物理化学读书报告

胶体化学读书报告
不经意间，一年的物理化学课程的学习即将结束，这门课对我来说意义深大，不仅是我的专业知识得到了很大的提高，更重要的是我找到了自己的专业兴趣，李俊杰老师讲课生动且易于理解，在他的淳淳教导下，我进一步端正了自己的学习态度和学习热情，并使自己在文化知识方面取得了很大的提高，现就本学期的胶体化学为主题写得如下一篇读书报告，以总结自己所学的内容。

胶体化学(colloidal chemistry)是研究广义的胶体分散系的物理化学性质的一门科学。

1861年Thomas Graham提出"胶体"(Colloid)一词,标志胶体化学的产生。

1864年,英国科学家格雷阿姆对胶体进行了大量实验,而且在多方面有开创性地研究,导致建立了一门有系统性的学科---胶体化学。

但直到1907年俄国科学家法伊曼才给胶体这个概念以确切的定义。

他提出定义：分散质粒子在1nm-100nm之间的分散系，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。

一．基本胶体知识
1．分类：
1）、按分散剂的不同可分为气溶胶，固溶胶，液溶胶；
2）、按分散质的不同可分为粒子胶体、分子胶体；
2．实例
1）、烟，云，雾是气溶胶，烟水晶，有色玻璃是固溶胶，蛋白溶液，淀粉溶液，肥皂水，人体的血液是液溶胶；
2）、淀粉胶体,蛋白质胶体是分子胶体，土壤是粒子胶体；
3）、常见的胶体：Fe(OH)3胶体、Al(OH)3胶体、硅酸胶体、淀粉胶体、蛋白质、血液、豆浆、墨水、涂料、肥皂水、AgI、Ag2S、As2S3
4)、分类：按照分散剂状态不同分为：
气溶胶--分散质、分散剂都是气态物质：如雾、云、烟
液溶胶--分散质、分散剂都是液态物质：如Fe(OH)3胶体
固溶胶--分散质、分散剂都是固态物质：如有色玻璃、合金
3、胶体的性质体现在以下几方面：
1)、有丁达尔效应
当一束光通过胶体时，从入射光的垂直方向上可看到有一条光带，这个现象叫丁达尔现象。

利用此性质可鉴别胶体与溶液、浊液。

2)、有电泳现象
由于胶体微粒表面积大，能吸附带电荷的离子，使胶粒带电。

当在电场作用下，胶体微粒可向某一极定向移动。

利用此性质可进行胶体提纯。

胶粒带电情况：金属氢氧化物、金属氧化物和AgI的胶粒一般带正电荷，而金属硫化物和硅酸的胶粒一般带负电荷。

3)、可发生凝聚
加入电解质或加入带相反电荷的溶胶或加热均可使胶体发生凝聚。

加入电解质中和了胶粒所带的电荷，使胶粒形成大颗粒而沉淀。

一般规律是电解质离子电荷数越高，使胶体凝聚的能力越强。

用胶体凝聚的性质可制生活必需品。

如用豆浆制豆腐，从脂肪水解的产物中得到肥皂等。

4、胶体的应用：
胶体的知识与人类生活有着极其密切的联系
1)、土壤里发生的化学过程。

因土壤里许多物质如粘土、腐殖质等常以胶体形式存在。

2)、国防工业的火药、炸药常制成胶体。

3)、石油原油的脱水、工业废水的净化、建筑材料中的水泥的硬化，都用到胶体的知识。

4)、食品工业中牛奶、豆浆、粥都与胶体有关。

总之，人类不可缺少的衣食住行无一不与胶体有关，胶体化学已成为一门独立的学科。

5、实验室简单胶体的制备
Fe(OH)3胶体制备:将25毫升的蒸馏水加热至沸腾，再逐滴加入1-2毫升的饱和氯化铁溶液，继续煮沸至溶液呈红褐色。

FeCl3+H2O = Fe(OH)3(胶体)+3HCl
二、胶体的制备方法
制备溶胶的必要条件是要使分散质粒子大小在lnm～100nm之间。

由于溶胶是热力学不稳定体系，在制备过程中还要加入稳定剂（如电解质或表面活性物质）。

制备方法原则上有两种，一是使固体颗粒变小的分散法，一是使分子或离子聚结成胶体的凝聚法。

常用的分散法有研磨法、胶溶法等。

研磨法是把粗颗粒的固体放在胶体磨中研细，在研磨的同时要加入明胶等稳定剂。

胶溶法是通过向新生成并经过洗涤的沉淀中加入适宜的电解质溶液作稳定剂，再经搅拌，使沉淀重新分散成胶体颗粒而形成溶胶，这种过程称为胶溶作用，如在新生成的Fe（OH）3沉淀中，加入少量FeCl3稀溶液可制得Fe（OH）3溶胶。

