胶体化学
物化 第十二章 胶体化学
二、 胶体系统的分类
1、按胶体溶液的稳定性可分为两类 憎液溶胶：难溶物分散在介质中，有很大 的相界面，易聚沉，是热力学上不稳定、 不可逆体系。 亲液溶胶： 大分子分散在合适的溶剂中， 是热力学稳定、可逆体系。
2、按分散相和分散介质的聚集状态可分为
气溶胶、液溶胶和固溶胶三大类
分散介质 分散相 气 液 液 固 气 液 固 气 液 固 名 称 实 例
固
(液 )气 溶 胶 (固 )气 溶 胶 (气 )液 溶 胶 -泡 沫 (液 )液 溶 胶 -乳 状 液 (固 )液 溶 胶 -悬 浮 液 (气 )固 溶 胶 (液 )固 溶 胶 (固 )固 溶 胶
云、雾、油烟 烟尘、粉尘 肥皂泡沫 牛奶、含水原油 AgI 溶 胶 、 油 墨 泡沫塑料 珍珠、蛋白石 有色玻璃、合金
热力学不稳定性 ：胶核粒子有互相聚集而降低 其表面积的趋势
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。
四、胶体的特征
动力稳定性强 散射作用明显 扩散速度慢 渗透压低 不能通过半透膜
五、胶体系统的制备与净化
1、胶体系统的制备
沉降平衡时粒子的高度分布公式
通过沉降速率的测定求算粒子半径
利用在超离心力场中的沉降平衡测定胶团或大分子物质的摩尔质量
14-4 胶体系统的电学性质
1、电动现象
电泳、电渗、沉降电势和流动电势统称为
溶胶的电动现象。
电泳是带电的胶粒在电场作用下作定向移动
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流动，这 种现象称为电渗。
( z 1)cRT
唐南平衡(Donnan)
NazP NaCl
物理化学第十章 胶体化学
3. 沉降与沉降平衡
多相分散系统中的粒子，因受重力作用而下 沉的过程，称为沉降。沉降与扩散为一对矛盾 的两个方面
沉降 扩散 分散相分布
真溶液
粗分散系统 胶体系统 平衡
均相
沉于底部 形成浓度梯度
贝林(Perrin)导出沉降平衡时粒子浓度随高度的分布：
o c2 Mg ln 1 ( h2 h1 ) c1 RT
胶核 可滑动面
胶粒
{[AgI]m nI－(n-x)K+}x- xK+ 胶团结构
K＋
K＋
I－
K＋
(AgI)m
I－
I－
K＋
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
I－
§10.5
溶胶的稳定与聚沉
Derjaguin＆Landau(1941)
1. 溶胶的经典稳定理论DLVO理论
溶胶粒子间的作用力：
Verwey ＆Overbeek(1948) van der Waals 吸引力：EA -1/x2
势 能 ER
双电层引起的静电斥力：ER ae-x 总作用势能：E = ER + EA
E
EA 曲线的形状由粒子本
性决定，不受电解质影响；
Emax
0 x 第二最小值 EA 第一最小值
势 能 ER 电解质浓度： c1 < c2 < c3 ，
0EAc3源自c2c1E电解质浓度，ER，E，
溶胶稳定性。在 c3 以后， 引力势能占绝对优势，分散 相粒子一旦相碰，即可聚合。
41
电解质对溶胶的聚沉规律：
(i)反离子的价数起主要作用
胶体 化学
1.分散系: 由一种(或几种)物质以
粒子形式分散于另一种 物质里形成的混合物。 分散质: 分散系中分散成粒 子的物质。
分散剂: 分散系中粒子分散在
中的物质。
思考讨论
分散系
溶液
胶体
浊液
>100nm 很多分子 集合体 不均一、 不稳定 不能 不能
F1
分散质微 1~100nm <1nm 粒大小 分散质微 分子、离子 分子集合体 粒组成 或高分子 透明、均一、 透明、均 外观 较稳定 一、稳定 能否透过 滤纸 能
带负电荷：非金属氧化物、金属硫化物 如：土壤胶粒、硅酸胶粒
AgI即可吸附I-，也可吸附Ag+，视两者多少而吸附 不同电荷，吸附I-带负电荷，吸附Ag+带正电荷。 有些胶体如淀粉、蛋白质一般不吸附各种离子。 因形成水膜而稳定存在，不带电荷。
（4）聚沉
胶体在一定条件下分 散质聚集成较大的微粒在 重力作用下形成沉淀析出 的现象叫做聚沉。 一般适用于液溶胶
AI3+ +3H2O=AI (OH)3 (胶体)+3H+
