浆体的胶体化学原理
胶体化学核心知识点
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1.胶体的定义及分类胶体(Colloid)又称胶状分散体(colloidal dispersion)是一种较均匀混合物,在胶体中含有两种不同状态的物质,一种分散相,另一种连续相。
分散质的一部分是由微小的粒子或液滴所组成,分散质粒子直径在1~100nm之间的分散系是胶体;胶体是一种分散质粒子直径介于粗分散体系和溶液之间的一类分散体系,这是一种高度分散的多相不均匀体系。
按照分散剂状态不同分为:气溶胶——以气体作为分散剂的分散体系。
其分散质可以是液态或固态。
(如烟、雾等)液溶胶——以液体作为分散剂的分散体系。
其分散质可以是气态、液态或固态。
(如Fe(OH)3胶体)固溶胶——以固体作为分散剂的分散体系。
其分散质可以是气态、液态或固态。
(如有色玻璃、烟水晶)按分散质的不同可分为:粒子胶体、分子胶体。
如:烟,云,雾是气溶胶,烟水晶,有色玻璃、水晶是固溶胶,蛋白溶液,淀粉溶液是液溶胶;淀粉胶体,蛋白质胶体是分子胶体,土壤是粒子胶体。
2.胶体的不同表征方式胶体分散体系分为单分散体系和多分散体系。
单分散系表征可以用分散度、比表面积法(不规则形状包括单参数法,双参数法和多参数法)多分散体系可以用列表法、作图法,如粒子分布图,粒子累计分布图。
用激光粒度分析仪测定。
胶体的稳定性一般用zeta电位来表征。
zeta电位为正,则胶粒带正电荷,zeta电位为负,则胶粒带负电荷。
zeta电位绝对值越高,稳定性越好,分散度越好,一般绝对值>30mV说明分散程度很好。
胶体的流变性表征—黏度。
可用毛细管黏度计,转筒黏度计测定。
3.有两种利用光学性质测定胶体溶液浓度的仪器;比色计和浊度仪,分别说明它们的检测原理比色计它是一种测量材料彩色特征的仪器。
比色计主要用途是对所测材料的颜色、色调、色值进行测定及分析。
工作原理:仪器自身带有一套从淡色到深色,分为红黄蓝三个颜色系列的标准滤色片。
仪器的工作原理是基于颜色相减混合匹配原理。
罗维朋比色计目镜筒的光学系统将光线折射成90°并将观察视场分成可同时观察的左右两个部分,其中一部分是观察样品色的视场;另一部分是观察参比色(即罗维朋色度单位标准滤色片)的视场。
浆体的胶体化学原理
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•
很显然这几种结合方式只有面面排列能使泥浆粘度降低。 而边-面或边-边结合方式在泥 浆内形成了一定的结构使流动阻力 增加,屈服值提高。 所以泥浆胶溶过程实际上是拆 开泥浆的内部结构,使边-边、边面结合转变成面-面排列的过程 。
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泥浆胶溶必须具备的条件
• (1)介质呈碱性
• 欲使粘土泥浆内边-面、边-边结构拆 开必须首先消除边-面、边-边结合的力。 • 粘土在酸性介质中边面带正电,因而 引起粘土边面与带负电的板面之间强烈的 静电吸引而结合成边-面或边-边结构。粘 土在自然条件下或多或少带少量边面正电 荷,尤其是高岭土在酸性介质中成矿,断 键又是高岭土带电的主要原因,因此在高 岭土中边-面或边-边吸引更为显著。
• (1).粘土层面上的负电荷 负电荷主要是由于粘土晶格内离子 的同晶置换所产生的。如果硅氧四面体 中四价的硅被三价的铝所置换,或者铝 氧八面体中三价的铝被二价的镁、铁等 取代,就产生了过剩的负电荷,这种电 荷的数量取决于晶格内同晶置换的多少。
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蒙脱石其负电荷主要是由铝氧八面 体中Al3+被Mg2+等二价阳离子取代而引起 的。
pH≈7, H+仅 吸附于O2-处, 不为OH-吸附。
pH>8, H+不被吸附,粘土带负电
三、粘土的离子吸附与交换
• 粘土颗粒由于破键、晶格内类质 同晶置换和吸附在粘土表面的腐殖质离 解等原因而带负电,因此,它必然要吸 附介质中的阳离子来中和其所带的负电 荷,被吸附的阳离子又能被溶液中其它 浓度大、价数高的阳离子所交换,这就 是粘土的阳离子交换性质 。
•
一个稳定的泥浆悬浮液,粘土胶粒的 ζ-电位值大约必须在-50 mV以上 。 • 如果粘土内有机质含量增加,则导致 粘土ζ-电位升高。 • 例如河北唐山紫木节土含有机质 1.53%,测定原土的ζ-电位为-53.75mV。 如果用适当方法去除其有机质后测得ζ- 电位为-47.30mV 。
高二化学胶体的特性聚沉的条件原理-胶体与胶粒的关系图解-丁达尔效应
