第十章 胶体分散系统
《hx胶体分散系统》课件
2 结果可控性
通过调整组分和工艺参数，可以精确控制HX胶体分散系统的分散度，实现一致的产品质 量。
3 适用性广
HX胶体分散系统可以应用于多个领域，包括化工、制药、食品等。
五、总结
HX胶体分散系统的未来展望
随着科技的发展，HX胶体分散系统将在更多行 业中得到应用，并不断推动创新。
HX胶体分散系统的发展前景
《hx胶体分散系统》PPT 课件
欢迎来到《hx胶体分散系统》PPT课件！在本课件中，我们将深入探讨胶体 分散系统的各个方面，并详细介绍HX胶体分散系统的组成、应用和优势。
一、简介
胶体分散系统概述
胶体分散系统是由微小颗粒或滴液悬浮在连续介质中形成的复合材料，具有 独特的物理和化学特性。
HX胶体分散系统介绍
HX胶体分散系统是一种基于高剪切搅拌器、盐类添加剂和高分子乳化材料的 先进技术，用于各种应用领域。
二、HX胶体分散系统的组成
高剪切搅拌器
通过高速搅拌和剪切作用，将物质分散成微小颗粒或滴液。
盐类添加剂
通过调节溶液中离子浓度，控制胶体分散系统的稳定性和性能。
高分子乳化材料
作为表面活性剂，帮助维持颗粒或液滴的稳定性并提高分散体系的效果。
三、HX胶体分散系统的应用
污水处理
通过HX胶体分散系统，可以 有效去除污水中的悬浮物和 颗粒，提高处理效果。
油田增油
HX胶体分散系统可将驱油剂 均匀分散在油田中，提高采 油效果。
ห้องสมุดไป่ตู้
医药领域
在药物制剂中，HX胶体分散 系统可用于调控药物的释放 速度和生物利用度。
四、HX胶体分散系统的优势
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
10.胶体分散系统及粗分散系统
ρB、ρ0分别为分散相( 粒子) 及分散介质的体积质量；
22
M B为粒子的摩尔质量；g为重力加速度。
n2 M B g ⎛ ρB ⎞ ⎜1 − ⎟(h2 − h1 ) ln = n1 RT ⎜ ρ0 ⎟ ⎝ ⎠
（1）粒子的摩尔质量愈大，平衡体积粒子数随高度 的降低愈大； （2）对于粒子不太小的分散系统，通常沉降较快， 可以较快地达到平衡。而高度分散的系统中，粒子则 沉降缓慢，需较长时间才能达成平衡。
K
I
+
－
K+
K+
I－
I－
K+
I－
K+
K
+
K+
(2)胶粒一般先吸附水化 能力较弱的阴离子。
I－
(1)优先吸附与溶胶粒子 中某一组成相同的离 子；
胶团结构
(AgI)m
I－
K
+
I－ I －
K+
K+
I－
K+
K
I
－
+
I－
I－
32
电动现象
由于胶粒是带电的，在电场作用下，或在外加压力、自身重 力下流动、沉降时产生电动现象。
+ + + + + + ++ +
1963年博克里斯、德瓦纳塞恩和缪勒在斯特恩模型 的基础上作了更细致的改进。 IHP
– 固体表面 + (带负电荷) OHP 滑动面 水化阳离子 + – + 特性吸附阴离子
内亥姆霍茨层(IHP) 外亥姆霍茨层(OHP)
++ + + + + ++ +
第十章胶体
10.2溶胶的动力和光学性质
丁铎尔现象示意图
10.2溶胶的动力和光学性质
自然界中的丁铎尔现象
10.2溶胶的动力和光学性质
10.2溶胶的动力和光学性质
（1）当光束通过粗分散系统，由于粒子大于入 射光的波长，主要发生反射，系统呈现混浊。
（2）当光束通过憎液溶胶时，由于胶粒直径 远小于可见光的波长，主要发生散射，可以看见 乳白色的光柱。
10.1胶体分散系统概述
10.1.3胶团的结构 用氯化铁水解制取的氢氧化铁胶团结构
紧密层
扩散层
x
Fe(OH)3 m nFeO+ (n x)Cl- xCl-
胶核
胶粒
胶团
FeO+为稳定剂。 关于胶核有不同说法，南大教材观点如上图，天 大教材等认为FeO+也属于胶核。
10.1胶体分散系统概述
