《基础化学》 胶体和乳状液
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胶体化学之乳状液
导电法
O/W的导电性比W/O的要好。但使用离子型乳化剂 是，即使是W/O型乳状液，或水相体积分数很大的 W/O型乳状液，其导电性也颇为可观。
影响乳状液稳定性的因素：
乳状液特点:
多相系，相界面积大，表面自由能高，热力学不稳定系统。
1、表面张力的影响。
。
三、乳状液的破坏
乳状液的完全破坏叫破乳。
破乳的机理： 1.絮凝：此过程中，连续相在液滴与界面间排泄出来， 分散相的液珠聚集成团，但各液珠皆仍然存在，这 些团常常是可逆的。在液滴与界面之间“接触”面 的周界上的界面最薄。 2.聚结：此过程中，膜发生破裂，各个团合成一个大 滴，导致液滴数目的减少和乳状液的完全破坏。此 过程是不可逆的。
界面膜的强度和紧密程度是决定乳状液稳定性的重要因素: ①使用足量的乳化剂。 ②选择适合分子结构的乳化剂。
3、界面电荷的影响―乳状液稳定的电理论。 4、外相粘度的影响。 5、固体乳化剂对乳化液的稳定作用。
选择乳化剂的一般原则：
①具有良好的表面活性，可以降低表面张力，在形 成的乳化液外相中，有良好的溶解能力。 ②在油―水界面上，能够形成稳定的、紧密排列的界 面膜。 ③能够适当增大外相的粘度，减小液滴的聚结速度。 ④水溶性乳化剂和油溶性乳化剂混合使用，具有较 好的乳化效果。 ⑤应该满足乳化体系的特殊要求。 ⑥应该用最小的浓度和最低的成本达到乳化效果， 并且乳化工艺简单。
乳状液的应用：
乳状液在工农业生产、日常生活以及生理现象中 有着广泛应用。
1. 控制反应 许多化学反应是放热的，这会使温度急剧 升高，促进副反应的发生。如果将反应物制作成乳状液， 不仅可以利用其界面大、接触充分的特点提高反应效率， 而且大界面有利于散热，从而可以提高产率。 2. 农药乳剂 将杀虫药等制作成乳状液，可以使之均匀 地铺展在植物上，用量少且效率高。如顺式氯氰菊酯微 乳液就在农药上有了较好的运用。 3. 纺织工业 天然纤维与人造短纤维在纺前要用油剂处 理从而增强纤维的机械强度、减少摩擦和增加抗静电性 能等。 4. 乳化食品 乳化食品在生活中是非常常见的。我们日 常喝的牛奶、豆浆等都是天然的乳化食品，人造的有人 造奶油等等。 5. 制革工业 在皮革的加工上，我们常常要“上油”。 这里的“油”，便是乳状液。将它涂在表面上，可以提 高皮革的牢固度、柔软性和拉伸性能。
《胶体和乳状液》课件
不同点
胶体的分散相粒子大小在1-100nm之间，而乳状液中的液滴 大小通常在微米级别；胶体的稳定性相对较低，容易发生聚 沉，而乳状液的稳定性较高，可以在一定条件下保持稳定。
02
胶体的制备和性质
胶体的制备方法
01
02
03
研磨法
将固体物质研磨成细小颗 粒，然后分散在液体介质 中，形成胶体。
溶解法
将物质溶解在适当的溶剂 中，然后通过控制溶液的 浓度和温度等条件，制备 出胶体。
超声波法
利用超声波的振动能量将液体 破碎成微小液滴，形成乳状液
。
蒸馏法
将两种不相溶的液体加热至沸 腾，通过蒸馏作用分离出纯液
体。
化学反应法
通过化学反应生成两种不溶性 物质，再经过搅拌或研磨形成
乳状液。
乳状液的性质
分散相和分散介质
乳状液由分散相和分散介质组 成，分散相是小的液滴，分散
介质是连续的液体。
胶体和乳状液的破乳方法
物理破乳法
通过加热、搅拌、离心、电场、超声 波等物理手段，使胶体或乳状液中的 水滴或油滴发生聚结，从而破坏其稳 定性。
化学破乳法
通过添加化学试剂，如电解质、聚合 物、表面活性剂等，改变胶体或乳状 液的界面性质，使其失去稳定性。
破乳剂的应用与选择
破乳剂的应用
破乳剂广泛应用于石油、化工、制药、食品等领域，用于将油水分离，提高油品质量，回收油品等。
活性剂，可以增加分散相的稳定性。这些稳定剂可以提供电荷屏蔽、空
间位阻或增加界面张力等作用。
02
控制粒子或乳滴大小
通过控制制备过程中的条件，如搅拌速度、温度和时间，可以控制粒子
或乳滴的大小，从而影响其稳定性。较小的粒子或乳滴通常具有更高的
胶体和乳状液
一、溶胶的基本性质
（三）溶胶的电学性质一一电泳
外电场下，胶体粒子向阳极或阴极定向移动的现象称为电泳 （electrophoresis）。
胶粒带电荷的原因是胶粒电离或胶粒吸附离子。 规律：一般来讲，金属氢氧化物、金属氧化物等胶体微粒吸 附阳离子，带正电荷；非金属氧化物、金属硫化物等胶体微粒吸 附阴离子，带负电荷。
悬浊液：固体分散质以微小颗粒分散在液体物质中形成的分散 系，如混浊的泥浆水、外用皮肤杀菌剂硫黄合剂等。
乳浊液：分散相以小液滴分散在另一种互不相溶的液体物质中 所形成的粗分散系，如松节油搽剂。
二、分散系的分类 （一）按分散相粒子的大小分类
3. 胶体分散系 分散相粒子的直径在1~100 nm之间的分散系称为 胶体分散系，主要包括溶胶和高分子溶液。其中把固态分散相分散在 液态分散介质中形成的分散系，称为胶体溶液，简称溶胶。
（二）溶胶的光学性质一一丁铎尔(Tyndall)现象 将溶胶置于暗处，用一束强光照射溶胶，从侧面（即与光束
垂直的方向）可以看到溶胶中有一束混浊发亮的光柱，这种现象 是由英国物理学家丁铎尔发现的，称为丁铎尔现象或乳光现象。