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胶体•胶体:胶体:分散质粒子直径在10-9m~10-7m之间的分散系胶粒直径的大小是胶体的本质特征胶体可分为固溶胶、液溶胶、气溶胶①常见的液溶胶:Fe(OH)3、AgI、牛奶、豆浆、粥等②常见的气溶胶:雾、云、烟等;③常见的固溶胶:有色玻璃、烟水晶等胶体的性质:丁达尔效应:①当光束通过氢氧化铁胶体时,可以看到一条光亮的通路,这条光亮的通路是由于胶体粒子对光线散射(光波偏离原来方向而分散传播)形成的,即为丁达尔效应。
②布朗运动:粒子在不停地、无秩序的运动③电泳:胶体粒子带有电荷,在电场的作用下,胶体粒子在分散剂里定向移动。
一般来讲:金属氢氧化物,金属氧化物的胶粒吸附阳离子,胶体微粒带正电荷;非金属氧化物,金属硫化物的胶体胶粒吸附阴离子,胶体微粒带负电荷。
④胶体聚沉:向胶体中加入少量电解质溶液时,由于加入的阳离子(或阴离子)中和了胶体粒子所带的电荷,使胶体粒子聚集成为较大的颗粒,从而形成沉淀从分散剂里析出。
该过程不可逆。
••胶体的特性:(1)丁达尔效应当一束光通过胶体时,胶体内会出现一条光亮的通路,这是由胶体粒子对光线散射而形成的,利用丁达尔效应可区分胶体和浊液。
(2)介稳性:胶体的稳定性介于溶液和浊液之间,在一定条件下能稳定存在,但改变条件就有可能发生聚沉。
(3)聚沉:给胶体加热、加入电解质或加入带相反电荷的胶体颗粒等均能使胶体粒子聚集成较大颗粒,从而形成沉淀从分散剂里析出。
聚沉常用来解释生活常识,如长江三角洲的形成、明矾净水等。
(4)电泳现象:在电场作用下,胶体粒子在分散剂中作定向移动。
电泳现象说明胶体粒子带电。
电泳常用来分离提纯胶体,如工业上静电除尘。
•胶体发生聚沉的条件:因胶粒带电,故在一定条件下可以发生聚沉:1.向胶体中滴加电解质2.向胶体中加入带相反电荷胶粒的胶体3.加热•常见的胶体的带电情况:1.胶粒带正电荷的胶体有:金属氧化物、金属氢氧化物。
例如Fe(OH)3、Al(OH)3等。
2.胶粒带负电荷的胶体有:非金属氧化物、金属硫化物、硅酸胶体、土壤胶体。
胶体制备原理
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胶体制备原理
胶体制备原理是一种将固体颗粒分散在液体介质中形成胶体溶液的过程。
胶体由颗粒粒径介于溶液分子和宏观悬浮物之间的颗粒组成,这些颗粒被称为胶体粒子。
在制备胶体的过程中,常使用的方法包括乳化、凝胶和溶胶法。
乳化法是将液体剂与液体剂或固体颗粒剂混合,通过机械剪切、高压乳化或化学反应形成乳化液体。
乳化剂在混合过程中使液体界面张力降低,增加分散相与连续相之间的亲和性,从而使胶体粒子均匀分散在连续相中。
凝胶法是通过溶胶的聚集和交联作用形成固体网状结构,从而形成凝胶体系。
在制备过程中,溶胶中的胶体粒子通过增加粒子之间的相互作用力使其聚集,形成凝胶结构。
常见的凝胶剂包括聚合物、胶体硅酸盐和天然凝胶物质。
溶胶法是通过控制溶液中的物质浓度,在一定条件下使物质在溶液中呈胶体状态。
溶胶制备中常用的方法包括化学水解、沉淀共沉淀和溶剂扩散等。
这些方法可以产生强吸附、溶胶凝聚或物相析出现象,从而形成胶体粒子的分散体系。
以上这些方法都可以根据不同的实际需求来选择,并通过调节不同条件如浓度、温度和pH值等来控制胶体粒子的形成和分散。
胶体制备原理在科学研究和工业应用中都有广泛的应用,例如在制备可溶性颜料、微胶囊、纳米材料和医药传递系统等方面发挥着重要作用。
10胶体化学
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NaAuO2是上述方法制得金溶胶的稳定剂,写出该金溶胶
胶团结构的表示式。
解:该金溶胶胶团结构为: {[Au]m nAuO2- (n-x)Na+}x- xNa+
12.11.在Ba(NO3)2溶液中滴加Na2SO4溶液可制备BaSO4溶 胶。分别写出(1) Ba(NO3)2溶液过量,(2) Na2SO4溶液过量 时的胶团结构表示式。 解:(1) Ba(NO3)2溶液过量时,胶团结构为: {[BaSO4]m nBa2+(2n-x)NO3-}x+ xNO3(2) Na2SO4溶液过量时,胶团结构为: {[BaSO4]m nSO42-(2n-x)Na+}x- xNa+
胶核:胶体粒子内由分子、原子或离子
形成的固态微粒
胶团:整个扩散层及其所包围的胶体粒子
构成的电中性的整体
例: AgNO3 + KI AgI + KNO3 KI过量 :
AgI溶胶吸附I-带负电,K+为反离子 AgNO3过量: AgI溶胶吸附Ag+带正电,NO3-为反离子
特点:
(1) 胶 核 : 首 先 吸附过量的成 核离子,然后 吸附反离子; (2) 胶 团 整 体 为 电中性。
分散系统分类(按分散相与分散介质的聚集状态): (1) 均相系统(真溶液) 分散相以分子形式溶于分散介质 (2) 多相系统 分散相不溶于分散介质
分散 分散相 介质 气
名称 气溶胶 泡沫 乳状液 液溶胶或悬浮液
实例
液 固
气 液 固 气 液 固
云、雾 烟、尘
肥皂泡沫 牛奶 泥浆、油漆 泡沫塑料 珍珠 有色玻璃