用吐酒石和硫化氢制取的硫化锑胶团结构
Sb2S3
m
ห้องสมุดไป่ตู้
nHS-
(n
x)H
x
xH+
硝酸银与碘化钾反应，碘化钾过量时形成的碘化
银胶团结构
AgI
m
nI-
(n
x)K
x
xK
+
硝酸银与碘化钾反应，硝酸银过量时形成的碘化
银胶团结构
AgI m
nAg+
(n
x)
NO3-
x
xNO3-
离子之间有无圆点，各教材不统一，有圆点清楚一些。
10.1胶体分散系统概述
过量的物质通常称为稳定剂。 从表面能的角度看，胶粒表面能很高，有互相结 合减少表面积的趋势，所以溶胶是热力学不稳定系统。 从电学的角度看，胶粒带同种电荷，互相排斥，有一 定稳定性。
胶体分散体系
五、微粒的电学性质
（一）电泳从子吸电附荷层为表零面处至的反电离位 ❖ 在电场的作差叫用动下电微位粒，发即生ζ电定向移动——电泳
（electr位o。n ζp电h位o与re微s粒is的). ❖ 微粒在电物场理作稳用定下性移关系动密的切速。度与其粒径大小成
反比，其他条件ζ=相σε同/r时，微粒越小，移动越快。
第一节 概述
❖分散体系(disperse system)是一种或几种物
质高度分散在某种介质中所形成的体系。被分散
的物质称为分散相(disperse phase)，而连续 的介质称为分散介质(粗d分is散pe体r系s的e 微m粒e给d药iu系m统)包。括混悬
❖ 分 散 体 系 按 分 散 相 粒剂子、的乳直剂径、大微囊小、可微分球为等小。它分们子的粒 真 溶 液 ( 直 径 <10-9m) 、径在胶5体00n分m散～1体00系m(范直围径内。在 10-7 ～ 10-9m 范 围 ) 和 粗 分 散 体 系 ( 直 径 >10-
（二）微粒在的相双同电的层条结件下构，微 ❖在微粒分粒散越体小系， 的ζ电溶位液越高中。，微粒表面的离子与
靠近表面的反离子构成了微粒的吸附层；同时
由于扩散作用，反离子在微粒周围呈现距微粒
表面越远则浓度越稀的梯度分布形成微粒的扩 散层，吸附层与扩散层所带电荷相反。微粒的 吸附层与相邻的扩散层共同构成微粒的双电层 结构。
7m)。
❖ 将微粒直径在胶10体-分9～散1体0系-4的m微范粒围给药的系分统散包相统称为
微粒，由微粒括构纳成米的微分乳、散脂体质系体则、统纳米称粒为、微粒分散
体系。
纳米囊、纳米胶束等。它们的粒
径全都小于1000nm。
物理化学课件---第十章胶体分散系统资料
例如：云，牛奶，珍珠
2020/11/3
10.1 胶体分散系统概述
分类系统通常有三种分类方法：
1. 按分散相粒子的大小分：
•分子分散系统 •胶体分散系统 •粗分散系统
•液溶胶 2. 按分散相和介质的聚集状态分： •固溶胶
3. 按胶体溶液的稳定性分：
•气溶胶 •憎液溶胶 •亲液溶胶
•缔合溶胶
2020/11/3
粒子粉碎，将固体磨细。 （1） 胶体磨
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。
胶体磨的形式很多，其分散能力因构造和 转速的不同而不同。
2020/11/3
10.1.2 憎液溶胶的制备
盘式胶体磨
2020/11/3
10.1.2 憎液溶胶的制备
2020/11/3
（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 如有色玻璃，不完全互溶的合金 B.固-液溶胶 如珍珠，某些宝石 C.固-气溶胶 如泡沫塑料，沸石分子筛
2020/11/3
（2）按分散相和介质聚集状态分类
（2） 喷射磨 在装有两个高压喷嘴的粉碎室中，一个喷
高压空气，一个喷物料，两束超音速物流以一 定角度相交，形成涡流，将粒子粉碎。 （3） 电弧法
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。