一、溶胶的基本性质
（二）溶胶的光学性质一一丁铎尔(Tyndall)现象
1. 当颗粒直径>>入射光波长（如粗分散系），光在粒子表面发生反射， 使体系呈现混浊现象。
目录
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
第一节 分散系
一、基本概念 二、分散系的分类
一、基本概念
一种或几种物质的微粒，分散在另一种物质中所形成的体系称 为分散系。被分散的物质是分散相（分散质），容纳分散相的物质 是分散剂（分散介质）。
分散介质：空气。分散相：水
《基础化学》胶体和乳状液
➢ 二、凝胶
在一定条件下，使高分子或溶胶粒子相互聚合连 接的线形或分枝结构相互交联，形成立体空间 网状结构，溶剂小分子充满在网状结构的空隙 中，失去流动性而成为半固体状的凝胶(gel)。
2020/11/11
第五章 胶体和乳状液
21
第三节 表面活性剂和乳状液
➢ 一、表面活性剂 （一）表面张力
在恒温恒压下，沿着液体表面作用于单位长度 表面上的该种作用力，称为表面张力(surface tension)，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。
均一性 稳定性 通透性 扩散速度 粘度 外加电解质离 子的影响
单相系统 稳定系统 不能透过半透膜 慢 大 不敏感，但加入大量电解质离子会脱水合膜 造成盐析
多相系统 亚稳定系统 不能透过半透膜 较慢 小 敏感，加入少量电解质反离子会抵消胶粒电 荷而聚沉
2020/11/11
第五章 胶体和乳状液
20
第二节 高分子化合物溶液
2020/11/11
第五章 胶体和乳状液
4
第一节 溶胶
➢ 当分散粒子的大小和光的波长接近或略小时， 如溶胶粒径在1~100nm之间，光波被分散粒子 散射，因此可从垂直方向观察到散射光带来自➢ （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。
2020/11/11
第五章 胶体和乳状液
28
第三节 表面活性剂和乳状液
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 的油包水型(W/O)乳状液(如图5-11)。
在一定条件下，使高分子或溶胶粒子相互聚合连 接的线形或分枝结构相互交联，形成立体空间 网状结构，溶剂小分子充满在网状结构的空隙 中，失去流动性而成为半固体状的凝胶(gel)。
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第五章 胶体和乳状液
21
第三节 表面活性剂和乳状液
➢ 一、表面活性剂 （一）表面张力
在恒温恒压下，沿着液体表面作用于单位长度 表面上的该种作用力，称为表面张力(surface tension)，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。
均一性 稳定性 通透性 扩散速度 粘度 外加电解质离 子的影响
单相系统 稳定系统 不能透过半透膜 慢 大 不敏感，但加入大量电解质离子会脱水合膜 造成盐析
多相系统 亚稳定系统 不能透过半透膜 较慢 小 敏感，加入少量电解质反离子会抵消胶粒电 荷而聚沉
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第五章 胶体和乳状液
20
第二节 高分子化合物溶液
2020/11/11
第五章 胶体和乳状液
4
第一节 溶胶
➢ 当分散粒子的大小和光的波长接近或略小时， 如溶胶粒径在1~100nm之间，光波被分散粒子 散射，因此可从垂直方向观察到散射光带来自➢ （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。
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第五章 胶体和乳状液
28
第三节 表面活性剂和乳状液
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 的油包水型(W/O)乳状液(如图5-11)。
胶体和乳状液
高分子溶液
均匀、单相 单个高分子 稳定（粒子不自动聚集）
不敏感 丁达尔现象弱
大
第四章 胶体和乳状液 第二节 高分子溶液
第二节 高分子溶液
（三）高分子溶液稳定的原因
1.原因
主要是含有大量亲水基团，能形成致密水化膜。
亲水基团： OH
COOH
NH2
2.盐析
加入大量电解质使高分子物质从溶液中聚沉析出的过程。
胶核 许多分散相分子聚集在一起形成的溶胶粒子的核心。 胶粒 胶核与吸附层合在一起就构成了胶粒。 胶团 胶粒与扩散层合在一起就构成了胶团。
第四章 胶体和乳状液 第一节 溶胶
第一节 溶胶
三、溶胶的相对稳定因素和聚沉 (一)溶胶的相对稳定因素
溶胶能够相对较长时间稳定存在的性质。 原因： 1.胶粒带电 同种带相同电胶粒，相互排斥，阻止聚沉； 2.溶剂化膜-水化膜的存在 增加水化膜厚度。
国家卫生和计划生育委员会“十二五”国家级规划教材 全国高等医药教材建设研究会规划教材 全国高职高专学校规划教材
医用化学
第四章 胶体和乳状液
第四章 胶体和乳状液
