仪器分析复习重修自学预习10章胶体化学ppt课件

1、O返回O返回分散体系分类 1按分散相粒子的大小分类 2按分散相和介质的聚集形状分类 3按胶体溶液的稳定性分类O返回 把一种或几种物质分散在另一种物质中就构成分散体系。其中，被分散的物质称为分散相dispersed phase，另一种物质称为分散介质dispersing medium)。例如：云，牛奶，珍珠O返回分类体系通常有三种分类方法：分子分散体系胶体分散体系粗分散体系按分散相粒子的大小分类：按分散相和介质的聚集形状分类：液溶胶固溶胶气溶胶按胶体溶液的稳定性分类： 憎液溶胶亲液溶胶O返回1.分子分散体系 分散相与分散介质以分子或离子方式彼此混溶，没有界面，是均匀的单相，分子半径大小在10-9

2、 m以下 。通常把这种体系称为真溶液，如CuSO4溶液。2.胶体分散体系 分散相粒子的半径在1 nm100 nm之间的体系。目测是均匀的，但实践是多相不均匀体系。也有的将1 nm 1000 nm之间的粒子归入胶体范畴。3.粗分散体系 当分散相粒子大于1000 nm,目测是混浊不均匀体系，放置后会沉淀或分层，如黄河水。O返回1.液溶胶 将液体作为分散介质所构成的溶胶。当分散相为不同形状时，那么构成不同的液溶胶：A.液-固溶胶 如油漆，AgI溶胶B.液-液溶胶 如牛奶，石油原油等乳状液C.液-气溶胶 如泡沫O返回2.固溶胶 将固体作为分散介质所构成的溶胶。当分散相为不同形状时，那么构成不同的固溶胶

3、：A.固-固溶胶 如有色玻璃，不完全互溶的合金B.固-液溶胶 如珍珠，某些宝石C.固-气溶胶 如泡沫塑料，沸石分子筛O返回3.气溶胶 将气体作为分散介质所构成的溶胶。当分散相为固体或液体时，构成气-固或气-液溶胶，但没有气-气溶胶，由于不同的气体混合后是单相均一体系，不属于胶体范围.A.气-固溶胶 如烟，含尘的空气B.气-液溶胶 如雾，云O返回1.憎液溶胶 半径在1 nm100 nm之间的难溶物固体粒子分散在液体介质中，有很大的相界面，易聚沉，是热力学上的不稳定体系。 一旦将介质蒸发掉，再参与介质就无法再构成溶胶，是 一个不可逆体系，如氢氧化铁溶胶、碘化银溶胶等。 这是胶体分散体系中主要研讨的

4、内容。O返回2.亲液溶胶 半径落在胶体粒子范围内的大分子溶解在适宜的溶剂中，一旦将溶剂蒸发，大分子化合物凝聚，再参与溶剂，又可构成溶胶，亲液溶胶是热力学上稳定、可逆的体系。O返回溶胶的制备 1分散法 1.研磨法 2.胶溶法 3.超声波分散法 4.电弧法2凝聚法 1.化学凝聚法 2.物理凝聚法溶胶的净化 1渗析法2超越滤法O返回 制备溶胶必需使分散相粒子的大小落在胶体分散体系的范围之内，并参与适当的稳定剂。制备方法大致可分为两类： 1分散法 用机械、化学等方法使固体的粒子变小。 2凝聚法 使分子或离子聚结成胶粒O返回用这两种方法直接制出的粒子称为原级粒子。 视详细制备条件不同，这些粒子又可以聚集

5、成较大的次级粒子。 通常所制备的溶胶中粒子的大小不是均一的，是一个多级分散体系。O返回1.研磨法 用机械粉碎的方法将固体磨细。 这种方法适用于脆而易碎的物质，对于柔韧性的物质必需先硬化后再粉碎。例如，将废轮胎粉碎，先用液氮处置，硬化后再研磨。 胶体磨的方式很多，其分散才干因构造和转速的不同而不同。O返回盘式胶体磨O返回转速约每分钟1万 2万转。 A为空心转轴，与C盘相连，向一个方向旋转，B盘向另一方向旋转。 分散相、分散介质和稳定剂从空心轴A处参与，从C盘与B盘的狭缝中飞出，用两盘之间的应切力将固体粉碎，可得1000 nm左右的粒子。 O返回 胶溶法又称解胶法，仅仅是将新颖的凝聚胶粒重新分散在

6、介质中构成溶胶，并参与适当的稳定剂。 这种稳定剂又称胶溶剂。根据胶核所能吸附的离子而选用适宜的电解质作胶溶剂。 这种方法普通用在化学凝聚法制溶胶时，为了将多余的电解质离子去掉，先将胶粒过滤，洗涤，然后尽快分散在含有胶溶剂的介质中，构成溶胶。 O返回例如：AgCl (新颖沉淀 AgCl(溶胶AgNOKCl3加或 Fe(OH)3新颖沉淀 Fe(OH)3 (溶胶3FeCl加O返回 3.超声分散法 这种方法目前只用来制备乳状液。 如下图，将分散相和分散介质两种不混溶的液体放在样品管4中。样品管固定在变压器油浴中。 在两个电极上通入高频电流，使电极中间的石英片发活力械振荡，使管中的两个液相均匀地混合成乳

7、状液。 O返回超声分散法O返回 电弧法主要用于制备金、银、铂等金属溶胶。制备过程包括先分散后凝聚两个过程。4.电弧法 将金属做成两个电极，浸在水中，盛水的盘子放在冷浴中。在水中参与少量NaOH 作为稳定剂。 制备时在两电极上施加 100V 左右的直流电，调理电极之间的间隔，使之发生电火花，这时外表金属蒸发，是分散过程，接着金属蒸气立刻被水冷却而凝聚为胶粒。O返回4.电弧法O返回 1.化学凝聚法 经过各种化学反响使生成物呈过饱和形状，使初生成的难溶物微粒结合成胶粒，在少量稳定剂存在下构成溶胶，这种稳定剂普通是某一过量的反响物。例如：A.复分解反响制硫化砷溶胶 2H3AsO3稀+ 3H2S As2

