13章胶体与大分子溶液
兰州大学物理化学课件 第十三章 胶体分散体系
一般以比表面积的大小来表示分散体系分散程度 的大小 分散度（比表面积：单位体积的物质具 有的表面积）
S S0 V
显然，分散程度越高，比表面积越大
4 3 分散相呈球体 V r S 4 r 2 3
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
1905年和1906年爱因斯坦（Einstein)和斯莫鲁霍 夫斯基（Smoluchowski)分别阐述了Brown运动的本质。
Brown运动是分散介质分子以不同大小和不同方向 的力对胶体粒子不断撞击而产生的，由于受到的力不 平衡，所以连续以不同方向、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 能性亦大
用这两种方法直接制出的粒子称为原级粒 子。视具体制备条件不同，这些粒子又可以聚 集成较大的次级粒子 通常所制备的溶胶中粒子的大小不是均一的， 是一个多级分散体系
分散法
(1)研磨法： 用机械粉碎的方法（球磨机，胶体磨等）将固体磨细 这种方法适用于脆而 易碎的物质，对于柔韧性 的物质必须先硬化后再粉 碎。例如，将废轮胎粉碎， 先用液氮处理，硬化后再 研磨
布朗运动的存在是胶体能够稳定存在的原因。因 胶粒不会安定的停留在某一位置上，胶粒就不会因 重力而聚沉。但布朗运动也有可能使胶粒相互碰撞 而聚集 二.扩散 胶粒也有热运动，因此也具有扩散和渗透压。 只是溶胶的浓度较稀，这种现象很不显著 由于分子的热运动和胶粒的布朗运动，可 以观察到胶粒从高浓区向低浓区迁移的现象， 这就是胶粒的扩散作用
2.亲液溶胶（分散相与分散介质之间有亲和力的溶胶） 如高分子化合物溶液，分子半径落在胶体粒 子范围内的大分子溶解在合适的溶剂中，形成分 子分散的真溶液。一旦将溶剂蒸发，大分子化合 物凝聚，再加入溶剂，又可形成溶胶，亲液溶胶 是热力学上稳定、可逆的体系
表面与胶体习题答案
第十三章 界面现象§13.1 表面张力及表面吉布斯自由能一、表面张力 在两相(特别是气-液)界面上，处处存在着一种张力，它垂直与表面的边界，指向液体方向并与表面相切。
把作用于单位边界线上的这种力称为表面张力，用γ 表示，单位是N ·m -1。
二、表面功与表面自由能温度、压力和组成恒定时，可逆使表面积增加dA 所需要对体系作的功，称为表面功。
用公式表示为：s W dA γ∂=，式中γ为比例系数，它在数值上等于当T ，p 及组成恒定的条件下，增加单位表面积时所必须对体系做的可逆非膨胀功。
B B B B ,,,,,,,,()()()()S V n S P n T V n T P n U H A G A A A Aγ∂∂∂∂====∂∂∂∂ （ 广义的表面自由能） 表面自由能考虑了表面功，热力学基本公式中应相应增加s dA γ一项，即由此可得：B BBB BBB BB B BBd d d d d d d d dA d d d d d d d s s s s U T S P V A dn H T S V P A dn S T P V A dn G S T V P A dn γμγμγμγμ=-++=+++=--++=-+++∑∑∑∑狭义的表面自由能定义：B ,,()p T n G Aγ∂=∂，表面吉布斯（Gibbs ）自由能，单位：J ·m -2。
三、界面张力与温度的关系,,,,S B B A V n s T V n S A T γ⎛⎫∂∂⎛⎫=- ⎪ ⎪∂∂⎝⎭⎝⎭,,,,S B BA P n s T P n S A T γ⎛⎫∂∂⎛⎫=- ⎪ ⎪∂∂⎝⎭⎝⎭ 四、溶液的表面张力与浓度的关系对于纯液体，当温度、压力一定时，其表面张力一定。
但对于溶液，由于溶质的加入形成了溶液，表面张力发生变化。
这种变化大致有三种情况:A.表面张力随溶质浓度增大而升高如：NaCl 、KOH 、NH 4Cl 、KNO 3等无机盐类；B.表面张力随浓度增大而降低，通常开始降低较快而后减慢，如醇类、酸类、醛类、酮类等极性有机物；C.一开始表面张力急剧下降，到一定浓度后几乎不再变化，如含8个碳以上的有机酸盐、有机胺盐、磺酸盐等。
胶体与大分子溶液试题
胶体与大分子溶液试题一、填空题1．胶体是高分散的多组分相热力学体系，动力学体系。
2．高分子溶液是多组分相热力学体系。
3．胶体体系中，分散相的粒子大小界于米，而粗分散体系粒子大小米。
4．丁达尔现象是光的所引起的，其强度I与入射光波长λ。
5．是胶体稳定性原因之一。
6．胶粒是胶体稳定性主要原因。
7．通电后，胶粒在电场中运动的现象称为，而分散介质在电场中运动的现象称为。
二、单项选择题1．雾的形成过程中，分散相(1)和分散介质(2)的相态分别为：( )A、(1)气，(2)气；B、(1)液，(2)液；C、(1)液，(2)气；D、(1)气，(2)液。
2．对胶体分散体系,分散相的颗粒大小范围一般为：( )A、10-7～10-5m；B、10-9～10-7m；C、10-3～10-5m；D、10-1～10-9m。
3．下列体系哪一种是胶体溶液：( )A、墨汁；B、肥皂溶液；C、牛奶；D、30 ％甲醛溶液。
4．乳状液是由哪个分散体系组成? ( )A、两种互不相溶的液体；B、固体加液体；C、两种互溶的液体；D、多种互溶的液体。
