无机化学教学第三章-溶液与胶体课件

1、第三章 溶液和胶体Inorganic and Analytical Chemistry1第三章 溶液和胶体Inorganic and Analyti3.1 气体3.2 溶液3.3 稀溶液的依数性3.4 强电解质理论3.5 胶体溶液3.6* 高分子溶液、表面活性物质和乳浊液内容提要Inorganic and Analytical Chemistry23.1 气体内容提要Inorganic and Analyt分散体系的定义与分类 分散体系（分散系）：一种或几种物质被分散成微小的粒子分布在另一种物质所构成的体系。 分散质：分散系中被分散的物质，通常分散质含量较少，一般不连续。 分散剂：起分散作用的

2、物质，存在于分散质周围，一般是连续相。 分散系分类： 按分散系的聚集状态可分九类（见表3-1）。 按分散系的粒子大小可分三类（见表3-2）。Inorganic and Analytical Chemistry3分散体系的定义与分类 分散体系（分散系）：一种或几表3-1 按物质聚集状态分类的分散系 气 空气、管道煤气 气 液 云、雾 固 烟、尘 气 泡沫塑料 固 液 硅胶、肉冻 固 有机玻璃、合金 气 泡沫、汽水 液 液 牛奶 、豆浆 固 Fe(OH)3溶胶、泥浆水 分散剂 分散质 实 例Inorganic and Analytical Chemistry4表3-1 按物质聚集状态分类的分散系

3、分散剂的聚集状态为液态的分散体系（气-液、液-液和固-液）均称为液态分散系。通常按分散质粒子的大小，将液态分散系分成粗分散系、胶体分散系和分子（离子）分散系3类。 分子(离子)分散体系 胶体分散体系 粗分散体系Inorganic and Analytical Chemistry5 分散剂的聚集状态为液态的分散体系（气-液、液-液和固表 3-2 按分散质粒子大小分类的各种分散系Inorganic and Analytical Chemistry6表 3-2 按分散质粒子大小分类的各种分散系Inorgani3.1 气体3.1.1 理想气体的状态方程理想气体：(1) 分子本身没有体积、分子间没有相互

4、作用力的气体。(2) 是一种人为的模型，实际中并不存在。(3) 低压、高温条件下的实际气体理想气体Inorganic and Analytical Chemistry73.1 气体3.1.1 理想气体的状态方程理想气体：(1) pV = nRT R- 摩尔气体常数R=8.314 J mol-1 K-1=8.314 Pam3mol-1K-1 =8.314KPaLmol-1K-1理想气体状态方程：实验测得，在标准状况下，p =101.325kPa, T=273.15K，理想气体的摩尔体积Vm=0.0224 m3mol-1适用范围：理想气体或高温低压的实际气体Inorganic and Analyt

5、ical Chemistry8 注：J=Nm Pam3=N/m2m3=J pV = nRT R- 摩尔气体常数R=8.33.1.2 气体分压定律理想气体混合： 多种相互不发生化学反应的气体混合后,分子本身的体积和相互作用力均可忽略不计。分压pi： 任一组分气体在相同温度下单独占有混合气体的空间时所产生的压力。Inorganic and Analytical Chemistry93.1.2 气体分压定律理想气体混合：Inorganic a道尔顿分压定律： 理想气体混合物的总压力p等于混合气体中各组分气体分压力之和。 p = p1 + p2 +p3+ pi = pi n =n1+ n2+ni x

6、i i的摩尔分数Inorganic and Analytical Chemistry10道尔顿分压定律： 理想气体混合物的总压力p等于混合 例 1 乙炔是一种重要的焊接燃料，实验室用电石(CaC2) 与水反应制备乙炔：CaC2(s) + 2H2O(1) C2H2(g) + Ca(OH)2(aq)。某学生在室温（23 ）时用排水集气法收集乙炔，气体总压力为98.4 kPa，总体积为523 mL，已知23 时水的蒸气压为2.8 kPa，计算该同学收集到的乙炔气体质量。解: p(C2H2) = p p(H2O)=98.4 2.8 = 95.6（kPa）V = 0.523 L，T = 23 +273.