【学习目标】
1.掌握 溶胶的电学性质；溶胶稳定存在的原因；表 面活性剂结构特征；乳化作用。
2.熟悉 溶胶光学及动力学性质；溶胶聚沉方法；乳 状液和微乳液的形成、类型及其医学意义。
第四章 胶体和乳状液
曹月欣 山东省医学高等专科学校
第一节 溶胶
一、溶胶的基本性质 二、溶胶的结构 三、溶胶的相对稳定因素和聚沉
第四章 胶体和乳状液
曹月欣 山东省医学高等专科学校
第一节 溶胶
一、溶胶的基本性质 二、溶胶的结构 三、溶胶的相对稳定因素和聚沉
第四章 胶体和乳状液
9.胶体化学-乳状液
2）染色法 : 将水溶性染料 ( 如亚甲基兰 、荧 ） 水溶性染料 加入乳状液中， 光红等 ) 加入乳状液中，若整个溶液显 色，说明外相是水，乳状液是O/W型； 说明外相是水，乳状液是 型 若将油溶性染料（如红色的苏丹Ⅲ等）加 若将油溶性染料（如红色的苏丹Ⅲ 油溶性染料 入乳状液中，若整个溶液显色， 入乳状液中，若整个溶液显色，说明外相 是油，乳状液是 是油，乳状液是W/O型，如果只有星星点 型 点液滴带色，则是 点液滴带色，则是O/W型。 型
转型是 O/W W/O
这种转化是通过加入外加物质， 这种转化是通过加入外加物质，使乳化剂的性 质发生转变而实现的。 质发生转变而实现的。 例如，钠肥皂作乳化剂时，形成 型乳化剂， 例如，钠肥皂作乳化剂时，形成O/W型乳化剂，往 作乳化剂时 型乳化剂 此体系中加入CaCl2, 则生成钙肥皂，使乳状 则生成钙肥皂 钙肥皂， 此体系中加入 液转变为W/O型。 型 液转变为
如用亲水性的二氧化硅、 如用亲水性的二氧化硅、氢氧化物的粉末或十 二氧化硅 二烷基羧酸钠等作乳化剂，则形成 型乳状液； 二烷基羧酸钠等作乳化剂，则形成O/W型乳状液； 等作乳化剂 型乳状液
2） 如用憎水性的物质作乳化剂（对表面活性剂，则 ） 如用憎水性的物质作乳化剂（对表面活性剂， 则形成W／ 型乳 状液． 是 HLB值小），则形成 ／O型乳 状液． 值 ），则形成 如石墨、碳墨的固体粉末，或HLB <６的 石墨、碳墨的固体粉末， ６ 表面活性剂等， 表面活性剂等，
乳状液的一相通常为水相， 表示， 乳状液的一相通常为水相，用W表示，另一相是 表示 不溶于水的有机液体，称为油， 表示。 不溶于水的有机液体，称为油，用O表示。 乳状液有 表示 以下两种类型： 以下两种类型： 1）水包油型 ( O/W ) : ） W ---- 分散介质， 分散介质， O ----- 分散相
胶体和乳状液
胶体和乳状液教学要求掌握溶胶的制备和性质掌握溶胶相对稳定性因素、胶团结构、电动电位和聚沉熟悉高分子溶液和凝胶熟悉表面活性剂和胶束了解乳状液和微乳液及其应用胶体化学是研究广义的胶体分散系的物理化学性质的一门科学。
从胶体观点而言整个人体就是一个典型的胶体系统人的皮肤、肌肉、血液和毛发等都是胶体系统。
药物制备、使用和保管过程中应用到大量胶体方面的知识。
第一节胶体高度分散系统分散系: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和晶体不是不同的两类物质而是物质的两种不同的存在状态。
胶体是一种高度分散的系统根据分散相粒子大小分类分散相粒子大小分散系类型分散相粒子性质实例＜nm溶液小分子或离子均相、稳定系统、分散相粒子扩散快NaCl水溶液等～nm胶体分散系溶胶胶粒多相、热力学不稳定系统、有相对稳定性、分散相粒子扩散较慢Fe(OH)溶胶等高分子溶液高分子均相、稳定系统、分散相粒子扩散慢蛋白质溶液等＞nm粗分散系粗分散粒子非均相、不稳定系统、易聚沉或分层泥浆、乳汁等第二节溶胶分散相粒子：一定量原子、离子或分子组成的集合体特点：多相系统高度分散热力学不稳定系统根据分散介质分类：液溶胶、气溶胶和固溶胶一、溶胶的制备用物理破碎的方法使大颗粒物质分散成胶粒的分散法用化学反应使分子或离子聚集成胶粒的凝聚法。
例如：将FeCl溶液缓慢滴加到沸水中反应为FeClHO→Fe(OH)HCl 生成的许多Fe(OH)分子凝聚在一起形成透明的红褐色溶胶二、溶胶的性质（一）溶胶的光学性质在暗室或黑暗背景下用一束强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铎尔现象(Tyndalleffect)左边是溶胶右边不是溶胶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。
（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扩散与沉降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)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)沉降速率等于扩散速率溶胶系统处于沉降平衡（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。
第八章 胶体和乳状液要点
2018年10月5日
21
临床医学专业《基础化学》
作者及主讲：张国林
2.液体表面上的吸附 (1)液体的表面张力
一类表面张力随浓度的
增加而略有上升。
二类表面张力随浓度的
增加缓慢下降。
三类表面张力随浓度的