5．下列物质中哪一种属于胶体：( )A、空气；B、蔗糖水；C、石英；D、红宝石。
6．烟的形成过程中，分散相(1)和分散介质(2)的相态分别为：( )A、(1)气，(2)气；(B) (1)固，(2)液；(C) (1)固，(2)气；(D) (1)气，(2)液。
7．当一束光线透过悬浊液、溶胶、真溶液时，它们分别发生光的：( )A、反射、散射、透射；B、反射、折射、散射；C、折射、反射、散射；D、反射、散射、强散射8．在晴朗的白昼，天空呈蔚蓝色的原因是: ( )A、蓝光波长短, 透射作用显著；B、蓝光波长短, 散射作用显著；C、红光波长长, 透射作用显著；D、红光波长长, 散射作用显著。
9．在As2S3溶胶中加入等体积等当量浓度的下列不同电解质溶液，则使溶胶聚沉最快的是：( )A、LiCl；B、NaCl；C、CaCl2；D、AlCl3。
胶体与大分子溶液
返回
2021/3/11
分散体系及其基本特性
胶体化学所研究的对象是高度分散的多相系统。
人们每天总要接触各种分散系统，如盐水、糖 水等各种溶液就是常见的分散系统，
另外，水滴分散在空气中形成的云雾、颜料分 散在油中形成油漆、气体分散在液体中形成泡 胶沫 分粒以散的及系结固统构体。颗粒分散在空气中形成烟尘等都是
分为晶体和胶体则是不正确的。后来的学者如俄国科学家维
伊曼(在1905年）对多种化合物进行试验，结果证明任何典 型
的晶体物质都可以用降低其溶解度或选用适当分散介质而制
成溶胶。如把NaCl分散在苯中就可以形成溶胶。
上一内容 下一内容 回主目第录3页/共216页
返回
2021/3/11
胶体化学发展史
这样人们认识到胶体只是物质以一定分散 程度而存在的一种状态，而不是一种特殊类型的 物质的固有状态。
上一内容 下一内容 回主目第录2页/共216页
返回
2021/3/11
胶体化学发展史
在胶体的制备过程中，他发现有许多通常不溶解的物质
在适当的条件下可以分散在溶剂中形成貌似均匀的溶液，从
其外表上看和通常的真溶液无什么差别，但从其扩散速率、
渗透能力等来看则属于胶体物质的范围，因此它称之为溶胶。
格雷厄姆虽然首次认识到物质的胶体性质，但他把物质
上一内容 下一内容 回主目第录13页/共216页 返回
2021/3/11
（3）按胶体溶液的稳定性分类
2.亲液溶胶 半径落在胶体粒子范围内的大分子溶解在
合适的溶剂中，一旦将溶剂蒸发，大分子化合物凝 聚，再加入溶剂，又可形成溶胶，亲液溶胶是热力 学上稳定、可逆的体系。
上一内容 下一内容 回主目第录14页/共216页 返回
大分子溶液
大分子溶液 小分子溶液 1~100nm 慢 单分子 单相 不能 是 弱 大 大 不太敏感 可逆 <1nm 快 单分子 单相 能 是 无 小 小 不敏感 可逆
多相 不能 是否热力学稳定体系 不是 丁达尔效应 强 粘度 小，与介质相似 渗透压 小 对外加电解质 敏感 形成过程是否可逆 不可逆
三、大分子溶液的黏度与分子质量的 测定
一）黏度的表示方法
二）黏度法测定大分子的平均摩尔质量 Huggins和Kraemer根据实验得到了稀溶液 中线型大分子的增比黏度、相对黏度与 浓度的关系式：
sp
C
C
k1 c
2
r 2
ln c k
2
以ηsp/c对c作图，得一条直线，以 lnηr/c 对c作图得另一条直线。将两条直线外推 至浓度c → 0，得到特性黏度[η]。
大分子化合物的分类
平均摩尔质量大于10 kgmol-1的物质 天然大分子 淀粉、蛋白质 、纤维
素、核酸、各种生物大分子。
合成大分子 合成橡胶、树脂、纤维。
功能大分子
光敏大分子、导电大分
子、医用大分子、 大分子膜。
大分子溶液其他溶液性质的比较
溶液类型 性质 分散相大小 扩散速度 分散相存在单元 体系 能否透过半透膜 憎液溶胶 1~100nm 慢
大分子的浓度涨落
Debye根据涨落理论导出的大分子溶液散 射光强Iθ,r计算公式为
I , r 2π n n cRT 1 cos2 I0 L r c c
2 2 0 4 2 2
L为Avogadro常数，n0为溶剂折射率，c为溶液浓度，∂n/∂c为折 射率随浓度的变化率，λ为入射光的波长， r为观测散射光的距 离，θ为观测散射光与入射光的夹角，∂Π/∂c为渗透压随浓度的 变化率，I0为入射光强。 适用于入射光的波长大于大分子的情况。
胶体与大分子溶液7要点
上一内容
下一内容
回主目录
返回
2020/10/1
上一内容
下一内容
回主目录
返回
2020/10/1
14.8 大分子概说
三种分散体系性质的比较 大分子分类
上一内容
下一内容
回主目录
返回
2020/10/1
一. 三种分散体系性质的比较
r /0
sp
0 0
r
1
sp
/
c
1 c
0 •
0
[] clim0csp
lim
c0
r
c
上一内容
下一内容
回主目录
返回
2020/10/1
三. 用粘度法测定摩尔质量
当温度、聚合物和溶剂体系选定后，大分子溶液的粘度仅与浓度 和聚合物分子的大小有关。
特性粘度是几种粘度中最能反映溶质分子本性的一种物理量，由于
溶液类型 性质
憎液溶胶
胶粒大小
1~100nm
分散相存在单元 多分子组成的胶
粒
能否透过半透膜
不能
是否热力学稳定体 系
不是
丁铎尔效应
强
粘度
