胶体与界面化学解析课件

胶体与界面化学2016.3.3-6.24胶体与界面化学2016.3.3-6.24《表面化学》顾惕人、邓季铭等编科学出版社《界面化学基础》朱步瑶，赵振国化学工业出版社《应用胶体化学》候万国等编科学出版社《表面化学》顾惕人、邓季铭等编科学出版社《界面化学基主要介绍内容第一章绪论第二章胶体分散体系的制备和性质第三章界面现象和吸附第四章表面活性剂第五章乳状液第六章凝胶第七章常用吸附剂的结构、性能和改进主要介绍内容第一章绪论第二章胶体分散体系的制备和性质第第一章绪论§1-1课程简介§1-2学科发展史

一、发展历史简介二、发展动力三、特点

四、近代胶体与界面化学的研究特点

第一章绪论§1-1课程简介胶体与界面化学解析课件

从历史角度看，界面化学是胶体化学的一个最重要的分支，两者间关系密切。而随着科学的发展，现今界面化学已独立成一门科学。有关“界面现象”或“胶体与界面现象”的专著在国内外已有多种版本。从历史角度看，界面化学是胶体化学的一个最重要的分支，胶体与界面化学解析课件胶体与界面化学解析课件胶体与界面化学解析课件胶体与界面化学解析课件胶体与界面化学解析课件胶体与界面化学解析课件界面化学也是一门古老而又年轻的科学界面化学也是一门古老而又年轻的科学胶体与界面化学解析课件胶体与界面化学解析课件胶体与界面化学解析课件胶体与界面化学解析课件胶体与界面化学解析课件胶体与界面化学解析课件胶体与界面化学解析课件胶体与界面化学解析课件胶体与界面化学解析课件胶体与界面化学解析课件胶体与界面化学解析课件胶体与界面化学解析课件胶体与界面化学解析课件胶体与界面化学解析课件胶体与界面化学解析课件胶体与界面化学解析课件胶体与界面化学解析课件§2-1概述§2-2胶体系统的制备和净化§2-3溶胶的动力性质§2-4溶胶的光学性质§2-5溶胶的电学性质§2-6胶体的稳定性§2-7胶体分散体系的流变性质§2-1概述§2-3溶胶的动力性质§2-4溶胶的§2-1概述一、分散体系的分类及特点二、质点的大小和分散度三、质点的形状§2-1概述一、分散体系的分类及特点二、质点的大小和分散胶体与界面化学解析课件胶体与界面化学解析课件胶体与界面化学解析课件胶体与界面化学解析课件面均直径

：表面积平均直径测定胶粒总数后，自吸附实验求得胶粒的平均表面积，再由表面积折算胶粒直径。

体均直径

面均直径：表面积平均直径测定胶粒总数后，自吸附实验求得胶粒胶体与界面化学解析课件制备净化制备净化胶体与界面化学解析课件胶体与界面化学解析课件例图：例图：例图：例图：析出物质浓度溶解度S相对过饱和度析出物质浓度溶解度S相对过饱和度胶体与界面化学解析课件沈钟二版P16－19沈钟二版P16－19胶体与界面化学解析课件简单渗析将需要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。

利用浓差因素，多余的电解质离子不断向膜外渗透，经常更换溶剂，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。简单渗析将需要净化的溶胶放在羊皮纸或动物膀胱等半透膜小结：溶胶的净化将胶体中的电解质及杂质除去与粗粒分开

1.沉淀胶体不沉

2.过滤胶体通过

与分子离子分开

1.超离心机胶体沉淀

2.超过滤胶体不通过

3.渗析作用

4.层析………..小结：溶胶的净化将胶体中的电解质及杂质除去与分子离子分开超过滤装置超过滤装置电超过滤

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，使电渗析和超过滤合并使用，这样可以降低超过滤压力。电超过滤有时为了加快过滤速度，在半透膜两边安――指扩散、布朗运动、沉降与沉降平衡一、扩散扩散速度扩散系数D的应用二、布朗运动三、沉降与沉降平衡Fick第一扩散定律

Fick第二扩散定律

沉降速度沉降平衡沉降分析――指扩散、布朗运动、沉降与沉降平衡一、扩散扩散速度扩散系数负值爱因斯坦第一扩散公式扩散速率结论：①就体系而言：浓度梯度越大，质点扩散越快②就质点而言：半径越小，扩散能力越强，扩散速度越快。负值爱因斯坦第一扩散公式扩散速率结论：①就体系而言：浓度梯度成都科技大学罗澄源（物化实验）成都科技大学罗澄源（物化实验）爱因斯坦第一扩散公式（沈钟P30）爱因斯坦第一扩散公式（沈钟P30）当胶团形状为长椭球体时，流体力学半径与椭球体长短轴存在如下关系:文献:当胶团形状为长椭球体时，流体力学半径与椭球体长短轴存在如下关胶体与界面化学解析课件

Einstein认为，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基本概念和公式，得到Brown运动的公式爱因斯坦第二扩散公式Einstein认为，溶胶粒子的Brown运动与分子（沈钟P32例）多相分散系统中的物质粒子，因受重力作用而下沉过程称为沉降。（沈钟P32例）多相分散系统中的物质粒子，因受重力作用而下沉斯托克斯定律

沉降公式沈钟P35斯托克斯定律沉降公式沈钟P35

溶胶是高度分散体系，胶粒一方面受到重力吸引而下降，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，粒子的分布达到平衡，粒子的浓度随高度不同有一定的梯度，如图所示。

这种平衡称为沉降平衡。溶胶是高度分散体系，胶粒一方面受到重力吸引而下降，另达沉降平衡时，粒子浓度－高度分布：贝林高度分布公式达沉降平衡时，粒子浓度－高度分布：贝林高度胶体与界面化学解析课件

对多级分散体系(粒子有大有小)，沉降分析求其中某一定大小粒子所占的质量分数（粒度分布）沉降速度

沉降分析装置示意图：

吊杆液面悬浮液称盘容器砝码h

②记录不同时间称盘内的沉淀量Pt1

t2

t3(开始间隔10－15S,以后每隔20－30S,最后每隔5min)……P1

P2

P3

……步骤：①将称盘浸入悬浮液中立即记时；对多级分散体系(粒子有大有小)，沉降分析求③量出h，测量悬浮液温度等数据可知数据处理：P→t作曲线（胶粒沉淀量―时间关系）①在ti处作切线，交纵轴Pi②Pi表示在时间ti时，半径大于ri的微粒完全沉降的沉降量。P2与P1之差是半径介于r1与r2所有胶粒的沉淀量。该区间的质量分数（推导过程复旦物化实验）③量出h，测量悬浮液温度等数据可知数据处理：P→t作曲线③在沉降曲线上，取若干点：各点切线斜率为