胶体原理的应用
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胶体原理的应用前言胶体是由两种或更多种物质组成的混合体系,其中一种物质以小团粒的形式悬浮在另一种物质中。
胶体原理是研究这种悬浮体系的力学特性和物理化学性质的学科。
在许多领域中,胶体原理都有着广泛的应用。
本文将介绍胶体原理在医学、生物科学、化工等领域的应用。
1. 胶体在医学中的应用1.1 胶体溶液的补液治疗胶体溶液可以用于补液治疗,通过注射胶体溶液,可以增加血液的胶体渗透压,维持体内的血浆渗透压平衡。
在严重创伤、烧伤和手术等情况下,胶体溶液可以起到有效的补液作用,维持体内正常的生理状态。
1.2 胶体纳米技术在药物传输中的应用胶体纳米技术可以用于药物传输,通过将药物封装在胶体纳米粒子中,可以提高药物的生物利用度和靶向性。
胶体纳米药物可以通过静脉注射等方式输入体内,具有药效明显增强和副作用减少的优势。
1.3 胶体药物在肿瘤治疗中的应用胶体药物可以被用于肿瘤治疗。
通过将抗癌药物封装在胶体纳米粒子中,可以提高药物在肿瘤组织中的富集度,并减少对正常组织的毒副作用。
胶体纳米药物在肿瘤治疗中已经取得了良好的疗效。
2. 胶体在生物科学中的应用2.1 胶体作为生物传感器的应用胶体可以作为生物传感器的基础材料。
通过将生物识别分子固定在胶体颗粒上,可以实现对生物分子的高灵敏检测。
胶体传感器可以用于检测生物标志物、病原体和环境中的污染物等。
2.2 胶体在基因工程中的应用胶体可以用于基因工程中的载体系统。
通过将基因材料封装在胶体纳米粒子中,可以实现对基因的传递和表达。
胶体基因工程技术可以用于基因治疗、基因诊断和基因疫苗等领域。
2.3 胶体在细胞培养中的应用胶体可以作为细胞培养的基质材料。
胶体支撑材料可以提供细胞生长所需的物理和化学环境,促进细胞的黏附和增殖。
胶体细胞培养技术可以用于组织工程、干细胞培养和细胞疗法等方面。
3. 胶体在化工中的应用3.1 胶体在乳液制备中的应用胶体在乳液制备中起到了重要的作用。
胶体稳定剂可以防止乳液的分离和沉淀,提高乳液的品质和稳定性。
胶体与界面化学的基本原理
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胶体与界面化学的基本原理胶体与界面化学是研究物质界面的重要学科,其中胶体学研究的是微米级别上液体分散系统的稳定性、形态、动力学,界面化学研究的是物质界面上的化学过程。
本文将探讨胶体的定义、性质、分类以及界面化学原理等方面。
一、胶体的定义与性质胶体是指两相(即固体、液体或气体)间的一种形态,其中一种相通过分散成微小粒子的形式均匀分散在另一种相中。
胶体的一般特性如下:1、粒子尺寸:胶体的尺寸范围一般为1-1000纳米。
2、稳定性:胶体的物理性质(如电荷、表面性质等)使其形成稳定的系统,避免粒子凝聚沉降。
3、光学性质:胶体可以表现出折射、透明度等光学性质,如煤油是胶体,因为它可以产生烟雾。
4、电性质:胶体中的粒子带有电荷,可以表现出与电场相关的性质。
5、化学性质:由于其表面性质的存在,胶体可以表现出与环境中其他分子的化学反应,如催化反应等。
二、胶体的分类根据胶体中分散相的物质性质和分散介质的性质,胶体可以分为以下几类:1、溶胶:溶胶是指分散相为分子(亦称为分子溶液),分散介质为液体,如酒精和水的混合物。
2、胶体溶液:胶体溶液是指分散相为聚合物,分散介质为液体,如天然胶或橡胶溶液。
3、乳液:乳液是指分散相为液体,分散介质为液体,如牛奶、酸奶等。
4、凝胶:凝胶是指不易流动的胶体,其中分散相一般是聚合物,分散介质为液体,如煤油。
5、气溶胶:气溶胶是指分散相为固体或液体,分散介质为气体,如雾、烟雾、霉菌等。
三、界面化学的基本原理界面化学是研究物质界面的化学过程,主要是两相(如油水分界面)之间物理和化学反应的研究。
界面活性剂是使界面分子在界面上形成一层膜较集的化合物,使界面能量降低而使得体系稳定的物质。
界面化学的原理主要有以下几点:1、界面能:界面能是指分界面两侧之间的能量差,即表面张力。
界面分子本身存在形成一层膜的趋势,因此其能量会比波动的分子间间隔大。
这一差异形成了表面张力,是使体系向能量最小化方向发展的主要因素。
初三化学胶体的形成原理
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初三化学胶体的形成原理胶体是介于溶液与悬浮液之间的一种特殊物质状态,其由固体颗粒(或液滴)分散于液体介质中而形成。
胶体的形成原理在于固体颗粒与液体介质之间的相互作用力和分散系统的稳定性。
一、胶体形成的相互作用力1. 电散射:当固体颗粒表面带有电荷时,它们会在液体介质中形成电致渗透压,引起周围带电粒子的运动,从而形成胶体。
这种形成胶体的机制被称为电散射作用。
例如,黄金胶体和银胶体就是通过金与银颗粒表面的电散射作用形成的。
