第四章 胶体化学(合)
胶体化学(物化重难点)
电势的值小于热力学电势且受外加电解质的影响很大；决定胶粒电泳速度的物理量是
电势，而不是热力学电势；向溶胶中加入电解质，可改变 电势，但对热力学电势无影响；
电势等于零的状态称为等电态，在等电态，扩散层厚度为零，胶粒不带电，在电场作用
下，无电泳现象。 10.2.7 胶团结构 溶胶的胶团结构分为胶核、 胶粒及胶团三个层次。 以AgCl溶胶为例， 当用KCl与AgNO 3 制备AgCl溶胶时，胶粒和胶团的组成、结构与KCl和AgNO 3 相对用量有关，若AgNO 3 过量， 则胶粒与胶团结构如图 2，即 胶体粒子 滑动面
10.2.1 胶体定义：分散相粒子在某维上的线度为 1 nm～100nm 时的高分散系统称为胶 体。按分散相粒子线度分类：分子分散系统（真溶液，如乙醇水溶液） 、胶体分散系统（如 碘化银溶胶） 、粗分散系统（如牛奶） 。 10.2.2 按胶体系统稳定性分类 憎液溶胶： 分散相不能溶于分散介质中所形成的胶体系统。 对于由金属及难溶于水的卤 化物、硫化物或氢氧化物等在水中形成的胶体称憎液溶胶（简称为胶体） 。憎液溶胶的粒子 均是由数目众多的分子构成，存在着很大的相界面，因此憎液溶胶具有高分散性、多相性以 及热力学不稳定性的特点。如氢氧化铁溶胶、碘化银溶胶等。 形成憎液溶胶的必要条件是： （1）分散相的溶解度要小； （2）必须有稳定剂存在，否则 胶粒易聚结而聚沉。 憎液溶胶的制备：分散法包括研磨法、胶溶法（如 Fe(OH)3 溶胶的制备） 、超声分散法、电 弧法； 凝聚法包括化学凝聚法 （如水解反应制氢氧化铁溶胶） 和物理凝聚法 （如更换溶剂法、 蒸气骤冷法等） 。 憎液溶胶的净化：目的是除去对新制备的溶胶的稳定性不利的过多的电解质或其它杂 质。净化的方法主要有渗析法和超过滤法。 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所形成的系统。 高分 子溶液为亲液溶胶。将溶剂蒸发，大分子化合物凝聚，再加入溶剂，又可形成溶胶。因此，
胶体化学核心知识点
1.胶体的定义及分类胶体（Colloid）又称胶状分散体（colloidal dispersion）是一种较均匀混合物，在胶体中含有两种不同状态的物质，一种分散相，另一种连续相。
分散质的一部分是由微小的粒子或液滴所组成，分散质粒子直径在1~100nm之间的分散系是胶体；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。
按照分散剂状态不同分为：气溶胶——以气体作为分散剂的分散体系。
其分散质可以是液态或固态。
（如烟、雾等）液溶胶——以液体作为分散剂的分散体系。
其分散质可以是气态、液态或固态。
（如Fe(OH)3胶体）固溶胶——以固体作为分散剂的分散体系。
其分散质可以是气态、液态或固态。
（如有色玻璃、烟水晶）按分散质的不同可分为：粒子胶体、分子胶体。
如：烟，云，雾是气溶胶，烟水晶，有色玻璃、水晶是固溶胶，蛋白溶液，淀粉溶液是液溶胶；淀粉胶体，蛋白质胶体是分子胶体，土壤是粒子胶体。
2.胶体的不同表征方式胶体分散体系分为单分散体系和多分散体系。
单分散系表征可以用分散度、比表面积法（不规则形状包括单参数法，双参数法和多参数法）多分散体系可以用列表法、作图法，如粒子分布图，粒子累计分布图。
用激光粒度分析仪测定。
胶体的稳定性一般用zeta电位来表征。
zeta电位为正，则胶粒带正电荷，zeta电位为负，则胶粒带负电荷。
zeta电位绝对值越高，稳定性越好，分散度越好，一般绝对值>30mV说明分散程度很好。
胶体的流变性表征—黏度。
可用毛细管黏度计，转筒黏度计测定。