8、S3溶胶+6H2OB.水解反响制氢氧化铁溶胶 FeCl3 稀+3H2O 热 Fe(OH)3 溶胶+3HClO返回 C.氧化复原反响制备硫溶胶 2H2S(稀+ SO2(g) 2H2O +3S (溶胶 Na2S2O3 +2HCl 2NaCl +H2O +SO2 +S (溶胶 E.离子反响制氯化银溶胶 AgNO3稀+ KCl稀 AgCl (溶胶 +KNO3D.复原反响制金溶胶 2HAuCl4(稀+ 3HCHO +11KOH 2Au(溶胶+3HCOOK + 8KCl + 8H2O O返回 2.物理凝聚法 A. 改换溶剂法 利用物质在不同溶剂中溶解度的显著差别来制备溶胶，而且两种溶剂要能完全互溶。 例1

9、.松香易溶于乙醇而难溶于水，将松香的乙醇溶液滴入水中可制备松香的水溶胶 。 例2.将硫的丙酮溶液滴入90左右的热水中，丙酮蒸发后，可得硫的水溶胶。O返回例图：O返回将汞的蒸气通入冷水中就可以得到汞的水溶胶。4金属钠，2苯,5液氮。 B.蒸气骤冷法罗金斯基等人利用以下安装，制备碱金属的苯溶胶。 先将体系抽真空，然后适当加热管2和管4，使钠和苯的蒸气同时在管5 外壁凝聚。除去管5中的液氮，凝聚在外壁的混合蒸气融化，在管3中获得钠的苯溶胶。O返回蒸气骤冷法O返回 在制备溶胶的过程中，常生成一些多余的电解质，如制备 Fe(OH)3溶胶时生成的HCl。 少量电解质可以作为溶胶的稳定剂，但是过多的电解质存

10、在会使溶胶不稳定，容易聚沉，所以必需除去。 净化的方法主要有渗析法和超越滤法。 O返回 1渗析法简单渗析 将需求净化的溶胶放在羊皮纸或动物膀胱等半透膜制成的容器内，膜外放纯溶剂。 利用浓差要素，多余的电解质离子不断向膜外浸透，经常改换溶剂，就可以净化半透膜容器内的溶胶。 如将装有溶胶的半透膜容器不断旋转，可以加快渗析速度。O返回简单渗析O返回电渗析 为了加快渗析速度，在装有溶胶的半透膜两侧外加一个电场，使多余的电解质离子向相应的电极作定向挪动。溶剂水不断自动改换，这样可以提高净化速度。这种方法称为电渗析法。1渗析法 O返回电渗析O返回 用半透膜作过滤膜，利用吸滤或加压的方法使胶粒与含有杂质的介

11、质在压差作用下迅速分别。2超越滤法 将半透膜上的胶粒迅速用含有稳定剂的介质再次分散。O返回1超越滤安装：O返回2电超越滤： 有时为了加快过滤速度，在半透膜两边安放电极，施以一定电压，使电渗析和超越滤合并运用，这样可以降低超越滤压力。O返回Tyndall效应 Tyndall效应的规律超显微镜O返回 Tyndall效应实践上已成为判别溶胶与分子溶液的最简便的方法。 1869年Tyndall发现，假设令一束会聚光经过溶胶，从侧面即与光束垂直的方向可以看到一个发光的圆锥体，这就是Tyndall效应。其他分散体系也会产生一点散射光，但远不如溶胶显著。 O返回O返回 当光束经过分散体系时，一部分自在地经过

12、，一部分被吸收、反射或散射。可见光的波长约在400700 nm之间。 1当光束经过粗分散体系，由于粒子大于入射光的波长，主要发生反射，使体系呈现混浊。 2当光束经过胶体溶液，由于胶粒直径小于可见光波长，主要发生散射，可以看见乳白色的光柱。 3当光束经过分子溶液，由于溶液非常均匀，散射光因相互关涉而完全抵消，看不见散射光。O返回 光是一种电磁波，照射溶胶时，分子中的电子分布发生位移而产生偶极子，这种偶极子像小天线一样向各个方向发射与入射光频率一样的光，这就是散射光。 分子溶液非常均匀，这种散射光因相互关涉而完全抵消，看不到散射光。 溶胶是多相不均匀体系，在胶粒和介质分子上产生的散射光不能完全抵消

13、，因此能察看到散射景象。O返回 1871年，Rayleigh研讨了大量的光散射景象，对于粒子半径在47nm以下的溶胶，导出了散射光强度的计算公式，称为Rayleigh公式：22222200224209() (1 cos)22nncVIIlnn式中：I0 入射光强度， I 散射光强度 入射光波长， V 每个粒子的体积 分散相折射率， 分散介质的折射率 单位体积中粒子数 散射角 l 距散射中心的间隔c0nnO返回从Rayleigh公式可得出如下结论：1. 散射光强度与入射光波长的四次方成反比。入 射光波长愈短，散射愈显著。所以可见光中，蓝、 紫色光散射作用强。2.分散相与分散介质的折射率相差愈显著

14、，那么散射作 用亦愈显著。3.散射光强度与粒子体积的平方成正比。4.散射光强度与单位体积中的粒子数成正比。22222200224209() (1 cos)22nncVIIlnnO返回当分散相、分散介质和入射光等条件都一样时2121ccII假设坚持粒子大小一样，那么假设坚持粒子的量浓度一样，那么21122()IVIV 假设知一种溶液的粒子半径或浓度，那么经过测定溶液的散射光强度，就可以知道未知溶液中粒子的半径或浓度。用于这类测定的仪器就是乳光计。O返回 普通显微镜分辨率不高，只能分辨出半径在200 nm以上的粒子，所以看不到胶体粒子。 超显微镜的原理就是用显微镜察看Tyndall景象。超显微镜察

15、看的不是胶粒本身，而是察看胶粒发出的散射光。是目前研讨憎液溶胶非常有用的手段之一。 1903年，Zsigmondy利用光散射原理，设计了超显微镜。超显微镜分辨率高，可以研讨半径为5150 nm的粒子。O返回 1. 狭缝式 照射光从碳弧光源射击，经可调狭缝后，由透镜会聚，从侧面射到盛胶体溶液的样品池中。 超显微镜的目镜看到的是胶粒的散射光。假设溶液中没有胶粒，视野将是一片黑暗。O返回 2. 有心形聚光器 这种超显微镜有一个心形腔，上部视野涂黑，剧烈的照射光通入心形腔后不能直接射入目镜，而是在腔壁上几经反射，改动方向，最后从侧面会聚在试样上。 超显微镜的目镜看到的是胶粒的散射光。目镜在黑暗的背景上