AI (OH)3 (胶体)(+) 泥沙(胶体)(-)
聚沉
黄河三角洲——共和国最年轻的土地
泥沙(胶体)(-) 海水(电解质)
聚沉
练习：
1. 下列关于胶体的叙述不正确的是( A ) A.布朗运动是胶体粒子特有的运动方式, 据此把胶体和溶液、悬浊液区别开来 B.光线透过胶体时,发生丁达尔现象 C.用渗析的方法净化胶体时,使用的半透 膜只能让较小的分子、离子通过 D.胶体粒子具有较大的表面积,能吸附阳 离子或阴离子,故在电场作用下会产生 电泳现象
硅胶是一种高活性吸附材料，表面积大，有很 强的吸附能力。属非晶态物质，其化学分子式 为mSiO2 · 2O。不溶于水和任何溶剂，无毒 nH 无味，化学性质稳定，除强碱、氢氟酸外不与 任何物质发生反应。常作干燥剂、吸附剂、载 体。
10胶体化学
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
高中化学常见胶体
高中化学常见胶体胶体是一种介于溶液与悬浮液之间的混合物，由两种或两种以上的物质组成。
在胶体中，一种物质以微粒的形式分散在另一种物质中，且能够均匀地分布。
常见的胶体包括胶体溶液、胶体凝胶和胶体乳液等。
一、胶体溶液胶体溶液是由微粒分散在连续相中的胶体。
其中，微粒的直径通常在1纳米到100纳米之间。
胶体溶液的例子有：乳胶、胶体金、胶体银等。
乳胶是一种常见的胶体溶液，由胶质微粒分散在水中形成。
乳胶的胶质微粒可以是橡胶微粒、聚合物微粒等。
乳胶具有较高的粘度和浑浊度，可以用于制作乳胶漆、胶水等。
胶体金是将金微粒分散在水中形成的胶体溶液。
由于金微粒的特殊性质，胶体金呈现出红色或紫色，并且具有较高的稳定性。
胶体金广泛应用于生物医学领域，例如用于生物传感器、免疫分析等。
胶体银是将银微粒分散在水中形成的胶体溶液。
胶体银具有很强的抗菌作用，被广泛应用于医疗卫生、水处理等领域。
二、胶体凝胶胶体凝胶是由胶体微粒在连续相中形成的三维网状结构。
其中，微粒的直径通常在100纳米到1000纳米之间。
胶体凝胶的例子有：煤胶、明胶等。
煤胶是一种由煤微粒在水中形成的胶体凝胶。
煤胶具有较高的粘度和黏性，可以用于制备煤泥浆、煤浆等。
明胶是一种由胶原蛋白微粒在水中形成的胶体凝胶。
明胶具有较强的凝胶性质，可以用于制作胶囊、胶原蛋白面膜等。
三、胶体乳液胶体乳液是由液滴分散在连续相中的胶体。
其中，液滴的直径通常在100纳米到1微米之间。
胶体乳液的例子有：奶、乳剂等。
奶是一种常见的胶体乳液，由脂肪液滴分散在水中形成。
奶的稳定性很高，可以用于制作乳制品、饼干等。
乳剂是由液滴分散在连续相中的胶体乳液。
乳剂广泛应用于农药、化妆品等领域，用于提高药物的稳定性和吸收性。
总结：胶体是一种特殊的混合物，由微粒分散在连续相中形成。
常见的胶体有胶体溶液、胶体凝胶和胶体乳液等。
胶体在生活和工业中有着广泛的应用，如乳胶漆、胶水、胶囊、乳制品等。
了解胶体的特性和应用对我们的学习和生活都有着重要的意义。
物理化学第十四章胶体化学
一、分散体系的分类
•真溶液 按分散相粒子的大小分类： •胶体分散体系
•粗分散体系 •液溶胶
按胶体溶液的稳定性分类
1.憎液溶胶 胶体化学的主要研究体系 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。溶剂与粒子间亲合力弱。
溶剂蒸发后，再加入溶剂无法再形成溶胶。 不可逆体系。
2.亲液溶胶 大分子溶液
溶剂与粒子（大分子 ）间亲合力强。溶剂蒸 发后，产生凝聚，再加入溶剂，又可形成溶胶。 热力学上稳定、可逆的体系。
按分散相和介质的聚集状态分类： •固溶胶 •气溶胶
按胶体溶液的稳定性分类： •憎液溶胶 •亲液溶胶
按分散相粒子的大小分类
1.真溶液（分子分散体系）
分散相与分散介质以分子或离子形式均匀的单 相，热力学稳定。分散相粒子半径小于1 nm。
2.胶体分散体系 分散相粒子半径1 nm~100 nm。高分散的多相 体系，粒子有自动聚集的趋势，热力学不稳定。
A.复分解反应制硫化砷溶胶 2H3AsO3（稀）+ 3H2S →As2S3（溶胶）+6H2O
B.水解反应制氢氧化铁溶胶 FeCl3 +3H2O （热）→ Fe(OH)3 （溶胶）+3HCl