3.有两种利用光学性质测定胶体溶液浓度的仪器；比色计和浊度仪，分别说明它们的检测原理比色计它是一种测量材料彩色特征的仪器。
比色计主要用途是对所测材料的颜色、色调、色值进行测定及分析。
工作原理：仪器自身带有一套从淡色到深色，分为红黄蓝三个颜色系列的标准滤色片。
仪器的工作原理是基于颜色相减混合匹配原理。
罗维朋比色计目镜筒的光学系统将光线折射成90°并将观察视场分成可同时观察的左右两个部分，其中一部分是观察样品色的视场；另一部分是观察参比色（即罗维朋色度单位标准滤色片）的视场。
胶体化学第四章第五节
§4.5
3. 吡啶盐
阳离子表面活性剂
吡啶盐是属于特种形式叔胺，它与高级卤代烷反 应生成与季胺盐相似的烷基吡啶盐。
式中R＝C12一C18，X＝Cl，Br。 例如，氯化十二烷基吡啶、氯化十六烷基吡啶、 溴化十六烷基吡啶及氯化十七酰甲胶基吡啶等均 为这种类型的阳离子表面活性剂。 它们主要用作纤维的防水剂，染色助剂和杀菌剂。
§4.5 阳离子表面活性剂
2. 季铵盐及季胺化反应 季铵盐是常用的阳离子表面活性剂，具有如下化 学结构式
式中R，Rl，R2，R3是四个相同的或不同的烷基， X是卤素原于或酸根。
§4.5
阳离子表面活性剂
2. 季铵盐及季胺化反应
（ 1 ）季胺化反应： 由叔胺与烷化剂作用生成季铵盐的反 应，称为季胺化反应。常用的烷化剂如表所示：
§4.5
2. 季铵盐
阳离子表面活性剂
（2）季铵盐的性质及应用 季铵盐一般都有良好的水溶性，并随其碳链长度的增加， 水溶性下降，碳原于数低于C14的易溶于水，高于C14的难溶 于水。若季铵盐的烷基中含有不饱和的基团时，能增加它 们的溶解性。克拉夫特温度与碳链长度有如下线性关系。 kraff点=a+b n 式中n为碳链长，a,b为常数。 季铵盐阳离子表面活性剂带有正电荷，对于带有负表 面电荷的纺织品、金属、玻璃、塑料、矿物、动物或人体 组织等具有强的吸着能力，易在基质表面上形成亲油性膜 或产生阳电性，故广泛用作纺织品的防水剂、柔软剂、抗 静电剂、缓蚀剂和杀茵消毒剂等。
§4.5 阳离子表面活性剂
1. 铵盐型
(2) 铵盐的性能与应用
铵盐为弱碱盐，对pH较为敏感，处在酸性条件下，形成可 溶于水的铵盐，碱性条件则游离出胺。
铵盐的物性与胺不同，一般为不挥发性的无臭固体，易溶 于水而不溶于醚、烃等有机溶剂。例如，十二胺虽是体后，加入醋 酸，生成的十二胺醋酸盐，是能溶于水的良好的表面活性剂。 脂肪族高级铵盐主要用作表面活性剂的原料。低级铵盐阳 离子表面活性剂可作为纤维软整理剂，酸性溶液的缓蚀剂等。
教案高中化学胶体化合物
教案高中化学胶体化合物
教学目标：
1. 了解胶体的定义和性质；
2. 能够区分溶液、悬浮液和胶体；
3. 掌握胶体的制备方法和表征方法；
4. 能够解释胶体的稳定性及其应用。
教学重点：
1. 胶体的定义和性质；
2. 胶体的制备方法和表征方法；
3. 胶体的稳定性及应用。
教学难点：
1. 胶体和溶液、悬浮液的区分；
2. 胶体的表征方法的理解。
教学准备：
1. 教材：高中化学教科书；
2. 实验器材：玻璃棒、试管、试剂瓶等；
3. 实验药品：淀粉溶液、明胶溶液等。
教学过程：
1. 引入胶体的概念（10分钟）
通过实际生活中的例子和图示，引入胶体的概念，让学生了解什么是胶体，与溶液和悬浮液的区别。
2. 胶体的制备方法（20分钟）
介绍胶体的制备方法，包括物理法和化学法，并进行实验演示或实验操作，让学生亲自制备胶体。
3. 胶体的性质和表征方法（20分钟）
讲解胶体的性质，如颜色、透明度等，并介绍胶体的表征方法，如透射电镜、超速离心等。
4. 胶体的应用（15分钟）
探讨胶体的应用，如在食品工业、医药工业等领域的应用，并让学生展示或发表自己的看法。
5. 总结与评价（15分钟）