16、看到的是胶粒发出的的散射光。O返回 从超显微镜可以获得哪些有用信息？1 可以测定球状胶粒的平均半径。2 间接推测胶粒的外形和不对称性。例如，球状 粒子不闪光，不对称的粒子在向光面变化时有 闪光景象。3 判别粒子分散均匀的程度。粒子大小不同，散 射光的强度也不同。4 察看胶粒的布朗运动 、电泳、沉降和凝聚等 景象。O返回 Brown 运动 胶粒的分散溶胶的浸透压 沉降平衡O返回 1827 年植物学家布朗Brown)用显微镜察看到悬浮在液面上的花粉粉末不断地作不规那么的运动。 后来又发现许多其它物质如煤、 化石、金属等的粉末也都有类似的景象。人们称微粒的这种运动为布朗运动。 但在很长的一段时间里，

17、这种景象的本质没有得到阐明。 O返回 1903年发明了超显微镜，为研讨布朗运动提供了物质条件。 用超显微镜可以察看到溶胶粒子不断地作不规那么“之字形的运动，从而可以测出在一定时间内粒子的平均位移。 经过大量察看，得出结论：粒子越小，布朗运动越猛烈。其运动猛烈的程度不随时间而改动，但随温度的升高而添加。O返回 1905年和1906年爱因斯坦Einstein)和斯莫鲁霍夫斯基Smoluchowski)分别论述了Brown运动的本质。以为Brown运动是分散介质分子以不同大小和不同方向的力对胶体粒子不断撞击而产生的，由于遭到的力不平衡，所以延续以不同方向、不同速度作不规那么运动。随着粒子增大，撞击的

18、次数增多，而作用力抵消的能够性亦大。当半径大于5 m，Brown运动消逝。O返回 Einstein以为，溶胶粒子的Brown运动与分子运动类似，平均动能为 。并假设粒子是球形的，运用分子运动论的一些根本概念和公式，得到Brown运动的公式为：32kT式中 是在察看时间t内粒子沿x轴方向的平均位移；xr为胶粒的半径；为介质的粘度；L为阿伏加德罗常数。 213rtLRTx 这个公式把粒子的位移与粒子的大小、介质粘度、温度以及察看时间等联络起来。O返回 胶粒也有热运动，因此也具有分散和浸透压。只是溶胶的浓度较稀，这种景象很不显著。 如下图，在CDFE的桶内盛溶胶，在某一截面AB的两侧溶胶的浓度不同，

19、C1C2。 由于分子的热运动和胶粒的布朗运动，可以察看到胶粒从C1区向C2区迁移的景象，这就是胶粒的分散作用。O返回22xDt这就是Einstein-Brown 位移方程。从布朗运动实验测出 ，就可求出分散系数D。x分散经过AB面的净粒子数与浓度梯度和分散时间t 成正比，得到 ：O返回将布朗运动公式代入：)(321rtLRTx16RTDLr从上式可以求粒子半径 r。知 r 和粒子密度 ，可以计算粒子的摩尔质量。343MrLO返回 溶胶的浸透压可以借用稀溶液浸透压公式计算： 由于憎液溶胶不稳定，浓度不能太大，所以测出的浸透压及其它依数性质都很小。 但是高分子溶液可以配制高浓度溶液，用浸透压法可以

20、求它们的摩尔质量。cRTc为胶粒的浓度。O返回1) 沉降 粒子下降的驱动力是重力与浮力的合力，对于球形粒子来说，下降的驱动力为： 沉降是指在重力作用下，胶粒在液体介质内下沉的过程。334403334103()Frgrgrgr 粒子半径， 分散相密度， 介质密度0O返回 粒子在介质中沉降时遭到介质的摩擦阻力，摩擦阻力不是定值，它与沉降速度成正比，即2Ff vf 阻力系数v 沉降速度 对于球形粒子，根据Stokes定律6fr26Frv当驱动力与阻力相等时，粒子恒速沉降，此时12FF因此：202()9rgvO返回运用：1从 沉降分析法vr2从 落球法测定液体粘度系数, r v3沉降分别法/vh tQ

21、202()9rghth沉降间隔t 沉降时间2hr 202()9rgvO返回 溶胶是高度分散体系，胶粒一方面遭到重力吸引而下降，另一方面由于布朗运动促使浓度趋于均一。 当这两种效应相反的力相等时，粒子的分布到达平衡，粒子随高度的分布呈现一定的规律： 这种平衡称为沉降平衡。1在同一高度程度面上 ，粒子浓度坚持不变。2浓度随高度上升而降低，但浓度梯度不变， 浓度随高度的变化类似于气体随高度的分布。O返回 如下图，设粒子为球型，半径为r，粒子与介质的密度分别为 和 ，在 x1和x2处单位体积的粒子数分别N1和N2，g为重力加速度，那么 032021141exp()()3NrgL xxNRT 这就是高度

22、分布公式。粒子质量愈大，其平衡浓度随高度的降低亦愈大。高度分布定律只适用于已达沉降平衡的体系。O返回 超速离心沉降：采用超速离心机，以离心力场替代重力场，加快粒子的沉降速度，使得沉降分析和沉降平衡的方法也可适用于研讨溶胶和高分子溶液。 超离心机是一种使试样管在程度方向上高速旋转的安装。在超离心力场的作用下，分散相粒子沉降，构成浓度梯度的分界面，沉降时界面挪动的情况可以用光学系统察看记录。oO返回假设离心机的角速度为，单位为rads-1，那么 假设在某时辰t，界面离转轴中心的间隔为x，那么分散相粒子所遭到的离心加速度为2rpsrps为离心机每秒钟的转速 2ax粒子的沉降速度 /vdx dt假设再

23、设每个粒子的体积为V，摩尔质量为M，粒子和介质的密度分别为 ，粒子在介质中的分散系数为D，那么0, 每摩尔粒子所遭到的离心力为 20010()(1)(1)FVLaLVaMxO返回每摩尔粒子在介质中运动时所遭到的阻力为 2dxFf v LLfdt f 为阻力系数,根据stokes定律，对于球形粒子6fr 1 6RTRTRTDfLrLfDL2RT dxFDdt当离心力与阻力相等时，粒子等速沉降，此时F1=F2，即20(1)RT dxMxDdt20/(1/)RTdx dtMDxO返回设单位离心力场下的沉降速度为沉降系数，用S表示，那么 22/1lndx dtdxSxdtS的单位为s秒，通常S值在10