增加先急剧下降，当浓度 超过一定值后，下降变慢，
水溶液表面张力与浓度的关系
直至不再变化。
2018年10月5日
2018年10月5日
7
临床医学专业《基础化学》
作者及主讲：张国林
第二节 表面自由能与吸附作用
一、比表面和表面自由能 二、吸附现象
2018年10月5日
8
临床医学专业《基础化学》
作者S0)
表面现象与物质的表面积密切相关。一定体 积或一定量物质的分散程度愈大，表面积就愈 大。通常用比表面S0表示多相分散系统的分散 程度。 A A S0 或 So V m 当固体或液体分散的愈细小，比表面愈大，表 面现象愈显著。例如半径为r的球形体，其比表面为
粗分散系
＞100nm
悬浊液 溶胶
胶体分 散 系
1～100nm
大分子 溶液 ＜1nm 真溶液 高分子
分子分 散 系
小分子 或离子
均相、稳定、透明、分 散相扩散快、不沉降
2018年10月5日
6
临床医学专业《基础化学》
作者及主讲：张国林
二、胶体分散系
胶体是分散系的一种，其分散相粒子的直径在 1～100 nm范围内，即一种或几种物质以１～１00 nm的粒径分散于另一种物质中所构成的分散系统 称为胶体分散系 。 溶胶 胶体分散系 大分子溶液 缔合胶体
2018年10月5日
13
临床医学专业《基础化学》
21
临床医学专业《基础化学》
作者及主讲：张国林
2.液体表面上的吸附 (1)液体的表面张力
一类表面张力随浓度的
增加而略有上升。
二类表面张力随浓度的
增加缓慢下降。
三类表面张力随浓度的
增加先急剧下降，当浓度 超过一定值后，下降变慢，
水溶液表面张力与浓度的关系
直至不再变化。
2018年10月5日
2018年10月5日
7
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作者及主讲：张国林
第二节 表面自由能与吸附作用
一、比表面和表面自由能 二、吸附现象
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8
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作者S0)
表面现象与物质的表面积密切相关。一定体 积或一定量物质的分散程度愈大，表面积就愈 大。通常用比表面S0表示多相分散系统的分散 程度。 A A S0 或 So V m 当固体或液体分散的愈细小，比表面愈大，表 面现象愈显著。例如半径为r的球形体，其比表面为
粗分散系
＞100nm
悬浊液 溶胶
胶体分 散 系
1～100nm
大分子 溶液 ＜1nm 真溶液 高分子
分子分 散 系
小分子 或离子
均相、稳定、透明、分 散相扩散快、不沉降
2018年10月5日
6
临床医学专业《基础化学》
作者及主讲：张国林
二、胶体分散系
胶体是分散系的一种，其分散相粒子的直径在 1～100 nm范围内，即一种或几种物质以１～１00 nm的粒径分散于另一种物质中所构成的分散系统 称为胶体分散系 。 溶胶 胶体分散系 大分子溶液 缔合胶体
2018年10月5日
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临床医学专业《基础化学》
2013M-07胶体与界面化学-乳状液和泡沫
高。故O/W型乳状液中的油珠多数是带负电的，而
W/O型乳状液中的水珠则往往带正电。反离子形成
扩散双电层，热力学电势及较厚的双电层使乳状液
稳定。
22
乳状液的制备
转相乳化法
（1）将乳化剂先溶于油中加热，在剧烈搅拌下慢慢加入温
水，加入的水开始以细小的粒子分散在油中，是W/O型乳状
液，再继续加水，随着水的增加，乳状液变稠，最后转相变
理 向分散相，截面积大的一头留在
论 分散介质中。
2011
11
影响乳状液类型的因素
乳化剂分子构型
一价碱金属皂类，形状是：
水
亲水端为大头，作为乳化剂时，
油
容易形成O/W型乳状液。
二价碱金属皂类，极性基团 为：
亲水端为小头，作为乳化剂， 容易形成W/O型乳状液
油 水
例外：一价银肥皂，作为乳化剂形成W/O型乳状液12
27
乳状液的转型与破坏
乳状液的破坏
1.加热破乳
升温加速乳状液液珠的布朗运动使絮凝速率加快， 同时使界面粘度迅速降低，使聚结速率加快，有利于 膜的破裂。
2.高压电破乳
高压电场的破乳较复杂不能只看作扩散双电层
的破坏，在电场下液珠质点可排成一行，呈珍珠项
链式，当电压升到某一值时，聚结过程在瞬间完成。
2011
因为反应物分散成小液滴后，在每个液滴中反 应物数量较少，产生热量也少，并且乳状液对象界 面面积大，散热快，容易控制温度。
高分子化学中常使用乳液聚合反应，以制得较 高质量的反应物。
31
乳状液的应用
沥青乳状液
沥青的黏度很大，不便于在室温下直
接用于铺路面。若用阳离子型乳化剂将其
制成O/W型乳状液，则表观黏度大大降低，
胶体化学乳状液
乳状液
乳状液: 一种或几种液体以液珠形式分散在另 一种与其不互溶(或部分互溶)液体中所形成的 分散系统. 如牛奶, 含水石油, 炼油厂的废水, 乳化农药等. 乳化作用: 油水互不相溶,只有加入乳化剂才 能得到比较稳定的乳状液, 乳化剂的这种作用 称为乳化作用. 常用的乳化剂多为表面活性剂, 某些固体也能起乳化作用.