总结胶体的定义、性质、制备方法、表征方法和应用，并对学生的学习情况进行评价和反馈，帮助学生解决学习中的问题。
教学反思：
通过本节课的教学，学生应该能够掌握胶体的概念、性质、制备方法、表征方法和应用，
帮助学生建立起对胶体化合物的整体认识，提高化学知识的理解和应用能力。
天津大学胶体与表面化学课件第四章界面现象和吸附
所以： wr
dAs
- 表面张力， 表示液体增加单位表面 积时，环境所做的可逆功，单位 J. m-2。
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3
由于恒T、P下，可逆非体积功等于系统的Gibbs函数变
wr dGT .P dA
所以：
(
G As
)T
.P
所以也称为增加单位表面积时增加的Gibbs函数， 单位 J.m-2。
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4
注：表面张力:
F / 2l
单位面积表面功:
wr
dAs
单位面积表面Gibbs函数:
( G As
)T .P
三者虽为不同的物理量，但三者单位均可
化为 N.m-1 。
因为: N.m-1 = N.m/m2 = J/m2
根据Van’t Hoff 等压方程
吸附平 衡常数
吸附热
ln
Kp
H RT
ln
C
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33
设: A + S 平衡 CgA
A-S CsA
Kp
C As
C
g A
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因为 CsA与色谱的保留体积VR成正比（即CsA∞ VR ）。
C
s A
C
g A
KVR
Kp
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5
二、热力学公式：（先考虑系统内只有一个相界面）
dG SdT Vdp dn B() B() dA B
du Tds PdV dn B() B() dA B
胶体化学第4章 表面张力 毛细作用和润湿作用
则x与y各增加dx和dy 。
Young-Laplace 公式
移动后曲面面积增量为： dAs (x dx)( y dy) xy
D'
x dx C'
o'
xdy ydx (dydx 0)
增加这额外表面所需功为
A'
D
dz
B'
C
y
o
Wf g xdy ydx
克服附加压力所作的功为 W ' psdV dV xydz
第四章 表面张力、毛细作用和 润湿作用
附加压力
表面现象
表面润湿 表面吸附
蒸汽压
毛细现象
表面张力和表面能
ps
界定：界面和表面
什么是界面?
不同相态之间，两相紧密接触、约有几个分子厚度的 过渡区，称为该两相的界面（interface）。
常见的界面有：
液体 界面 性质
气-液界面 液-液界面 液-固界面
气-固界面 固-固界面
液体界面性质的研究内容
研究对象： 液-气界面性质; 液-固界面性质; 液-液界面
基本内容： 1、物体表面会发生怎样的物理化学现象 2、物体表面分子和内部有何不同 3、界面现象对体系性质的影响
前沿热点、实际应用：
1、超临界干燥技术 2、仿生材料——超疏水、超亲水材料 3、分子子组装膜；LB膜。。。。。。
狭义的表面吉布斯自由能：
g
G ( A ) p,T ,nB
保持温度、压力和组成不变，每增加单位表面积时，
Gibbs自由能的增加值称为表面Gibbs自由能，或简称表
面自由能或表面能，用符号g 或 表示，单位为J·m-2。
等温、等压条件下，可逆的增加单位表面积时，环 境对体系所做的功转化为表面层分子的吉布斯自由能。
胶体化学考点
