）运动）运动 1827年植物学家布朗用显微镜观察到悬浮在年植物学家布朗用显微镜观察到悬浮在液面上的花粉粉粒不断地作不规则的运动，此后液面上的花粉粉粒不断地作不规则的运动，此后发现凡线度小于

7、发现凡线度小于4微米的分散相都能在分散介质微米的分散相都能在分散介质中作这种运动。中作这种运动。11.4.2 扩散扩散2/13rtLRTXrLRTD6扩散系数扩散系数D2Dt X2 D是在单位浓度梯度下，单位时间内，通过单是在单位浓度梯度下，单位时间内，通过单位面积的质量。粒子的半径越小、介质的粘度越小、位面积的质量。粒子的半径越小、介质的粘度越小、温度越高，则温度越高，则D越大，粒子越易扩散。越大，粒子越易扩散。 11.4.3 沉降与沉降平衡沉降与沉降平衡第十一章第十一章 溶胶溶胶 贝林贝林(Perrin)推导出在重力场下达沉降平衡时，推导出在重力场下达沉降平衡时，粒子的数浓度随高度而变化的

8、高度分布定律，对胶粒子的数浓度随高度而变化的高度分布定律，对胶体系统体系统 C1及及C2分别是高度为分别是高度为h1及及h2截面上粒子的数截面上粒子的数浓度浓度(单位为个单位为个/m3)；及及0 分别为胶粒及分散介分别为胶粒及分散介质的密度；质的密度；M为胶粒的摩尔质量；为胶粒的摩尔质量；R和和g分别为分别为摩尔气体常数及重力加速度常数。摩尔气体常数及重力加速度常数。12121hhRTMgCCln0第十一章第十一章 溶胶溶胶一、电泳一、电泳 11.5 溶胶的电学性质溶胶的电学性质11.5.1 电动现象电动现象 在外电场作用下，胶体粒子在分散介质中的在外电场作用下，胶体粒子在分散介质中的定向移动

9、称为电泳。定向移动称为电泳。 第十一章第十一章 溶胶溶胶二、电渗二、电渗 分散相固定不分散相固定不动时，分散介质受动时，分散介质受外加电场的作用而外加电场的作用而作定向流动，这种作定向流动，这种现象称为电渗。现象称为电渗。电渗现象表明分散介质也是带电的电渗现象表明分散介质也是带电的第十一章第十一章 溶胶溶胶三、流动电位三、流动电位第十一章第十一章 溶胶溶胶 四、沉降电势四、沉降电势第十一章第十一章 溶胶溶胶 分散介质静止，固体粒子运动分散介质静止，固体粒子运动 固体粒子静止，分散介质运动固体粒子静止，分散介质运动 因电因电 而动而动因动因动 而电而电第十一章第十一章 溶胶溶胶例：例： AgI溶

10、胶溶胶 溶液中溶液中I- -过量时，可吸附过量时，可吸附I- -而带负电而带负电 溶液中溶液中AgAg+ +过量时，可吸附过量时，可吸附AgAg+ +而带正电而带正电11.5.2 溶胶粒子表面电荷的来源溶胶粒子表面电荷的来源（一）吸附：固体表面对电解质正负离子不等量（一）吸附：固体表面对电解质正负离子不等量 吸附而获得电荷吸附而获得电荷（二）电离：分散相固体与液体介质接触时，固（二）电离：分散相固体与液体介质接触时，固 体表面的基团发生电离，使一种离体表面的基团发生电离，使一种离 子进入液相，残留基团留在固相从子进入液相，残留基团留在固相从 而使固体带电而使固体带电例：例： 蛋白质中的氨基酸分

11、子蛋白质中的氨基酸分子 在在pH低时氨基形成低时氨基形成NH3+而带正电而带正电 在在pH高时氨基形成高时氨基形成COO- -而带负电而带负电第十一章第十一章 溶胶溶胶 粘土由铝氧八面体和硅氧四面体晶格组成。粘土由铝氧八面体和硅氧四面体晶格组成。天然粘土中天然粘土中Al3+（或（或Si4+）的晶格点常被）的晶格点常被Mg2+和和Ca2+取代，使粘土晶格带负电。取代，使粘土晶格带负电。 （三）（三） 晶格取代：晶格取代： （四）（四） 摩擦带电：摩擦带电： 非水介质中，固体表面的电荷来源于固体间的非水介质中，固体表面的电荷来源于固体间的摩擦。两者接触时对电子有不同的亲和力，使电摩擦。两者接触时对

12、电子有不同的亲和力，使电子由一相流入另一相。一般说来，由两个非导体子由一相流入另一相。一般说来，由两个非导体构成的分散体系中，介电常数较大的要带正电，构成的分散体系中，介电常数较大的要带正电，另一相则带负电。另一相则带负电。第十一章第十一章 溶胶溶胶 11.5.3 扩散双电层理论扩散双电层理论 第十一章第十一章 溶胶溶胶 第十一章第十一章 溶胶溶胶第十一章第十一章 溶胶溶胶 第十一章第十一章 溶胶溶胶http:/ 第十一章第十一章 溶胶溶胶 第十一章第十一章 溶胶溶胶第十一章第十一章 溶胶溶胶第十一章第十一章 溶胶溶胶第十一章第十一章 溶胶溶胶11.5.6 溶胶的胶团结构溶胶的胶团结构第十一章第十一章 溶胶溶胶 11.7 溶胶的稳定性与聚沉溶胶的稳定性与聚沉11.7.1 溶胶的稳定性溶胶的稳定性第十一章第十一章 溶胶溶胶（1）分散在介质中的胶团）分散在介质中的胶团之间既存在着排斥