④作图，得一曲线，再取若干点，求切线斜率

⑤

作图，在此曲线上选取若干点读出

计算出对应的F（r）⑥

（液面至称盘高度除称量时间）⑦（用）③在沉降曲线上，取若干点：各点切线斜率为④作图，得一曲线，⑧应用广泛：颜料、土壤学、硅酸盐等工业。质量分数――半径分布曲线（某一定大小粒子所占质量分数――即沉降分析）

F（r）

r⑧应用广泛：颜料、土壤学、硅酸盐等工业。质量分数――半径分布§2.4溶胶的光学性质一、Tyndall效应二、光散射现象三、经典光散射理论

Rayleigh散射定律乳光计原理浊度其他光散射理论溶胶的颜色四、超显微镜与粒子大小的近似测定超显微镜的特点超显微镜的类型§2.4溶胶的光学性质一、Tynda胶体与界面化学解析课件胶体与界面化学解析课件（沈钟P42

区别）（沈钟P41

2-26）（P422-27）（沈钟P42（沈钟P41（P422-27）胶体与界面化学解析课件I∝N(C)：对于物质种类相同，测量条件相同，仅

N不同的两个溶胶如果已知一种溶液的散射光强度和粒子半径（或浓度），测定未知溶液的散射光强度，就可以知道其粒径（或浓度），这就是乳光计。粒子大小相同若保持浓度N相同2、乳光计I∝N(C)：对于物质种类相同，测量条件相同，仅如3、浊度计浊度的物理意义：浊度计的用处：当光源、波长、粒子大小相同时，溶胶的浓度不同，其透射光的强度亦不同。目前测定污水中悬浮杂质的含量时,主要使用浊度计。

浊度的定义为：透射光强度入射光强度样品池长度浊度当3、浊度计浊度的物理意义：浊度计的用处：浊度的定义为：透射44米氏于1908年提出的，有关在介质之中的颜料粒子对光散射的理论。

44米氏于1908年提出的，有关在介质之中的颜料粒子对光散射5、溶胶的颜色光与色发光体为原色：太阳光，光源

无光既无色。→相当复杂溶胶的颜色――取决于①溶胶对光的选择吸收，②光的散射，③粒子大小，④光的强弱,⑤分散相、分散介质的性质等……。受照体为补色：染料…所见之色为吸收光的补色，称为色。5、溶胶的颜色光与色发光体为原色：太阳光，光源（1）溶胶对光的选择吸收

――主要取决于化学结构

当入射光频率与分子的固有频率相同时，（即光子的能量与使分子从基态跃迁到较高能态所需的能量相同时）则一部分光将被吸收。而能量较高和较低的光子不被吸收。

如果其特征吸收波长在可见光范围内，则物质显色。

例：AgCl不吸收可见光―白色

AgBr、AgI只吸收蓝光―呈黄色和深黄色（补色）（1）溶胶对光的选择吸收（2）与胶粒的散射有关光吸收定律――→Beer定律：I＝I0e-Ecd

I：透过光强度；适用于溶液

E：吸收常数：吸收能力大小；

C：浓度；

d：吸收层厚度

对于溶胶，考虑到散射，Beer定律改为：

I＝I0e－cd(E+A)

(E+A)：消光系数；A：散射系数（2）与胶粒的散射有关（3）金属溶胶与粒子大小和波长有关一般：粒子较小时，吸收占优势，长波长光不易被吸收，溶胶显红色。相反：粒子较大时，散射增强，溶胶显蓝色。另外：溶胶的颜色还与分散相、分散介质的性质、光的强弱等有关；影响溶胶颜色因素很复杂。无定量理论。（3）金属溶胶与粒子大小和波长有关另外：四、超显微镜与粒子大小的近似测定：1、超显微镜的特点

普通显微镜分辨率不高，只能分辨出半径在200nm以上的粒子，所以看不到胶体粒子。

超显微镜分辨率高，可以研究半径为5~150nm的粒子。但是，超显微镜观察的不是胶粒本身，而是观察胶粒发出的散射光。是目前研究憎液溶胶非常有用的手段之一。超显微镜与普通显微镜区别主要是：强光源照射四、超显微镜与粒子大小的近似测定：1、超显微镜的特点普2、超显微镜的类型

（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。如果溶液中没有胶粒，视野将是一片黑暗。2、超显微镜的类型（1）狭缝式超显微镜的目镜看到的是胶粒的

这种超显微镜有一个心形腔，上部视野涂黑，强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，改变方向，最后从侧面会聚在试样上。目镜在黑暗的背景上看到的是胶粒发出的的散射光。（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，强烈的照射光

从超显微镜可以获得哪些有用信息？（1）可以估算球状胶粒的平均半径*（2）间接推测胶粒的形状和不对称性。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现象。（3）判断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）观察胶粒的布朗运动、电泳、沉降和凝聚等现象。从超显微镜可以获得哪些有用信息？（1）可以估算球状超显微镜看不到胶体粒子的形状与大小，但可用其估算胶体粒子的平均大小。胶体粒子的平均大小：每个粒子质量1ml胶粒总质量

(n:1ml溶胶含有的胶粒数)超显微镜下数出真正了解胶体的形状与大小:用电子显微镜（种类、原理）P47m由定量方法求出超显微镜看不到胶体粒子的形状与大小，但可用其估算胶体粒子的平

§2.5溶胶的电学性质一、电动现象（2）电渗（3）流动电势（4）沉降电势(1)电泳Tiselius电泳仪

界面移动电泳仪显微电泳仪区带电泳§2.5溶胶的电学性质一

§2.5溶胶的电学性质二、固体表面带电的原因1、Helmholz平板型模型2、Gouy和Chapman扩散双电层模型3、Stern双电层模型四、胶团结构五、ξ电位的计算

三、双电层结构模型§2.5溶胶的电学性质二、固体表

影响电泳的因素有：带电粒子的大小、形状；粒子表面电荷的数目；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压等。影响电泳的因素有：带电粒子的大小、形状；粒子表面电荷

从电泳现象可以获得胶粒或大分子的结构、大小和形状等有关信息。①生物化学上分离各种氨基酸和蛋白质②纸上电泳→医学中应用（适合于混合物分离及组分含量的测定）③显微电泳：显微镜下直接观察粒子的电泳速度④工业上“静电除尘”→烟雾气溶胶的电泳现象⑤陶瓷工业上：利用电泳使粘土与杂质分离⑥电泳电镀。应用：从电泳现象可以获得胶粒或大分子的结构、大小和形状等有

