医用化学课件-第四章-胶体和乳状液

第四章胶体和乳状液第一节分散系第二节溶胶第三节高分子溶液第四节表面活性剂和乳状液1分散系:把一种或几种物质分散在另一种物质中所形成分散相(dispersedphase):被分散的物质分散介质(dispersingmedium):容纳分散相的连续介质胶体是一种高度分散的系统第一节分散系2粒子直径分散系分散相主要特征举例＜1nm溶液小分子或离子均相、稳定系统、扩散快NaCl水溶液等1～100nm胶体分散系溶胶胶粒多相、不均匀、相对稳定、扩散慢Fe(OH)3溶胶高分子溶液单个高分子均相、稳定、扩散慢蛋白质溶液＞100nm粗分散系粗分散粒子非均相、不稳定、泥浆水、油水、乳胶根据分散相粒子大小分类3第二节溶胶按分散介质分类：液溶胶、气溶胶和固溶胶分散相粒子：许多小分子、原子或离子构成的聚集体特点：多相、高分散和聚集不稳定性溶胶（sol）是难溶性固体分散在介质中所形成的胶体分散系。4一、溶胶的基本性质（一）溶胶的光学性质将真溶胶、溶胶置于暗处，当一束光照射在溶胶上，从光束的垂直方向观察，可以清晰地看到一条光带，称为丁达尔现象。5

左边是溶胶，右边不是溶胶树林中的丁达尔现象6光通过颗粒直径略小于其波长的物质时，发生散射

Tyndall效应实际上已成为判别溶胶与分子溶液的最简便的方法。7（二）溶胶的动力学性质溶胶粒子时刻处于无规则的运动状态，因而表现出扩散、渗透、沉降等与溶胶粒子大小及形状等属性相关的运动特性，称为动力学性质81.布朗运动因为介质分子不断碰撞这些粒子，碰撞的合力不断改变其运动方向和位置，成为无规则的运动92.扩散与沉降胶粒从分散密度大的区域向分散密度小的区域迁移，这种现象称为扩散(diffusion)在重力场中，胶粒受重力的作用而要下沉，这一现象称为沉降(sedimentation)沉降速率等于扩散速率，溶胶系统处于沉降平衡10（三）溶胶的电学性质——电泳和电渗用惰性电极在溶胶两端施加直流电场，可观察到胶粒向某一电极方向运动。这种在电场作用下，带电粒子在介质中的定向运动称为电泳(electrophoresis)电泳实验说明溶胶粒子是带电的，由电泳的方向可以判断胶粒所带电荷的性质电泳11应用：蛋白质、氨基酸和核酸等物质的分离和鉴定方面有重要的应用。例如在临床检验中，应用电泳法分离血清中各种蛋白质，为疾病的诊断提供依据。12电渗在外电场作用下，分散介质的定向移动现象称为电渗(electroosmosis)由电渗实验中分散介质的移动方向也可判断胶粒所带电荷的性质13二、溶胶的结构（一）胶粒带电的原因胶粒在形成过程中，胶核优先吸附与胶核中相同的某种离子，使胶粒带电。

胶核表面分子的解离使胶粒带电。14（二）胶团结构胶核吸附层扩散层胶粒胶团{[Fe(OH)3]m

·nFeO+·(n-x)Cl-}x+·xCl-胶核吸附层胶粒扩散层胶团15

胶团结构中带电荷的部分：吸附层、胶粒、扩散层胶团结构中不带电荷的部分：胶核、胶团胶体溶液亦不带电荷！{[Fe(OH)]m

·nFeO+·(n-x)Cl-}x+·xCl-胶核吸附层胶粒扩散层胶团16用AgNO3和KI制备AgI

溶胶，KI过量时，AgI胶团结构示意图及胶团结构的简式：{(AgI)m

·nI-·(n-x)K+}x-·xK+17用AgNO3和KI制备AgI

溶胶，AgNO3过量时，AgI胶团结构示意图及胶团结构的简式：{(AgI)m

·nAg+·(n-x)NO3-}x+·xNO3-18例题若KI过量，AgI胶核优先吸附与其组成类似的离子I－而形成负溶胶，胶团结构为[(AgI)m·nI－·(n-x)K＋]x-·xK＋若AgNO3过量，AgI胶核优先吸附与其组成类似的离子Ag+而形成负溶胶，胶团结构为[(AgI)m·nAg+·(n-x)NO3-]x+·xNO3－