2020/11/3
10.1.2 憎液溶胶的制备
（3）电弧法
2020/11/3
10.1.2 憎液溶胶的制备
2020/11/3
（3）按胶体溶液的稳定性分类
胶体分散系统与粗分散系统
{U}
Born排斥 Umax
UR ∝exp{-x} —德拜参量
0 C
势垒
U F {x}
1 xn
UA∝
图 9胶粒间斥力势能、吸力 势能及总势能曲线
4．电解质及高聚物分子对溶胶聚沉的影响
(1)电解质对溶胶聚沉的影响
少量电解质的存在对溶胶起稳定作用；过量电解质的存在 对溶胶起破坏作用(聚沉)。
丁达尔现象的实质是溶胶对光的散射作用(散射是指除入射 光方向外，四面八方都能看到发光的现象)，它是溶胶的重要性 质之一，如图1所示。
光源 透镜 溶胶 丁达尔效应
图1
丁达尔现象
散射光的强度可用瑞利(Rayleigh)公式表示：
2 9v 2n n2 n 2 2 0 I 42 1 cos I 0 2 2 20l n2 2n 0
1 2 Π B RT B2 B B3 B MB
(3)膜平衡与唐南效应 以大分子电解质Na2P(蛋白质钠盐)为例，说明膜平衡与唐 南（Donnan）效应。
今将Na2P的水溶液及NaCl的水溶液分别置于膜的两侧（见图 10）。图中的b′及b分别为开始时，左右两侧Na+离子的浓度。bx为 Ｎa＋或Ｃl－从半透膜右侧渗透到左侧的质量摩尔浓度。
+ + + + + +++
压力
V
毛细管
气体
V
Hale Waihona Puke + + + + + +++
图7流动电势
图8 沉降电势
3．溶胶的稳定性 (1)溶胶的动力稳定性
胶体分散系统
胶体
水
水
+
半透膜
–
五、胶体的应用
土壤 保肥
农业
有色 玻璃
工业
药物 载体
医药
胶体
化学
纳米 技术
生活 地理
制豆腐 原理
三角洲 形成
五、胶体的应用
医药卫生——人工肾脏
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。
当病人得肾功能衰竭以后，医生要定 时给病人进行血液透析，即通过人工 肾脏的渗透膜，将血液中的有害物质 除去。
三、胶体的制备
1、分散法
基本属于物理法，是用适当的手段将大块物质或粗分散 的物质，在有稳定剂存在的情况下，分散成胶体。
研磨法（胶体磨） 超声粉碎 气流粉碎 胶溶法
三、胶体的制备
1、分散法 2、凝聚法
（1） 物理凝聚法 利用适当的物理过程将小分 子聚集起来，如利用蒸气骤冷 使某些物质凝聚成胶体粒子
0 0ekx
d
x
生活现象
霓虹灯奇妙景象
阳光铺洒地面
电影院放电影时
生活中的胶体
一、胶体
1、定义
是指分散质的粒径为1-100nm（10-9-10-7m )之间，且分散 在分散剂中的系统。 分散质：被分散的物质 （分散成微粒的物质） 分散剂：起到分散作用的物质 （微粒分散在其中的物质）
实例：牛奶胶体
如钠的苯溶胶制备
点击此处演示
苯
接真空泵
液态 空气
钠
苯 接受管
三、胶体的制备
1、分散法
2、凝聚法
（1） 物理凝聚法
实例：豆腐制作
黄豆 碾碎 蛋白质胶体
物理化学第十章,胶体化学
30
Stern面
0
热力学电势 —
由固体表面至溶液本体间的电势差 0；
斯特恩电势 — 由紧密层与扩散层之间的分界处至溶液
本体间的电势差 ；
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存在的原因
2019/11/13
27
1.溶胶带电的原因：
a）固体的溶胶粒子，可从溶液中选择性地吸附某种离 子而带电。 其规则是：离子晶体表面从溶液中优先吸附能与它晶 格上离子生成难溶或电离度很小化合物的离子。
例： AgI溶胶： 溶液中I－过量时，可吸附I－而带负电， 溶液中Ag+过量时，可吸附Ag+而带正电。