2. 离子互相吸引:当固体颗粒表面带正电荷,而液体介质中存在带负电荷的阴离子时,正负电荷之间互相吸引,使得固体颗粒分散在液体介质中形成胶体。
例如,氧化铁胶体就是通过离子互相吸引形成的。
3. 静电引力:当纯化学物质存在电解质时,电解质分解产生正负电荷,引起固体颗粒和液体介质之间的静电力,使得固体颗粒分散在液体介质中形成胶体。
例如,石墨胶体和硅酸盐胶体就是通过静电引力形成的。
二、分散系统的稳定性为了保持胶体的稳定性,防止固体颗粒(或液滴)之间的聚集和沉淀,需要采取一些措施来增加分散系统的稳定性。
1. 选择适当的分散剂:分散剂能够吸附在固体颗粒(或液滴)表面,形成一个电二层,阻止固体颗粒间的吸引力作用。
这样能够有效地防止固体颗粒(或液滴)的聚集。
常用的分散剂有十二烷基硫酸钠、聚乙烯醇等。
2. 控制pH值:改变液体介质的pH值可以影响固体颗粒表面的电荷状态,进而调节胶体的稳定性。
例如,氧化铁胶体在酸性条件下容易形成,而在碱性条件下则容易被分解。
3. 增加溶剂粘度:溶剂的高粘度可以使固体颗粒(或液滴)难以沉降,从而增加胶体的稳定性。
总结起来,初三化学胶体的形成原理主要涉及固体颗粒与液体介质之间的相互作用力和分散系统的稳定性。
通过电散射、离子互相吸引和静电引力等力作用,固体颗粒得以分散在液体介质中形成胶体。
而为了保持胶体的稳定性,需要选择适当的分散剂、控制pH值和增加溶剂粘度等手段。
这些原理的理解有助于我们更好地认识胶体的性质与应用,深入研究化学的奥秘。
胶体化学第3章-胶体的基本性质
![胶体化学第3章-胶体的基本性质](https://img.taocdn.com/s3/m/4b91f76510661ed9ac51f316.png)
1)当光束通过粗分散体系,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)当光束通过胶体溶液,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)当光束通过分子溶液,由于溶液十分均匀,散射光 因相互干涉而完全抵消,看不见散射光。
区别溶胶、真溶液 和悬浮体最简单而 灵敏的方法。
Brown运动产生的本质
分散介质分子以大小不同和方向不同的力对胶体粒 子不断撞击而产生的。由于受到的力不平衡,连续地以 不同方向、不同速度作不规则运动。随着粒子增大,撞 击的次数增多,而作用力抵消的可能性也变大。
Brown运动的特点
★粒子越小,布朗运动越激烈。 ★运动激烈的程度不随时间而改变,但随温度 的升高而增加。 ★粒子半径大于5μm后,Brown运动就会消失。
物理吸附 如吸附表面活性剂,极性基团吸附到极性( 亲水)表面,非极性基团吸附到非极性(疏水)表面 。当非极性基团吸附到疏水表面时,疏水表面变为 亲水,而且带电。
(2)电离 对于可能发生电离的大分子的 溶胶而言,则胶粒带电主要是其本身发生电离 引起的。
例如蛋白质分子,当它的羧基或胺基在水中解离时, 整个大分子就带负电或正电荷。当介质的pH较低时, 蛋白质分子带正电,pH较高时,则带负电荷。
当蛋白质分子所带的净电荷为零时,这时介 质的pH称为蛋白质的等电点。在等电点时蛋 白质分子的移动已不受电场影响,它不稳定且 易发生凝聚。
(3)离子的不等量溶解
对离子型的固体物质有两种电荷相反的离子,可获得 离子。对于金属氧化物和氢氧化物的溶胶,决定胶粒电 性的主要离子是H+和OH-的浓度。
4)晶格取代
R-观测距离
θ-观测角度
I 1
4
I
大气密度的涨落引起太阳光的散射, 散射光呈淡蓝色
固体表面与界面第八章浆体的胶体化学原理
![固体表面与界面第八章浆体的胶体化学原理](https://img.taocdn.com/s3/m/84a167d0aef8941ea76e05d5.png)
第七章表面与界面第一节固体的表面一、固体表面的类型:(1)表面:一个物相和它本身蒸气(或真空)接触的分界面,即物体对真空或与本身蒸气接触的面。
如固相与气相、液相与气相的分界面等---如固体表面、液体表面。
(2)相界:一个物相与另一个物相(结构不同)接触的分界面,即结构不同的两块晶体或结构相同而点阵参数不同的两块晶体接合所形成的交界面。
(3) 晶界:不论结构是否相同而取向不同的晶体相互接触的分界面。
注意界面是一个总的名称,即两个独立体系的相交处,它包括了表面、相界和晶界。
二、固体表面的特征:(P107)1、固体表面的特点:固体表面与固体内部的结构和性质是不相同的,原因是(1)固体表面的缺陷要多得多,且复杂得多---有自身的,也有外来的。
(2)现在的材料都是高分散的粉体,其从粉碎时消耗的机械能获得的表面能十分巨大。
从块状粉磨成粉体,其表面能一般都增加上百万倍。
2、固体表面力场(P107两个力)处于内部的质点,受力是均衡的,而处在表面的质点,由于力场不平衡,因此有剩余键力,使表面有吸附作用。