沿aa',bb'和cc'都可以水平滑移。实验开始时，从bb'处将上部移开，下面A，B部分装上溶胶，然后将上部移到原处，在C部装上超滤液，在bb'处有清晰界面。Tiselius电泳仪提赛留斯电泳仪的纵、横剖面图如图所示。

接通直流电源，在电泳过程中可以清楚的观察到界面的移动。从而可以判断胶粒所带电荷和测定电泳速度等。沿aa',bb'和cc'都可以水平滑移。实验开始时，界面移动电泳仪

首先在漏斗中装上待测溶胶，U型管下部活塞内径与管径相同。

实验开始时，打开底部活塞，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。在管中加入分散介质（水或辅助溶液），使两臂液面等高。界面移动电泳仪首先在漏斗中装上待测溶胶，U型管下部活塞

小心打开活塞，接通电源，观察液面的变化。若是无色溶胶，必须用紫外吸收（或丁达尔现象）等光学方法读出液面的变化。

根据通电时间和液面升高或下降的刻度计算电泳速度。

另外要选择合适的介质，使电泳过程中保持液面清晰。小心打开活塞，接通电源，观察液面的变化。若是无色溶胶显微电泳仪

该方法简单、快速，胶体用量少，可以在胶粒所处的环境中直接观察测定电泳速度和电动电位。但只能测定显微镜可分辨的胶粒，一般在200nm以上。

装置中用的是铂黑电极，观察管用玻璃制成。电泳池是封闭的，电泳和电渗同时进行。

物镜观察位置选在静止层处（即电渗流动与反流动刚好相消），这时观察到的胶粒运动速度可以代表真正的电泳速度。显微电泳仪该方法简单、快速，胶体用量少，可以在胶粒所

区带电泳实验简便、易行，样品用量少，分离效率高，是分析和分离蛋白质的基本方法。

常用的区带电泳有：纸上电泳，圆盘电泳和板上电泳等。区带电泳

将惰性的固体或凝胶作为支持物，两端接正、负电极，在其上面进行电泳，从而将电泳速度不同的各组成分离。区带电泳实验简便、易行，样品用量少，分离效率高，是分

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同速度沿纸条运动。

经一段时间后，在纸条上形成距起点不同距离的区带，区带数等于样品中的组分数。将纸条干燥并加热，将蛋白质各组分固定在纸条上，再用适当方法进行分析。a.纸上电泳用滤纸作为支持物的电泳称为纸上电泳

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，则称为凝胶电泳。

将凝胶装在玻管中，电泳后各组分在管中形成圆盘状，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。b.凝胶电泳用淀粉凝胶、琼胶或聚丙烯酰胺等凝胶如果将凝胶铺在玻板上进行的电泳称为平板电泳。

C.板上电泳如果将凝胶铺在玻板上进行的电泳称为平板电泳。C.板上电

应用：电渗方法有许多实际应用，如溶胶净化、海水淡化、泥炭和染料的干燥等。

①难过滤浆液（粘土浆、纸浆等）脱水；

②砖厂切砖时：用金属丝切砖坯，为防止粘土附于金属丝上，可将切砖用的金属丝连于负极，砖坯连于正极，因电渗可使一层水膜附于金属丝表面，起润滑剂作用。2、电渗

若在多孔膜（或毛细管）的两端施加一定电压，液体将通过多孔膜而定向移动叫电渗。应用：电渗方法有许多实际应用，如溶胶净化、海水淡化、

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。

如果多孔膜吸附阴离子，则介质带正电，通电时向阴极移动；反之，多孔膜吸附阳离子，带负电的介质向阳极移动。电渗实验在U型管1,2中盛电解质溶液，将电极5,6接通直流

在外力的作用下，迫使液体通过多孔膜（或毛细管）定向流动，多孔隔膜两端所产生的电势差叫流动电位→电渗逆过程。3、流动电势在外力的作用下，迫使液体通过多孔膜（或毛细管）3、

因为管壁会吸附某种离子，使固体表面带电，电荷从固体到液体有个分布梯度。

在用泵输送原油或易燃化工原料时，要使管道接地或加入油溶性电解质，增加介质电导，防止流动电势可能引发的事故。

当外力迫使扩散层移动时，流动层与固体表面之间会产生电势差，当流速很快时，有时会产生电火花。3、流动电势因为管壁会吸附某种离子，使固体表面带电，电荷

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，使底层与表面层的粒子浓度悬殊，从而产生电势差，这就是沉降电势（电泳的逆过程）。

贮油罐中的油内常会有水滴，水滴的沉降会形成很高的电势差，有时会引发事故。通常在油中加入有机电解质，增加介质电导，降低沉降电势。4、沉降电势在重力场的作用下，带电的分散相粒子，在分散介质中迅速四种电动现象之间的关系四种电动现象之间的关系在某一特定的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。在某一特定的pH条件下，生成的-COO-和-NH3+数量相等D大相带正电，D小相带负电D大相带正电，D小相带负电

前述：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，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，在界面上形成了双电层的结构。

三、双电层结构模型

对于双电层的具体结构，一百多年来不同学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，提出了扩散双电层模型

后来Stern又提出了Stern模型前述：当固体与液体接触时，可以是固体从溶液中选择性吸

Helmholz认为固体的表面电荷与溶液中带相反的电荷（即反离子）构成平行的两层，如同一个平板电容器。整个双电层厚度为

固体表面与液体内部的总的电位差即等于热力学电势

0

，在双电层内，热力学电势呈直线下降。表面电荷密度

这模型过于简单，由于离子热运动，不可能形成平板电容器。不能解释电动现象。1、Helmholz平板型模型（双电层电容器模型）

Helmholz认为固体的表面电荷与溶液中带相反的2、Gouy和Chapman扩散双电层模型

Gouy和Chapman认为，由于正、负离子静电吸引

和热运动两种效应的结果，溶液中的反离子只有一部

分紧密地排在固体表面附近，相距约一、二个离子厚

度称为紧密层；

另一部分离子按一定的浓度梯度扩散到本体溶液中，称为扩散层。

双电层由紧密层和扩散层构成。移动的切动面为AB面----滑动面2、Gouy和Chapman扩散双电层模型G胶体与界面化学解析课件1924年斯特恩（Stern）对古依等人的扩散双电层理论进行了修正。

他认为吸附在固体表面的紧密层约有一、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。

由于离子的溶剂化作用，胶粒在移动时，紧密层会结合一定数量的溶剂分子一起移动，所以滑移的切动面由比Stern层略右的曲线表示。3、Stern双电层模型1924年斯特恩（Stern）对古依等人的扩四、胶团结构

在Stern模型中，带有溶剂化层的滑移界面与溶液之间的电势差称为电势。四、胶团结构在Stern模型中，带有溶剂化层的注：一些复杂的大分子物质，若形成复杂混合物，难于用胶团结构式表示。