小，与介质相似
对外加电解质
敏感
聚沉后再加分散介 质
不可逆
大分子溶 液
1~100nm
单分子
不能
是
微弱 大 不太敏感
可逆
小分子溶液
<1nm 单分子
能 是 微弱 小 不敏感 可逆
数均摩尔质量
质均摩尔质量
Z均摩尔质量
粘均摩尔质量
上一内容
高三化学胶体和溶液知识精讲
高三化学胶体和溶液【本讲主要内容】胶体和溶液【知识掌握】【知识点精析】一、分散系由一种物质（或几种物质）以粒子形式分散到另一种物质里形成的混合物，统称为分散系。
分散系中分散成粒子的物质叫做分散质；分散系中的另一种物质叫做分散剂。
注意：△粒子——可以是单个分子或离子，也可以是离子、分子的集合体△分散剂——可以是固态、液态、气态的物质△分散系是混合物二、胶体1、胶体的概念：分散质粒子直径在1nm~100nm之间的分散系。
胶体的本质特征：胶体粒子直径在1nm~100nm之间。
2、胶体的分类3、胶体的重要性质（1）丁达尔效应：光束通过胶体，形成光亮的“通路”的现象叫丁达尔效应。
丁达尔效应是胶体的性质特征，这是由于胶体粒子的大小正好可以发生光的散射。
常用于胶体的鉴别，区分胶体和真溶液。
（2）布朗运动：胶体粒子受分散剂分子撞击，形成不停的、无序的运动，叫做布朗运动。
布朗运动不是胶体独有的性质，并且需要在超显微镜下才可观察到，所以一般不用于胶体的鉴别。
（3）电泳现象：在外加电场作用下，胶体粒子在分散剂里向电极作定向移动的现象，叫做电泳。
产生电泳现象的原因是胶体粒子具有相对较大的表面积，能吸附某些离子而使其带有电荷引起的。
一般说来，金属氢氧化物、金属氧化物的胶体微粒吸附阳离子，带正电荷；非金属氧化物、金属硫化物的胶体微粒吸附阴离子，带负电荷。
注意：“胶粒”带电荷，而“胶体”呈电中性。
4、胶体的制取（1）物理法：研磨如制豆浆研墨直接分散如制蛋白胶体制NaCl（分散剂是酒精）胶体（2）水解法如制 F e（O H）3胶体（3）复分解法如制AgI胶体5、胶体的聚沉同种胶体粒子带同种电荷，同性相斥，胶体粒子之间不易聚集沉降。
加入某些物质，中和了胶体粒子所带的电荷，胶体粒子聚集长大，发生沉降，这个过程叫聚沉。
（1）加入电解质溶液：中和胶粒所带电荷，使之聚成大颗粒。
显然，胶粒带正电，所加电解质中阴离子所带负电荷越高，阴离子浓度越大，聚沉效果越明显；胶粒带负电，所加电解质中阳离子电荷愈高、离子浓度愈大，聚沉效果越明显。
傅献彩物理化学选择题———第一章 热力学第一定律及其应用 物化试卷(一)
目录（试卷均已上传至“百度文库”，请自己搜索）第一章热力学第一定律及其应用物化试卷（一）第一章热力学第一定律及其应用物化试卷（二）第二章热力学第二定律物化试卷（一）第二章热力学第二定律物化试卷（二）第三章统计热力学基础第四章溶液物化试卷（一）第四章溶液物化试卷（二）第五章相平衡物化试卷（一）第五章相平衡物化试卷（二）第六章化学平衡物化试卷（一）第六章化学平衡物化试卷（二）第七章电解质溶液物化试卷（一）第七章电解质溶液物化试卷（二）第八章可逆电池的电动势及其应用物化试卷（一）第八章可逆电池的电动势及其应用物化试卷（二）第九章电解与极化作用第十章化学动力学基础（一）物化试卷（一）第十章化学动力学基础（一）物化试卷（二）第十一章化学动力学基础(二) 物化试卷（一）第十一章化学动力学基础(二) 物化试卷（二）第十二章界面现象物化试卷（一）第十二章界面现象物化试卷（二）第十三章胶体与大分子溶液物化试卷（一）第十三章胶体与大分子溶液物化试卷（二）参考答案1．物质的量为n的纯理想气体，该气体在如下的哪一组物理量确定之后，其它状态函数方有定值。
( )(A) p (B) V (C) T,U (D) T, p2. 下述说法哪一个正确? ( )(A) 热是体系中微观粒子平均平动能的量度(B) 温度是体系所储存热量的量度(C) 温度是体系中微观粒子平均能量的量度(D)温度是体系中微观粒子平均平动能的量度3. 有一高压钢筒，打开活塞后气体喷出筒外，当筒内压力与筒外压力相等时关闭活塞，此时筒内温度将：( )(A)不变(B)升高(C)降低(D)无法判定4. 1 mol 373 K，标准压力下的水经下列两个不同过程变成373 K，标准压力下的水气，(1) 等温等压可逆蒸发，(2)真空蒸发这两个过程中功和热的关系为：( )(A) |W1|> |W2| Q1> Q2(B)|W1|< |W2| Q1< Q2(C) |W1|= |W2| Q1= Q2(D)|W1|> |W2| Q1< Q25. 恒容下，一定量的理想气体，当温度升高时热力学能将：( )(A)降低(B)增加(C)不变(D)增加、减少不能确定6. 在体系温度恒定的变化中,体系与环境之间： ( )(A) 一定产生热交换(B)一定不产生热交换(C) 不一定产生热交换(D)温度恒定与热交换无关7. 一可逆热机与另一不可逆热机在其他条件都相同时,燃烧等量的燃料,则可逆热机拖动的列车运行的速度：( )(A) 较快(B) 较慢(C) 一样(D) 不一定8. 始态完全相同(p1,V1,T1)的一个理想气体体系，和另一个范德华气体体系，分别进行绝热恒外压(p0)膨胀。
第十三章 胶体与大分子
二、胶体的分类
1. 以结构、稳定性分类 1）憎液溶胶（简称：溶胶） 胶粒由许多分子组成，体系的相界