C.氧化还原反应制备硫溶胶 2H2S(稀）+ SO2(g) → 2H2O +3S (溶胶） Na2S2O3 +2HCl → 2NaCl +H2O +SO2 +S (溶胶）
高中化学丨胶体的制备和性质
高中化学丨胶体的制备和性质！胶体的制备和性质知识点1、定义：分散质粒子大小在1nm~100nm之间的分散系称为胶体。
我们把这些分散质粒子称为胶体粒子。
胶体具有一些不同于溶液和浊液的特性。
2、胶体的分类：3、Fe(OH)3胶体的制备和精制：（1）Fe(OH)3胶体的制备：向烧杯中煮沸的蒸馏水中逐滴加入5~6滴FeCl3饱和溶液，继续加热煮沸至溶液呈红褐色，就得到Fe(OH)3胶体。
FeCl3+3H2OFe(OH)3(胶体)+3HCl使一束光线通过所得液体混合物，有丁达尔效应，证明形成了胶体。
（2）胶体的提纯与精制——渗析：利用半透膜将溶液和胶体分离的操作。
渗析是利用溶质粒子能通过半透膜而胶体粒子不能通过半透膜进行溶液和胶体的分离。
但渗析过程是可逆的，要达到分离目的应反复进行渗析或在流水中进行渗析。
4、胶体的性质：（1）丁达尔效应：一束光通过胶体时会产生一条光亮的通路，这种现象叫丁达尔效应。
实验：把盛有CuSO4溶液和Fe(OH)3胶体的烧杯置于暗处，分别用激光笔照射杯中的液体，在光束垂直的方向观察。
不产生光亮的通路产生光亮的通路丁达尔现象的原因：胶体中分散质微粒对可见光（波长为400～700nm）散射而形成的。
丁达尔现象的应用：丁达尔效应是区分溶液和胶体的物理方法。
生活中的丁达尔效应：夜晚用手电筒照射夜空、放电影时，放映室射到银幕上的光柱、光线透过树叶间的缝隙射入密林中（2）布朗运动：是指悬浮在液体或气体中的微粒做不停的、无秩序的运动。
胶体的粒子在胶体中不停地做无规则运动，这使胶体不容易聚集成质量较大的颗粒而沉降下来，这是布朗运动是胶体具有介稳性的次要原因。
（3）电泳现象：胶粒在外加电场作用下定向移动。
电泳现象证明了胶体粒子带有电荷。
胶体粒子带有电荷是因为胶体粒子可以通过吸附离子而带有电荷。
同种胶体粒子的电性相同，在通常情况下，它们之间的相互排斥阻碍了胶体粒子变大，使它们不易聚集。
这是胶体具有介稳性的主要原因。
9胶体化学详解
(emulsion)，泡沫
（二）胶体的基本特征 （1）多相(multiphase)性 在胶体系 统中，分散相粒子由众多分子或离子 组成，粒子内部与外部分散介质的许 多物理和化学性质都不相同，所以性 质是不均匀的，因而是多相系统。包 围胶体粒子的界面是相界面。
（一）分散(dispersion)法
直接将大块物质粉碎为小颗粒，并
使之分散于介质中。
机械分散法； 超声波(ultrasonic)
分散法； 电分散法； 胶溶法。
（二）凝聚（agglomeration)法
将分子或离子凝聚成胶体颗粒。
化学凝聚法
通过化学反应（如复分解反应、水解反应、氧化或还原反 应等）使生成物呈过饱和状态，然后粒子再结合成溶胶。
（二）沉降(sedimentation)平衡
当溶胶中颗粒的密度大 于介质时，颗粒在重力场作 用下有向下沉降的趋势；沉 降的结果使底部粒子浓度大 于上部，即造成上下的浓差， 而粒子的扩散将促使浓度趋 于均一。当沉降与扩散达平 衡时，称为沉降平衡；此时， 颗粒浓度自下而上降低，有 一个分布。
沉降平衡中粒子的分布
热力学电势ф0 ：固体表面与溶液本体间的电势差 斯特恩电势фδ :斯特恩面同溶液本体之间的电势差 ξ电势：滑动面与溶液本体之间的电势差
ξ 电势的特点：
ξ 电势的绝对值小于热力学电势 的绝对值ф 0 •ξ 电势是衡量胶粒所带净电荷多 少的物理量； •ξ 电势的符号由胶粒所吸附离子
的电荷决定
•胶粒表面吸附正离子，ξ 电势为 正；胶粒表面吸附负离子，ξ 电 势为负 •少量外加电解质会对ξ 电势产生 很大的影响 •处于等电态的胶体质点不带电
（3）斯特恩双电层模型
第十四章 胶体化学
第十四章 界面和胶体化学
物理化学电子教案
原因: 从光学原理知, 分散相粒子小于或近于入射光 波长时, 会发生散射现象。 胶粒半径： 1～100 nm 可见光波长：400～700 nm 因此, 光线通过溶胶时发生散射现象, 即光波 绕过粒子向各个方向散射出去, 每一个胶粒象一个 小小的发光体, 散射出去的光称为乳光, 因此丁铎 尔效应实际上是乳光现象.