注：一些复杂的大分子物质，若形成复杂混合物，难于用胶团结构式ξ电势值一般在几十毫伏左右→反映了质点带电情况1、由电泳的速度计算ξ电势D：双电层液体的介电常数；E：电场强度；电势差，l:两极间距五、ξ电位的计算ξ电势值一般在几十毫伏左右→反映了质点带电情况2、由电渗速度数据计算ξ电势υ′（ml/s）电渗一定时间流过毛细管的液体体积（单位时间流量）。I：通过两电极间电流。液体的电导率2、由电渗速度数据计算ξ电势υ′（ml/s）电渗一定时间

§2-6胶体的稳定性一、溶胶的稳定性二、胶体的稳定理论——DLVO理论三、电解质溶液的聚沉作用四、吸附高聚物对溶胶的稳定作用§2-6胶体的稳定性一、溶胶的稳定性二、胶体

沉降公式沉降公式胶体与界面化学解析课件二、胶体的稳定理论——DLVO理论1941年德查金Darjaguin、朗道Landaw;1948年维韦Verwey、奥弗比克Overbeek分别提出了带电胶体粒子稳定理论，简称DLVO理论。DLVO理论认为：

溶胶在一定条件下是稳定存在，还是聚沉取决于粒子间相互吸引力和静电斥力。若斥力大于吸引力，则溶胶稳定；若斥力小于吸引力，则溶胶不稳定。(1)胶粒间相互吸引（VanderWaals力）吸引力与胶粒间的距离的3次方成反比。(2)胶粒间相互排斥

斥力与胶粒间的距离成指数函数

二、胶体的稳定理论——DLVO理论19

胶粒间相互作用能[吸引能VA

（设为负）＋排斥能VR（设为正）]和胶粒间距离的关系如图所示：

当粒子相距较大时，主要为吸力，总势能为负值；当靠近到一定距离，双电层重叠，排斥力起主要作用，势能升高。要使粒子聚结必须克服这个势垒。

这就是胶体体系在一定时间内具有稳定性原因。胶粒间相互作用能[吸引能VA（设为负）＋如图所示胶体与界面化学解析课件胶体与界面化学解析课件聚沉值与外加电解质反离子价数之间关系：其它条件相同时常数:与电解质阴阳离子性质有关。D:介质介电常数k:波尔兹曼常数A:范德华引力常数е:单位电荷与价数规则一致

P81(2-43)聚沉值与外加电解质反离子价数之间关系：其它条件相同时常数:与价数规则价数规则胶体与界面化学解析课件胶体与界面化学解析课件胶体与界面化学解析课件胶体与界面化学解析课件胶体与界面化学解析课件一、基本概念和术语1、切变速度D与切应力τ3、粘度的定义2、牛顿公式4、粘度的测量§2-7胶体体系的流变性质二、稀胶体溶液的粘度1、分散相浓度影响2、质点形状与质点大小影响3、溶剂化影响4、电荷的影响5、温度影响三、浓分散体系的流变性质四、降摩阻效应一、基本概念和术语1、切变速度D与切应力τ3、粘度的定义2、胶体与界面化学解析课件一、基本概念和术语1、切变速度D与切应力τ例：分析液体流动情况

在流速较慢的河里，河道各处的水流方向虽然一致，但速度不相同，中心处水流最快，越靠河岸，水流越慢。一、基本概念和术语1、切变速度D与切应力τ例：分析液体流动情

因此：①在流速不太快时，可把流动的液体看作是许多相互平行移动的液层。②由于各层的速度不同，便形成了速度梯度。即（切变速度）D③因为有速度梯度存在，较慢的液层阻滞着较快液层的运动，因此产生流动阻力。④为使液层能维持一定的速度梯度流动，必须对它施加一个与阻力相等的反向力。

单位液层面积上所需施加的这种力称为切应力因此：层流条件下，切应力与切变速度关系（成正比）

（体系的流动处于稳恒状态，任一点的流速不随时间而变）2、牛顿公式：即：

符合牛顿公式的流体为牛顿流体。反之为非牛顿流体

粘度→表示物质流动时分子间内摩擦力的大小层流条件下，切应力与切变速度关系（成正比）2、牛顿公式：即：胶体与界面化学解析课件胶体与界面化学解析课件胶体与界面化学解析课件①毛细管法：测定液体在毛细管中的流出时间；（粘度低于100P，1P=0.1Pa·S)②转筒法：测流体与同心轴圆柱体相对转动情况；（粘度大于10000P)③落球法：测圆球在流体里下落速度。（粘度10~10000P)毛细管粘度计：

基本公式：泊肃叶（Poiseuille）定律：

（单位Pa·S）①毛细管法：测定液体在毛细管中的流出时间；毛细管粘度计：基r、l:毛细管半径、长度；V：t时间内流体流过毛细管体积；P：毛细管两端压差P＝ρgh一般操作时：用已知粘度的液体测出粘度计的毛细管常数；然后在相同条件下测未知粘度的液体的粘度。毛细管粘度计分：乌氏粘度计：测高聚物奥氏粘度计：测低分子量（粘度很小）水、乙醇r、l:毛细管半径、长度；V：t时间内流体流过毛细管体积；P2、质点形状与质点大小影响3、溶剂化影响4、电荷的影响5、温度影响二、稀胶体溶液的粘度1、分散相浓度影响2、质点形状与质点大小影响二、稀胶体溶液的粘度1、分散相浓度胶体与界面化学解析课件ηr=1＋(2.5＋

)φJ：分子长短轴之比ηr=1＋(2.5＋)φJ：分子长短轴之比

球型质点：由Einstein公式η＝η0(1＋2.5φ)

只与φ有关与质点大小无关;

质点形状很不对称时：质点变大的结果，不对称性增大。粘度与质点大小的关系：J变大ηr变大ηr=1＋(2.5＋

)φ球型质点：由Einstein公式η＝η0(胶体与界面化学解析课件胶体与界面化学解析课件胶体与界面化学解析课件

2、塑性体系(Plasticfluid)→表现出可塑性D―τ关系为直线，但不通过质点。当τ>τy时体系才流动

τy：屈服值（使塑形体开始流动所需加的临界切应力）

τ－τy＝η塑·DDττy2、塑性体系(Plasticfluid)→表现出可塑例：牙膏（钻井泥浆、油墨、油漆）这类流体（1）若用力很轻，牙膏并不流出，只是膏面由平变凸，一松手又变平。