HLB值=
亲水基质量 亲水基质量+憎水基质量
×100/5
例如：石蜡无亲水基，所以HLB=0 聚乙二醇，全部是亲水基，HLB=20。
其余非离子型表面活性剂的HLB值介于0～20之间。
HLB值愈大, 亲水性愈强. 该值可作为选择表面 活性剂的参考.
• 表面活性物质的HLB值与应用的对应关系
表 面 活 性 物 质 加 水 后 的 性 质 HLB 值
1.乳状液的类型与鉴别
乳状液的类型: •水包油型, 微小油滴分散在水中, 符号O/W. •油包水型, 微小水滴分散在油中, 符号W/O. (1)染色法 用水溶性染料,被染的相为水相. (2)稀释法 如能被水稀释为O/W;能被油稀释 为W/O. (3)导电法 非离子型乳化剂, O/W型导电性远 好于W/O型.
(4)界面膜的稳定作用
乳化过程也可以理解为分散相液滴表面的 成膜过程, 界面膜的厚度, 特别是膜的强度和韧 性, 对乳状液的稳定性起着举足轻重的作用.
(5)固体粉末的稳定作用
油
水
•固体颗粒在油-水界面上的三种润湿情况
以 , 及 表示 油 OW OS
乳状液分层不是真正的破坏，而是分为两个乳状液，在一层中分散相比原来的多，在另一层中则相反。
(右) < 90, 颗粒能被水润湿而更多地进入水中. (右) < 90 , 颗粒能被水润湿而更多地进入水中.
乳状液: 一种或几种液体以液珠形式分散在另 一种与其不互溶(或部分互溶)液体中所形成的 分散系统. 如牛奶, 含水石油, 炼油厂的废水, 乳化农药等. 乳化作用: 油水互不相溶,只有加入乳化剂才 能得到比较稳定的乳状液, 乳化剂的这种作用 称为乳化作用. 常用的乳化剂多为表面活性剂, 某些固体也能起乳化作用.
HLB值=
亲水基质量 亲水基质量+憎水基质量
×100/5
例如：石蜡无亲水基，所以HLB=0 聚乙二醇，全部是亲水基，HLB=20。
其余非离子型表面活性剂的HLB值介于0～20之间。
HLB值愈大, 亲水性愈强. 该值可作为选择表面 活性剂的参考.
• 表面活性物质的HLB值与应用的对应关系
表 面 活 性 物 质 加 水 后 的 性 质 HLB 值
1.乳状液的类型与鉴别
乳状液的类型: •水包油型, 微小油滴分散在水中, 符号O/W. •油包水型, 微小水滴分散在油中, 符号W/O. (1)染色法 用水溶性染料,被染的相为水相. (2)稀释法 如能被水稀释为O/W;能被油稀释 为W/O. (3)导电法 非离子型乳化剂, O/W型导电性远 好于W/O型.
(4)界面膜的稳定作用
乳化过程也可以理解为分散相液滴表面的 成膜过程, 界面膜的厚度, 特别是膜的强度和韧 性, 对乳状液的稳定性起着举足轻重的作用.
(5)固体粉末的稳定作用
油
水
•固体颗粒在油-水界面上的三种润湿情况
以 , 及 表示 油 OW OS
乳状液分层不是真正的破坏，而是分为两个乳状液，在一层中分散相比原来的多，在另一层中则相反。
(右) < 90, 颗粒能被水润湿而更多地进入水中. (右) < 90 , 颗粒能被水润湿而更多地进入水中.