24、-1310-11s的数量级范围内，因此习惯上把10-13s作为单位，称为1Svedberg，用大写S表示。 对上式积分,即在时间t1t2内,界面离中心间隔为x1x2 ,那么21221ln(/)()xxStt212021ln(/)(1/)()xxRTMDtt 对于一定浓度的溶胶或高分子溶液来说，测定界面挪动的间隔，经过上式即可求得粒子的摩尔质量。O返回 胶粒带电的本质 电动景象 双电层 动电电位O返回 胶粒的构造比较复杂，先有一定量的难溶物分子聚结构成胶粒的中心，称为胶核； 然后胶核选择性的吸附稳定剂中的一种离子，构成严密吸附层；由于正、负电荷相吸，在严密层外构成反号离子的包围圈，从而构成了带与

25、严密层一样电荷的胶粒；胶粒与分散层中的反号离子，构成一个电中性的胶团。O返回 溶胶中的粒子在外电场作用下运动时，其运动单位不是胶核、胶团，而是胶核和固定层合起来组成的一个整体，称为胶粒。 溶胶中的分散相粒子与其周围的双电层相互依存在一同，构成一个电中性的整体，通常称为胶团。胶核电位离子 反离子 反离子固定层可动层胶粒胶团 胶团的中心部分是由大量的分散相物质的分子、原子或离子聚集而成的胶体分散相粒子，通常称为胶核。O返回 胶核吸附离子是有选择性的，首先吸附与胶核中一样的某种离子，用同离子效应使胶核不易溶解。 假设无一样离子，那么首先吸附水化才干较弱的负离子，所以自然界中的胶粒大多带负电，如泥浆水

26、、豆浆等都是负溶胶。 O返回例1：AgNO3 + KIKNO3 + AgI 过量的 KI 作稳定剂 胶团的构造表达式 ： (AgI)m n I (n-x)K+x xK+ |_| |_|胶核胶粒（带负电）胶团（电中性）胶核胶粒胶团胶团的图示式：O返回例2：AgNO3 + KIKNO3 + AgI 过量的 AgNO3 作稳定剂 胶团的构造表达式： (AgI)m n Ag+ (n-x)NO3x+ x NO3 |_|_|胶核胶粒（带正电）胶团（电中性）胶核胶粒胶团 胶团的图示式：O返回 作为憎液溶胶根本质点的胶粒并非都是球形，而胶粒的外形对胶体性质有重要影响。 质点为球形的，流动性较好；假设为带状的，

27、那么流动性较差，易产生触变景象。O返回例如：1聚苯乙烯胶乳是球形质点2 V2O5 溶胶是带状的质点3 Fe(OH)3 溶胶是丝状的质点O返回 1胶粒在构成过程中，胶核优先吸附某种离子，胶粒在构成过程中，胶核优先吸附某种离子，使胶粒带电。使胶粒带电。 2 离子型固体电解质构成溶胶时，由于正、负离子型固体电解质构成溶胶时，由于正、负离子溶解量不同，使胶粒带电。离子溶解量不同，使胶粒带电。 例如：将例如：将AgI制备制备溶胶时，由于溶胶时，由于Ag+较小，活动才干强，比较小，活动才干强，比I-容易脱离容易脱离晶格而进入溶液，使胶粒带负电。晶格而进入溶液，使胶粒带负电。 例如：在AgI溶胶的制备过程中

28、，假设AgNO3过量，那么胶核优先吸附Ag+离子，使胶粒带正电；假设KI过量，那么优先吸附I -离子，胶粒带负电。O返回 3 可电离的大分子溶胶，由于大分子本身发生可电离的大分子溶胶，由于大分子本身发生电离，而使胶粒带电。电离，而使胶粒带电。 例如蛋白质分子，有许多羧基和胺基，在pH较高的溶液中，离解生成PCOO-离子而负带电；在pH较低的溶液中，生成P-NH3+离子而带正电。 在某一特定的pH条件下，生成的-COO-和-NH3+数量相等，蛋白质分子的净电荷为零，这pH称为蛋白质的等电点 。O返回 胶粒在重力场作用下发生沉降，而产生沉降胶粒在重力场作用下发生沉降，而产生沉降电势；带电的介质发生

29、流动，那么产生流动电势。电势；带电的介质发生流动，那么产生流动电势。这是因动而产生电。这是因动而产生电。 以上四种景象都称为电动景象。 由于胶粒带电，而溶胶是电中性的，那么介质带与胶粒相反的电荷。在外电场作用下，胶粒和介质分别向带相反电荷的电极挪动，就产生了电泳和电渗的电动景象，这是因电而动。O返回 1由“电而“动，即在外电场作用下，分散相粒子与 分散介质之间产生相对运动如电泳和电渗。 2由“动而“电，即由于粒子与介质之间的相对运动而产生电势差如流动电势和沉降电势。O返回 影响电泳的要素有：带电粒子的大小、外形；粒子外表电荷的数目；介质中电解质的种类、离子强度，pH值和粘度；电泳的温度和外加电

30、压等。 带电胶粒或大分子在外加电场的作用下向带带电胶粒或大分子在外加电场的作用下向带相反电荷的电极作定向挪动的景象称为电泳。相反电荷的电极作定向挪动的景象称为电泳。 从电泳景象可以获得胶粒或大分子的构造、大小和外形等有关信息。O返回 实验开场时，首先在漏斗中装上待测溶胶，翻开活塞，使溶胶进入U型管，当液面略高于左、右两活塞时即关上，并把多余溶胶吸走。在管中参与分散介质，使两臂液面等高。O返回 小心翻开活塞小心翻开活塞 ，接通电源，察看液面的变化。假设，接通电源，察看液面的变化。假设是无色溶胶，必需用紫外吸收等光学方法读出液面的变化。是无色溶胶，必需用紫外吸收等光学方法读出液面的变化。 根据通电