（2）若用力稍大，牙膏会从管中流出，再不能缩回。即：外加应力较小时不流动，只发生弹性变形；一旦超过某一限度时，体系变形为永久的，表现出可塑性。例：牙膏（钻井泥浆、油墨、油漆）这类流体胶体与界面化学解析课件k，n→经验常数，与流体性质有关

k越大，流体越稠k，n→经验常数，与流体性质有关k越大，流体越稠（例：做馒头面团具有胀流性质）（例：做馒头面团具有胀流性质）胶体与界面化学解析课件胶体与界面化学解析课件胶体与界面化学解析课件本章复习题一、填空题5、关于胶体稳定性的DLVO理论认为，胶团之间的吸引力势能产生于

；而排斥力势能产生于

。

1、溶胶系统所具有的三个基本特点是

；

；

。

2、在超显微镜下看到的光点是

，比实际胶体的体积大数倍之多，能真正观测胶体颗粒的大小与形状的是

。3、溶胶的动力性质包括

；

；

。4、用和反应制备溶胶，当过量时，胶团结构式为

。当过量时，胶团结构式为

，在电泳实验中该溶胶的颗粒向

移动。本章复习题一、填空题5、关于胶体稳定性的DLVO理论认为，6、当用等体积的溶液制备AgBr溶胶，其胶体结构为

，请标出胶核，胶粒，胶团。上述溶胶在中，聚沉值最大的是

。7、在外加电场作用下，胶粒在分散介质中的移动称为

。8、胶体系统的光学性质表现为

，电学性质表现为

。9、在胶体的制备中常常需要渗析等方法进行净化，其目的主要是

。10、高分子化合物可作为溶胶的聚沉剂。其产生聚沉的三种效应分别为

；引起憎液溶胶产生聚沉的最主要因素是

。6、当用等体积的二、选择题

1、下列亲液溶胶与憎液溶胶具有的共同特性中不正确的是（

）

A.分散相粒子半径为：

B.在介质中扩散慢

C.不透过半透膜

D.具有很大相界面2、丁达尔现象是光照射到溶胶粒子上发生的(

)现象。

A.反射

B.折射

C.散射

D.透射3、某溶胶在重力场中沉降达平衡时，应有(

)

A.各不同高度处的浓度相等

B.各不同高度处粒子大小相等

C.沉降速率与扩散速率相等

D.不同大小粒子的沉降速度相等二、选择题1、下列亲液溶胶与憎液溶胶具有的共同特性中不正确4、某带负电的溶胶中加入下列电解质，其中聚沉值最大的是

(

)；聚沉能力最强的是(

)。

A.

B.

C.

D.5、下列哪一种不属于电动现象？

A.电泳

B.电渗

C.电导

D.流动电势6、在电泳实验中，观察到胶粒向阳极移动，表明（

）

A.胶粒带正电荷

B.胶团的扩散层带负电荷

C.胶体的扩散层带正电荷

D.电位向对于溶液本体为正值。7、溶胶的基本特性之一是(

)

A.热力学上和动力学上皆属稳定的系统

B.热力学上和动力学上皆属不稳定的系统

C.热力学上稳定和动力学上不稳定的系统

D.热力学上不稳定而动力学上稳定的系统4、某带负电的溶胶中加入下列电解质，其中聚沉值最大的是8、大分子溶液与憎液溶胶的主要性质上区别在于后者(

)

A.有渗透压

B.扩散慢

C.有电泳现象

D.是热力学上的不稳定系统9、关于胶体稳定性的DLVO理论，有一些基本论述下列各说法中，哪点与该理论不符？

A.胶体间的排斥作用是其互相接近时因双电层重叠而产生的电排斥力

B.胶体间的吸引作用本质上是范德华作用，即是三种偶极子的长程相互作用。

C.胶体的稳定性取决于胶粒间吸引力与排斥力的相对大小

D.加入电解质，可以使胶粒的排斥作用增大8、大分子溶液与憎液溶胶的主要性质上区别在于后者(

10、，在外电场作用下，发生电泳现象的是（

）

A.

B.

C.

D.三、问答题

1、为什么说胶体系统具有热力学不稳定性和动力学稳定性？2、胶体具有聚结稳定性的主要原因是什么？3、什么是布朗运动？为什么粗分散系统和真溶液观察不到布朗运动？10、4、在两个充满0.001mol·L-1KCl溶液的容器之间是一个AgCl多孔塞，多孔塞两边接以直流电，试问溶液将向何方移动。当以0.1mol·L-1KCl来代替0.001mol·L-1KCl时，加以相同的电压，液体的流动是加快还时减慢，如果以AgNO3代替KCl，结果又将如何？5、胶体系统的主要特征是什么？

6、丁达尔效应的实质及生产条件各是什么？7、胶体系统能在一定程度上稳定存在的主要原因是什么？

8、结合憎液溶胶和高分子溶液稳定的主要原因，解释何为聚沉作用？何为盐析作用？4、在两个充满0.001mol·L-1KCl溶液的容器之间9、解释一些现象：（1）黄河三角洲的形成。（2）为什么晴朗的天空呈蓝色？（3）为什么使用不同型号的墨水，会使钢笔堵塞。

（4）卤水点豆腐的原理。（5）在贮油罐中或用泵输送原油或易燃化工原料时，为什么要使管道接地或加入油溶性电解质?9、解释一些现象：参考答案

一、填空题1、多相性；高分散性；热力学不稳定性。2、粒子的散色光；电子显微镜3、布朗运动；扩散作用；沉降作用。4、；

；向负极移动。5、远程范德华力；双电层重叠所引起的静电斥力势能与渗透性斥力势能6、

胶核

；胶粒

胶团

；7、电泳8、丁达尔效应；电泳，电渗，流动电势，沉降电势。9、除去制备过程中过剩的电解质，以利于溶胶的稳定性。10、搭桥效应，脱水效应，电中和效应；外加中解质参考答案一、填空题1、多相性；高分散性；热力学不稳定性。二、选择题

1.D；2.C；3.C；4.A；B

5.C；

6.C；7.D；8.D；9.D；10.C。三、问答题

1、为什么说胶体系统具有热力学不稳定性和动力学稳定性？

物系具有热力学稳定性是指系统处于热力学平衡态。处于热力学平衡态的标志是看在特定条件下，系统的某些热力学特征函数是否处于极值的状态。例如：在隔离系统中，熵值达到极大时，为平衡态；在等温，等压条件下，系统的吉布斯函数达到最小为平衡态。胶体系统是一个多相的高分散系统，表面吉布斯函数值很高，因此是热力学不稳态定系统，具有热力学不稳定性。

动力稳定性是指系统中的粒子能够克服重力场的影响而不下沉的性质，影响动力稳定性的主要因素是分散度，胶体系统的粒子小，分散度高，因而具有较强的布朗运动，能够克服重力保持均匀分散，所以说胶体系统具有动力稳定性。