这种固体表面和被吸附质点之间的作用力称为表面力。
分为:1、化学力:固体表面和被吸附质点之间发生了电子转移,形成不饱和价键产生的力。
2、物理力:即范德华力---分子引力,因固体表面形成物理吸附或表面水蒸气凝聚而产生。
又分为三种力:(P107)三、固体(晶体)表面的结构(P108)表面是指晶体与真空(或与本身蒸汽)之间的界面。
由于表面的能量较高,所以液体表面总是力图形成球形表面来降低系统的表面能;而晶体由于质点不能自由流动,只能借助离子极化、变形、重排其结构引起表面处晶格畸变来降低表面能,从而引起表面层与内部结构差异。
其差异体现在微观质点的排列状态(原子尺寸大小范围)和表面几何状态(一般显微结构范围)两个方面。
1、表面微观质点的排列状态(1).表面对键强分布的影响:表面的存在会影响晶体内部键强的分布。
表面的键强两极分化,最强键、最弱键都分布在表面,总的结果是引起表面的表面能降低。
高中化学最基础考点系列考点胶体的性质与应用新人教必修
![高中化学最基础考点系列考点胶体的性质与应用新人教必修](https://img.taocdn.com/s3/m/3cbf2211cf84b9d529ea7a07.png)
考点5 胶体的性质与应用【考点定位】本考点考查胶体的性质与应用,准确理解胶体的制备与性质,明确胶体与溶液的鉴别方法,掌握胶体与其它分散系的本质区别,胶体的聚沉与蛋白质的盐析比较等。
【精确解读】一、胶体的性质与作用1.丁达尔效应:由于胶体粒子直径在1~100nm之间,会使光发生散射,可以使一束直射的光在胶体中显示出光路;2.布朗运动:①定义:胶体粒子在做无规则的运动;②水分子从个方向撞击胶体粒子,而每一瞬间胶体粒子在不同方向受的力是不同的。
3.电泳现象:①定义:在外加电场的作用下,胶体粒子在分散剂里向电极作定向移动的现象.②解释:胶体粒子具有相对较大的表面积,能吸附离子而带电荷.扬斯规则表明:与胶体粒子有相同化学元素的离子优先被吸附.以AgI胶体为例,AgNO3与KI反应,生成AgI溶胶,若KI过量,则胶核AgI吸附过量的I-而带负电,若AgNO3过量,则AgI吸附过量的Ag+而带正电.而蛋白质胶体吸附水而不带电.③带电规律:I.一般来说,金属氧化物、金属氢氧化物等胶体微粒吸附阳离子而带正电;Ⅱ.非金属氧化物、金属硫化物、硅酸、土壤等胶体带负电;Ⅲ.蛋白质分子一端有-COOH,一端有-NH2,因电离常数不同而带电;Ⅳ.淀粉胶体不吸附阴阳离子不带电,无电泳现象,加少量电解质难凝聚.④应用:I.生物化学中常利用来分离各种氨基酸和蛋白质.Ⅱ.医学上利用血清的纸上电泳来诊断某些疾病.Ⅲ.电镀业采用电泳将油漆、乳胶、橡胶等均匀的沉积在金属、布匹和木材上.Ⅳ.陶瓷工业精练高岭土.除去杂质氧化铁.Ⅴ.石油工业中,将天然石油乳状液中油水分离.Ⅵ.工业和工程中泥土和泥炭的脱水,水泥和冶金工业中的除尘等.4.胶体的聚沉:①定义:胶体粒子在一定条件下聚集起来的现象.在此过程中分散质改变成凝胶状物质或颗粒较大的沉淀从分散剂中分离出来.②胶粒凝聚的原因:外界条件的改变I.加热:加速胶粒运动,减弱胶粒对离子的吸附作用.Ⅱ.加强电解质:中和胶粒所带电荷,减弱电性斥力.Ⅲ.加带相反电荷胶粒的胶体:相互中和,减小同种电性的排斥作用.通常离子所带电荷越高,聚沉能力越大.③应用:制作豆腐;不同型号的墨水不能混用;三角洲的形成;二、胶体的制备:1.物理法:如研磨(制豆浆、研墨),直接分散(制蛋白胶体)2.水解法:Fe(OH)3胶体:向20mL沸蒸馏水中滴加1mL~2mL FeCl3饱和溶液,继续煮沸一会儿,得红褐色的Fe(OH)3胶体.离子方程式为:Fe3++3H2O=Fe(OH)3(胶体)+3H+;3.复分解法:AgI胶体:向盛10mL 0.01mol•L-1 KI的试管中,滴加8~10滴0.01mol•L-1 AgNO3,边滴边振荡,得浅黄色AgI胶体;离子反应方程式为Ag++I-=AgI(胶体)↓;硅酸胶体:在一大试管里装入5mL~10mL 1mol•L-1HCl,加入1mL水玻璃,然后用力振荡即得,离子方程式分别为:SiO32-+2H++2H2O=H4SiO4(胶体)↓;注意:复分解法配制胶体时溶液的浓度不宜过大,以免生成沉淀;三、常见胶体的带电情况:1.胶粒带正电荷的胶体有:金属氧化物、金属氢氧化物.例如Fe(OH)3、Al(OH)3等.2.胶粒带负电荷的胶体有:非金属氧化物、金属硫化物、硅酸胶体、土壤胶体;3.胶粒不带电的胶体有:淀粉胶体.特殊的,AgI胶粒随着AgNO3和KI相对量不同,而带正电或负电,若KI过量,则AgI胶粒吸附较多I-而带负电;若AgNO3过量,则因吸附较多Ag+而带正电。
胶体在生活中的应用与原理
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胶体在生活中的应用与原理1. 胶体的概念•胶体是一种介于溶液与混合物之间的物质状态,由胶粒分散在连续相中形成。