（1）电泳 在外电场的作用下，胶体粒子在分散介质中定向移动 的现象，称为电泳。
界面法测电泳装置示意图
＋
+
－
–
NaCl溶液
Fe(OH)3溶胶
首先，在U形管中加入NaCl 溶液，然后，从下方支管缓慢 压入棕红色 Fe(OH)3溶胶， 以使其与 NaCl溶液间有清晰 的界面存在。通入直流电后， 可观察到，电泳管中阳极一端 界面下降，阴极一端界面上升。
位差为 。也只有在固液两相发生相 对移动时，才呈现 电势。
距离
2019/11/13
32
２）电解质溶液浓度对 的影响
当溶液中电解质浓度增加时，介质中反离子的浓度加大 ，将压缩扩散层使其变薄，把更多的反离子挤进滑动面以内 ，使 电势在数值上变小，如下图。
0
滑动面
10胶体分散系统共148页文档
10.1.2 憎液溶胶的制备
盘式胶体磨
10.1.2 憎液溶胶的制备
转速约每分钟1万∼2万转。
A为空心转轴，与C盘相连， 向一个方向旋转，B盘向另一 方向旋转。
分散相、分散介质和稳定 剂从空心轴A处加入，从C盘与 B盘的狭缝中飞出，用两盘之间 的应切力将固体粉碎。
这种方法可制备1000 nm左右的粒子。
B. 气-固溶胶 如青烟，含细尘的空气
没有气-气溶胶，因为不同的气体混合后 是单相均一系统，不属于胶体范围。
3. 按胶体分散系统的性质分类
（1）憎液溶胶
由 AgI(s) ，Au(s) 和 Fe(OH)3(s) 等难溶物质分散 在液体介质(通常是水)中形成的溶胶。
半径为1 ~100 nm的难溶物固体粒子保持了原有 的性质，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。
物理化学核心教程电子教案
第10章 胶体分散系统
显微镜物镜
胶体
配有心形聚光器的显微镜
第10章 胶体分散系统
10.1 胶体分散系统概述 10.2 溶胶的动力和光学性质 10.3 溶胶的电学性质 10.4 溶胶的稳定性和聚沉作用 10.5 大分子概说 10.6 Donnan平衡 10.7 凝胶 10.8 纳米技术与应用简介
10.1.2 憎液溶胶的制备
制备溶胶必须使分散相粒子的大小落在胶体分 散系统的范围之内，并加入适当的稳定剂。制备方 法大致可分为两类：
1. 分散法 用机械设备、电能或热能等将粗分散的难溶物
质分散成微小颗粒。 2. 凝聚法 用化学或物理方法，将分子或离子凝聚成一 定粒度的胶粒。
10.1.2 憎液溶胶的制备
10.1 胶体分散系统概述
1. 分散系统的分类 2. 憎液溶胶的制备 3. 胶团的结构 4. 溶胶的净化
- 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)。
第十章胶体分散系统
一．基本要求
1.了解胶体分散系统的三个基本特性。
2.了解憎液溶胶在动力性质、光学性质和电学性质等方面的特点以及如何
应用这些特点对它进行粒度、带电情况等方面进行研究。
3.掌握憎液溶胶在稳定性方面的特点，会判断外加电解质对憎液溶胶稳定
性的影响和电解质聚沉能力的大小。
4.了解大分子溶液与憎液溶胶系统的异同点，了解胶体分散系统平均摩尔
质量的测定方法。
5.了解纳米技术的基本内容和广泛的应用前景。
二．把握讲课要点的建议
胶体分散系统以其特有的分散程度、多相不均匀性和热力学不稳定性，使得与一般的分子分散系统或粗分散系统在性质上有很大的不同，主要表现在：动力性质、光学性质和电学性质等方面。
不要把憎液溶胶的三个特性与它在动力、光学和电学方面的性质混为一谈。
了解憎液溶胶的动力性质、光学性质和电学性质，目的是区别于分子分散系统或粗分散系统，利用这些性质可以对胶粒的大小、形状和带电情况进行研究。
大分子溶液与憎液溶胶在组成上完全是两回事，仅仅是因为它们的大小相仿，在粒度效应方面有一点共同之处，才放在一起研究，其实在光学性质、电学性质和受外来电解质影响方面有很大的区别。