《胶体和乳状液》课件
胶体颗粒聚集或沉降，导致混合物分离。
胶体制备和应用
1
制备
胶体可以通过溶胶-凝胶法、电沉积法等方法制备。
2
应用
胶体在涂料、化妆品和医药等领域中有广泛应用。
3
图像OCR
胶体有助于改善图像识别和文字识别的准确性。
乳状液的基本定义和特点
1 乳状液
乳状液是由液滴分散在液体介质中形成的混合物。
2 特点
乳状液具有微乳化、稳定和流动性。
1 电荷
胶体颗粒在溶液中带有电荷，影响胶体的稳定性。
2 电动势
胶体颗粒在电场中受到作用，产生移动现象。
乳状液与胶体的区别
乳状液 胶体
由液滴分散在液体中。 由固体颗粒分散在液体中。
乳状液的分类和性质
乳状液分类
1. 水包油型 2. 油包水型 3. 多重乳型
乳状液性质
• 乳化稳定性 • 体积分数 • 粒径分布
乳状液制备和应用
1
应用
2
乳状液在食品、化妆品和制药等领域中
有广泛应用。
3
制备
乳状液可以通过乳化剂和物理搅拌等方 法制备。
《胶体和乳状液》PPT课 件
探索胶体和乳状液的世界。了解它们的基本定义、特点和分类。探讨它们在 化学和生物领域中的应用。一起来揭开胶体化学的奥秘吧！
什么是胶体和乳状液
胶体
胶体是由细小颗粒分散在介质中形成的一种混合物。
乳状液
乳状液是由液滴分散在液体介质中形成的混合物。
胶体的基本定义和特点
1 粒子大小
• 黏度 • 光学性质 • 电导率
胶体中的溶剂和溶质
溶剂 溶质
为溶质提供分散介质。 在溶剂中分散的物质。
胶体的表观性质和真实性质
胶体制备和应用
1
制备
胶体可以通过溶胶-凝胶法、电沉积法等方法制备。
2
应用
胶体在涂料、化妆品和医药等领域中有广泛应用。
3
图像OCR
胶体有助于改善图像识别和文字识别的准确性。
乳状液的基本定义和特点
1 乳状液
乳状液是由液滴分散在液体介质中形成的混合物。
2 特点
乳状液具有微乳化、稳定和流动性。
1 电荷
胶体颗粒在溶液中带有电荷，影响胶体的稳定性。
2 电动势
胶体颗粒在电场中受到作用，产生移动现象。
乳状液与胶体的区别
乳状液 胶体
由液滴分散在液体中。 由固体颗粒分散在液体中。
乳状液的分类和性质
乳状液分类
1. 水包油型 2. 油包水型 3. 多重乳型
乳状液性质
• 乳化稳定性 • 体积分数 • 粒径分布
乳状液制备和应用
1
应用
2
乳状液在食品、化妆品和制药等领域中
有广泛应用。
3
制备
乳状液可以通过乳化剂和物理搅拌等方 法制备。
《胶体和乳状液》PPT课 件
探索胶体和乳状液的世界。了解它们的基本定义、特点和分类。探讨它们在 化学和生物领域中的应用。一起来揭开胶体化学的奥秘吧！
什么是胶体和乳状液
胶体
胶体是由细小颗粒分散在介质中形成的一种混合物。
乳状液
乳状液是由液滴分散在液体介质中形成的混合物。
胶体的基本定义和特点
1 粒子大小
• 黏度 • 光学性质 • 电导率
胶体中的溶剂和溶质
溶剂 溶质
为溶质提供分散介质。 在溶剂中分散的物质。
胶体的表观性质和真实性质
胶体化学理论乳状液的制备、性质和应用
乳液聚合
乳液聚合是在用水或其它液体作介质的乳液中，按胶束机理或低聚物机理生成 彼此孤立的乳胶粒，在其中进行自由基加成聚合或离子加成聚合来生产高聚物的 一种聚合方法。
在充分混合的间歇反应其中进行的乳液聚合，根据反应机理可将时间与转化率 关系分为四个阶段：分散阶段、阶段Ⅰ（乳胶粒生成）、阶段Ⅱ（乳胶粒生长）、 阶段Ⅲ （聚合完成）。
用电子显微镜法，光散射法，浊度法测定分散液滴的大小和分布随时间的变 化，可判断乳状液的稳定性。再就是考察开始出现破乳时间或析出一定量透明相 所需的时间，来判断乳状液的稳定性。观察时可用加速老化的方法缩短试验时间， 如改变温度等等。 1.温度耐受性试验 通过系统热负荷的变化，了解乳状液中絮凝、聚结变化的 趋势，以判断乳状液的稳定性。如高温、低温。
一般化学性质：
热稳定性——LC和HLC是热敏性物质。在热负荷下，它们的气 味和口味都会明显变坏，同时色泽也加深，变为不透明的褐色。
7.3.2 乳化剂与食品成分的特殊用
1、碳水化合物与乳化剂的相互作用 ⑴碳水化合物 碳水化合物是有机碳化物，由C、H、O组成，可以分成糖类。
食品中存在的碳水化合物/糖化物
⑴经生理和毒理学检验及评价证明对人体无毒，无害，安全可靠 ；
⑵在食品加工中获得一定的工艺学效果。
这些评价要得到立法部门的同意和认可，并成为相应的食品添加 剂法规或食品条例。
7.3.1 食品乳化剂
1、卵磷脂（LC）和羟基化卵磷脂(HLC) LC是良好的食品乳化剂，其有效成分是甘油磷脂。HLC是由H2O2和LC在弱 酸得存在下制得，其中甘油磷脂的脂肪酸基被羟基化到一定程度。其在水中具有 高度的分散性。LC大量存在于油料种子（大豆、棉籽、花生、向日葵等）和蛋 黄中。目前使用的卵磷脂是由大豆制得的，其中含量约为0.3~0.4%。 工业生产大豆磷脂时，是在毛油中添加2~3%的水，加热（60~80℃）搅拌，使 磷脂水合，变成胶状“磷脂浆”沉淀。在离心分离，干燥制得。
基础化学课件：第五章 胶体
6
分散相粒子 分散系统 分散相粒子
大小
类型
的组成
一般性质
实例
<1nm >100nm
真溶液
低分子或离 子
粗分散系
(乳状液、 悬浮液）
粗粒子
均相；热力学稳定系 统；分散相粒子扩散 快；能透过滤纸和半 透膜；形成真溶液。
NaCl、NaOH、 C6H12O6等的水 溶液。
非均相；热力学不稳 定系统；分散相粒子 扩散慢；不能透过滤 纸和半透膜。