•胶体由胶质、分散相和连续相组成。
2. 胶体的分类•按胶粒的形状分为溶胶、凝胶和胶体颗粒。
•按分散介质的性质分为气溶胶、液溶胶和固溶胶。
•按聚集态分为胶体溶液、胶体悬浮液和胶体凝胶。
3. 胶体在生活中的应用3.1 食品工业•酸奶和豆浆等乳类产品中的乳胶是胶体的一种应用,乳胶能够增加产品的口感和稠度。
•冰淇淋利用胶体溶液的性质,通过悬浮胶体来增加冰淇淋的稠度和口感。
3.2 化妆品工业•化妆品中的乳液和化妆水等产品利用胶体的分散性质,使得乳液中的活性成分能够均匀分散在稳定的胶体中。
•面膜中的胶体能够起到保湿和滋养皮肤的作用。
3.3 药品工业•胶囊药物中的药物成分以胶体的形式包裹在胶囊中,通过胶体的分散性质,药物能够均匀分散在胶囊中,便于服用和吸收。
•药用外敷的疗程制剂中,胶体可以起到促进药物吸收和稳定药物配方的作用。
3.4 环境保护•污水处理中,利用胶体形成的沉降池,可以将悬浮在污水中的胶质和污物有效地分离,达到污水处理的效果。
•天然资源的保护与利用中,利用胶体可以净化水质、过滤空气和去除污渍等。
4. 胶体的原理•胶体的稳定性是由胶粒和连续相之间的作用力决定的。
•胶体稳定性的原理包括电荷作用、吸附作用和凝胶作用。
•胶体的稳定性取决于溶液的pH值、离子浓度和温度等因素。
5. 胶体的制备方法•机械法:通过机械剪切力将固体颗粒分散到连续相中。
•化学法:通过化学反应将溶解的物质转化为胶粒分散在连续相中。
•物理法:通过热能的输送或输送质料的相对运动来制备胶体。
6. 胶体在工业生产中的注意事项•胶体制备过程中需要严格控制反应条件,包括温度、pH值和离子浓度等。
•胶体溶液的储存和使用过程中需要保持稳定性,避免出现析出或凝胶的情况。
•胶体颗粒的粒径需要控制在一定范围内,以保证产品的性能和品质。
7. 结论胶体在生活中的应用非常广泛,包括食品工业、化妆品工业、药品工业和环境保护等领域。
胶体和表面化学原理
![胶体和表面化学原理](https://img.taocdn.com/s3/m/0bbddd15590216fc700abb68a98271fe910eaf3d.png)
胶体和表面化学原理胶体和表面化学原理胶体是介于溶液与悬浊液之间的一种物质状态,其颗粒大小在1~1000纳米之间,常见的胶体有蛋白质、淀粉、胶体金、二氧化硅胶等。
许多日常生活中的物质都属于胶体,例如烟雾、奶、黄油、牛肉干等。
胶体具有许多特殊的物理和化学性质,这些性质的表现与其中分散相和连续相之间的相互作用有关。
其中,表面化学原理是解释胶体性质的重要理论基础。
表面化学原理指的是物质的界面或表面的性质和行为所遵循的原则。
当一种物质处于液体或气体中时,其分子或离子会聚集到表面或界面上,形成分子或离子层,即分子表面层或离子表面层。
这些层对物质的表面性质和相互作用产生重要影响。
下面就是从表面化学原理角度解释胶体性质的几个方面:1.稳定性:胶体颗粒往往带有电荷,这些电荷会与连续相中的离子形成电双层。
当胶体颗粒之间的静电斥力与表面化学引力相平衡时,胶体处于稳定状态。
而一旦外界条件改变,如电解质的浓度、温度等,静电斥力和表面化学引力之间的平衡将被打破,导致胶体不稳定并发生凝聚或沉淀。
2.吸附性:表面化学原理解释了胶体中存在吸附现象的原因。
由于界面或表面的分子层会对周围分子或离子进行吸附,所以在胶体中出现了吸附现象。
例如,胶体中的一部分溶质能够与胶体表面的吸附点结合,从而与溶液中的其他分子分离开来。
3.分子扩散和输运:胶体颗粒处于连续相中时,分子扩散和输运过程是由表面化学原理决定的。
胶体颗粒表面所吸附的分子与连续相中的分子进行扩散和输运。
表面化学原理通过计算扩散系数和输运系数,能够估算胶体颗粒的移动速度和分散度。
表面化学原理是解释胶体性质的基础,也是研究胶体应用的重要理论支撑。
通过对表面化学原理的深入了解,我们可以更好地理解和控制胶体的特性和行为,实现对胶体的优化应用。
胶的固化原理
![胶的固化原理](https://img.taocdn.com/s3/m/e1ddc38409a1284ac850ad02de80d4d8d15a011c.png)
胶的固化原理胶是一种能够用于粘接的材料,其固化原理是指通过化学反应或物理过程使胶体状态的胶变成一个坚固、耐久的固体材料。
胶水的固化过程是一种复杂的物理化学过程,可以分为以下几个步骤。
首先,在胶水中添加固化剂或触媒,这些物质可以催化固态反应的进行。
胶水中的活性基团会与固化剂或触媒发生反应,形成胶体中的交联键。
这些交联键是将胶水中的分子连接起来的“桥梁”,使其变得坚固。
其次,胶水中的固化剂或触媒会引发聚合反应。
在聚合反应中,胶水中的分子会通过化学键连接在一起。
这种聚合反应通常是自由基聚合或阴离子聚合。
在自由基聚合中,固化剂会引发自由基,自由基反应产生新的化学键。
阴离子聚合中,固化剂会引发负离子聚合,负离子之间形成新的化学键。
在胶水固化过程中,还可能存在交联反应。