面大，界面能高，所以极易被破坏 而聚沉，并且不能恢复溶胶原态。
例如：将Au金溶胶沉淀出来后，再将沉 淀物悬浮于水中，不能再得到胶状金。
憎液溶胶是热力学不稳定体系和聚沉不 可逆体系。
胶粒与液体介质之间的亲合性弱，所以 叫憎液溶胶。
1）由于离子溶剂化，胶粒和胶团也是溶剂化的。 2）胶团的结构表达（横式）须掌握。
§13.2 溶胶的制备及提纯
一、溶胶的制备
胶体的分散相具有特有的分散度：10-9~10-7m， 制备溶胶有两类方法：
1.分散法：大颗粒分割成胶体粒子； 2.凝聚法：使小的分子（离子）颗粒聚集成胶
体粒子。
1．分散法
1）研磨法：机械粉碎法，适用于脆而易碎的分 散相，最细到 1m 的颗粒；
a）悬浮于液体中的质点的平均动能和小分 子一样，皆为 (3/2) kBT。Brown 运动是不断 热运动的液体分子对微粒冲击的结果。这一 理论可以解释以上两个实验观测结果。
b）在实验中不必苛求质点运动的实际路 径或实际速度 (也没有法测得)，只需测 定一定时间间隔 ( t ) 内质点 ( 在 x 轴上 )
胶体的扩散系数系数： 10－10 ~ 10－12 m2 / s 小分子物质的扩散系数：~10－9 m2 / s
一些典型的扩散系数值（20C水中）
物质
蔗糖 胶态金 纤维蛋白质 胶态硒
分子量
342 = 1.3 nm
330,000 = 56 nm
D (×10-10 m2/s)
4.586 1.63 0.197 0.038
一、扩散现象
当存在浓差时，胶粒由高浓区域自发地 移向低浓区域，此即扩散现象。
网《物理化学简明教程》第四版相关练习题及答案
第十二章表面现象练习题一、判断题：1．只有在比表面很大时才能明显地看到表面现象，所以系统表面增大是表面张力产生的原因。
2．对大多数系统来讲，当温度升高时，表面张力下降。
3．比表面吉布斯函数是指恒温、恒压下，当组成不变时可逆地增大单位表面积时，系统所增加的吉布斯函数，表面张力则是指表面单位长度上存在的使表面张紧的力。
所以比表面吉布斯函数与表面张力是两个根本不同的概念。
4．恒温、恒压下，凡能使系统表面吉布斯函数降低的过程都是自发过程。
5．过饱和蒸气之所以可能存在，是因新生成的微小液滴具有很大的比表面吉布斯函数。
6．液体在毛细管内上升或下降决定于该液体的表面张力的大小。
7．单分子层吸附只能是化学吸附，多分子层吸附只能是物理吸附。
8．产生物理吸附的力是范德华力，作用较弱，因而吸附速度慢，不易达到平衡。
9．在吉布斯吸附等温式中，Γ为溶质的吸附量，它随溶质(表面活性物质)的加入量的增加而增加，并且当溶质达饱和时，Γ达到极大值。
10．由于溶质在溶液的表面产生吸附，所以溶质在溶液表面的浓度大于它在溶液内部的浓度。
11．表面活性物质是指那些加人到溶液中，可以降低溶液表面张力的物质。
二、单选题：1．下列叙述不正确的是：(A) 比表面自由能的物理意义是，在定温定压下，可逆地增加单位表面积引起系统吉布斯自由能的增量；(B) 表面张力的物理意义是，在相表面的切面上，垂直作用于表面上任意单位长度功线的表面紧缩力；(C) 比表面自由能与表面张力量纲相同，单位不同；(D) 比表面自由能单位为J·m2，表面张力单位为N·m-1时，两者数值不同。
2．在液面上，某一小面积S周围表面对S有表面张力，下列叙述不正确的是：(A) 表面张力与液面垂直；(B) 表面张力与S的周边垂直；(C) 表面张力沿周边与表面相切；(D) 表面张力的合力在凸液面指向液体内部(曲面球心)，在凹液面指向液体外部。
3．同一体系，比表面自由能和表面张力都用σ表示，它们：(A) 物理意义相同，数值相同；(B) 量纲和单位完全相同；(C) 物理意义相同，单位不同；(D) 前者是标量，后者是矢量。
物理化学14章_胶体与大分子溶液
物理化学14章_胶体与大分子溶液一、胶体胶体是一种分散体系，其中分散相的粒子大小在1-100nm之间。
这种分散体系具有一些特殊的性质，例如光学、电学和动力学性质，这使得胶体在许多领域都有广泛的应用。
1、胶体的分类胶体可以根据其分散相的不同分为不同类型的胶体，例如：（1）金属胶体：以金属或金属氧化物为分散相的胶体，如Fe(OH)3、TiO2等。
（2）非金属胶体：以非金属氧化物、硅酸盐、磷酸盐等为分散相的胶体，如SiO2、Al2O3、Na2SiO3等。
（3）有机胶体：以高分子化合物为分散相的胶体，如聚合物、蛋白质、淀粉等。
2、胶体的制备制备胶体的方法有多种，例如：（1）溶解法：将物质溶解在适当的溶剂中，通过控制浓度和温度等条件使物质析出形成胶体。
（2）蒸发法：将溶剂蒸发，使溶质析出形成胶体。
（3）化学反应法：通过化学反应生成胶体粒子。
3、胶体的性质胶体具有一些特殊的性质，例如：（1）光学性质：胶体粒子对光线有散射作用，因此胶体具有丁达尔效应。
（2）电学性质：胶体粒子可以带电，因此胶体具有电泳现象。
（3）动力学性质：胶体粒子由于其大小限制，表现出不同于一般粒子的动力学性质，例如扩散速度较慢、沉降速度较慢等。
二、大分子溶液大分子溶液是一种含有高分子化合物的溶液，其中高分子化合物通常具有较大的分子量。
这种溶液具有一些特殊的性质，例如分子量较大、分子链较长、分子间相互作用较强等。
1、大分子溶液的分类大分子溶液可以根据其组成的不同分为不同类型的溶液，例如：（1）合成高分子溶液：由合成高分子化合物组成的溶液。