7、15 = 296.15 (K)根据理想气体状态方程，得收集到的乙炔质量为Inorganic and Analytical Chemistry11 例 1 乙炔是一种重要的焊接燃料，实验室用电石3.2 溶 液分子或离子分散系通常又称为溶液。溶液是由溶质和溶剂组成的，根据溶质的聚集状态分为：气体溶液、液体溶液和固体溶液，科学研究中最常用到的还是液体溶液。溶液的性质与溶液的浓度密切相关，溶液浓度的表示方法：物质的量浓度、质量摩尔浓度、摩尔分数、质量分数等。Inorganic and Analytical Chemistry123.2 溶 液分子或离子分散系通常又称为溶液。溶液是由溶质和3.2.1 溶

8、质B的物质的量浓度 单位为molL-1。 指单位体积溶液中所含溶质物质的量，用符号cB表示。Inorganic and Analytical Chemistry133.2.1 溶质B的物质的量浓度 单位为molL-1。 3.2.2 溶质B的质量摩尔浓度 溶液中溶质B的物质的量除以溶剂的质量，称为溶质B的质量摩尔浓度，用符号bB表示，SI单位 molkg-1。物理意义：在1000g溶剂中所含溶质的物质的量。由于溶剂的质量不受温度的影响，因此溶质的质量摩尔浓度是一个与温度无关的物理量。Inorganic and Analytical Chemistry143.2.2 溶质B的质量摩尔浓度 溶液中溶

9、质B的物质的量除3.2.3 溶质B的摩尔分数 溶液中溶质B的物质的量与各组分总的物质的量之比，称为溶质B的摩尔分数，用符号xB表示，SI单位为1。式中，nA为溶剂的物质的量，单位为mol；nB为溶质的物质的量，单位为mol。 xAxB1。 对于两组分溶液体系： Inorganic and Analytical Chemistry15 同理，多组分体系中有： 3.2.3 溶质B的摩尔分数 溶液中溶质B的物质的量与各组3.2.4 溶质B的质量分数 溶液中溶质B的质量与各组分总的质量之比，称为溶质B的质量分数，用符号wB表示，SI单位为1 。式中，mB为B的质量，SI单位为kg, m为混合物的质量，

10、SI单位为kg。质量分数的单位为1。也可以用百分数表示。Inorganic and Analytical Chemistry163.2.4 溶质B的质量分数 溶液中溶质B的质量与各组分溶液中溶质B的质量与混合物的体积之比，称为溶质B的质量浓度，用符号B表示3.2.5 溶质B的质量浓度SI单位为 kgm-3,常用单位为gmL-1。例如：味事达酱油的氨基酸态氮1.20g/100mL 永春老醋酸度6.5g/100mLInorganic and Analytical Chemistry17溶液中溶质B的质量与混合物的体积之比，称为溶质B的质量浓度，【解】 100g溶液中，NaCl和H2O的物质的量分别

11、为： 例2 计算w(NaCl)=10%的氯化钠水溶液中溶质和溶剂的摩尔分数。所以： Inorganic and Analytical Chemistry18【解】 100g溶液中，NaCl和H2O的物质的量分别为： 3.3 稀溶液的依数性 例如: 同浓度的蔗糖水溶液与葡萄糖水溶液具有相同的蒸气压、沸点、凝固点以及渗透压。2.仅决定于溶质的独立质点数，即溶液的浓度溶液的性质(如颜色、导电性等) 1.由溶质的本质决定 例如: 同浓度的FeCl3与CuSO4颜色各不相同，同浓度的NaCl与HAc的导电性不同。(如蒸气压、沸点等)当这类溶液越稀，这种性质表现得越有规律。当溶质是电解质或非电解质的浓溶液

12、时，依数性规律。依数性规律是难挥发的非电解质稀溶液的共性。 Inorganic and Analytical Chemistry193.3 稀溶液的依数性 例如: 同浓度的蔗糖水溶液与葡蒸气压下降（The lowering of the vapor pressure)沸点上升 (The elevation of the boiling point)凝固点降低 (The depression of the freezing point)渗透压 (The phenomenon of osmotic pressure) 通常所说的“依数性”，包括四个方面：Inorganic and Analytic