第十四章 界面和胶体化学
物理化学电子教案
(3) 流动电势 与电渗相反, 液体流过毛细管或多孔性物质, 在两端产生的电势称为流动电势. 毛细管表面是带电的, 如果外力迫使液体流动, 由于扩散层的移动, 与固体表面产生电势差. (4) 沉降电势 在重力场作用下, 分散相在介质中迅速沉降, 在 液体上下层间产生沉降电势. 如储油罐中悬浮水滴的沉降会产生沉降电势. 流动电势和沉降电势的积累会达到危险的程度, 必须加以消除.
物理化学电子教案
1. 胶粒的双电层结构与电动电势
由于溶胶粒子带有电荷, 分散介质必带有电性相反的电 荷. 在静电引力和热运动两种效应的结果, 必形成双电层. 分散相表面存在两种电势: ε—分散相表面和溶液本体之间的电 势差, 称为热力学电势. ε只与被吸附或解离下的那种离子 在溶液中的活度有关, 与其它离子无 关;当胶粒和介质发生相对位移时, 紧 密层离子是不可分割的一部分, 即和 粒子一起运动, 形成一个滑动面。
由此式可求粒子的大小:
r 9 u 2 ( 粒 介 ) g
第十四章 界面和胶体化学
物理化学电子教案
§14.3 溶胶的光学性质 光学性质是溶胶不均匀性和高分散性的反映. 1. 丁铎尔效应和瑞利方程
① 丁铎尔效应
当一束光线通过透明的溶胶时,从侧面可观察到 一微兰色的锥形光柱.
11-胶体化学
布朗运动
返回
二、扩散
在有浓度梯度时，胶体粒子因热运动而发生宏观上定向 迁移运动。
三、沉降与沉降平衡
多相分散系统中物质的粒子因受重力作用而下沉的过程 叫沉降。
沉降过程产生浓度梯度，而扩散过程是消除浓度梯度， 当两者达平衡时叫做沉降平衡。 即：沉降速度=扩散速度
a
4
1、电泳
在外电场作用下，胶粒在分散介质中的定向移动。 （胶粒带电、带正电的胶粒移向负极）
+
-
NaOH
Fe(OH)3
电泳速度
∝
粒子带电量、外加电位 梯度 介质的黏度、粒子的大 小
电泳演示
2.电渗：
在多孔膜（或毛细管）两端加电压，液体分散 介质作定向移动。
3.流动电势：
电渗演示
在外力作用下，迫使分散介质通过多孔膜作定向移 动，在多孔膜两端产生的电势差。
4.沉降电势：
分散相粒子在重力场（或离心力场）作用下迅 速移动，产生的电势差。
电泳现象
返回
电渗现象
返回
二、扩散双电层理论 胶粒带电
1、胶粒从溶液中选择性吸附某种离子而带电（Fanjes规则）； 2、胶粒分子本身电离作用使离子进入溶液而带电。
双电层电位：
5
扩散双电层理论
问题提出： 1、液体在远离胶粒的液层是流动的，在胶粒附近不流动？ 2、电位与电极电位有何区别， │ζ│<│ϕ│? 3、电解质为何能影响ζ电位的大小？ 4、 ζ电位的符号不但与固相有关，也与溶液中某种离子过
{[
AgI
]m
nAg
+
⋅ (n
−
x
)
NO
− 3
胶体化学
二、 高分子溶液的性质
表11-8
高分子溶液的渗透压：溶质分子的柔性及溶剂化，渗透压 较相同浓度的小分子溶液大。
高分子溶液的黏度：黏度大
原因：
1）高分子的柔性使得高分子在溶液中占的体积很大，对介 质流动形成阻力
2）高分子溶剂化，溶剂分子被高分子束缚，流动性差 3）高分子链段间相互作用形成一定结构，流动阻力增大，
乳状液的制备
自然乳化分散法 瞬间成皂法 界面复合物生成法 交替添加法
三 乳状液的转型与破坏
（1）乳状液转型 转型：由W/O变成O/W或者由O/W变成W/O 外加物质使乳化剂的性质发生改变而引起
加入量少------不能转型 加入量适中---转型 加入量多------破坏乳液 温度改变（非离子型表面活性剂） 转型温度
溶胶的净化
在制备溶胶的过程中，常生成一些多余的电解质，
在制备溶胶的过程中，常生成一些多余的 如制电备解F质e(O，H如)3溶制胶备时生Fe成(O的HH)C3l溶。胶时生成的HCl。
少量电解质可以作为溶胶的稳定剂，但是过多的电解质存在会 使溶胶不稳定，容易聚沉，所以必须除去。 净化的方法主要有渗析法和超过滤法。
第二节 溶胶的制备和净化
制备： 1）由小分子溶液聚集 物理聚集法、化学反应法、更换溶剂法 2）由粗分散系统分散
研磨法、电弧法、超声分散法
由小分子溶液聚集
水解反应制氢氧化铁溶胶 FeCl3 (稀)+3H2O (热)→ Fe(OH)3 (溶胶)+3HCl
由粗分散系统分散
电弧法主要用于制备金、银、铂等金属溶胶。制备过程包括先分 散后凝聚两个过程。将金属做成两个电极，浸在水中，盛水的盘子放 在冷浴中。在水中加入少量NaOH 作为稳定剂。 制备时在两电极上施加 100V 左右的直流电，调节电极之间的距离，使 之发生电火花，这时表面金属蒸发，是分散过程，接着金属蒸气立即 被水冷却而凝聚为胶粒。
高一化学胶体课件
胶体制备与提纯的注意事项
注意安全
在制备和提纯过程中，应避免使用有 毒有害的试剂，并确保操作安全。
控制条件
制备和提纯过程中，应控制好温度、 压力、浓度等条件，以保证实验结果 的准确性和可靠性。
实验操作规范