（2）天然高分子溶液：由天然高分子化合物组成的溶液，如蛋白质、淀粉、纤维素等。
2、大分子溶液的制备制备大分子溶液的方法有多种，例如：（1）溶解法：将大分子化合物溶解在适当的溶剂中，通过控制浓度和温度等条件使其溶解。
（2）化学反应法：通过化学反应合成大分子化合物并将其溶解在适当的溶剂中。
3、大分子溶液的性质大分子溶液具有一些特殊的性质，例如：（1）粘度：大分子溶液通常具有较高的粘度，这是因为大分子链较长，运动较困难。
溶液与胶体知识点总结
溶液与胶体知识点总结一、溶液的概念及特点1. 溶液是两种或两种以上的物质均匀地混合在一起所形成的一种新物质。
其中，溶解于溶剂中的物质称为溶质，用来溶解其他物质的溶液称为溶剂。
溶质和溶剂共同组成的溶液称为多组分溶液。
2. 溶液的特点（1）均匀性：溶质在溶剂中均匀分布，形成均匀的溶液。
（2）透明性：溶液是透明的，因为溶质和溶剂的颗粒大小相仿，不能散射可见光。
（3）不能析出：溶液在一定条件下是稳定的，不会因物理条件的改变而析出溶质。
（4）不可过滤：溶质颗粒尺寸小，不能通过常规的过滤器进行分离。
3. 溶解度溶解度是指单位质量的溶剂在一定温度下能溶解最大量溶质，通常用溶质在100g溶剂中的溶解质量来表示。
溶解度随温度的变化而变化，温度升高，通常溶解度增大；温度降低，溶解度减小。
溶解度常常用曲线表示。
二、溶液的分类1. 按溶质的溶解度分为饱和溶液、过饱和溶液和不饱和溶液。
（1）饱和溶液：在一定温度下，加入的溶质全部溶解在溶剂中所得到的溶液。
（2）过饱和溶液：在一定温度下，加入的溶质全部溶解，待溶液冷却后，溶液中不能溶解的溶质再原料形成颗粒，导致溶液过饱和。
（3）不饱和溶液：在一定温度下，加入的溶质不能全部溶解在溶剂中所得到的溶液。
2. 按溶剂的性质分为气体溶液和固体溶液。
气体溶液：溶质与溶剂之间的相互作用力弱，不稳定，易溢出和失去溶质。
如二氧化碳溶于水；固体溶液：溶质与溶剂之间有较强的相互作用力，如常见的金银二十合金等。
三、溶液的制备方法1. 固体溶解于液体中：将固体溶质加入至液体溶剂中，搅拌并加热或者冷却，待溶质溶解于液体中形成溶液。
2. 液体溶解于液体中：两种液体混合后形成的一种新的液体。
3. 气体溶解于液体中：气体呈溶解状态，如二氧化碳溶解于水。
4. 溶液的浓度和稀释：溶液的浓度常用质量分数、摩尔浓度、体积分数等表示，可以通过加入溶剂或溶质来改变溶液的浓度。
四、胶体的概念及特点1. 胶体是介于溶液和悬浮液之间的一种新形态的分散系统，是由微粒或宏观大分子均匀地分散在另一种物质中所得到的一种新物质。
《物理化学》高等教育出版(第五版)第十三章胶体与大分子溶液练习题
第十三章胶体与大分子溶液练习题一、判断题：1．溶胶在热力学和动力学上都是稳定系统。
2．溶胶与真溶液一样是均相系统。
3．能产生丁达尔效应的分散系统是溶胶。
4．通过超显微镜可以看到胶体粒子的形状和大小。
5．ξ 电位的绝对值总是大于热力学电位φ的绝对值.。
6．加入电解质可以使胶体稳定，加入电解质也可以使胶体聚沉；二者是矛盾的。
7．晴朗的天空是蓝色，是白色太阳光被大气散射的结果。
8．旋光仪除了用黄光外，也可以用蓝光。
9．大分子溶液与溶胶一样是多相不稳定体系。
10．将大分子电解质NaR的水溶液与纯水用半透膜隔开，达到Donnan平衡后，膜外水的pH值将大于7。
二、单选题：1．雾属于分散体系，其分散介质是：(A) 液体；(B) 气体；(C) 固体；(D) 气体或固体。
2．将高分子溶液作为胶体体系来研究，因为它：(A) 是多相体系；(B) 热力学不稳定体系；(C) 对电解质很敏感；(D) 粒子大小在胶体范围内。
3．溶胶的基本特性之一是：(A) 热力学上和动力学上皆属于稳定体系；(B) 热力学上和动力学上皆属不稳定体系；(C) 热力学上不稳定而动力学上稳定体系；(D) 热力学上稳定而动力学上不稳定体系。
4．溶胶与大分子溶液的区别主要在于：(A) 粒子大小不同；(B) 渗透压不同；(C) 带电多少不同；(D) 相状态和热力学稳定性不同。
5．大分子溶液和普通小分子非电解质溶液的主要区分是大分子溶液的：(A) 渗透压大；(B) 丁铎尔效应显著；(C) 不能透过半透膜；(D) 对电解质敏感。
6．以下说法中正确的是：(A) 溶胶在热力学和动力学上都是稳定系统；(B) 溶胶与真溶液一样是均相系统；(C) 能产生丁达尔效应的分散系统是溶胶；(D) 通过超显微镜能看到胶体粒子的形状和大小。
7．对由各种方法制备的溶胶进行半透膜渗析或电渗析的目的是：(A) 除去杂质，提高纯度 ；(B) 除去小胶粒，提高均匀性 ；(C) 除去过多的电解质离子，提高稳定性 ；(D) 除去过多的溶剂，提高浓度 。
胶体与大分子溶液
分散相与分散介质
把一种或几种物 质分散在另一种物质 中就构成分散体系。 其中，被分散的物质 称为分散相 （dispersed phase）， 另一种物质称为分散 介质（dispersing medium)。
例如：云，牛奶，珍珠
分散体系分类
分散体系通常有三种分类方法：
按分散相粒子的大小分类：
•分子分散体系 •胶体分散体系 •粗分散体系