13、al Chemistry20蒸气压下降（The lowering of the vapo3.3.1 溶液的蒸气压下降 当低能分子撞到液面时会被拉回到液体中，这种由蒸气变成液体的过程叫液化或冷凝。 蒸发：液体由液态转为气态的过程。 Inorganic and Analytical Chemistry213.3.1 溶液的蒸气压下降 当低能分子撞到液面时会被拉回1液体的蒸汽压在一定温度下、密闭容器中，当液体与其蒸气达到液、气两相平衡时，液面上方的蒸气称为饱和蒸气，饱和蒸气所产生的压力称为该温度下液体的饱和蒸气压，简称蒸气压。Inorganic and Analytical Chemistry221

14、液体的蒸汽压在一定温度下、密闭容器中，当液体与其蒸气达到 液体的蒸气压与液体的性质和温度有关。在相同温度下，不同的液体，其蒸气压不同。温度升高时，液体的蒸气压增大。 液体的蒸气压等于外压时的温度称为液体的沸点。 液体的沸点与外压有关，外压越大，沸点就越高。液体在101.325 kPa 下的沸点称为正常沸点。 固体物质也具有一定的蒸气压。但一般情况下，固体的蒸气压较小。 Inorganic and Analytical Chemistry23 液体的蒸气压与液体的性质和温度有关。在相同温度下，不同的液2.稀溶液的蒸气压下降纯溶剂p* 饱和蒸气溶液p饱和蒸气代表难挥发的溶质分子a: 纯溶剂的蒸发示

15、意图b: 稀溶液的蒸发示意图代表溶剂分子；Inorganic and Analytical Chemistry242.稀溶液的蒸气压下降纯溶剂p* 饱和蒸气溶液p饱和蒸气代表 P 稀溶液的蒸气压； PA *纯溶剂的蒸气压； xA 溶剂的摩尔分数 设溶质的摩尔分数为xB，则 1-xA = xB3. 拉乌尔定律 在一定温度下，难挥发非电解质稀溶液的蒸气压P等于纯溶剂的蒸气压PA*乘以溶剂的摩尔分数xA 。P = PA * xAP 纯溶剂蒸气压与稀溶液蒸气压之差。P =PA * P = PA * (1-xA ) = PA * xB 一定温度下，稀溶液的蒸气压下降p和溶质的摩尔分数xB成正比”。拉乌尔

16、定律只适用于难挥发、非电解质的稀溶液。 Inorganic and Analytical Chemistry25 P 稀溶液的蒸气压；3. 拉乌尔定律 一定温度下，对一种溶剂来说PA*为定值。若溶剂的摩尔质量为MA ，则K常数，其物理意义是bB1 molkg-1时溶液的蒸气压下降值。（因为nAnB） 即：一定温度下，难挥发非电解质稀溶液的蒸气压下降p与溶液的质量摩尔浓度bB成正比。 Inorganic and Analytical Chemistry26 一定温度下，对一种溶剂来说PA*为定值。若溶剂的摩尔3.3.2 溶液的沸点升高和疑固点下降1.沸点：液体的蒸汽压等于外界大气压时，液体开始沸

17、腾，此时的温度称为该液体的沸点。常用Tb表示。2.凝固点：指固液相共存时的温度，即固相与液相蒸汽压相等时的温度。常用Tf表示。Inorganic and Analytical Chemistry273.3.2 溶液的沸点升高和疑固点下降1.沸点：液体的蒸汽压溶液的沸点升高和凝固点降低P/kPaT/101.3TbTfTb*Tf*TbTfInorganic and Analytical Chemistry28溶液的沸点升高和凝固点降低P/kPaT/101.3Tb溶液的蒸气压总是低于纯溶剂的蒸气压，溶液的沸点升高，凝固点降低。Tb* 纯溶剂的沸点； Tb 稀溶液的沸点Tf* 纯溶剂的凝固点； Tf