2021年6月24日星期四
第五章 胶体
8
胶体分散系(colloid system)：
1. 非均相的溶胶(sol ) ； 2. 均相的高分子溶液( macromolecular solution ) ； 3. 缔合胶体 ( associated colloid ) 。
胶体的分散相的粒子的大小为1~100 nm，可以是 一些小分子、离子或原子的聚集体，也可以是单个的 大分子。分散介质可以是液体、气体，或是固体。
红宝石玻璃
10
胶体是一种高度分散的系统：扩散速度小，不能 透过如羊皮纸一类的半透膜，溶剂蒸发后不结晶，而是 形成无定形胶状物的物质。
任何晶体物质在一定介质中用适当方法也能形成胶 体，扩大了人们对胶体范围的认识。因此，胶体是物质 的一种分散状态的概念，“胶体”的涵义就是高度分散 的意思。
2021年6月24日星期四
2021年6月24日星期四
第五章 胶体
36
（三）溶胶的电学性质
2021年6月24日星期四
第五章 胶体
37
电泳（electrophoresis）：在外电场作用下，带电胶 粒在介质中定向移动的现象称电泳。
大多数金属硫化物、硅酸、金、银等溶胶向正极迁 移，胶粒带负电，称为负溶胶。
第十一章 乳状液和胶体
聚沉能力
电解质对溶胶起聚沉作用的是 与胶粒带相反电荷的离子 与胶粒带相反电荷的离子的氧化数越高，
聚沉能力越强。
M :M :M =1:80:500
+
2+
3+
例: 将0.05mol﹒L-1的KBr溶液50mL和 0.01mol﹒L-1的AgNO3溶液30mL混合制备 AgBr溶胶，写出胶团结构式，并比较AlCl3、 MgSO4、K3[Fe(CN)6]对此溶胶的聚沉能力。
（二）溶胶的动力学性质
Brown 运动 溶胶的分散相粒子在分散介质中不停 地做不规则的折线运动，这种运动称为 Brown运动。
胶粒的 Brown 运 动是由于胶粒受到处 于不停运动的分散介 质分子撞击， 其合力 不为零而引起的。 Brown 运动是溶胶能够稳定存在的原因之一
（三）溶胶的电学性质
1．电泳和电渗 1）在电场作用下， 胶粒质点在分散介质中 的定向移动称为电泳 。
四、PM2.5简介
PM是particulate matter（微粒物）的缩写，PM2.5是指大 气中直径小于或等于2.5μm的颗粒物，也称为可入肺颗粒物。世 界卫生组织认为PM2.5小于10是安全值，值越高，代表空气污染
越严重。
PM2.5主要来源，是日常发电、工业生产、汽车尾气排放、 焚烧秸秆等过程中经过燃烧而排放的残留物，大多含有重金属
2）电渗：在外电场作用下，液体介质 通过多孔膜向其所带电荷相反的电极方 向定向移动的现象。
电渗方法有许多实 际应用，如溶胶净化、 海水淡化等。
2．胶粒带电的原因
（ 1 ）胶粒表面分子的解离：胶粒与溶液中 的分散介质接触时，表面分子发生解离，有一 种离子进入溶液，而使胶粒带电。例如，硅酸 溶胶的胶粒是由很多 xSiO2· yH2O 分子组成的 表面上的 H2SiO3 分子在水分子作用下发生解 离： 2_ H2SiO3 SiO3 +2H+
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[(AgI)m·nI-·(n-x)K+]x-·x K+
2021-03-01
第五章 胶体和乳状液
12
返回
第一节 溶胶
除胶核表面的选择性吸附外，胶核表面分子的 解离也可造成胶粒带电。例如
硅酸(SiO2·H2O, 即H2SiO3)溶胶的表面 解离为SiO32－和H+
H2SiO3 HSiO3－
HSiO3－＋H+ SiO32－ ＋H+
2021-03-01
第五章 胶体和乳状液
10
例题：利用AgNO3溶液和KI溶液制备AgI溶 胶的反应为
AgNO3 + KI → AgI + KNO3
若将24.0 ml 0.0200 mol·L-1的KI溶液和200 ml 0.0500 mol·L-1AgNO3溶液混合，制备AgI溶 胶，写出该溶胶的胶团结构式，并判断其在 电场中的电泳方向。
2021-03-01
第五章 胶体和乳状液
4
第一节 溶胶
当分散粒子的大小和光的波长接近或略小时， 如溶胶粒径在1~100nm之间，光波被分散粒子 散射，因此可从垂直方向观察到散射光带
（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。
• 一方面溶胶中的胶粒有自发聚结的趋势。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)；
• 另一方面当溶胶中的胶粒存在分散密度差别 时，胶粒将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)。
2021-03-01
第五章 胶体和乳状液
2021-03-01
第五章 胶体和乳状液
13
回溶胶结构 2021-03-回01 溶胶稳定性
第五章 胶体和乳状液
回溶胶的聚沉
14
第一节 溶胶
四、溶胶的相对稳定因素及聚沉 （一）溶胶的相对稳定因素 1. 胶粒带电 2. 溶胶表面的水合膜 3. Brownian运动
（二）高分子化合物溶液对溶胶的保护作用 在溶胶中加入适量高分子化合物溶液，可以显著地增 加溶胶的相对稳定性，这种现象称为高分子化合物溶 液对溶胶的保护作用(protective action)。
7
第一节 溶胶