分散相粒子的半径在1 nm~100 nm之间的体系。目 测是均匀的，但实际是多相不均匀体系。也有的将1 nm ~ 1000 nm之间的粒子归入胶体范畴。 3.粗分散体系
当分散相粒子大于1000 nm,目测是混浊不均匀体 系，放置后会沉淀或分层，如黄河水。
（2）按分散相和介质聚集状态分类
1.液溶胶 将液体作为分散介质所形成的溶胶。当分散
8.7 溶胶的光学和动力学性质
光学性质
•Tyndall效应 • Rayleigh公式
动力学性质
Tyndall效应
1869年Tyndall发现，若令一束会聚光通过溶胶，从 侧面（即与光束垂直的方向）可以看到一个发光的圆锥 体，这就是Tyndall效应。其他分散体系也会产生一点散 射光，但远不如溶胶显著。
分子溶液十分均匀，这种散射光因相互干涉而完 全抵消，看不到散射光。
溶胶是多相不均匀体系，在胶粒和介质分子上产 生的散射光不能完全抵消，因而能观察到散射现象。
Rayleigh公式
1871年，Rayleigh研究了大量的光散射现象，对 于粒子半径在47nm以下分散体系，导出了散射光总 能量的计算公式，称为Rayleigh公式：
物理化学电子教案
胶体分散系统
8.6 分散系统的分类 8.7 溶胶的光学及动力学性质 8.8 溶胶的电性质 8.9 溶胶的聚沉和絮凝 8.10 溶胶的制备与净化
第十三章 胶体和大分子溶液
憎液溶胶是胶体分散体系中主要研究的内容。 憎液溶胶是胶体分散体系中主要研究的内容。 是胶体分散体系中主要研究的内容 形成憎液溶胶的必要条件是 形成憎液溶胶的必要条件是： 必要条件 （1）分散相的溶解度要小； 分散相的溶解度要小； （2）还必须有稳定剂存在，否则胶粒易聚结而 还必须有稳定剂存在， 聚沉。 聚沉。 憎液溶胶的特性 （1）特有的分散程度 ） 粒子的大小在10 之间， 粒子的大小在 -9~10-7 m之间，因而扩散较慢，不能透过 之间 因而扩散较慢， 半透膜， 和乳光现象。 半透膜，渗透压低但有较强的动力稳定性 和乳光现象。 （2）多相不均匀性 ）
1905年和 年和1906年爱因斯坦 年和 年 （Einstein)和斯莫鲁霍夫斯 和斯莫鲁霍夫斯 基（Smoluchowski)分别阐 分别阐 述了Brown运动的本质。 运动的本质。 述了 运动的本质 认为Brown运动是分散介质 运动是分散介质 认为 运动是 分子以不同大小和方向的力对 胶体粒子不断撞击而产生的。 胶体粒子不断撞击而产生的。 由于受到的力不平衡，所以连续以不同方向、 由于受到的力不平衡，所以连续以不同方向、不同速度 作不规则运动。随着粒子增大，撞击的次数增多， 作不规则运动。随着粒子增大，撞击的次数增多，而作用 力抵消的可能性亦大。 力抵消的可能性亦大。
分散体系通常有三种分类方法： 分散体系通常有三种分类方法：
（1）按分散相粒子的大小分类 1.分子分散体系 分子分散体系 分散相粒子的半径在10 的体系。 分散相粒子的半径在 -9 m （1 nm）以下的体系。 ）以下的体系 分散相与分散介质以分子或离子形式彼此混溶， 分散相与分散介质以分子或离子形式彼此混溶，没有 界面， 均匀的单相，通常把这种体系称为真溶液 真溶液， 界面，是均匀的单相，通常把这种体系称为真溶液， 溶液。 如CuSO4溶液。 2.胶体分散体系 胶体分散体系 分散相粒子的半径在1 之间的体系。 分散相粒子的半径在 nm~100 nm之间的体系。目 之间的体系 测是均匀的，但实际是多相不均匀体系。也有的将1 测是均匀的，但实际是多相不均匀体系。也有的将 nm ~ 1000 nm之间的粒子归入胶体范畴。 之间的粒子归入胶体范畴。 之间的粒子归入胶体范畴 3.粗分散体系 粗分散体系 当分散相粒子大于 当分散相粒子大于1000 nm，目测是混浊不均匀 大于 ， 体系，放置后会沉淀或分层，如黄河水。 体系，放置后会沉淀或分层，如黄河水。
物理化学胶体分散系统和大分子溶液章节习题
欢迎共阅一、选择题1. 在蒸馏实验中，常在液体中投入一些沸石或一端封口的毛细管等多孔性物质，这样做是为了破坏哪一个亚稳状态？( C )（A ）过饱和溶液 （B ）过冷液体（C ）过热液体 （D ）过饱和蒸气2. 外加直流电于胶体溶液，向电极作电极移动的是 ( B )（A ）胶核 （B ）胶粒 （C ）胶团 （D ）紧密层3 下列物体为非胶体的是（ D ）(A)K 3[Fe(CN)6] (B)NaNO 3 (C)MgSO 4 (D)FeCl 310 一定量的以KCl 为稳定剂的AgCl 溶胶中加入电解质使其聚沉，下列电解质的用量由小到大的顺序正确的是（ A ）11 (A)AlCl 3<ZnSO 4<KCl (B)KCl<ZnSO 4<AlCL 312 (C)ZnSO 4<KCl<AlCl 3 (D)KCl<AlCl 3<ZnSO 411 下列各电解质对溶胶的聚沉值分别为该胶粒的带电情况为（ A ）（A）带负电（B）带正电（C）不带电（D）不能确定3C 膜两边同一电解质的浓度相同；D膜两边的离子强度相同。