18、稀溶液的凝固点Tb - Tb* = Tb = Kb bBKb溶剂沸点上升常数， Kf 溶剂凝固点降低系数；大小决定于溶剂的本性，与溶剂的摩尔质量、沸点、汽化热有关;Tf* - Tf = Tf = Kf bB bB 溶质的质量摩尔浓度 (mol/Kg)。 Inorganic and Analytical Chemistry29溶液的蒸气压总是低于纯溶剂的蒸气压，溶液的沸点升高，凝固点降几种溶剂的Kb和Kf值Inorganic and Analytical Chemistry30几种溶剂的Kb和Kf值Inorganic and Analy 水的 Kb0.512 Kmol-1kg 由 TbKbbB

19、得 Tb1.134 molkg-10.512 Kmol-1kg 0.590 K 此溶液的沸点为 373.15K0.590K373.74K 例3 101.325kPa时,使0.02 mol蔗糖溶于0.98 mol水中，溶液的沸点为多少？【解】该蔗糖水溶液的质量摩尔浓度为 Inorganic and Analytical Chemistry31 水的 Kb0.512 Kmol-1kg 例3 例4 已知纯苯的Tb*为353.25K, 将2.67g萘（C10H8）溶于100 g苯中，测得该溶液的沸点升高了0.531 K，试求苯的Kb。（萘的摩尔质量为128 gmol1）【解】依 TbKbbB得Kb2.

20、55 Kkgmol1若已知溶剂的Kb值，就可从沸点升高常数求溶质的摩尔质量。Inorganic and Analytical Chemistry32例4 已知纯苯的Tb*为353.25K, 将2.67g萘（C根据Tf Kf bB 例6 为防止水箱结冰，可加入甘油以降低其凝固点，如需使凝固点降低到270.00K(-3.15)，在100 g水中应加入甘油多少g ?（已知水的Kf1.86 Kkgmol-1，甘油的摩尔质量为M92 gmol1）【解】Tf Tf*Tf 273.15K270.00k3.15 K甘油的摩尔质量为92 gmol1，故100 g水中应加入的甘油质量为 mBMnB92 gmol1

21、0.169 mol15.55 gInorganic and Analytical Chemistry33根据Tf Kf bB 例6 为防止水箱结冰 例如，植物体内细胞中有许多可溶物（氨基酸、糖等），这些可溶物的存在，好像植物的“智能”结构，当植物生长的环境温度发生较大改变时，它们能够感应环境并做出相应的反应，使细胞液的浓度增大，蒸气压下降，减少蒸发，凝固点降低，从而使植物表现出一定的抗旱性和抗寒性，仍保持生命力。现象解释和应用Inorganic and Analytical Chemistry34 例如，植物体内细胞中有许多可溶物（氨基酸、糖等）， 冰盐混合物作致冷剂。如30 g食盐和70 g

22、冰混合，体系的温度可降至251 K；氯化钙和冰的混合物最低温度可达218 K，用于水产和食品的贮藏和运输。在严寒的冬天，为防止汽车水箱冻裂常在水箱中加入甘油或乙二醇等物质作防冻剂，撒用CaCl2或NaCl以清除公路上的积雪等全是应用溶液凝固点降低的道理。Inorganic and Analytical Chemistry35 冰盐混合物作致冷剂。如30 g食盐和70 g3.3.3 溶液的渗透压 许多天然或人造的薄膜对于物质的透过有选择性，它们只允许某种或某些物质透过，而不允许另外一些物质透过，这类薄膜称为半透膜。 水分子通过半透膜从纯水进入溶液或从稀溶液进入较浓溶液的现象称为渗透。1. 渗透现

23、象Inorganic and Analytical Chemistry363.3.3 溶液的渗透压 许多天然或人造的薄膜对于物2. 渗透压力产生渗透现象的条件：(1)必须有半透膜存在;(2)半透膜两侧相同体积的液体中水分子数目不相等。 溶液的渗透压：由于半透膜两边的溶液单位体积内水分子数目不同而引起稀溶液溶剂分子渗透到浓溶液中的倾向。为了阻止发生渗透所需施加的压力，叫溶液的渗透压。 Inorganic and Analytical Chemistry372. 渗透压力产生渗透现象的条件：溶液的渗透压：由于半透膜两3.渗透压力与浓度、温度的关系Inorganic and Analytical C