31、时间和根据通电时间和液面升高或下降的刻液面升高或下降的刻度计算电泳速度。度计算电泳速度。 在电泳过程中为了使液面坚持明晰,必需(1) U型管下部活塞内径与管径一样；(2)选择适宜的介质。O返回 区带电泳实验简便、易行，样品用量少，分别效率高，是分析和分别蛋白质的根本方法。 常用的区带电泳有：纸上电泳，圆盘电泳和板上电泳等。 将惰性的固体或凝胶作为支持物，两端接正、负电极，在其上面进展电泳，从而将电泳速度不同的各组成分别。 O返回 a.纸上电泳 用滤纸作为支持物的电泳称为纸上电泳。 先将一厚滤纸条在一定pH的缓冲溶液中浸泡，取出后两端夹上电极，在滤纸中央滴少量待测溶液，电泳速度不同的各组分即以不

32、同速度沿纸条运动。 经一段时间后，在纸条上构成距起点不同间隔的区带，区带数等于样品中的组分数。将纸条枯燥并加热，将蛋白质各组分固定在纸条上，再用适当方法进展分析。O返回 b.凝胶电泳 用淀粉凝胶、琼胶或聚丙烯酰胺等凝胶作为载体，那么称为凝胶电泳。 将凝胶装在玻管中，电泳后各组分在管中构成圆盘状，称为圆盘电泳； 凝胶电泳的分辨率极高。例如，纸上电泳只能将血清分成五个组分，而用聚丙烯酰胺凝胶作的圆盘电泳可将血清分成25个组分。O返回假设将凝胶铺在玻板上进展的电泳称为平板电泳。 C.板上电泳O返回 在外加电场作用下，带电的介质经过多孔膜或半径为110 nm的毛细管作定向挪动，这种景象称为电渗。 外加

33、电解质对电渗速度影响显著，随着电解质浓度的添加，电渗速度降低，甚至会改动电渗的方向。 电渗方法有许多实践运用，如溶胶净化、海水淡化、泥炭和染料的枯燥等。O返回 在U型管1,2中盛电解质溶液，将电极5,6接通直流电后，可从有刻度的毛细管 4中，准确地读出液面的变化。 图中，3为多孔膜，可以用滤纸、玻璃或棉花等构成；也可以用氧化铝、碳酸钡、AgI等物质构成。 假设多孔膜吸附阴离子，那么介质带正电，通电时向阴极挪动；反之，多孔膜吸附阳离子，带负电的介质向阳极挪动。O返回O返回 含有离子的液体在加压或重力等外力的作用下，流经多孔膜或毛细管时会产生电势差。 这种因流动而产生的电势称为流动电势。O返回 由

34、于管壁会吸附某种离子，使固体外表带电，电荷从固体到液体有个分布梯度。 在用泵保送原油或易燃化工原料时，要使管道接地或参与油溶性电解质，添加介质电导，防止流动电势能够引发的事故。 当外力迫使分散层挪动时，流动层与固体外表之间会产生电势差，当流速很快时，有时会产生电火花。 O返回O返回 在重力场的作用下，带电的分散相粒子，在分散介质中迅速沉降时，使底层与外表层的粒子浓度悬殊，从而产生电势差，这就是沉降电势。 贮油罐中的油内常会有水滴，水滴的沉降会构成很高的电势差，有时会引发事故。通常在油中参与有机电解质，添加介质电导，降低沉降电势。 O返回 当固体与液体接触时，可以是固体从溶液中选择性吸附某种离子

35、，也可以是固体分子本身发生电离作用而使离子进入溶液，以致使固液两相分别带有不同符号的电荷，在界面上构成了双电层的构造。通常把使固体外表带电的离子称为电位离子，而与电位离子符号相反的离子称为反离子。 对于双电层的详细构造，一百多年来不同窗者提出了不同的看法。最早于1879年Helmholz提出平板型模型； 1910年Gouy和1913年Chapman修正了平板型模型，提出了分散双电层模型；后来Stern又提出了Stern模型。O返回 亥姆霍兹以为固体的外表电荷与溶液中带相反电荷的即反离子构成平行的两层，好像一个平板电容器。整个双电层厚度为0 。 固体外表与液体内部的总的电位差即等于热力学电势0

36、，在双电层内，热力学电势呈直线下降。 在电场作用下，带电质点和溶液中的反离子分别向相反方向运动。 这模型过于简单，由于离子热运动，不能够构成平板电容器。O返回 Gouy和Chapman以为，由于正、负离子静电吸引和热运动两种效应的结果，溶液中的反离子只需一部分严密地排在固体外表附近，相距约一、二个离子厚度称为严密层； 另一部分离子按一定的浓度梯度分散到本体溶液中，离子的分布可用玻兹曼公式表示，称为分散层。双电层由严密层和分散层构成。挪动的切动面为AB面。O返回 Gouy和Chapman以为，由于正、负离子静电吸引和热运动两种效应的结果，溶液中的反离子按一定的浓度梯度分散到本体溶液中，构成分散层

37、。分散层内离子的分布可用玻兹曼公式表示。 分散层的厚度远大于一个分子的大小，其电位分布如图。O返回 Stern对分散双电层模型作进一步修正。 他以为吸附在固体外表的严密层约有一、二个分子层的厚度，后被称为Stern层； 由反号离子电性中心构成的平面称为Stern平面。O返回 由于离子的溶剂化作用，胶粒在挪动时，严密层会结合一定数量的溶剂分子一同挪动，所以滑移的切动面由比Stern层略右的曲线表示。从固体外表到Stern平面，电位从0直线下降为 。O返回 在Stern模型中，带有溶剂化层的滑移界面与溶液之间的电位差称为 电位。电动电势亦称为 电势。 在分散双电层模型中，切动面AB与溶液本体之间的

38、电位差为 电位； 电位总是比热力学电位低，只需在质点挪动时才显示出 电位，所以又称电动电势。 带电的固体或胶粒在挪动时，挪动的切动面与液体本体之间的电位差称为电动电势。O返回热力学电势热力学电势 0 Stern电势电势 电动电势电动电势 从固体粒子外表到溶液本体有三种电势：固体外表上的电势0总电势亦称热力学电势，它取决于电位离子的浓度； Stern面上的电势 Stern电势，是严密层与分散层分界处的电势； 相对滑动面上的电势 电动电势，与电动景象亲密相关。O返回影响电动电势的要素电解质浓度离子价数配位吸附胶粒外表的几何外形O返回 电动电势的大小与Stern层中的离子以及分散层厚度有关，受电解质