交联反应是指胶水中的分子之间发生相互交联,从而形成耐久的化学键。
交联反应可以通过热固化、光固化或者添加剂的作用来实现。
热固化是最常见的固化方法之一。
在热固化过程中,固化剂或触媒与胶水中的分子发生反应,形成化学键。
热固化的温度通常在室温下进行,但可以通过加热提高固化速率。
热固化过程中,胶水中的分子通过热激活的方式进行聚合和交联反应,形成坚固的固态材料。
光固化是一种更为快速的固化方法。
在光固化过程中,固化剂或触媒通过光线的照射而引发反应。
光固化的固化速率很快,可以快速形成固态材料。
光固化常用于胶水的表面粘接,如光敏胶。
此外,添加剂也可以用于胶水的固化。
添加剂可以改变胶水的特性,如延缓固化时间、增加灵活性等。
添加剂可以是活性稀释剂、稳定剂、流变剂等。
总之,胶水的固化是通过化学反应或物理过程使胶变成坚固的固体材料。
这一复杂过程涉及聚合反应、交联反应以及各种化学剂的作用。
胶水固化的方法有热固化、光固化和添加剂等。
胶水的固化原理是胶体中分子之间的分子键连接起来,形成坚固的胶体结构。
胶体和表面化学的基本原理
![胶体和表面化学的基本原理](https://img.taocdn.com/s3/m/3f58e723cbaedd3383c4bb4cf7ec4afe05a1b171.png)
胶体和表面化学的基本原理在我们周围的世界中,有很多物质并不是简单的固体、液体或气体,而是由微小的、不均匀的颗粒组成的物质,这些物质被称为“胶体”。
胶体是介于分子和宏观物质之间的物质,由固体、液体或气体中的微粒(粒径约为1-1000纳米)与分散介质构成的二相或多相系统。
例如,蛋白质、淀粉、胆固醇、纤维素、血液等都是胶体。
另外,表面化学是一门研究表面和界面现象的科学,从分子和原子水平研究物质的表面和界面性质。
表面化学在材料、化工、能源、生化及其他领域中都有着非常重要的应用。
本文将讨论胶体和表面化学的基本原理。
一、胶体学的基础知识1.1 分散相与分散介质分散相是指被分散在分散介质中的微粒,分散介质是指存在于分散相中的介质。
分散相和分散介质的不同可能会导致胶体形态的不同。
1.2 微粒的大小和形态微粒的大小和形态都会影响胶体的性质。
一般来说,微粒的粒径越小,胶体的可逆性越差;微粒的形态越不规则,胶体的稳定性越差。
1.3 分散相与分散介质的界面胶体的许多性质都与分散相与分散介质的界面有关。
界面能的变化会使得胶体的某些性质发生变化。
二、表面化学的基础知识2.1 表面张力表面张力是指表面上的分子之间相互作用力。
例如,液滴在表面张力的作用下可以保持形状。
2.2 界面活性剂界面活性剂是一类具有亲油性和亲水性的分子,可以吸附在液-液或液-气界面上,减小表面张力并且使界面稳定。
2.3 潜伏现象在一些系统中,表面或界面存在着某种能量的积累现象,这种现象被称为“潜伏现象”。
例如,液-液界面上的表面张力可以随时间的推移而改变,这种变化被称为“表面失活”或“表面激化”。
三、胶体和表面化学的应用3.1 药品输送系统由于胶体颗粒的微小尺寸和大量的表面积,胶体颗粒可以用于制作药物输送系统。
这种系统可以控制药物的释放,以达到更好的治疗效果。
3.2 膳食中的胶体食品和饮料中的胶体有很多重要的作用,例如在奶制品中可以使蛋白质和脂肪稳定;果汁中的胶体可以使果汁更加清澈。
胶体化学
![胶体化学](https://img.taocdn.com/s3/m/cfb5a65dbe1e650e52ea99d0.png)
系统 真溶液 胶体系统 粗分散系统
分散系统的分类及特征(总结)
分散相粒子 直径 d
系统相态
热力学稳定性
实例
d < 1 nm
均相
各种分子、原子、离子溶液
稳定
多相不稳定, 如乙醇水溶液、NaCl 水溶液、
空气等
多相 1<d<1000nm
不稳定
为什么? 各种溶胶
二 胶体系统的动力学性质
解释胶粒能扩散、渗透以及因重力作用而不聚沉下来的原因。
以后发现,线度小于4000nm的粒子,在分散介质中都 有这种运动。(胶体尺度 1 ~ 1000nm)
这种现象产生的原因是,分 散介质分子处于不断的热运动中, 从四面八方不断的撞击分散相粒 子。对于大小在胶体尺度下的分 散相粒子,粒子受到撞击次数较 小,从各个方向受到的撞击力不能 完全互相抵消,在某一时刻,粒子 从某一方向得到的冲量即可发生 位移。此即布朗运动。
h1 h2
4.沉降速度与粒子半径的关系
阻力F为: F=4/3лr3dg-4/3 лr3dog
= 4/3лr3(d-do)g
根据斯托克斯公式: 4/3лr3(d-do)g=6 лŋru 因此: r=[9 ŋu/2(d-do)g]1/2
r-粒子半径; d-粒子密度; d0-分散介质密度;u-粒子沉降速度; ŋ-介质粘度
溶胶是一个高度分散的非均相系统。分散相粒子 与分散介质间有明显的相界面。实验发现,在外电场 下,固、液两相可发生相对运动;反之,若迫使固、 液两相作相对运动时,又可产生电势差。溶胶的这种 与电势差有关的相对运动称为电动现象,电泳和电渗 都属于电动现象