在实验过程中，应遵循实验操作规范 ，避免污染和交叉污染。
实验后处理
实验结束后，应对废液进行妥善处理 ，避免对环境和人体造成危害。
胶体在医学中的应用
胶体在医学中也有着重要的应 用，如医用胶、血液透析等。
医用胶是一种常用的外科手术 材料，具有快速止血、促进伤 口愈合等作用，广泛应用于手 术和创伤治疗中。
血液透析则是利用胶体的渗透 作用，将血液中的毒素和多余 水分滤出，以治疗肾功能衰竭 等疾病。
胶体在其他领域的应用
除了化学工业和医学领域，胶体 在其他领域也有着广泛的应用。
如胶体在环保领域中可以用于污 水处理、土壤修复等；在农业领 域中可以用于农药和肥料的缓释
剂等。
此外，胶体还在化妆品、食品、 墨水等领域中有着广泛的应用， 如隐形眼镜护理液、墨水等产品
中都含有胶体成分。
05
胶体的实验研究
胶体实验的目的与原理
目的
通过实验了解胶体的性质和特点，加深对胶体概念的理解。
原理
胶体是一种分散质粒子直径在1nm-100nm之间的分散系，具有介稳性、丁达 尔效应等特点。实验通过观察胶体的电泳、聚沉等性质，探究胶体的本质。
实验步骤与操作方法
步骤一
制备胶体。将一定量的Fe(OH)3固体溶解在沸水中，得到Fe(OH)3胶体。
步骤二
进行电泳实验。将胶体置于电场中，观察胶体粒子在电场中的移动情况。
氧化铝等。
胶体化学
胶体的制备与性质0、胶体颗粒的大小为1—100nm1.把分散介质为液体的胶体体系称为液溶胶或溶胶。
胶体体系是多种多样的。
胶体是物质存在的一种特殊状态，而不是一种特殊的性质，不是物质的本性。
2.凝聚法:用物理方法或化学方法使分子或离子聚集成胶体粒子的方法叫凝聚法。
将硫磺-乙醇溶液逐滴加入水中制的硫磺水溶胶，是物理凝聚法制备胶体的一个例子。
（1）还原法主要用来制备各种金属溶胶（2）氧化法用硝酸等氧化剂氧化硫化氢水溶胶，可制的硫溶胶。
（3）水解法多用来制备金属氧化物溶胶。
（4）复分解法常用来制备盐类的溶胶4.凝聚法原理第一阶段是形成晶核，第二阶段是晶体成长。
（浓度越大，溶解度越小，则生成晶核的速度越大。
）当v1》v2时，溶液中会形成大量晶核，故所得粒子的分散度较大，有利于形成溶胶。
；当v1《v2，所得晶核极少，而晶体成长速度很快，故粒子得以长大并产生沉淀。
5.渗析：利用溶胶质点不能通过半透膜，而离子或小分子能通过半透膜的性质，将多余的电解质或小分子化合物等杂质从溶胶中除去。
6：电渗析：当电极与直流电源接通以后，在电场作用下，溶胶中的电解质离子分别向带异电的电极移动，因此能较快的除去溶胶中过多的电解质。
7.人工肾脏原理：利用了胶体化学中的渗析和超过滤原理，因为血液是含有多种蛋白质离子和大量水的胶体体系。
肾脏的功能之一是利用它的渗透膜来除去血液中的有害物质和排泄水分，当病人的肾功能衰竭以后，医生要定时给病人进行血液透析，即病人的血液进行体外循环，通过人工肾脏的渗透膜，将血液的有害物质除去，另外，利用渗透膜两侧的压差，将多余的水分除去，起到超过滤的作用。
8.溶胶－凝胶法就是用含高化学活性组分的化合物作前驱体，在液相下将这些原料均匀混合，并进行水解、缩合化学反应，在溶液中形成稳定的透明溶胶体系，溶胶经陈化胶粒间缓慢聚合，形成三维空间网络结构的凝胶，凝胶网络间充满了失去流动性的溶剂，形成凝胶。
凝胶经过干燥、烧结固化制备出分子乃至纳米亚结构的材料9.粒子越小，布朗运动越激烈。
胶体化学
胶体化学胶体化学主要研究对象是多相分散系统分散系统：一种或几种物质分散在另一种物质之中所构成的系统分散相：被分散的物质分散介质：另一种连续分布的物质根据分散相粒子的大小，分散系统可分为：真溶液 d < 1nm ;胶体分散系统 1 < d <1000nm;粗分散系统 d >1000nm胶体是物质存在的一种特殊状态，而不是一种特殊物质，不是物质的本性。
胶体化学研究对象是溶胶（也称憎液溶胶）和高分子溶液（也称亲液溶胶）。
气溶胶：云雾，青烟、高空灰尘液溶胶：泡沫，乳状液，金溶胶、墨汁、牙膏固溶胶：泡沫塑料、沸石、冰淇淋，珍珠、水凝胶、红宝石、合金例1.胶体溶液是( )A．真溶液,故称为胶体溶液B．分散相能通过滤纸,不能通过半透膜的分散体系C．分散相能通过滤纸及半透膜的分散体系D．分散相不能通过滤纸及半透膜的分散体系2.. 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3.. 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4. 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5. 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．丁达尔效应的强弱不同D．相状态和热力学稳定性不同6. 下列物系中,不属于胶体的是( )A．云雾B．烟C．珍珠D．空气7. 对于胶体与大分子溶液( )A．都属于同类的分散体系B．