39、的影响很大。 0 0 3 3间隔间隔电势电势 1 1 2 2 4 4- - 随着外加电解质浓度的添加，将使更多的反离子进入固定层，同时紧缩了分散层的厚度，使其从d1变为d2,d3.，电势从1降低到2,3. ，如图。当分散层被紧缩到与固定层相重叠时，电势降低到零，这种形状称为等电形状，这时胶粒不带电荷。假设外加电解质中反离子发生剧烈吸附，甚至可以使电势的符号改动 如4 。 O返回电势 与电泳、电渗直接有关，因此可以经过电泳、电渗速率的测定求出电势 。 O返回（棒形粒子）Eu0（球形粒子）Eu05 . 1的测定和计算：1.电泳2.电渗0u E -Vu-电泳速度 -介质粘度-介质介电常数E-电场强度

40、1m sPa s 1V m12108.854 10F mO返回 由电泳实验测得Sb2S3溶胶在电压210伏下两极相距38.5cm通电36min 12s引起溶胶界面向正极挪动3.20cm，知该溶胶分散介质的介电常数 ，粘度 Pas，试计算Sb2S3溶胶的电势 。81.131.03 10O返回 溶胶的稳定性 影响溶胶稳定性的要素 聚沉值与聚沉才干 Schulze-Hardy规那么 电解质对溶胶稳定性的影响 不同胶体的相互作用1.敏化作用2.金值O返回 溶胶在热力学上是不稳定的，但却能稳定存在，其缘由是： 1. 动力学稳定性 由于溶胶粒子小，布朗运动猛烈，在重力场中不易沉降，使溶胶具有动力稳定性。

41、2. 抗聚结稳定性 1由于胶团双电层构造的存在，胶粒带一样的电荷，相互之间有排斥作用；2胶粒在溶剂中是溶剂化的，胶粒外面的溶剂化膜妨碍粒子的相互结合。O返回 DLVO实际以为：促使溶胶聚结的是胶粒之间的相互吸引力，而妨碍其聚结的是双电层的相互排斥力，溶胶的稳定性取决于两个方面的总效应。1粒子间的吸引力 本质上与分子间的van der waals 力类似，与间隔的3次方成反比。对于一定的溶胶来说，这种粒子间的引力只与间隔有关，与介质中电解质的浓度无关。 2粒子间的排斥力 粒子间间隔较远时，双电层未重叠，没有排斥力，当粒子接近使双电层部分重叠时，发生排斥。粒子越接近，排斥力越大。 O返回 综合吸引

42、力与排斥力两个要素，粒子间的总势能与间隔的关系如以下图所示。 当粒子相距较大时，主要为吸引力，总势能为负值；当接近到一定间隔，双电层重叠，排斥力起主要作用，势能升高。要使粒子聚结必需抑制这个势垒。O返回2.浓度的影响。浓度添加，粒子碰撞时机增多。3.温度的影响。温度升高，粒子碰撞时机增多，碰撞强度添加。4.胶体体系的相互作用。带不同电荷的胶粒互吸而聚沉。1.外加电解质的影响。这影响最大，主要影响胶粒的带电情况，使 电 位下降，促使胶粒聚结。O返回 影响溶胶聚沉的要素很多，如升高温度、除去稳定剂、外加电解质等，其中以电解质的聚沉作用研讨得最多。 溶胶的聚沉作用：溶胶中粒子聚结变大,最后在重力场的

43、作用下分散相从分散介质中分别出来的过程。 聚结变大过程中最初阶段构成的沉淀物称为絮凝物,这个过程称为絮凝,通常对絮凝和聚沉不作严厉区分。O返回聚沉值使一定量的溶胶在一定时间内完全聚沉所需电解质的最小浓度。聚沉才干是聚沉值的倒数。聚沉值越大的电解质，聚沉才干越小；反之，聚沉值越小的 电解质，其聚沉才干越强。O返回 1聚沉才干主要决议于与胶粒带相反电荷的离子的价数，反离子价数越高，聚沉才干越强，聚沉值越小。 聚沉值与异电性离子价数的六次方成反比，这就是Schulze-Hardy规那么。 例如，对于给定的溶胶，异电性离子分别为一、二、三价，那么聚沉值的比例为： 100 1.6 0.14 即为： 66

44、6111 123:O返回2 与胶粒带相反电荷的离子价数一样时，聚沉才干相近，但也有差别。 例如，对于负电性溶胶，一价阳离子硝酸盐的聚沉才干次序为： 对于正电性溶胶，一价阴离子的钾盐的聚沉才干次序为：同价离子的聚沉才干的这种次序称为感胶离子序lyotropic series)。4HCsRbNHKNaLi (r)随而3FClBrNOI SCN (r)随而O返回3 有机化合物的离子都有很强的聚沉才干，这可能与其具有强吸附才干有关。4当与胶体带相反电荷的离子一样时，那么另一同性离子的价数也会影响聚沉值，价数愈高，聚沉才干愈低。这能够与这些同性离子的吸附作用有关。 例1：对亚铁氰化铜溶胶的聚沉值： KB

45、r 为 27.5 。 而 K4Fe(CN)6 为 260.0 。 3mol m3mol m 例2：对AgI溶胶碘离子为稳定剂聚沉值顺序为： AlCl3 MgCl2 NaCl Na2SO4 负电性溶胶O返回5混合电解质对溶胶的聚沉作用A. 离子加协作用 混合电解质的聚沉作用，表现为两种离子的聚沉才干之和 B. 离子对抗作用 两种离子的聚沉才干相互减弱 C. 离子敏化作用 两种离子的聚沉才干相互加强 O返回 将胶粒带相反电荷的溶胶相互混合，也会发生聚沉，称为溶胶的相互聚沉 。 与电解质的聚沉作用不同，溶胶的相互聚沉是电性中和的结果，聚沉作用力为静电吸引力。当两种溶胶的用量恰能使其所带电荷的量相等时