二、选择题

1.D；2.C；3.C2、胶体具有聚结稳定性的主要原因是什么？

聚结稳定性是指溶胶中的粒子发生相互碰撞时不会聚结成大粒子沉淀下来的现象，溶胶具有聚结稳定性的主要原因有三点：

①是它的动力稳定性，即因为溶胶粒子强烈的布朗运动；

②是溶胶粒子具有的扩散双电子层结构，使其在相互接近时，所具有的静电性斥力与渗透性力；

③是溶胶粒子周围的溶剂化层的作用，使胶体粒子外部包有一层溶剂化外壳而阻止其接近发生聚沉。其中最主要的因素是胶体粒子的双电子层结构所引起的排斥势能的作用。2、胶体具有聚结稳定性的主要原因是什么？3、什么是布朗运动？为什么粗分散系统和真溶液观察不到布朗运动？

处于胶体范围的分散相粒子在分散介质中进行着永不停息的无规则的运动，这种现象是由植物学家布朗首先发现的，故称为布朗运动。布朗运动的本质是分子的热运动，由于胶体粒子不断受到不同方向，不同速率的介质分子的不平衡力的冲击，所以时刻以不同方向，不同速率做不规则的运动。真溶液的分散相为分子，粒子太小，在显微镜下观察来看，每一瞬间在各个方向所受撞击的几率应当相等，合力为零。而粗分散系统因其质量太大，难于发生位移，故也观察不到布朗运动。3、什么是布朗运动？为什么粗分散系统和真溶液观察不到布朗运4、在两个充满0.001mol·L-1KCl溶液的容器之间是一个AgCl多孔塞，多孔塞两边接以直流电，试问溶液将向何方移动。当以0.1mol·L-1KCl来代替0.001mol·L-1KCl时，加以相同的电压，液体的流动是加快还时减慢，如果以AgNO3代替KCl，结果又将如何？

吸附了Cl-离子的AgCl多孔塞带负电，则溶液带正电，将向负极移动；增加电介质的浓度，将压缩扩散层，使ζ电势降低，液体的流动减慢；以AgNO3来代替KCl，则溶液带负电，向正极流动。

5、胶体系统的主要特征是什么？

高分散度和多分散性、多相不均匀性和热力学不稳定性是胶体的主要特征。6、丁达而效应的实质及生产条件各是什么？

丁达尔效应的实质是分散粒子对光的散射作用。只有当入射光波长大于分散粒子尺寸时才会产生丁达尔效应。4、在两个充满0.001mol·L-1KCl溶液的容器之间7、胶体系统能在一定程度上稳定存在的主要原因是什么？（与2类似）

（1）溶胶的动力稳定性。胶粒因布朗运动而克服重力的作用，从而保持溶胶的稳定。

（2）胶粒带电的稳定作用。静电斥力的存在使得胶粒难以相互靠近，增加了溶胶的稳定性。

（3）溶剂化的稳定作用。因分散相粒子周围的溶剂化，而形成具有一定弹性的溶剂化外壳，增加了胶粒相互接近时的机械阻力，使溶胶难以聚沉。

7、胶体系统能在一定程度上稳定存在的主要原因是什么？（与2类8、结合憎液溶胶和高分子溶液稳定的主要原因，解释何为聚沉作用？何为盐析作用？

憎液溶胶是热力学不稳定系统，能暂时稳定的主要原因是胶粒带电，而高分子溶液是热力学稳定系统，稳定的主要原因是溶剂化作用。当加入少量电解质：对于胶体，因异电离子压缩扩散层使ζ电位降低，到达临界电位时，溶胶的稳定性被破坏，发生聚沉，这就是胶体的聚沉作用。对于高分子溶液，加入少量电解质（超过等电点）。使原来高度水化的高分子化合物去水化，其稳定性才会被破坏而发生聚沉，这是高分子溶液的盐析。8、结合憎液溶胶和高分子溶液稳定的主要原因，解释何为聚沉作用

9、解释一些现象：（1）黄河三角洲的形成。江河中含有大量带负电的SiO2溶胶，而海水中含有的电解质NaCl，河水与海水相遇时，使其中胶粒聚沉，聚沉物逐渐累积便形成了三角洲。

（2）为什么晴朗的天空呈蔚蓝色？分散在大气层中的烟、雾、粉尘等其粒子半径在10－1000nm之间，构成胶体分散系统，即气溶胶。当可见光照射到大气层时，由于可见光中的蓝色光的波长相对于红、橙、黄、绿各单色光的波长较短。按瑞利公式，散射光的强度与入射光的波长的四次方成反比。故由于大气层这个气溶胶系统对蓝色光的强烈的散射作用，使我们观测到的晴朗的天空是蔚蓝色。（3）为什么使用不同型号的墨水，会使钢笔堵塞。

钢笔的墨水属于胶体分散溶液，不同型号的墨水由于生产厂家使用的原料和配方不同，因此会带有不同类型的电荷，若混合使用不同型号的墨水，会发生聚沉使钢笔堵塞。

9、解释一些现象：9、解释一些现象：（4）卤水点豆腐的原理。豆腐浆是含有蛋白质的负溶胶系统。“点浆”是向豆腐浆中加入

MgCl2，CaSO4

等电解质（俗称卤水），电解质中阳离子Mg2+,Ca2+使蛋白质溶胶发生盐析作用。

（5）在贮油罐中或用泵输送原油或易燃化工原料时，为什么要使管道接地或加入油溶性电解质?

用管道泵输送燃料油时，在流动过程中会产生流动电势，高压下易产生火花。因此必须采取严格的防护措施，如油管接地同时加入油溶性电解质（如四异戊基苦味酸胺，二异丙基水杨酸钙），增加介质的电导，减少流动电势。若贮油罐中的燃料油含有水滴时，水滴的沉降形成较大的沉降电势，可能达到较大的数值。通常采用的办法也是加入油溶性有机类电解质，增加介质的电导率，降低沉降电势。

9、解释一些现象：§3-1表面吉布斯函数与表面张力§3-2弯曲液面的表面现象§3-3表面张力的测定§3-4液体与固体的界面---润湿作用§3-5固体的界面性质§3-6固体表面的吸附作用§3-8

固－气界面吸附的影响因素§3-9

固体－溶液界面吸附

§3-7吸附等温方程式§3-1表面吉布斯函数与表面张力§3-2弯曲液面的表面现§3-1表面吉布斯函数与表面张力一、界面、表面与比表面二、表面吉布斯函数与表面张力三、表面张力与温度的关系四、表面张力与压力的关系§3-1表面吉布斯函数与表面张力一、界面、表面与比表面二胶体与界面化学解析课件胶体与界面化学解析课件胶体与界面化学解析课件例1、将1g水分散成半径为m的小水滴（视为球形），其表面积增加了多少倍？解：对大水滴