电动现象说明,溶胶粒子表面带有电荷。而溶胶粒 子带有电荷也正是它能长期稳定存在的原因。
水泥凝固原理
![水泥凝固原理](https://img.taocdn.com/s3/m/5f8924652e60ddccda38376baf1ffc4fff47e24e.png)
水泥凝固原理
水泥凝固是指水泥浆在一定条件下逐渐固化成坚硬的物质。
水泥凝固的原理主要包括水化反应和胶凝反应两个过程。
水化反应是指水泥中的水与水泥矿物质发生化学反应,生成水化产物。
水泥的主要成分是硅酸盐,在水的作用下,硅酸盐会和水发生水化反应,生成水合硅酸钙等物质。
水化反应可以通过释放热量来加速水泥的凝固过程。
胶凝反应是指水化产物在水泥浆中逐渐聚结形成胶凝体。
当水泥浆中的水化产物逐渐聚集并交联形成固态结构时,整个水泥浆体会逐渐变得坚硬并具有一定的强度。
水泥凝固的过程还受到环境条件的影响。
环境温度和湿度会影响水泥的凝固速度。
较高的温度和湿度有利于水泥的凝固过程,而较低的温度和湿度则会延缓水泥的凝固速度。
此外,在水泥凝固过程中还需要保证充分的水凝胶形成。
水凝胶是水泥凝固的基础,其包裹着水泥颗粒并形成一种均匀的胶体结构。
水凝胶的形成不仅需要适宜的水泥配合比,还需要充分的搅拌和混合,以保证水泥颗粒与水的充分接触。
综上所述,水泥凝固是水泥浆经过水化反应和胶凝反应逐渐变硬并形成坚固的过程。
调控环境条件和保证水凝胶的形成是实现水泥凝固的关键。
胶体凝聚的原理
![胶体凝聚的原理](https://img.taocdn.com/s3/m/c7d9f3a918e8b8f67c1cfad6195f312b3169ebf3.png)
胶体凝聚的原理胶体凝聚是指胶体溶液中胶体粒子之间的相互作用力增强,从而导致胶体粒子聚集和沉淀的过程。
胶体凝聚的原理可以从胶体粒子的物理特性和相互作用力两个方面来解释。
首先,胶体粒子的物理特性对胶体凝聚起着重要作用。
胶体粒子一般具有小尺寸(1-1000纳米)和大比表面积的特点。
由于其尺寸较小,表面积相对较大,使得胶体粒子受到周围介质分子的影响更加显著。
此外,胶体粒子一般具有电荷,称为离子胶体;或者表面带有同性或异性吸附的分子,称为非离子胶体。
离子胶体通常具有电弧双层结构,即在粒子表面附近存在一个均匀分布的电荷云。
非离子胶体通过物理吸附或化学键结合在粒子表面附近存在吸附层。
这些吸附电荷或分子层对胶体粒子之间的相互作用起着重要的调控作用。
其次,胶体凝聚过程中胶体粒子之间的相互作用力对胶体凝聚起着关键作用。
这些相互作用力有静电作用力、范德华力、双电层排斥力、疏水相互作用力等。
静电作用力是指胶体粒子带电荷所带来的作用力。
对于具有相同电荷的胶体粒子,其静电作用力是排斥力,使得胶体粒子相互间距增大;而对于具有异号电荷的胶体粒子,其静电作用力是吸引力,使得胶体粒子相互间距减小。
范德华力是指无电荷胶体粒子之间的吸引力,其大小与胶体粒子间的距离关系密切。
双电层排斥力是离子胶体中的一种特殊相互作用力,它是由于双电层区域的重叠而产生的胶体粒子相互之间排斥的力。
这种排斥力是由于双电层中活跃离子的运动和分布导致的。
疏水相互作用力是指非离子胶体粒子之间的吸引力,是由于胶体粒子表面上的疏水基团相互之间的亲疏水作用而产生的。
胶体凝聚的过程可以通过一系列的机制来描述。
其中,凝聚作用力的增强是胶体凝聚的根本原因。
胶体粒子之间的静电作用力和吸附电荷决定了胶体粒子的相互作用方式。
当胶体溶液中存在胶体粒子之间的吸引力时,胶体粒子会相互靠近,形成团聚体。
这种团聚过程又可以通过物理机制和化学机制来解释。
在物理机制中,范德华力、双电层排斥力和疏水相互作用力等作用力的相互平衡导致了胶体粒子聚集,形成团聚体。
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吸附水
对于同价离子,半径越小则水化膜越厚。
水化半径大的离子与粘土的吸力小。
对于不同价离子,情况复杂。
高价离子的水化分子数小于低价离子,但高价离子具有更高的表面电荷密度,高价离子与粘土的表面静电力的影响可超过水化膜厚度的影响。
H+>Al3+> Ba2+>Sr2+>Ca2+>Mg2+>NH+>K+>Na+>Li+
粘土在水介质中充分分散,称为泥浆的胶溶。
继续增加电解质,泥浆内粘土粒子相互聚集粘度增加,称为泥浆的絮凝或泥浆增稠。
聚合阴离子可中和边上的正电荷,或提高面上的负电荷,提高泥浆的胶溶性。
可塑性只发生在某一适宜的含水量范围。
pH值的变化可引起ζ电位的增减或变号,致使氧化物泥浆胶溶或絮凝。
时,ζ电位=+ 183mV pH=12时,ζ电位=-70.4mV
AlCl 3+H 2O AlCl 2OH+HCl
AlCl 2OH+H 2O AlCl(OH)2+HCl
胶粒优先吸附AlO2-使胶粒带负电,然后吸附Na+。