24、hemistry381886 年，荷兰理论化学家范特霍夫归纳出渗透压力与浓度、温度之间的关系: = cRT bRT 渗透压(kPa)； R气体常数； c 物质的量浓度(mol/L)；T 热力学温度(K)； R = 8.314 JK-1 mol-1 3.渗透压力与浓度、温度的关系Inorganic and A 通过测定溶液的渗透压，可计算物质的分子量。如溶质的质量为mB，测得渗透压为，溶质的摩尔质量为M，则，渗透压应用：Inorganic and Analytical Chemistry39 通过测定溶液的渗透压，可计算物质的分子量。如溶质的例7 某蛋白质饱和水溶液，每升含蛋白质5.18 g，在

25、T298.15 K时测得其渗透压为0.413 kPa，求此蛋白质的摩尔质量。 【解】根据Inorganic and Analytical Chemistry40例7 某蛋白质饱和水溶液，每升含蛋白质5.18 g，在T2例8 由实验测得人体血液的凝固点降低值Tf是0.56 K，求在体温37时的渗透压。（已知Kf 1.86 Kkgmol1）【解】根据 Tf Kf bB得当溶液很稀时，有 c bB根据 = cRT 得=0.30molL-18.314kPadm3mol-1K-1(27337)K =776 kPaInorganic and Analytical Chemistry41例8 由实验测得人体

26、血液的凝固点降低值Tf是0.56 K，利用稀溶液的凝固点降低和稀溶液的渗透压，均可计算溶质的摩尔质量。由于cBRT在数值上大于kfbB，因此溶液的渗透压在数值上也大于溶液的凝固点降低。当溶液的浓度很低时， 很小， 不能准确测定；但此时仍比较大可以准确进行测定。由于小分子溶质也能透过半透膜，因此渗透压力法仅适合于高分子化合物的摩尔质量的测定。Inorganic and Analytical Chemistry42利用稀溶液的凝固点降低和稀溶液的渗透压，均可计算溶质的摩尔质渗透现象的解释 渗透现象在植物有机体的许多生理过程中有着很重要的作用。细胞膜是一种很容易透水，而几乎不能透过溶解于细胞液中的物

27、质的薄膜。水进入细胞中产生相当大的压力，能使细胞膨胀，并使之保持紧张的状态，这就是植物茎、叶、花瓣等具有一定弹性的原因。另外植物吸收水分和养料也是通过渗透作用，只有当土壤溶液的渗透压低于植物细胞溶液的渗透压时，植物才能不断地吸收水分和养料，促使本身生长，反之作物就枯萎。庄稼施肥过多会出现“浓肥烧死苗”的现象，这是渗透压原理造成的。现在广泛使用的地膜覆盖保苗，也是为了保持土壤胶体的渗透压。一般植物细胞汁的渗透压约2000 kPa，所以水分可以从植物的根部运送到数十米的顶端。Inorganic and Analytical Chemistry43渗透现象的解释 渗透现象在植物有机体的许多生理过程

28、渗透作用在动物生理上同样具有重大意义。在向人体注射或静脉输液时, 应使用等渗溶液。如果输入高渗溶液, 则红血球中水分外渗, 即产生皱缩；如果输入低渗溶液，水自外渗入，使红血球膨胀甚至破裂，产生溶血现象。当吃咸的食物时就有口渴的感觉，这是由于组织中渗透压升高，喝水后可以使渗透压降低。海洋中的动物不能生活在淡水中，反之亦然。 渗透作用的意义:Inorganic and Analytical Chemistry44 渗透作用在动物生理上同样具有重大意义。在向人体注射或 渗透作用在工业上的应用也很广泛，如电渗析法和反渗透技术。 所谓反渗透技术就是在浓溶液一方施加比其渗透压还要大的压力，迫使溶液中的溶剂