46、，才会完全聚沉，否那么会不完全聚沉，甚至不聚沉。O返回 在憎液溶胶中参与某些大分子溶液，参与的量不同，会出现两种情况： 将胶粒带相反电荷的溶胶相互混合，也会发生聚沉。 与参与电解质情况不同的是，当两种溶胶的用量恰能使其所带电荷的量相等时，才会完全聚沉，否那么会不完全聚沉，甚至不聚沉。 参与大分子溶液太少时，会促使溶胶的聚沉，称为敏化作用； 当参与大分子溶液的量足够多时，会维护溶胶不聚沉，常用金值来表示大分子溶液对金溶液的维护才干。O返回 由于高分子本身构造的复杂性，高分子在胶粒外表上的吸附会导致溶胶性能的改动，出现两种相反的结果：1使溶胶对电解质的稳定性显著提高，称为稳定作用或维护作用2使溶胶

47、的聚结稳定性降低，溶胶迅速聚沉，称为絮凝作用或敏化作用。 将高分子参与溶胶中，高分子与胶粒间发生相互作用如静电、氢键、van der Waals 力作用等，构成高分子在胶粒外表上吸附。 高分子对溶胶性能的影响与高分子在胶粒外表上的吸附情况及吸附高分子在溶液中的形状等要素有关。O返回 当参与的大分子物质的量缺乏时，憎液溶胶的胶粒粘附在大分子上，大分子起了一个桥梁作用，把胶粒联络在一同，使之更容易聚沉。 1.敏化作用 例如，对SiO2进展分量分析时，在SiO2的溶胶中参与少量明胶，使SiO2 的胶粒粘附在明胶上，便于聚沉后过滤，减少损失，使分析更准确。O返回 齐格蒙弟提出的金值含义： 为了维护10

48、cm3 0.006%的金溶胶，在参与1 cm310% NaCl溶液后不致聚沉，所需高分子的最少质量称为金值，普通用mg表示。 当憎液溶胶中参与足量大分子溶液后，大分子吸附在胶粒周围起到维护溶胶的作用。用“金值作为大分子化合物维护金溶胶才干的一种量度，金值越小，维护剂的才干越强。 2. 金值gold number) O返回O返回高分子在固液界面上的吸附高分子在固液界面上的吸附 高分子在固液界面上的吸附形状取决于：高分子在固液界面上的吸附形状取决于： 固体外表的活化固体外表的活化点位数；点位数； 高分子中可被吸附的官能团数；高分子中可被吸附的官能团数； 溶剂分子的吸溶剂分子的吸附；附； 高分子在溶

49、液中的柔性；高分子在溶液中的柔性； 高分子中吸附基团的位置高分子中吸附基团的位置。高分子对胶体稳定性的影响高分子对胶体稳定性的影响O返回高分子对溶胶的稳定作用高分子对溶胶的稳定作用 在溶胶中参与一定量的高分子，能显著提高溶胶的稳定在溶胶中参与一定量的高分子，能显著提高溶胶的稳定性，是由于高分子在固液界面上的吸附层对溶胶聚集的妨性，是由于高分子在固液界面上的吸附层对溶胶聚集的妨碍，这被称为空间稳定作用。它来自于：胶粒上高分子的碍，这被称为空间稳定作用。它来自于：胶粒上高分子的吸附层，在胶粒相互接近时，产生两种效应：吸附层，在胶粒相互接近时，产生两种效应： 体积限制效应：在胶粒相互接近时，高分子的

50、吸附层被体积限制效应：在胶粒相互接近时，高分子的吸附层被紧缩，高分子的构象数减少，构象熵降低，紧缩，高分子的构象数减少，构象熵降低，Gibbs自在能自在能升高，导致其逆向变化升高，导致其逆向变化胶粒分别。胶粒分别。 浸透压效应：浸透压效应： 在胶粒相互接近时，使吸附的高分子链在胶粒相互接近时，使吸附的高分子链段相互交叉，使胶粒间的部分高分子链段浓度增大，产生段相互交叉，使胶粒间的部分高分子链段浓度增大，产生浸透压方向从溶剂向胶粒间浸透，使胶粒分开。能起浸透压方向从溶剂向胶粒间浸透，使胶粒分开。能起空间稳定作用的高分子化合物称为高分子稳定剂。空间稳定作用的高分子化合物称为高分子稳定剂。O返回体积

51、限制效应体积限制效应浸透压效应浸透压效应O返回高分子对溶胶的稳定作用除与高分子在胶粒外表上的吸附形状有关外，还与以下要素有关。1.高分子稳定剂的构造2.高分子稳定剂的相对分子质量3.高分子的浓度O返回作为良好有效的稳定剂，高分子通常具有以下的特点：高分子物质必需与胶粒有很强的亲和力，其长链的一部分能结实地吸附在胶粒外表；2. 高分子长链的另一端伸向溶液中，与分散介质有良好的亲合性，使分子链充分伸展，构成较厚的吸附层；3. 不发生多个胶粒吸附在同一个高分子链上；4. 高分子的浓度要适当。假设浓度过低，那么缺乏以在胶粒外表构成饱和的吸附层，反而会因高分子在胶粒间“搭桥使胶粒聚集而破坏溶胶；浓度过大

52、，那么因吸附已达饱和，不能添加维护作用，只能呵斥浪费。O返回高分子对溶胶的凝絮作用高分子对溶胶的凝絮作用 在溶胶中参与少量的高分子，会使溶胶发生凝絮沉淀，称为在溶胶中参与少量的高分子，会使溶胶发生凝絮沉淀，称为凝絮作用。能使溶胶发生凝絮沉淀的高分子化合物称为高分子凝絮作用。能使溶胶发生凝絮沉淀的高分子化合物称为高分子凝絮剂。凝絮剂。缘由：多个胶粒吸附在同一个线形高分子链上，从而限制缘由：多个胶粒吸附在同一个线形高分子链上，从而限制了胶粒的自在活动，就象在胶粒之间架了一座桥，而使胶粒容了胶粒的自在活动，就象在胶粒之间架了一座桥，而使胶粒容易聚结而沉淀。桥联作用易聚结而沉淀。桥联作用高分子对溶胶的