对小水滴

例1、将1g水分散成半径为m的小水滴（视为球形胶体与界面化学解析课件胶体与界面化学解析课件胶体与界面化学解析课件胶体与界面化学解析课件胶体与界面化学解析课件例：在金属线框中间系一线圈，一起浸入肥皂液中，然后取出，上面形成一液膜。

由于以线圈为边界的两边表面张力大小相等方向相反，所以线圈成任意形状可在液膜上移动。

如果刺破线圈中央的液膜，线圈内侧张力消失，外侧表面张力立即将线圈绷成一个圆形，清楚的显示出表面张力的存在。例：在金属线框中间系一线圈，一起浸入肥皂液中，然后取出，上面胶体与界面化学解析课件净吸力的存在：使任何表面都自动缩小的倾向，也是液体有表面张力原因。前述：液体表面的分子受到指向液体内部的合力—净吸力结论：分子间作用力净吸力表面张力小结：表面张力产生的原因净吸力的存在：使任何表面都自动缩小的倾向，也是液体有表面张力拉姆齐和希尔茨经验式：

Vm2/3=k（Tc-T-6.0）

式中Vm为摩尔体积，k为普适常数，对非极性液体，

k=2.2×10-7J·K-1。也可用热力学公式说明运用全微分的必要和充分条件得等式左方为正值，表面积增加，熵增加。所以

随T增加而下降。拉姆齐和希尔茨经验式：Vm2/3=k（Tc-T-6.0）注：对Cd,Fe,Cu

合金及一些硅酸盐液体，T↑

↑注：对Cd,Fe,Cu合金及一些硅酸盐液体，T↑3、分子间相互作用力的影响

对纯液体或纯固体，表面张力决定于分子间形成的化学键能的大小，一般化学键越强，表面张力越大。(金属键)>(离子键)>(极性共价键)>(非极性共价键)a.

表面张力与物质的本性有关同温下：固体>液体>气体表面张力：

Fe>H2O>CH4影响表面张力的因素沸点高或极性大，分子间作用力大，表面张力大。沸点:汞

>水

>乙醚

>氨，表面张力：汞

>水

>乙醚

>氨1、温度2、压力已讲3、分子间相互作用力的影响对纯液体或纯固体，表两种液体间的界面张力，界于两种液体表面张力之间b.

表面张力与接触相的性质有关例如，20℃时纯水的表面张力g水-空气=0.07275N·m-1

纯苯的表面张力

g苯-空气=0.0289N·m-1

水与苯接触时的界面张力g水-苯=0.0350N·m-14、分散度的影响：当物质分散到曲率半径接近分子大小的尺寸时，分散度对表面张力的影响才显得重要。5、运动情况的影响：实验表明，高速旋转的液体，其表面张力会增加。两种液体间的界面张力，界于两种液体表面张力之间b.表面张力§3-2弯曲液面的表面现象一、弯曲液面的附加压二、弯曲液面上的饱和蒸汽压三、亚稳状态与新相的生成§3-2弯曲液面的表面现象一、弯曲液面的附加压二、弯曲液面胶体与界面化学解析课件胶体与界面化学解析课件胶体与界面化学解析课件关于弯曲表面现象的例子很多。例如：在三通玻璃管的两端分别吹出大小不同的两个肥皂泡

当开通两边活塞后小泡越缩越小，而大泡越涨越大。关于弯曲表面现象的例子很多。例如：在三通玻璃管的两端分别吹出胶体与界面化学解析课件胶体与界面化学解析课件胶体与界面化学解析课件过饱和蒸汽:一定温度下，当蒸汽分压超过该温度下的饱和蒸汽压，而蒸汽仍不凝结的现象。过饱和溶液:在一定温度、压力下，当溶液中溶质的浓度已超过该温度、压力下的溶质的溶解度，而溶质仍不析出。

过热液体:在一定压力下，当液体的温度高于该压力下的沸点，而液体仍不沸腾。过冷液体：在一定压力下，当液体的温度已低于该压力下液体的凝固点，而液体仍不凝固。过饱和蒸汽:一定温度下，当蒸汽分压超过该温度下的饱和蒸汽压，说明人工降雨：（1）高空中如果无灰尘，水蒸汽可达相当高的过饱和度而不凝结成水。

原因：高空中的水蒸汽压力虽然对平液面的水来说已是过饱和了，但对于将要形成的小水滴来说尚未饱和，意味着微小水滴难于形成。（2）撒入凝结核心AgI小晶粒，使凝聚水滴的初始曲率半径↗，对应的蒸汽压可以小于高空中已有的水蒸汽压力，蒸汽将迅速凝成水滴，形成人工降雨。说明人工降雨：（2）撒入凝结核心AgI小晶粒，使凝聚水滴的初2、在沸腾时液体形成的气泡必须经过从无到有，从小到大的过程。最早形成的半径极小的气泡内其蒸汽压远小于外压，意味着在外界压迫下，小气泡难于形成，致使液体不易沸腾而成为过热液体。解释加热液体时，加入沸石或毛细管3、过热较多时，易暴沸。加入沸石，因为多孔沸石中已有曲率半径较大的气泡存在，因此泡内压力不致很小。达沸腾温度时液体即沸腾而不致过热。1、平液面水达沸点时，其饱和蒸汽压等于外压2、在沸腾时液体形成的气泡必须经过从无到有，从小到大的过程。1、毛细管上升法2、环法---表面张力计3、滴重法4、最大压力气泡法5、测定固体表面张力方法

1、毛细管上升法2、环法---表面张力计3、滴重法4、最大压胶体与界面化学解析课件胶体与界面化学解析课件

(1)将环挂在阻力秤上，转动扭力丝，使环上升拉起液体呈圆柱形（通常不是圆柱形）（2）当环与液体脱开时，所需最大拉力为F。F＝mg液体重力＝周围表面张力反抗向上拉力液膜内外两面