以KI和AgNO3制备AgI溶胶时，KI过量与AgNO3过量的情况有何不同？19（三）电动电位移动截面20ζ

21讨论

ζ电位越大，扩散层越厚，溶胶越稳定ζ电位越小，扩散层越薄，溶胶越不稳定

ζ电位通常在绝对值上低于热力学电位

ζ电位易受加入电解质的影响，其绝对值大小与吸附层中反离子的多少密切相关

ζ电位等于0，胶粒不带电，处于等电状态，最不稳定22三、溶胶的相对稳定因素及聚沉（一）溶胶的相对稳定因素胶粒带电溶剂化膜布朗运动23（二）溶胶的聚沉

聚沉：胶粒在一定条件下聚集成较大颗粒从分散介质中沉淀析出的现象。聚沉的主要方法：1.加入电解质如在Fe(OH)3溶胶中加入少量Na2SO42.加入带相反电荷的溶胶如明矾[KAL(SO4)2·12H2O]净水3.加热24第三节高分子溶液一、高分子溶液的特征高分子化合物(polymer)指相对分子质量大于1万的化合物高分子化合物在液态的分散介质中形成的单相分子、离子分散系统称为高分子化合物溶液。高分子化合物溶液的分散粒径在1～100nm的胶体分散系范围内，所以也有一些胶体分散系共有的性质。25溶胶与高分子溶液性质比较性质溶胶高分子化合物溶液分散系非均匀、多相均匀、单相分散相分子、原子或离子聚集体单个高分子溶解性不溶可溶稳定性不稳定稳定电解质敏感性敏感，加入少量引起聚沉不敏感，加入大量造成盐析扩散速度很慢很慢透过性不能透过半透膜不能透过半透膜光学现象丁达尔现象明显丁达尔现象弱粘度小大26（二）高分子溶液对溶胶的保护作用高分子化合物分子将溶胶胶粒包裹起来，在胶粒表面形成保护膜，削弱了胶粒聚集的可能性

如微溶电解质MgCO3或Ca3(PO4)2等，在血液中的浓度比在体外纯水中的浓度高了近5倍，这是因为它们在血液中被蛋白质保护的缘故。当保护蛋白质减少时，这些溶胶状态的微溶就会因聚沉而形成结石。意义：保护作用在生命体中非常重要。27第四节表面活性剂和乳状液一、表面活性剂（一）表面能与表面张力将相内部的分子移到表面上，就必须克服向内的引力而作功，所做的功转化为移到表面层的分子的位能，称为表面能，用

G

表示。

G＝σ

·A表面能比表面能表面积只要有界面存在，就一定有表面能存在28在恒温恒压下，沿着液体表面作用于单位长度表面上的作用力，称为表面张力(surfacetension)，用σ(N·m-1)表示。

一定温度和压力下，多相系统表面张力越大，系统越不稳定，有自发降低表面张力的趋势物质的分散度越大，表面积越大，表面能也就越大比表面能在数值上等于相界面的表面张力29讨论通常自发降低表面张力有两条途径：液滴形成球状或分散的微小液滴聚集在一起自发降低表面积；自发吸附(adsorbate)周围介质中能降低其表面张力的其它物质粒子填入表面层，使表层粒子的浓度大于液体内部粒子的浓度，以降低表面张力。30（二）吸附吸附：物质在相界面上的浓度自动发生变化的过程。

吸附可发生在任何两相的界面上

固体表面的吸附固体表面积无法自动变小，常常吸附其他物质以降低表面能。

液体表面的吸附液体表面会因为溶质的加入而产生吸附，液体的表面张力因此发生相应的变化31

正吸附：能降低表面张力的物质，表面吸附的溶质浓度大于溶液内部的溶质浓度

负吸附：增大表面张力的物质，表面吸附的溶质浓度小于溶液内部的溶质浓度表面吸附使溶质在表面层中的浓度与内部的浓度不同。32（三）表面活性剂具有极高地降低溶液的表面张力，产生显著正吸附的物质称为表面活性剂(surfaceactiveagent,surfactant)33表面活性剂的结构特征表面活性剂分子结构上的特征：

既含有亲水的极性基团——亲水基，如－OH、－COOH、－NH2、－SH、－SO3H等；

又含有疏水的非极性基团——疏水基，一些直链的或带侧链的有机烃基34二、乳状液将一种液体以直径大于100nm的液滴作为分散相，分散在另一种与之不相溶的液体中，形成的分散系统称为乳状液(emulsion)。一相是水另一相统称为油（包括极性小的有机溶剂，如苯）35乳状液的类型乳状液的类型有两类：油分散在介质水中形成水包油型(O/W)乳状液水分散在油介质中形成油包水型(W/O)乳状液鉴别方法：

染色法、稀释法、电导率法36三、微乳液

微乳液是由水、油、表面活性剂和助表面活性剂等物质按适当比例混合，自发形成的一种各向同性、透明、低粘度、稳定的特殊乳状液，简称为微乳。特性：①具有超低的表面张力②有很大的增溶量③粒子直径很小④热力学稳定性高37微乳液与普通乳状液的性质比较类型分散性透光性稳定性乳化剂溶解性微乳液液滴直径10~100nm，分布均匀，普通显微镜下不可见半透明或透明热力学稳定，离子难分层用量多，需一定量助表面活性剂一定范围内