胶体化学考点一、σ的定义：恒温恒压下，可逆地增加单位表面积，环境对体系所做的功，单位J〃m-2定义表面张力（σ）：单位长度液体表面的收缩力，单位N〃m-1（或mN〃m-1）表面过剩：表面浓度与体相浓度之差接触角：在固、l、g三相交界处，作l-g界面的切线，由此切线经液体内部与液固界面所成的夹角二、L ap l ace方程：三种特殊情况下的表达式1、曲面为球面，则R1=R2=R，ΔP=2σR2、曲面为柱面，则R1=R，R2=≦，ΔP=σ/R3、气泡存在两个g-l界面，且R1=R2=RΔP=4σ/R三、沾湿、浸湿、铺展，润湿过程的热力学判据，接触角判据。
•热力学判据沾湿 - Wa=σg-l(1+cosθ)≥0 θ≤180°浸湿 A=σg-l cosθ≥0 θ≤90°铺展 S=σg-l(cosθ-1)≥0 θ≤0°•接触角判据：通常真截将θ作为润湿与否的依据，θ>90°时，称为不润湿；θ<90°时，称为润湿；θ≤0°时（或不存在）铺展。
四、吸附等温线的类型类型Ⅰ：单分子层吸附，远低于P时，即吸满单分子层，P上升, 不再增加类型Ⅱ：S型吸附等温线（常见），低压下为单分子层，压力增加，产生多分子层吸附，图中B是低压下曲线的拐点，通常认为吸满了单分子层，B也即计算比表面的依据，如-195℃下氮在铁催化剂上的吸附。
类型Ⅲ：较少见，一开始即为多分子层吸附。
类型Ⅱ、Ⅲ在P→P0时，曲线趋于纵轴平行线的渐近线，表明产生了吸附质的凝聚，如低温下（-137.7～-58℃）溴在硅胶上的吸附。
类型Ⅳ：低压下产生单分层吸附，压力增加，吸附剂的孔隙结构中产生毛细凝聚，急剧上升，毛细孔中装满吸附质后, 不再上升。
如常温下，苯在硅胶上的吸附。
类型Ⅴ：低压下即产生多分子层吸附，压力增加，毛细凝聚五、单分子层吸附理论假设（1）被吸附分子间无作用力，因而分子脱附不受周围分子的影响。
胶体化学复习资料
胶体化学复习资料名词解释表面张力：液体表面层由于分子引力不均衡而产生的沿表面作用于任一界线上的张力。
表面能：物质的表面具有表面张力σ，在恒温恒压下可逆地增大表面积dA，则需功σdA，因为所需的功等于物系自由能的增加，且这一增加是由于物系的表面积增大所致，故称为表面自由能或表面能。
接触角：在固、液、气三相接触达到平衡时，三相接触周边的任一点上,液气界面切线与固体表面间形成的并包含液体的夹角。
高能表面/低能表面：按照不同物体表面的比表面能大小不同，把比表面能大于0.1J/m2的表面称为高能表面，把比表面能小于0.1J/m2的表面称为低能表面。
PS版上空白部分的氧化铝膜，比表面能约为0.7J/m2，属于高能表面。
PS版上图文部分的重氮感光树脂层，比表面能约为0.03～0.04J/m2，属于低能表面。
润湿作用：润湿作用通常是指液体在固体表面上附着的现象。
固体表面的一种流体被另一种流体所取代的过程。
铺展：液体在另外一种不互溶的液体表面自动展开成膜的过程。
吸附热：吸附过程产生的热效应。
在吸附过程中，气体分子移向固体表面，其分子运动速度会大大降低，因此释放出热量。
物理吸附的吸附热等于吸附质的凝缩热与湿润热之和。
表面活性剂：具有固定的亲水亲油基团，在溶液的表面能定向排列，并能使表面张力显著下降的物质。
浊点：油类、清漆等液体样品在标准状态下冷却至开始出现混浊的温度为其浊点。
非离子型表面活性剂，在水溶液中的浓度随温度上升而降低在升至一定温度值时出现浑浊，经放置或离心可得到两个液相，这个温度被称之为该表面活性剂的浊点。
kraft点：阴离子表面活性剂一般在低温下溶解困难，随着水溶液浓度上升，溶解度达到极限时，就会析出水合的活性剂。
但是，当水溶液温度上升到一定值时，由于胶束溶解，溶解度会急剧增大，这时的温度称为临界胶束溶解温度，即Kraft点。
