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胶体化学第10章-凝胶10.2凝胶的形成一是由干胶吸收亲和性液体膨胀形成凝胶;二是由溶胶或溶液转变成凝胶,此即胶凝。我们讨论后一种。
一、凝胶形成的条件基本条件:⑴溶解度降低,分散相以胶体分散态析出。⑵析出微粒不沉降,也不自由运动,构成连续网架结构。
二.凝胶形成的方法⑴改变温度,如降温。⑵加入非溶剂,如在Ca(Ac)2的饱和水溶液中加入酒精,可形成凝胶(固体酒精)。由溶解度相差悬殊的特点。⑶加入盐类,形成凝胶。⑷化学反应,利用其生成不溶物可形成凝胶,如Ba(SCN)2与MgSO4反应得BaSO4凝胶。10.3凝胶的性质一.
一、膨胀作用产生有限和无限膨胀。影响膨胀的因素有温度——升高温度使膨胀速度加快;介质的pH值——一般在等电点处膨胀度小;盐类中的阴离子对膨胀影响大;
膨胀机理⑴首先溶剂分子钻入凝胶内部,与大分子形成溶剂化层。这个过程时间短,放出膨胀热。⑵然后是渗透作用,大量的吸收液体。过程时间长。凝胶的脱液收缩作用是自发过程,典型弹性凝胶的脱液收缩是可逆的,是膨胀的逆过程,只要微微受热即可吸收液体,恢复原来的凝胶。而非弹性凝胶(如硅酸水凝胶)的脱液收缩是不可逆的。凝胶在放置的过程中,自动而缓慢地分离出其中一部分液体的现象称为凝胶的离浆,或脱液收缩。见下图示。二.离浆作用三.触变作用一些凝胶,在搅动时变为流体,停止搅动时恢复为凝胶,这种性质称为凝胶的触变性。其特点为:⑴从有结构到无结构或从结构折散到结构恢复是等温可逆过程;⑵触变性溶胶转变为凝胶时必须静止一段时间,表明凝胶结构的恢复有个时间过程。其机理尚未统一。10.4凝胶中扩散和化学反应一.扩散作用凝胶兼有固体和液体的性质,因此可以作扩散介质。小分子在低浓度凝胶中的扩散速度与在纯液体中几乎没有区别。大分子的扩散速度在凝胶中明显降低。凝胶电泳和凝胶色谱就是利用凝胶的骨架筛分作用建立的实验技术。另有半透膜作用。二.化学反应在凝胶中进行化学反应时,由于凝胶内部的液体不能“自由”流动,因而,没有对流存在,生成的不溶物呈周期性分布,如Liesegang环。在装有明胶的培养皿中央滴入几滴硝酸银溶液,凝胶中含有预先加入的重铬酸钾,几天后可以观察到重铬酸银沉淀以同心环向外分布着,
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