29、分子向反方向移动，从而达到浓缩溶液的目的。 对某些不适合在高温条件下浓缩的物质，可以利用反渗透技术进行浓缩，例如速溶咖啡和速溶奶粉的制造。 渗透作用还可用于海水、咸水的淡化，工业废水处理及浓缩溶液等。 渗透作用在工业上的应用:Inorganic and Analytical Chemistry45 渗透作用在工业上的应用也很广泛，如电渗析法和本节小结 四者均与bB有关，且只与溶液中粒子数有关，与溶质的本质无关 依数性。这是难挥发、非电解质稀溶液的性质。Inorganic and Analytical Chemistry46本节小结 四者均与bB有关，且只与溶液中粒子数有关，与溶 依数性：蒸汽压

30、下降、沸点上升、凝固点下降、具有渗透压。说明:稀溶液依数性的根本原因是溶液的蒸汽压下降。溶液浓度大，也有此性质但公式不再成立。电解质溶液要考虑电离。Inorganic and Analytical Chemistry47 依数性：蒸汽压下降、沸点上升、凝固点下降、具有渗透压。3.4 强电解质理论1.电解质溶液的反常现象与非电解质溶液依数性相似，电解质溶液也有蒸汽压下降、沸点升高、凝固点下降及渗透压等性质，但偏离了拉乌尔定律计算的数值（见表3-4）同时也表现出一些规律性。Inorganic and Analytical Chemistry483.4 强电解质理论1.电解质溶液的反常现象与非电解质

31、溶液依2.离子活度a (有效浓度)a= b/b c/c -活度系数a-离子活度(有效浓度)b,c-离子真实浓度(理论浓度)注：（1）纯液态、固态的物质（如AgCl等），认为a=1。 活度系数反映了溶液中离子之间作用力的大小；活度系数越小，作用力越大。（2）一般来说ac，1，但在下列情况认为 =1，a=c。 强电解质稀溶液 弱电解质溶液和中性分子Inorganic and Analytical Chemistry492.离子活度a (有效浓度)a= b/b -3.5 胶体溶液胶体 以固体颗粒（直径1100nm） 分散于液体中的一种胶体分散系，它属于高分散度的多相体系。高分子溶液 高分子物质溶于适

32、当溶剂而形成的溶液，其溶质高分子的大小在胶体分散系范围内，它同真溶液一样属均相体系。溶胶Inorganic and Analytical Chemistry503.5 胶体溶液胶体 以固体颗粒（直径1100nm3.5.1 分散度和表面吸附表面：在多相分散体系内，相与相之间存在的界面，如在两相中两相之间的界面称为表面。比如烧杯中的水面表面。分散度：分散质分散的程度。 粒子越小分散度越大，通常用比表面积来表示分散度的大小。 比表面积是单位体积的物质所具有的表面积，其定义为：A0=A/V A0:分散质的比表面积; A:分散质的总表面积; V:分散质的体积.Inorganic and Analytic

33、al Chemistry513.5.1 分散度和表面吸附表面：在多相分散体系内，相与相之胶体分散系的粒子大小为1100nm,所以溶胶粒子的比表面积非常大,溶胶具有某些特殊的性质,如:多相性、高度分散性、凝结不稳定性。 单位体积的分散质表面积越大，即分散质的颗粒越小,则比表面积越大，因而体系的分散度越高。Inorganic and Analytical Chemistry52胶体分散系的粒子大小为1100nm,所以溶胶粒子的比表面积表面吸附吸附：一种物质自动聚集到另一种物质表面上去的过程。glAB为什么会出现吸附？ 表面分子与相内分子的受力不同：B 分子处于相内，受到周围分子的作用力是均衡的；