16 当溶胶中加入大分子化合物时： ( C )A 一定使溶胶更稳定；B 一定使溶胶更容易为电解质所聚沉；C 对溶胶稳定性影响视加入量而定；D 对溶胶稳定性没有影响17 溶胶的聚陈速度与电动电位有关（ C ）A 电动电位愈大，聚沉愈快B 电动电位越小，聚沉愈快C 电动电位为零，聚沉愈快D 电动电位越负，聚沉愈快18 将橡胶电镀在电制品上，是应用了（ B ）A 电解B 电泳C 电渗D 沉降电势19 在电泳实验中，发现分散相向阳极运动，这表明（ B ）A 胶粒带正电B 胶粒带负电质均摩尔质量w和数均摩尔质量＝n B w＞n C n DD 热力学上稳定而动力学上属于不稳定体系25使用瑞利(Reyleigh)散射光强度公式，在下列问题中可以解决的问题是（ A ）A溶胶粒子的大小 B溶胶粒子的形状C测量散射光的波长 D测量散射光的振幅二、填空题1、溶胶是热力学不稳定体系，但它能在相当长的时间里稳定存在，主要原因是_______________。
胶体化学
1313-1 胶体和胶体的基本特性
胶体科学是研究一类特殊分散系统稳定 胶体科学是研究一类特殊分散系统稳定 的机制， 的机制，研究这类系统的制备和破坏以及各 种特性的学科。分散度（尺度:10 种特性的学科。分散度（尺度:10-7-10-9m） 胶体体系是多相分散系统—— 物质以 胶体体系是多相分散系统 微相形态分散在分散介质中所形成的多相 系统。 分散相、分散介质) 系统。(分散相、分散介质) 胶体的基本特性：多相性、 胶体的基本特性：多相性、聚结不稳定 热力学不稳定）和动力稳定性。 性（热力学不稳定）和动力稳定性。
+ -
（3） 可电离的大分子溶胶，由于大分子本身 ） 发生电离，而使胶粒带电。 例如蛋白质分子，有许多羧基和胺基，在 pH较高的溶液中，离解生成P–COO 离子而负 + 带电；在pH较低的溶液中，生成P-NH3 离子 而带正电。 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 。
I1 r13 = 3 I 2 r2
I1 c1 = I 2 c2
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 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）， 光强度，就可以知道其粒径（或浓度）， 这就是乳光计。 这就是乳光计。
浊度计原理： 浊度计原理： 浊度τ的定义为 的定义为： 浊度 的定义为：
[( AgI )
胶核
m nI , (n x )K
+ x
]
xK +
胶粒 胶团
扩散系数的测定
自由界面法
在合适的扩散池中让溶剂与溶液或两种不 同浓度的溶液之间形成一个明显的界面， 同浓度的溶液之间形成一个明显的界面，随着 扩散过程的进行， 扩散过程的进行，用光吸收法观察浓度和浓度 梯度的变化。 梯度的变化。实验过程必须严格控制温度和避 免对流。 免对流。 若扩散池足够长， 若扩散池足够长，两端的起始浓度在实验 过程中不变， 过程中不变，单分散体系的浓度梯度曲线由费 克方程解得是高斯型分布曲线，由此可求D 克方程解得是高斯型分布曲线，由此可求D。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
从上式可以求粒子半径 r。
已知 r 和粒子密度 ，可以计算粒子的摩尔质量。
M 4r3L
3
上一内容 下一内容 回主目录
返回
4/4/2020
溶胶的渗透压
由于胶粒不能透过半透膜，而分子介质或外加 的电解质离子可以透过半透膜，所以有从化学势高 的一方向化学势低的一方自发渗透的趋势。
溶胶的渗透压可以借用稀溶液渗透压公式计算：
4/4/2020
（3）按胶体溶液的稳定性分类
2.亲液溶胶 半径落在胶体粒子范围内的大分子溶解在
合适的溶剂中，一旦将溶剂蒸发，大分子化合物凝 聚，再加入溶剂，又可形成溶胶，亲液溶胶是热力 学上稳定、可逆的系统。
上一内容 下一内容 回主目录
返回
4/4/2020
憎液溶胶的特性
（1）特有的分散程度
粒子的大小在10-9~10-7 m之间，因而扩散较慢，不能透 过半透膜，渗透压低但有较强的动力稳定性 。
上一内容 下一内容 回主目录
返回
4/4/2020
斐克第二定律（Fick’s second law）
粒子浓度随时间的变化率为
dc d2c dt D dx2
这就是斐克第二定律。 若考虑到扩散系数受浓度的影响，则
dc d (D dc) dt dx dx 这个斐克第二定律的表示式是扩散的普遍公式。
上一内容 下一内容 回主目录
第十三章
胶体分散系统
13.1 胶体及其基本特性 13.2 溶胶的动力性质 13.3 溶胶的光学性质 13.4 溶胶的电学性质 13.5 溶胶的稳定性和聚沉作用 13.6 Donnan平衡
上一内容 下一内容 回主目录
返回
4/4/2020
13.1 胶体及其基本特性
分散相与分散介质 分散系统分类
（1）按分散相粒子的大小分类 （2）按分散相和介质的聚集状态分类 （3）按胶体溶液的稳定性分类
溶胶是高度分散系统，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。
上一内容 下一内容 回主目录
返回
4/4/2020
13.3 溶胶的光学性质
• 光散射现象 • Tyndall效应 • Rayleigh公式 • 乳光计原理 • 浊度
3.气溶胶
将气体作为分散介质所形成的溶胶。当分散相为 固体或液体时，形成气-固或气-液溶胶，但没有 气-气溶胶，因为不同的气体混合后是单相均一 体系，不属于胶体范围.