大分子是由小分子聚合而成的，由于聚合的程度不同，因而分子的大小也不同，所以大分子物质的摩尔质量只能是平均摩尔质量，而且，测定的方法不同，摩尔质量的值也不同。
纳米技术目前是许多学科的研究热点，纳米材料的制备较多的是采用溶胶-凝胶法，学好胶体分散系统的性质，对纳米材料的研究有很大的帮助。
三．思考题参考答案
1. 憎液溶胶有哪些特征？
答：(1) 特有的分散程度。
胶粒的大小一般在1－100 nm之间，所以有动力稳定性强、散射作用明显、不能通过半透膜、渗透压低等特点。
(2) 多相不均匀性。
胶团结构复杂，是一个具有相界面的超微不均匀质点。
(3) 热力学不稳定性。
由于胶粒小、表面积大、表面能高，有自动聚结降低表面能的趋势。
所以要有稳定剂存在，由于带电的溶剂化层存在，可保护胶粒不聚沉。
2. 有稳定剂存在时胶粒优先吸附哪种离子？
答：稳定剂一般是略过量的某一反应物。
胶核首先吸附与胶核中相同的那个离子。
例如，制备AgI 溶胶时，若KI 略过量，胶核优先吸附I- 离子，利用同离子效应保护胶核不被溶解。
若稳定剂是另外的电解质，胶核优先吸附的是使自己不被溶解的离子，或转变成溶解度更小的沉淀的离子。
一般优先吸附水化作用较弱的阴离子，所以自然界的天然胶粒如泥沙、豆浆、橡胶等都带负电。
3. 当一束会聚光通过溶胶时，站在与入射光线垂直方向的同学，看到光柱的颜色是淡蓝色；而站在入射光180o方向的同学看到的是橙红色，这是为什么？答：站在与入射光线垂直方向（即侧面）的同学，看到的是胶粒的散射光。
根据瑞利公式，入射光波长越短，散射光越强。
所以，蓝色、紫色光容易散射，散射光呈淡蓝色。
而对着入射光看的同学，看到的是透射光。
在白光中，波长较短的蓝色、紫色光已被散射，剩下的透射光主要是波长较长的光，所以看到的透射光是橙红色的。
4. 为什么有的烟囱冒出的是黑烟，有的却是青烟？
答：有的烟灰粒子很大，属粗分散系统，主要发生光反射和吸收，所以看到的是黑色。
这种粒子很快会沉降。
而有的灰粒极小，小于可见光波长，主要发生光
散射。
而短波长的蓝光、紫光的散射光强，所以看到的是青烟。
实际上，看到的不是灰粒的本身，而是它的散射光。
5. 为什么晴天的天空呈蓝色？为什么日出、日落时云彩特别红？
答：太阳光由七色光组成。
空气中有灰层微粒和小水滴，当阳光照射地球时，波长较短的蓝光、紫光被微粒散射后的散射光较强，所以，看到的天空呈蓝色，实际上看到的是这种散射光。
而在日出、日落时，太阳接近地平线，阳光要穿过厚厚的大气层我们才能看到。
阳光中短波长的青色、蓝色、紫色光被大气层中的微粒散射掉了，我们看到的是散射较弱的红色、橙色的透射光，所以特别绚丽多彩。
6. 为什么危险信号灯用红色？为什么车辆在雾天行驶时雾灯规定用黄色？
答：因为红色光波长很长，不容易散射，传得远，可以让人在很远时就能看到危险信号。
雾天，如果用白色雾灯，其中一部分短波长的光被雾滴散射，光线就会变弱。
而黄色光波长较长，不容易散射。
所以雾天在高速公路上，必须把后雾灯打开，黄色的雾灯很远就能看见，可以防止汽车追尾相撞。
7. 为什么在做旋光分析时，光源用的是钠光灯？
答：因为在蔗糖水解时，主要测定其旋光度的变化，而不希望有散射因素干扰。
钠光灯放出的是单一的、波长较长的黄色光，不容易发生散射。
8. 在一个U型管中间，放用AgCl晶体组成的多孔塞，管中放浓度为0.001 mol.dm-3的KCl溶液。
多孔塞两边放接直流电源的电极。
通电时溶液将向哪一极方向移动？将KCl浓度增加100倍，溶液流动速度是变慢了还是变快了？答：因为AgCl晶体中Ag+比Cl- 溶解度大，扩散快，AgCl晶体又优先吸附溶液中的Cl- 离子，使多孔塞带负电，介质带正电。
所以，电渗时液体介质向负极。