两者的分散相质点均能通过滤纸,因此都属于均相混和物C．胶体属于介稳体系，大分子溶液属于稳定体系D．粘度都大1.溶胶的制备与净化1).溶胶制备的一般条件：（1）分散相在介质中的溶解度必须极小（2）必须有稳定剂存在2).胶体的制备方法：（1）凝聚法: ①蒸气凝聚法,②过饱和法（2）分散法: ①胶体磨, ②气流粉碎机（又称喷射磨）③电弧法—用于制备贵金属的水溶胶2.溶胶的光学性质1).光散射（1）丁达尔效应：以一束强光射入溶胶后，在入射光的垂直方向可以看到一道明亮的光带，被称为丁达尔效应光本质是电磁波，当光波作用到介质中小于光波波长的粒子上时，粒子中的电子被迫振动（其振动频率与入射光波的频率相同）,成为二次波源，向各个方向发射电磁波，这就是散射光波也就是我们看到的散射光。
胶体化学
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。
高等水化学胶体化学
按胶体分散系统的性质分类
• （2）亲液溶胶 • 半径落在胶体粒子范围内的大分子物质，
溶解在合适的溶剂中形成的溶胶。 • 分散相分子本身的大小已达到胶粒范围，
它的扩散速率小、不能透过半透膜等性质 与胶体系统相似。 • 亲液溶胶是热力学上稳定，可逆的系统。
§12－1 胶体系统的制备与净化
粗分散系统 分散法 胶体系统 凝聚法 分子分散系统
第二章 胶体化学
Chapter 2 Colloidal Chemistry
“胶体”这个名词是英国化学家 Graham于1861年提出的
胶体(colloid)
任一质点,其某个线度 在10-7和10-9m之间即认为 是胶体分散系统
（一）胶体分散系统及其基本性质
胶体是一种分散系统
分散系统：一种或几种物质分散在另一种物质之中 分散相：被分散的物质 （dispersed phase） 分散介质：另一种连续分布的物质
1nm 散慢,不能透过半透膜,有一定 高浓度肥皂水
～100nm 的光散射
溶液
热力学不稳定,但动力学稳 金溶胶、硫溶
1nm 定的多相系统,扩散慢,不能透 胶、牛奶、豆
～100nm
过半透膜,光散射强,在超显微 镜下可以看见
浆、雾、烟、 各种泡沫
>100nm
热力学不稳定,动力学不稳 定的多相系统,扩散慢,不能透 过半透膜,光散射强,在普通显 微镜下可以看见
2
1 cos 2
I0
I ：散射光强度 ；
I0 : 入射光强度；
V ：一个粒子的体积； C ：单位体积中的粒子数；
n : 分散相的折射率； n0：分散介质的折射率；
：散射角（观测方向与入射光方向间夹角）；
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胶体化学一、判断题：1、溶胶是均相系统，在热力学上是稳定的。
（）2、长时间渗析，有利于溶胶的净化与稳定。
（）3、有无丁达尔效应是溶胶和分子分散系统的主要区别之一。
（）4、亲液胶体的丁达尔效应应比憎液胶体强。
（）5、在外加直流电场中，AgI正溶胶向负电极移动，而其扩散层向正电极移动。
（）6、新生成的Fe(OH)3沉淀中加入少量稀FeCl3溶液，会溶解。
再加入一定量的硫酸盐溶液则又会沉淀。
（）7、丁达尔效应是溶胶粒子对入射光的折射作用引起的。
（）8、胶束溶液是高度分散的均相的热力学稳定系统。
（）二、填空题：1、溶胶（憎液胶体）的主要特征是：⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽，大分子溶液（亲液胶体）的主要特征是⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽。
2、氢氧化铁溶胶显红色。
由于胶体粒子吸附正电荷，当把直流电源的两极插入该溶胶时，在⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽极附近颜色逐渐变深，这是⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽现象的结果。
3、ζ电势在量值上⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽于热力学电势ϕ0 当外加电解质浓度增加时，ζ电势在量值上变⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽。
（填“大”，“小”或“相等”）4、一定量的高聚物加入溶胶中可使溶胶聚沉，其聚沉作用主要是（i）⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽（ii）⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽（iii）⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽。