HLB值：表面活性剂为具有亲水基团和亲油基团的两亲分子,表面活性剂分子中亲水基和亲油基之间的大小和力量平衡程度的量,定义为表面活性剂的亲水亲油平衡值。
高中化学胶体教学设计
高中化学胶体教学设计一、教学任务及对象1、教学任务本节课的教学任务是针对高中化学中的胶体这一章节进行深入讲解和探讨。
通过本节课的学习，学生应掌握胶体的定义、分类、性质以及其在日常生活和工业中的应用。
此外，还需了解胶体溶液与普通溶液的区别，掌握胶体稳定性的影响因素，并能够运用相关知识解决实际问题。
2、教学对象本节课的教学对象为高中二年级学生，他们在之前的化学学习中已经掌握了溶液的基本概念、组成及性质，具备一定的化学基础。
此外，学生具备一定的实验操作能力和观察能力，但在胶体这一章节上，可能存在知识盲点，需要教师引导和启发。
因此，本节课将结合学生的实际情况，采用多种教学策略，帮助他们更好地理解和掌握胶体相关知识。
二、教学目标1、知识与技能（1）理解胶体的定义，掌握胶体的分类及性质，了解胶体在日常生活和工业中的应用。
（2）掌握胶体溶液与普通溶液的区别，了解胶体稳定性的影响因素，并能运用相关知识解释实际问题。
（3）学会使用相关实验仪器进行胶体的制备和观察，提高实验操作能力和观察能力。
（4）运用胶体知识，分析解决实际生活中的问题，提高知识运用能力。
2、过程与方法（1）通过课堂讲解、实验演示和分组讨论等形式，使学生掌握胶体相关知识。
（2）采用问题驱动法，引导学生主动探究胶体的性质和稳定性，培养他们的独立思考能力。
（3）组织学生进行实验操作，培养他们的动手能力和观察能力，提高实验素养。
（4）鼓励学生运用所学知识解决实际问题，培养他们的创新意识和团队协作能力。
3、情感，态度与价值观（1）培养学生对化学学科的兴趣，激发他们探索未知世界的热情。
（2）引导学生认识到化学知识在实际生活中的重要性，增强他们的社会责任感。
（3）培养学生严谨、务实的科学态度，提高他们对待实验和学术研究的认真程度。
（4）通过团队合作，培养学生的集体荣誉感，使他们学会尊重他人、善于沟通和协作。
（5）教育学生关注环境保护，了解化学知识在环境保护中的作用，培养他们的环保意识。
胶体化学第4章
2 2
K 1n
m K 2 2 2r1 h
式中，K1和K2是仪器常数；n为转速，φ为扭力弹簧偏转的刻 度。黏度计出厂时仪器常数皆已标出，只要测出不同n下的φ， 就可得出不同D下的τ-D流变曲线。
塑性流体和假塑性流体的流变参数计算如下：
P
2 1
8lv
P gh
对于选定的仪器和实验条件， 式中r、l、v、h均为常数，所以
η =kρ t
t 0 0t0
k为仪器常数，ρ 为液体的密度。
2、同轴转筒型黏度计 同轴转筒型黏度计主要研究非牛顿液体 的流变性。
它的主要构造如图所示， 由两个同轴圆筒组成。
经推导，不同转速下的D和τ计算公式 2 r n
所以，在体积分数相同的情况下，不对称的粒子其体 系黏度比对称质点（如球形质点）的体系黏度要大。
对于粒子为任意形状的稀分散体系，黏度方程可写为
ηr = 1+ Kφ
式中，K为形状系数。粒子越不对称，K值越大,溶液的黏度越 高。
3、粒子溶剂化对黏度的影响
Einstein定律中，体积分数φ均指分散相的有效体积分数。 若质点在分散介质中发生溶剂化作用，溶剂化层随质点一起 运动，使得质点有效体积分数增大，φ干→φ湿，则
第四章 分散体系的流变性质 第一节 流变性质的基本概念与规律 一、基本概念: 1、切变速率和切应力 在流速不太快时，可以把流动着的液体看作是许多相互平行移动 的液层（如右图）， 由于各层的速度不同，
dv 便形成速度梯度 。 dx
速度梯度也叫切变速率D， 单位为s-1。 切应力τ——在单位液层面积上所需施加的克服流动阻力的力。 单位为N/m2.