凝聚法有多种方法，应用也比分散法广泛，主要可分为化学反应法、改换溶剂法等。

所有反应，如复分解、水解、氧化还原、分解等，只要能生成难溶物，都可以通过控制反应条件（如反应物浓度、溶剂、温度、pH、搅拌等）用来制备溶胶，这些被称之为化学反应法。

例如：
（1）利用水解反应
教材中介绍的Fe（OH）3溶胶的制备，利用的就是FeCl3的水解反应：
FeCl3（稀溶液）＋H2OFe（OH）3（溶胶）＋3HCl
如果将碱金属硅酸盐类水解，则可制得硅酸溶胶：
Na2SiO3（稀溶液）＋2H20H2SiO3（溶胶）＋2NaOH
（2）利用复分解反应
可用稀的AgNO3溶液与稀的KI溶液的反应来制备AgI溶胶：
AgNO3（稀溶液）＋KI（稀溶液）AgI（溶胶）＋KNO3
（3）利用分解反应
把四羰基镍溶在苯中加热可得镍溶胶：
Ni（CO）4Ni（溶胶）＋4CO
（4）利用氧化还原反应
把氧气通入H2S水溶液中，H2S被氧化，得硫磺溶胶：
2H2S（水溶液）＋O22S（溶胶）＋2H2O
关于改换溶剂法则是利用一种物质在不同溶剂中溶解度相差悬殊的性质来制备溶胶，如把松香的酒精溶液滴入水中，由于松香在水中溶解度很低，溶质以胶粒大小析出，即形成松香的水溶胶。

无论采用哪种方法，制得的溶胶常含有很多电解质或其他杂质，除了与胶粒表面吸附的离子维持平衡的适量电解质具有稳定胶体的作用外，过量的电解质反而会影响溶胶的稳定性。

因此，制备好的溶胶常常需要作净化处理，最常用的净化方法就是渗析。

三、胶体科学的现状
胶体科学正在受到前所未有的重视，一方面是因为其研究的领拓宽了，不仅仅局限于胶体领域，而已经延伸至悬浮体这一广泛的概念，包括界面、表面和分散体等体系和现象.另一方面是因为各种产品的研究、开发，及其性能的进一步提高，必然涉及到胶体科学.随着胶体科学的进展，研究胶体科学的手段也在不断改进，包括电、声、光(包括中子、X射线)、磁及流变方法，研究的层次也更加深入，由静态流变走向动态流变、电流变，由稀分散系走向浓分散系，由静态光散射走向动态光散射，由广角散射走向小角散射，探测媒体由光、无线电波走向中子、X射线，并引入超声、强磁、微重力来探索分散体的微结构.研究从注重实验走向了实验和理论相促进的方向，并且更注重理论研究.同时，引入了计算技术，将目前广泛应用的源于物理上裂变物质的中子随机扩散模拟的MonteCaxlo技术应用于胶体结构的分析和界面物质分布的模拟，作为检验和改进模型的依据，并引入分子动力学方法(MD)、统计力学、数学方法等来进行预测和分析.因此说胶体科学是一门涵盖范围极广、研究方法众多的科学。

四．贴近生活的胶体化学
我们生活的环境中也存在着许多胶体分散体系.就拿我们最讨厌的烟尘来说,它们就是固体分散在气体(空气)中形成的分散体系.工厂产生的烟尘是造成大气污染的主要祸首,美国化学家柯曲尔根据胶体化学原理,即电荷可以使胶体质点(烟尘)沉积下来的原理,在工厂的烟囱和除尘室中装置一个金属尖端,它与高压电相连.烟尘通过金属尖端时便带上了电荷,带电的烟尘再与装在烟囱或除尘室内壁的带相反电荷的金属板接触,被吸引在金属板上而沉积下来,于是大量的烟尘便被除去了。

雾是液体(小水珠)分散在气体(空气)中形成的胶体分散体系,也可以用电荷把它破坏.利用飞机撒播带电的沙粒,首先将空气中的湿气凝结成雾,然后再将雾凝结为细雨,这曾经启发了人工降雨的实施。

煤是当前主要的燃料之一,可是,从煤矿将煤运到使用的地点,需要耗费火车、轮船、汽车等大量运力,不像石油那样可以用管道输送.胶体化学家设想,有朝一日煤也能用管道运输,这种设想是把煤研成细粉,把它们分散在矿物油里,加入稳定剂便成了一种胶体分散体系,就可用管道运输.。