34、A 分子处于表面，此分子一方面受到本相内分子的作用，另一方面又受到性质不同的另一相分子的作用，受力不均。Inorganic and Analytical Chemistry53表面吸附吸附：一种物质自动聚集到另一种物质表面上去的过程。g 在气液表面上A分子受到气相分子的作用力是极小的，因此A分子受到一个指向液体内部的合力。 从能量角度看，A分子比B分子具有较高的能量，这部分高出的能量就是表面自由能表面能。表面能的存在带来：气液表面的分子总有降低表面能，缩小表面积的趋势。自由状态下液滴呈球形就是此原因。固体表面利用表面分子的剩余力场吸附其它分子减少剩余力场，降低表面能，因此产生表面吸附。Inor

35、ganic and Analytical Chemistry54 在气液表面上A分子受到气相分子的作用力是极小固体对溶液中的溶质吸附可分为两类：分子吸附和离子吸附1、分子吸附 分子吸附遵循相似相吸原则，主要是吸附剂对非电解质或弱电解质分子的吸附。 2、离子吸附 离子吸附分离子选择吸附和离子交换吸附： (1)离子选择吸附：优先选择吸附与固体微粒具有相同组份和结构相似并能与之生成难溶化合物的离子。Inorganic and Analytical Chemistry55固体对溶液中的溶质吸附可分为两类：分子吸附和离子吸附1、分子 Ag Br Ag Br Ag Br Ag Br Ag Br Ag Br

36、 Ag Br Ag Ag Br Ag Br Ag Br Ag Br Ag Br Ag Br Ag Br Ag BrBrBrAg+Ag+ AgNO3 与 KBr制备AgBr溶胶时， KBr 过量，则AgBr固体优先吸附Br- 而使固体表面带负电。 AgNO3 与 KBr制备AgBr溶胶时， AgNO3 过量，则AgBr固体优先吸附Ag+ 而使固体表面带正电。Inorganic and Analytical Chemistry56 Ag Br Ag Br Ag Ag (2)离子交换吸附：吸附剂从溶液中吸附某种离子时，等物质量地置换出另一种电荷符号相同的离子到溶液中，此吸附称离子交换吸附，离子交换吸

37、附过程是可逆过程。 土壤中的养分保持和释放大部分是通过离子交换进行的。Na+Ca2+ + 3NH4+ NH4+NH4+NH4+ Ca2+ + Na+ Inorganic and Analytical Chemistry57 (2)离子交换吸附：吸附剂从溶液中吸附某种离子时，等3.5.2 胶体溶液的性质由于溶胶具有高度分散及多相共存的特点，因而表现出特别的性质。1. 溶胶的光学性质丁铎尔效应 光照射分散体系时可以发生：a 反射(粒子直径大于入射光波长); b 散射(粒子直径略小于入射光波长); c 透射(粒子直径远小于入射光波长)。 1869年，英国物理学家Tyndall发现：在暗室中让一束汇聚

38、的光通过溶胶，在与光束垂直的方向上可以看到一个圆锥形光柱，这种现象就称为Tyndall现象。溶胶的分散相粒子的直径在1-100nm之间，小于可见光的波长（400760nm)，因此当光通过溶胶时发生明显的散射作用，产生Tyndall现象。Inorganic and Analytical Chemistry583.5.2 胶体溶液的性质由于溶胶具有高度分散及多相共存的特Inorganic and Analytical Chemistry59Inorganic and Analytical Chemi2. 溶胶的动力学性质布朗运动 溶胶的分散相粒子在分散介质中不停地做不规则的折线运动，这种运动称为B

39、rown运动。Inorganic and Analytical Chemistry602. 溶胶的动力学性质布朗运动 溶胶的分散相粒子在分散A产生布朗运动的原因： 胶粒受周围分散剂分子不均衡撞击的结果。Inorganic and Analytical Chemistry61A产生布朗运动的原因： 胶粒受周围分散剂分子不均衡撞 1903年发明了超显微镜，为研究布朗运动提供了物质条件。 通过大量观察，得出结论：粒子越小，布朗运动越激烈。其运动激烈的程度不随时间而改变，但随温度的升高而增加。Inorganic and Analytical Chemistry62 1903年发明了超显微镜，为研究布朗