53、凝絮不同于电高分子对溶胶的凝絮不同于电解质对溶胶聚沉：电解质对溶胶解质对溶胶聚沉：电解质对溶胶聚沉是经过紧缩双电层使胶粒合并聚沉是经过紧缩双电层使胶粒合并聚沉，高分子对溶胶的凝絮是经过聚沉，高分子对溶胶的凝絮是经过桥联；电解质对溶胶聚沉的过程桥联；电解质对溶胶聚沉的过程缓慢，沉淀小而紧，高分子对溶胶缓慢，沉淀小而紧，高分子对溶胶的凝絮快，沉淀松易分别；电解的凝絮快，沉淀松易分别；电解质对溶胶聚沉需求的量大，高分子质对溶胶聚沉需求的量大，高分子对溶胶的凝絮需求的量小；对溶胶的凝絮需求的量小；高分子高分子胶粒胶粒高分子对胶体稳定性的影响高分子对胶体稳定性的影响O返回高分子絮凝的絮凝才干以下要素有关

54、：1.高分子絮凝剂的构造2.高分子絮凝剂的相对分子质量3.高分子絮凝剂的浓度O返回 3电解质浓度不同：用电解质使溶胶聚沉时，参与量较大；而用高分子絮凝时，参与量较小。 高分子对溶胶的絮凝不同于电解质对溶胶的聚沉。其主要区别是： 1机理不同：电解质的聚沉作用是经过紧缩溶胶双电层使胶粒合并而下沉；絮凝那么是经过高分子在胶粒间桥联，使胶粒聚集而下沉。 2速度与沉淀性质不同：电解质使溶胶聚沉的过程缓慢，沉淀颗粒严密，体积小；而高分子对溶胶的絮凝过程快，沉淀疏松，易于过滤分别。O返回在三个盛有在三个盛有0.02dm3 Fe0.02dm3 FeOHOH3 3溶胶的烧杯中，分别参与溶胶的烧杯中，分别参与Na

55、ClNaCl、Na2SO4Na2SO4、Na3PO4Na3PO4溶液使其在一定时间内完全聚沉溶液使其在一定时间内完全聚沉最少需参与电解质的数量为：最少需参与电解质的数量为：1 11moldm1moldm3NaCl3NaCl溶液溶液21cm321cm3；2 20.005moldm0.005moldm3Na2SO43Na2SO4溶液溶液125cm3125cm3；3 30.0033moldm0.0033moldm3Na3PO43Na3PO4溶液溶液7.4cm37.4cm3。计算上述电解质的聚沉值，聚沉才干之比，指出溶胶带计算上述电解质的聚沉值，聚沉才干之比，指出溶胶带电的符号。电的符号。O返回 St

56、audinger 把相对分子质量大于104的物质称之为高分子，主要有： 天然高分子： 如淀粉、蛋白质 、纤维素、核酸 和各种生物高分子等。 人工合成高分子： 如合成橡胶、聚烯烃、树脂和合 成纤维等。 合成的功能高分子资料有：光敏高分子、导电性高 分子、医用高分子和高分子膜等。O返回 溶液类型性质憎液溶胶大分子溶液小分子溶液胶粒大小1100nm1100nm1nm分散相存在单元多分子组成的胶粒单分子单分子能否透过半透膜不能不能能是否热力学稳定体系不是是是丁铎尔效应强微弱微弱粘度小，与介质相似大小对外加电解质敏感不太敏感不敏感聚沉后再加分散介质不可逆可逆可逆O返回 多数高分子化合物的构造都比较简单，

57、是由一种或多种小构造单位结合而成的，这些反复的构造单位称为链节。如：天然橡胶的分子是由几千个一样的异戊二烯 结合而成的，其化学式可表示为：58(C H )58(C H )n58(C H )其中 称为链节 n 称为聚合度 高分子化合物也称聚合物。假设高分子是由一样的构造单位所组成，称为均聚物，假设是由几种不同的构造单位所组成，那么称为共聚物。 高分子的性质取决于链节的种类、数量、衔接次序等要素，比小分子物质复杂得多。高分子化合物的构造O返回 高分子化合物的相对分子质量是表征高分子化合物行为的重要参数之一。高分子化合物的许多性能取决于高分子化合物的相对分子质量或其相对分子质量的分布情况。 由于聚合

58、过程中，每个分子的聚合程度不同，同一高分子化合物所包含的高分子大小不等。即使是比较纯的高分子化合物，通常也只是不同聚合度分子的混合体。 高分子化合物的相对分子质量只能是其统计平均值，称之为高分子化合物的平均相对分子质量。而且测定和平均的方法不同，即使同一高分子化合物样品，得到的平均相对分子质量也不同。 O返回 数均相对分子质量 质均相对分子质量 Z均相对分子质量 黏均相对分子质量 由于聚合过程中，每个分子的聚合程度可以不一样，所以聚合物的相对分子质量只能是一个平均值。而且，测定和平均的方法不同，得到的平均摩尔质量也不同。常用有四种平均方法，因此有四种表示法： O返回数均摩尔质量可以用端基分析法

59、和浸透压法测定。 有一高分子溶液，各组分的分子数分别为N1，N2，, NB ,其对应的摩尔质量为M1，M2，MB。那么数均摩尔质量的定义为：1122n12MBBBN MN MN MNNN BBBBBN Mx MNO返回质均摩尔质量可以用光散射法测定。 设B组分的分子质量为mB，那么质均摩尔质量的定义为：2BBBBBBBBmBBBBBBBBBm MxMm MMw Mmmx MO返回 用粘度法测定的相对分子质量称为粘均相对分子质量。它的定义是：111()BBBBBBBBBxMMwMxM 式中 为与溶剂、大分子化合物和温度有关的阅历常数，其值普通在 之间。0.51.0O返回Z 均相对分子质量的定义是

60、：232BBBBBBBBZBBBBw Mx MMw Mx M 式中：wB 是恣意级分B的质量分数xB 是恣意级分B的物质的量分数用超速离心沉降平衡法测定的是 Z 均相对分子质量。O返回留意：数均相对分子质量对高分子化合物中的相对分子留意：数均相对分子质量对高分子化合物中的相对分子质量较低的部分比较敏感，而质均、质量较低的部分比较敏感，而质均、Z Z均相对分子质量均相对分子质量那么对相对分子质量较高的部分比较敏感。那么对相对分子质量较高的部分比较敏感。例如：在例如：在0.1kg0.1kg摩尔质量为摩尔质量为100kgmol100kgmol1 1的试样中：的试样中：1 1参与参与0.001kg0.