A.气-固溶胶 如烟，含尘的空气
B.气-液溶胶 如雾，云
上一内容 下一内容 回主目录
返回
4/4/2020
（3）按胶体溶液的稳定性分类
上一内容 下一内容 回主目录
返回
4/4/2020
（2）按分散相和分散介质的聚集状态分类
1.液溶胶 将液体作为分散介质所形成的溶胶。当分散
相为不同状态时，则形成不同的液溶胶： A.液-固溶胶 如油漆，AgI溶胶 B.液-液溶胶 如牛奶 C.液-气溶胶 如泡沫
上一内容 下一内容 回主目录
返回
4/4/2020
上一内容 下一内容 回主目录
返回
4/4/2020
Rayleigh公式
1871年，Rayleigh研究了大量的光散射现象，对 于粒子半径在47nm以下的溶胶，导出了散射光总能 量的计算公式，称为Rayleigh公式：
I
24 2 A2V 4
2
(
n12 n22 n12 2n22
)2
式中：A
n1
入射光振幅， 入射光波长， 分散相折射率，
（2）按分散相和介质聚集状态分类
2.固溶胶 将固体作为分散介质所形成的溶胶。当分散相为
不同状态时，则形成不同的固溶胶： A.固-固溶胶 如不完全互溶的合金 B.固-液溶胶 如珍珠， C.固-气溶胶 如泡沫塑料，沸石分子筛
上一内容 下一内容 回主目录
返回
4/4/2020
（2）按分散相和介质聚集状态分类
上一内容 下一内容 回主目录
返回
4/4/2020
Tyndall效应
1869年Tyndall发现，若令一束会聚光通过溶胶，从 侧面（即与光束垂直的方向）可以看到一个发光的圆锥 体，这就是Tyndall效应。其他分散系统也会产生一点散 射光，但远不如溶胶显著。
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。
憎液溶胶的特性 胶团的结构
上一内容 下一内容 回主目录
返回
4/4/2020
分散相与分散介质
把一种或几种物 质分散在另一种物质 中就构成分散系统。 其中，被分散的物质 称为分散相，另一种 物质称为分散介质。
例如：云，牛奶，珍珠
上一内容 下一内容 回主目录
返回
4/4/2020
（1）按分散相粒子的大小分类
（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。
上一内容 下一内容 回主目录
返回
4/4/2020
光散射的本质
分子溶液十分均匀，这种散射光因相互干涉而完 全抵消，看不到散射光。
溶胶是多相不均匀系统，在胶粒和介质分子上产 生的散射光不能完全抵消，因而能观察到散射现象。
上一内容 下一内容 回主目录
返回
4/4/2020
胶团的结构
形成憎液溶胶的必要条件是： （1）分散相的溶解度要小； （2）还必须有稳定剂存在，否则胶粒易聚结而
聚沉。
上一内容 下一内容 回主目录
返回
4/4/2020
胶团的结构
胶团的结构比较复杂，先有一定量的难溶物分子聚 结形成胶团的中心，称为胶核；
然后胶核选择性的吸附稳定剂中的一种离子，由于 正、负电荷相吸，又会吸附溶液中的反号离子（紧密 层），从而形成了带电的胶粒；胶粒是溶胶中独立移动 的单位。所说的溶胶带电也是指胶粒带电。
返回
4/4/2020
Einstein-Brown位移方程
D
x2 2t
这就是Einstein-Brown 位移方程。
x 从布朗运动实验测出 ，就可
求出扩散系数D。
上一内容 下一内容 回主目录
返回
4/4/2020
Einstein-Brown位移方程
将布朗运动公式代入：
x
(
RT L
t
3r
)
1 2
D RT 1
上一内容 下一内容 回主目录
返回
4/4/2020
胶团的结构
例1：AgNO3 + KI→KNO3 + AgI↓ 过量的 KI 作稳定剂
胶团的结构表达式 ：
胶团的图示式：
[(AgI)m n I – (n-x)K+]x– xK+
胶核
胶粒（带负电）
胶核 胶粒
胶团
胶团（电中性）
上一内容 下一内容 回主目录
返回
上一内容 下一内容 回主目录
返回
4/4/2020
13.2 溶胶的动力性质
• Brown 运动 • 胶粒的扩散 • 溶胶的渗透压 • 沉降平衡
上一内容 下一内容 回主目录
tion)
1827 年植物学家布朗（Brown)用显微镜观察到 悬浮在液面上的花粉粉末不断地作不规则的运动。
上一内容 下一内容 回主目录
返回
4/4/2020
斐克第一定律（Fick’s first law）
用公式表示为：
dm = -DA dc
dt
dx
这就是斐克第一定律。 式中D为扩散系数，其物理意义为：单位浓度梯
度、单位时间内通过单位截面积的质量。
式中负号表示扩散发生在浓度降低的方向，
dc <0, dx
dm 而 dt >0。
1.分子分散系统 分散相与分散介质以分子或离子形式彼此混溶，
没有界面，是均匀的单相，分子半径大小在10-9 m以 下 。通常把这种体系称为真溶液。 2.胶体分散系统
分散相粒子的半径在1 nm~100 nm之间的系统。目 测是均匀的，但实际是多相不均匀系统。 3.粗分散系统
当分散相粒子大于100 nm,目测是混浊不均匀体系， 放置后会沉淀或分层。
上一内容 下一内容 回主目录
返回
4/4/2020
胶粒的扩散
胶粒也有热运动，因此也具有扩散和渗透压。只 是溶胶的浓度较稀，这种现象很不显著。
如图所示，在CDFE的桶 内盛溶胶，在某一截面AB的两 侧溶胶的浓度不同，C1>C2。
由于分子的热运动和胶粒的布朗运动，可以观察到胶 粒从C1区向C2区迁移的现象，这就是胶粒的扩散作用。
1.憎液溶胶 半径在1 nm~100 nm之间的难溶物固体粒子 分散在液体介质中，有很大的相界面，易聚沉，是 热力学上的不稳定系统。 一旦将介质蒸发掉，再加入介质就无法再形成 溶胶，是 一个不可逆系统，如氢氧化铁溶胶、碘 化银溶胶等。 这是胶体分散系统中主要研究的内容。
上一内容 下一内容 回主目录
返回
单位体积中粒子数
V 每个粒子的体积 n2 分散介质的折射率
上一内容 下一内容 回主目录
返回
4/4/2020
Rayleigh公式
从Rayleigh公式可得出如下结论：
1. 散射光总能量与入射光波长的四次方成反比。入 射光波长愈短，散射愈显著。所以可见光中，蓝、 紫色光散射作用强。
（2）不均匀（多相）性
具有纳米级的粒子是由许多离子或分子聚结而成，结构 复杂，有的保持了该难溶盐的原有晶体结构，而且粒子大小 不一，与介质之间有明显的相界面，比表面很大。
（3）易聚结的不稳定性
因为粒子小，比表面大，表面自由能高，是热力学不 稳定体系，有自发降低表面自由能的趋势，即小粒子会自 动聚结成大粒子。