（三）溶胶的电学性质-电泳和电渗 1. 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)。
图5-4 电泳
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。
答案：[(AgI)m·nAg+·(n-x)NO3-]x+·x NO3－
总
结
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第五章 胶体和乳状液
返回
11
胶核优先吸附与其组成类似的离子而在
胶核表面形成双电层结构。改变两种反应物 的用量，可使制备的溶胶带有不同符号的电 荷。
当KI过量时，AgI胶核吸附过量的I- 离子 而带负电荷；反之，当AgNO3过量时，AgI胶 核则吸附过量的Ag+离子而带正电荷。
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第五章 胶体和乳状液
8
第一节 溶胶
2.若在外电场作用下，分散介质的定向移动现象 称为电渗(electroosmosis)。
若将溶胶吸附于高分子多孔 膜中限制其跟随介质流动， 在外加电场作用下，由于胶 粒被固定，自由流动的介质 却能在电场中向与介质表观 电荷相反的电极方向移动
图5-5 电渗
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第五章 胶体和乳状液
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第一节 溶胶
三、胶团结构
[Fe(OH)3]m nFeO+ (n-x)Cl- x+ xCl-
胶核
吸附层
扩散层
胶粒
胶团
溶胶的胶核（原子、分子的聚集 体）有选择性地吸附与其组成类 似的某种离子（称为吸附离子） 作为稳定剂，使其表面带有一定 的电荷。
图5-7 Fe(OH)3胶团
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第五章 胶体和乳状液
5
第一节 溶胶
1. 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（如图5-2）。
图5-2 布朗运动
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第五章 胶是高度分散的多相亚稳定系统。
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第五章 胶体和乳状液
3
第一节 溶胶
二、溶胶的性质 （一）溶胶的光散射 在暗室或黑暗背景下，用一束 强光照射在溶胶上，从光束的 垂直方向观察，可以清晰地看 到一条光带（如图5-1），这是 胶体分散系特有的光学性质， 称为丁铎尔现象(Tyndall effect)。图5-1 丁铎尔现象
小分子或离子
均相、稳定系统；分散相粒子扩散 快
NaCl水溶液、乙醇水溶液等
溶胶
胶粒（分子、离子、原子聚 集体）
非均相、亚稳定系统；分散相粒子 扩散较慢
Fe(OH)3 、 As2S3 溶 胶 及 Au 、 S 等 单 质溶胶等
10-9 m ~10-7 m
胶体分 散系
高分子溶 液
高分子
均相、稳定系统；分散相粒子扩散 慢
蛋白质、核酸水溶液，橡胶的苯溶 液等
微乳液
>10-7 m
粗分散系（悬浊液、乳 浊液）
微乳滴 粗分散粒子
非均相、亚稳定系统；分散相粒子 扩散较慢
人造血浆、药物微乳制剂等
非均相、不稳定系统；易聚沉或分 层
泥浆、乳汁等
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第五章 胶体和乳状液
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第一节 溶胶
一、溶胶的制备 1.一类是用物理破碎的方法使大颗粒物质分散成胶粒的 分散法 2.另一类是用化学反应使分子或离子聚集成胶粒的凝聚 法。例如： 将FeCl3溶液缓慢滴加到沸水中，反应为 FeCl3 + 3H2O → Fe(OH)3 + 3HCl 生成的许多Fe(OH)3分子凝聚在一起， 形成透明的红褐色溶胶
第五章 胶体和乳状液
内容提要 • 溶胶的制备和性质 • 溶胶的相对稳定性因素、胶团结构、电动电位
和聚沉 • 高分子化合物溶液和凝胶 • 表面活性剂和胶束 • 乳状液、微乳液及其应用
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第五章 胶体和乳状液
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分散系统的分类
分散相粒子 大小
分散系类型
分散相粒子
性质
举例
<10-9 m
溶液
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第五章 胶体和乳状液
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第一节 溶胶
（三）溶胶的聚沉 胶粒在一定条件下聚集成较大的颗粒而导致沉 淀的现象称为聚沉(coagulation)。 不同的电解质，对溶胶的聚沉能力不同 叔尔采-哈迪(Schulze Hardy)经验规则表明，电 荷相同的反离子，聚沉能力几乎相等；而反离 子的电荷越高，聚沉能力也急剧增强。