5、电解质使溶胶发生聚沉时，起作用的是与胶体粒子带电符号相⎽⎽⎽⎽⎽的离子。
离子价数越高，其聚沉能力越⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽，聚沉值越⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽离子价数相同时，对于正离子，离子半径越小，聚沉值越⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽，负离子的情形，与正离子相⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽。
（填“同”或“反” “小”或“大”）6、泡沫是以⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽为分散相的分散系统。
7、可作为乳状液的稳定剂的物质有⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽、⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽和⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽。
8、下列各电解质对某溶胶的聚沉值分别为：[NaCl]=0.512mol⋅dm-3 [Na2SO4]=4.31⨯10-3mol⋅dm-3 [Na3PO4]=8.91⨯10-4mol⋅dm-3。
若用该溶胶做电泳试验时，胶粒的电泳方向是。
9．由稀AgNO3和KI溶液混合制备AgI溶胶，当AgNO3过量时，胶团的结构为__________；当KI过量时，胶团的结构为_____ _____。
10．溶胶产生Tyndall效应的原因是_____ _____。
11．溶胶中胶体粒子产生Brown运动的原因是____ ______。
12．胶体在超离心力场中达到沉降平衡时，粒子所受__________力=__________力。
13．使溶胶能相对稳定存在的主要原因是___ _______。
14．两种溶胶相互完全聚沉时，所需满足的条件是__________、__________。
15．溶胶聚沉时的外观标志有__________、__________、__________。
16．外加电解质主要是通过__________、__________或__________作用方式来影响胶粒表面双电层的结构，从而影响溶胶的稳定性的。
17．混合电解质对溶胶的聚沉作用较为复杂，通常有三种情况，即__________作用、__________作用和__________作用。
18．非牛顿液体的特点是液体的黏度随外加切力的增加而变化。
若体系的黏度随切力的增加而变大，称为__________；若体系的黏度随切力的增加而变小，称为__________。
19．乳状液通常可分为两种类型，即_________型和_________型，常用的类型鉴别方法有_________、_________、_________。
20．乳化剂在乳状液的制备中起着重要作用，这种乳化作用主要表现在两个方面：_________、_________。
21．HLB值较大的乳化剂常用于制备_________型乳状液，相反，HLB值较小的乳化剂用于制备_________型乳状液。
22．起泡剂之所以能使泡沫稳定，主要是由于_________。
23. 某高分子化合物用渗透压法测得其均相对分子质量为5.0×104，用粘度法测得其均相对分子质量为6.0×104，用光散射法测得其均相对分子质量为8.0×104，其分离宽度指数D= 。
24. 高分子的溶解过程分和两个阶段。
25. 高分子溶液与溶胶的主要差异是。
26. 在溶剂条件下，溶液中高分子的形态处于“无干忧”的理想状态，此时的第二Virial 系数A2。
27. 高分子对溶胶的空间稳定作用包括和两种效应。
三、选择题：1．大分子溶液分散质粒子的线尺寸为：（）（A）> 1m m (B) < 1nm (C)1 nm～1 m m2．溶胶和大分子溶液：（）（A）都是单相多组分系统（B）都是多相多组分系统（C）大分子溶液是单相多组分系统，溶胶是多相多组分系统（D）大分子溶液是多相多组分系统，溶液是单相多组分系统3.下列分散系统中丁达尔效应最强的是（），其次是（）。
（A）空气（B）蔗糖水溶液（C）大分子溶液（D）硅胶溶胶4．向碘化银正溶胶中滴加过量的KI溶液，则所生成的新溶胶在外加直流电场中的移动方向为（）（A）向正极移动（B）向负极移动（C）不移动5.电动现象直接与（）有关。
（A）固体表面热力学电势j e（B）斯特恩电势j d（C）动电电势ζ（D）表面电荷密度6. 在两个充满0.001mol×dm-3AgNO3溶液的容器中间是一个由固体制成的多孔塞，塞中细孔充满AgNO3溶液。