40、运动提供了物质条3. 溶胶的电学性质电泳和电渗+通电前通电后Fe(OH)3溶胶水溶液水溶液Fe(OH)3溶胶电泳是胶体粒子在电场中的定向移动Inorganic and Analytical Chemistry633. 溶胶的电学性质电泳和电渗+通电前通电后Fe(OH)+多孔性物质水溶液 电渗是当胶体粒子固定不动时分散剂在电场中的定向移动.电动现象的结论：胶体的胶粒是带电的，分散剂电渗的方向始终和胶体粒子电泳的方向相反.Inorganic and Analytical Chemistry64+多孔性物质水溶液 电渗是当胶体粒子固定不动时分散剂在电胶粒带电的原因：吸附带电 胶体粒子对溶液中的离子产

41、生选择性吸附使胶粒带电。电离带电 例如：Fe(OH)3固体表面选择性吸附FeO+离子而带正电。AgBr 吸附Br而带负电。 例如：硅酸溶胶粒子表面会发生电离，过程如下： xSiO2yH2O H+ + HSiO3 胶体粒子表面分子发生电离使胶粒带电。Inorganic and Analytical Chemistry65胶粒带电的原因：吸附带电 胶体粒子对溶液中的离(AgI)mnAg+(n-x)NO3x+xNO3胶核电位离子反离子反离子吸附层扩散层胶粒胶团3.5.3 胶团的结构例：AgNO3 + KIKNO3 + AgI 过量的AgNO3作稳定剂AgI胶团的结构表达式：Inorganic and

42、 Analytical Chemistry66(AgI)mnAg+(n-x)NO3x+xNO3例：AgNO3 + KIKNO3 + AgI 过量的 KI 作稳定剂 AgI胶团的结构表达式 ： (AgI)m nI (n-x)K+x xK+ 胶核电位离子吸附层反离子反离子胶团胶粒扩散层Inorganic and Analytical Chemistry67例：AgNO3 + KIKNO3 + AgI(AgI氢氧化铁、三硫化二砷和硅胶的胶团结构： 氢氧化铁胶团结构: (Fe(OH)3)mnFeO+(n-x)Cl-x+xCl- 三硫化二砷胶团结构: (As2S3)mnHS-(n-x)H+x-xH+ 硅

43、胶胶团结构: (H2SiO3)mnHSiO3-(n-x)H+x-xH+Inorganic and Analytical Chemistry68氢氧化铁、三硫化二砷和硅胶的胶团结构：Inorganic a3.5.4 溶胶的稳定性和聚沉1.溶胶的稳定性溶胶具有一定的稳定性，其原因如下：(1)布朗运动：能克服重力引起的沉降作用。(2)胶粒带电：同种溶胶的胶粒带有相同电荷，相互排斥。胶粒带电是大多数溶胶能稳定存在的主要原因。(3)溶剂化作用：带电胶粒和极性溶剂通过静电作用形成溶剂化膜，可以起到阻止胶粒碰撞的作用。 Inorganic and Analytical Chemistry693.5.4 溶胶

44、的稳定性和聚沉1.溶胶的稳定性溶胶具有一定的2.溶胶的聚沉聚沉：使胶粒聚集成较大的颗粒而沉降的过程。造成胶体聚沉的几种因素：(1)溶胶本身浓度过高 (2)溶胶被长时间加热 (3)加入强电解质 (4)加入高分子化合物 (5)电性相反溶胶的相互混合Inorganic and Analytical Chemistry702.溶胶的聚沉聚沉：使胶粒聚集成较大的颗粒而沉降的过程。造成少量电解质的存在起到稳定剂的作用！ 电解质的聚沉能力可以用聚沉值来衡量。所谓聚沉值是指一定量的溶胶中，在一定时间内使溶胶聚沉所需的电解质的最低浓度(mmol/dm3)。聚沉能力 =（聚沉值）1 电解质对溶胶聚沉起作用的是与胶粒带相反电荷的离子，其聚沉值的大小与该离子的价数有关。例如：电解质的聚沉值 ，聚沉能力例：K3Fe(CN)6、MgSO4、AlCl3对Fe(OH)3正溶胶的聚沉： 聚沉能力：K3Fe(CN)6 MgSO4 AlCl3Inorgani