圆环周长

通常由于拉起的不是圆柱形，故乘以校正因子

f(1)将环挂在阻力秤上，转动扭F＝mg液体重力＝周围胶体与界面化学解析课件（最大压力气泡法）只有当R＝r时，R为最小值，最大

r：毛细管半径

书P154实验时，若用同一支毛细管和压差计，对两不同液体测试：（最大压力气泡法）只有当R＝r时，R为最小值，最大r：例题：用最大气泡法测量液体表面张力：将毛细管垂直地插入液体中，其深度为h。由上端通入气体，在毛细管下端呈小气泡放出，小气泡内的最大压力可由U型管压力计测出。当毛细管中足够细时，管下端出现的弯月形液面，可视为球面的一部分，随着小气泡的变大，气泡的曲率半径将变小，当气泡的半径等于毛细管的半径时，液面曲率半径最小。由拉普拉斯公式可知，小气泡所承受的附加压力，在数值上应为气泡内外的压力差。例题：用最大气泡法测量液体表面张力：将毛细管垂直地插当毛细已知300K时，某液体的密度ρ＝1.6×103kg·m-3，毛细管的半径r＝0.001m，毛细管插入液体中的深度h＝0.01m，小气泡的最大表压p(最大)＝207Pa。问该液体在300k时的表面张力为若干？绝对压力-大气压=表压。

一般测量时，若保证毛细管口刚好与液面相接触，则可忽略液柱压差ρgh。已知300K时，某液体的密度ρ＝1.6×103kg·m5、测定固体表面张力方法

（1）临界表面张力测定法：将一系列已知

的液体置于表面张力较小的高分子固体表面上，分别测液体对固体完全润湿（铺展）

物理意义是：当液体的比固体的小时，该液体能润湿固体表面；反之，若液体的表面张力大于时，此液体不润湿固体表面。认为该液体对应的为固体的5、测定固体表面张力方法（1）临界表面张力测定法：将一系列（2）利用高聚物液体或熔体的表面张力与温度的关系（近似）求固体的表面张力（忽略相变对的影响）液体：T↗↘T

L－PE：线型聚乙烯PIB：聚异丁二烯PDMS：聚二甲基硅氧烷测高聚物液体或熔体在不同T时的再外推至相当于固体状态时的某一T下的表面张力，即为固体的（2）利用高聚物液体或熔体的表面张力与温度的关系（近似）（忽（3）估算法：

（a）根据组成固体的晶格间力估算金属

例：已知金属晶体的晶体结构，表面上原子的配位数（每个原子相邻原子数），蒸发能可计算：每个原子的表面能，)推算出表面能/m2(即

（b）

可根据颗粒大小不同的固体在液体中的S（溶解度）不同估算

（只有当颗粒极细时，Sr、S的差别才表现出）

Sr

：小颗粒的溶解度；S：大颗粒的溶解度；：固体密度（3）估算法：例：已知金属晶体的晶体结构，表面上原子的配一、接触角和杨氏方程二、沾湿、浸湿与铺展三、接触角的测量2、用动态法测定粉末－液体体系的润湿角1、角度测量法一、接触角和杨氏方程二、沾湿、浸湿与铺展三、接触角的测量2、胶体与界面化学解析课件胶体与界面化学解析课件胶体与界面化学解析课件胶体与界面化学解析课件胶体与界面化学解析课件（1）液滴法：1：幻灯机2：固体表面上滴加的液滴3：凸透镜4：屏幕通过凸透镜将放大的像投影在4上a.用量角器直接测出θb.计算θ

（1）液滴法：1：幻灯机2：固体表面上滴加的液滴将上图中2改成光学玻璃槽①将欲测液体盛入槽中；②再把欲测固体浸入槽内液体里；③将小气泡由弯曲毛细管中放出使气泡停留在被测固体的表面下；④用光学法测θ。（2）气泡法将上图中2改成光学玻璃槽①将欲测液体盛入槽中；（2）气泡法用动态法测定粉末－液体体系的润湿角（1）称一定量粉末（样品）装入下端用微孔板封闭（相当于液体可透过的膜）的玻璃管中，压紧至某一刻度；（3）记录不同时间t（S）下液体润湿粉末高度h；（2）将测量管垂直放置，并使下端与液体刚好接触；用动态法测定粉末－液体体系的润湿角（1）称一定量粉末（样品）（4）按

（Washburn公式）（C：常数；：粉末间空隙的毛细管平均半径，指定体系＝定值；：液体表面张力；：粘度

h2―t成直线关系（直线斜率＝）由斜率、、可求出；（5）在指定粉末的液体系列中，选择最大作为形式半径，由此计算θ

例P166T4－25层析用硅胶（4）按（Washburn公式）（C：常数；影响测定的各种因素：θ滞后（？）→原因①表面不洁；

②表面粗糙；③润湿度θA:前进用;增加表面积时测得润湿角θR

:后退用;缩小表面积时测得润湿角接触角滞后=θA-

θR

**上海中晨数字技术有限公司的JJ2000B2旋转滴界面张力/静滴接触角测量仪

影响测定的各种因素：θ滞后（？）→原因①表面不洁；θA一、固体的表面特点二、固体的表面张力及比表面吉布斯函数三、固体表面的处理一、固体的表面特点二、固体的表面张力及比表面吉布斯函数三、固胶体与界面化学解析课件胶体与界面化学解析课件胶体与界面化学解析课件胶体与界面化学解析课件胶体与界面化学解析课件一、吸附作用，吸附热

二、吸附曲线三、吸附量的实验方法

§3-6固体表面的吸附作用一、吸附作用，吸附热二、吸附曲线三、吸附量的实验方法§3一、吸附作用，吸附热

1、吸附：固体表面质点和气体分子相互作用的一种现象。按作用力情况分成物理吸附和化学吸附。

吸附质：被吸附剂吸附物质。吸附吸附剂：比表面积相当大的物质。物理吸附比较P173表4－6

化学吸附注：物理吸附和化学吸附有时二者可相伴发生。例：P173图4－31一、吸附作用，吸附热1、吸附：固体表面质点和气体分子相互作

物理吸附化学吸附吸附力范德华力化学键力吸附热较小(～液化热)较大选择性无选择性有选择性稳定性不稳定,易解吸稳定分子层单分子层或多分子层单分子层吸附速率较快较慢温度影响小大物理吸附和化学吸附的比较物理吸附2．吸附热：利用吸附热可判断吸附键强弱吸附过程自发△G<0；吸附后混乱度降低ΔS<0

等T吸附时:△G＝△H－T•△S－→△H＝△G＋T•△S<0－→放热结论：(1)大多数实验结果也证实了气体在固体上的吸附放热。(2)注意溶液吸附时：溶质吸附必伴随溶剂脱附

△S<0

△S>0故△S总不一定小于零,△H有可能为正，即吸热.

2．吸附热：

积分吸附热Qi吸附热分成微分吸附热Qd－→反映吸附过程中某一瞬间热量变化。Qi是不同θ时的Qd的平均值。积分吸附热Qi胶体与界面化学解析课件胶体与界面化学解析课件胶体与界面化学解析课件二、吸附曲线

T一定

吸附等温线

吸附等压线

一定

P一定吸附等量线P179二、吸附曲线T一定吸附等温线吸附等压线一定三、吸附量的实验方法