在两管口中插入电极，充以直流电，容器中液体（）移动。
当以0.1mol×dm-3AgNO3来代替0.001mol×dm-3AgNO3时，加以相同电压后，液体的流动（）如果以KCl溶液来代替AgNO3溶液时，液体的流动（）移动。
（A）向正极（B）向负极（C）不发生（D）变快（E）变慢（F）不变7.用0.08 mol·dm-3的KI和0.1 mol·dm-3的AgNO3溶液以等体积混合作成的水溶胶，电解质CaCl2，Na2SO4，MgSO4对它的聚沉能力为（）（A）Na2SO4> CaCl2> MgSO4（B）MgSO4> Na2SO4> CaCl2（C）Na2SO4> MgSO4> CaCl28.下面属于水包油型乳状液（O/W型）基本性质之一的是（）。
（A）易于分散在油中（B）有导电性（C）无导电性9、溶胶的基本特征可归纳为A 高度分散和聚结不稳定性B 多相性和聚结不稳定性C 不均匀性和热力学不稳定性D 高度分散，多相性和聚结不稳定性10、对溶胶的描述中，下列不正确的是A 均相体系B 多相体系C 热力学上属不稳定体系D 动力学上属稳定体系11、下列性质中既不属于溶胶动力学性质又不属于电动现象的是A 电导B 电泳C Brown运动D 沉降平衡12、在Tyndall效应中，关于散射光强度的描述，下列说法中不正确的是A 随入射光波长的增大而增大B 随入射光波长的减小而增大C 随入射光强度的增大而增大D 随粒子浓度的增大而增大13、当光照射溶胶时，所显示Tyndall效应的光波称作A 乳光B 反射光C 折射光D 透射光14、有关超显微镜的下列说法中，不正确的是A 可以观察粒子的Brown运动B 可以直接确切地看到粒子的形态和大小C 可以配合电泳仪，测定粒子的电泳速度D 观察到的仅是粒子对光散射的亮点15、所谓溶胶的沉降平衡是指A 各处浓度均匀一致B 粒子匀速下沉C 粒子分布达平衡D 粒子所受重力=阻力16、为了将不同的蛋白质分子分离，通常采用的方法是A 电泳B 电渗C 沉降D 扩散17、对As2S3水溶胶，当以H2S为稳定剂时，下列电解质中聚沉能力最强的是A KClB NaClC CaCl2D AlCl318、用等体积的0.05mol·m-3AgNO3溶液和0.1mol·dm-3KI溶液混合制备的AgI 溶胶，在电泳仪中胶粒向A 正极移动B 负极移动C 不移动D 不能确定19、对一胶粒带正电的溶胶，使用下列电解质聚沉时，聚沉值最小的是A KClB KNO3C K2C2O4D K3[Fe(CN)6]20、对于Fe(OH)3溶胶，当分别加入KCl、KNO3、KSCN三种电解质聚沉时，其聚集沉力的大小顺序为A KCl＞KNO3＞KSCNB KCl＜KNO3＜KSCNC KSCN＞ KCl＞KNO3D KNO3＞KCl＞ KSCN21、电动电势ζ是指A 固体表面与滑移面的电势差B 固体表面与溶液本体的电势差C 滑移面与溶液本体的电势差D 紧密层与扩散层分界处与溶液本体的电势差22、外加电解质可以使溶胶聚沉，直接原因是A 降低了胶粒表面的热力学电势0B 降低了胶粒的电动电势ζC 同时降低了0和ζD 降低了|0 |和|ζ|的差值23、溶胶的稳定性与温度的关系是A 随温度升高而增加B 随温度升高而降低C 不能稳定D 与温度无关24．乳状液与泡沫作为胶体化学的研究内容是因其具有溶胶所特有的。
A 分散度B 多相性及聚结不稳定性C 多相性及分散度D 全部性质25．所谓乳状液是指。
A 油、水互溶所形成的二组分体系B 油分散在水中而不是水分散在油中所成的分散体系C 水分散在油中而不是油分散在水中所成的分散体系D 油分散在水中或水分散在油中所成的分散体系26．乳状液的类型主要取决于。
A 分散相的多少B 分散介质的多少C 分散介质的性质D 乳化剂的性质27．下列关于乳化作用的描述中，不正确的是。
A 降低界面张力B 形成坚固的界面保护膜C 形成双电层D 与分散相液滴发生化学反应改变了分散相的分子形态28．下列关于乳状液的描述中，正确的是。
A 乳状液属于胶体分散体系B 乳状液的类型取决于水、油两相的体积C O/W型乳状液不能转型为W/O型乳状液D 能被水稀释的乳状液属于O/W型乳状液29. 某多分散的高分子化合物，用渗透压法测得其均相对分子的质量为M1，用光散射法测得其均相对分子质量为M2。
其结果是。
A. M1=M2B. M1＞M2C. M2＞M1D. 因方法误差，M1≠M230. 某高分子化合物的相对分子质量约在105~106之间，欲准确测其均相对分子质量，下述实验方法不能采用的是。
A. 渗透压法B. 光散射法C.粘度法D.凝固点降低法31. 可利用胶体化学手段来研究高分子溶液的主要原因是。
A.高分子溶液为热力学稳定体系B.高分子溶液中的溶质分子与胶体中的分散相粒子大小相当C.高分子溶液中的溶质分子与溶胶中的分散相粒子的扩散速度都比较慢D.高分子溶液溶质的相对分子质量与溶胶中分散相粒子的相对粒子质量不均一32. 分离不同蛋白质最简便的方法是。