胶体化学(2015.8)要点
述
一、分散系统 胶体化学是一门独立学科，胶体现象具有自身独特的规律性，在衣、食、住、
所谓分散系统，是一种或几种物质分散在另一种物质中所构成的系统。如牛奶中 行等各方面会遇到胶体化学相关问题。在工农业生产中也普遍存在。如云、雾（气
奶油液滴分散在水中，颜料分散在有机液体中形成油漆等。通常把被分散的物质 液溶胶）、泡沫（液气溶胶）、高空灰尘（气固溶胶）、牛奶（液液溶胶）等。还 有石油钻井中的钻井液，原油开采中的乳化原油、调剖堵水中水凝胶等。 称为分散相，起分散作用的物质叫分散介质。
更换溶剂法: 松香乙醇溶液+ 水 松香水溶胶 化学反应法: FeCl3(稀水溶液)+3H2O → Fe(OH)2溶胶 + HCl
①研磨法
1.分散法
②超声波法
③胶溶法
机
理
超声波分散法示意图 1-石英片；2-电极；3-变压器油 4-盛被分散的液体或固体的试管
离子性固体沉淀在含少量共离子电解质的情况下，有自动地分散成胶体粒子的倾向，此过程称为胶溶作 用。此法实际上只是使暂时聚结起来的分散相又重新分散开来。许多新鲜沉淀经反复洗涤，除去过量电解质 后再加入稳定剂则又可以制成溶胶。
质点若为为理想刚性球体，则采用沉降天平测试分析方法：
1 2
1 2
1 2
dm1 2t 2 d 2 m dr r dt 2
采用作图法进行 相应参数的计算
三. 胶体的电学性质
电泳与电渗
胶粒是带电的，实验发现：在外电场的作用下，固、液两相可发生相对运动(电 泳和电渗)；在外力的作用下，迫使固、液两相进行相对移动时，又可产生电势差(流 动电势和沉降电势)。这两类相反的过程，皆与电势差的大小及两相的相对移动有关。 故称为电动现象，这是溶胶的电学性质
第四章第六节重质油胶体化学结构
2.3 氢键作用对渣油胶体结构形成的贡献
氢键作用发生在与电负性较强的原子(如O、N及S等) 相连的氢和另外一个电负性较强的原于或富电子中 心之间，是大多数天然物质中的一类重要缔合力。
大部分氢键的键能在13—42kJ／mol之间(约为Л键的 1／10)。
形成渣油胶体分散相的各组分相互作用力与原油 中各组分相互作用力有很大差异，沥青质-富含杂 原子的稠环芳烃-只是部分可溶，且在稠芳环间通 过 - 键形成晶体；
天然沥青质的晶体含量不超过4-5%，而裂化渣油 中沥青质晶体含量可达20%；
溶剂化后，大部分胶体分散粒子直径约为3nm，胶 体粒子与胶质体积之比在2.5-3.5,这样，溶剂化 层量大于胶质的平均含量；胶体分散体系的亚稳 态稳定性降低，会引起大部分粒子的聚沉，最终 导致胶体分散相的聚沉。
A——溶剂的体积分数； B——溶质的体积分数。
这就是说，A、B两种物质的溶解度参数相等时，两者形 成理想溶液。一般情况下，要求：
δA-δB <1.7~2.0 （cal/cm3)1/2 若δA和δB相差太大，如超过2.0时.则会导致两者的互溶
许多学者都对沥青质的结构进行研究，其中 T.F.Yen所提出的“沥青质介晶结构”的观 点 为 大 多 数 人 所 接 受 。 XRD 2=26 存在 002峰,认为沥青质缔合体系有三个层次
1.1 沥青质的分子量
沥青质的 平均分子量随测定方法的不同， 条 件不同，测定值也不同。
（1） 谱法测分子量 ~1000
渣油中的分散相和分散介质都是复杂的混合物， 两相间各组分相互交叠。胶体分散体系的稳定 性是与体系中分散相和分散介质的相对含量及 二者的结构性质（例如芳香度、粘度、相对分 子量等）有密切关系。
高中必修高一化学胶体(人教版)
高中必修高一化学胶体（人教版）【】为了不断提高大家的综合学习能力，查字典化学网小编为大家提供高一化学胶体，希望对大家有所帮助。
胶体1、胶体的定义：分散质粒子直径大小在10-9~10-7m之间的分散系。
2、胶体的分类：①. 根据分散质微粒组成的状况分类：如：胶体胶粒是由许多等小分子聚集一起形成的微粒，其直径在1nm～100nm之间，这样的胶体叫粒子胶体。
又如：淀粉属高分子化合物，其单个分子的直径在1nm～100nm范围之内，这样的胶体叫分子胶体。
②. 根据分散剂的状态划分：如：烟、云、雾等的分散剂为气体，这样的胶体叫做气溶胶;AgI 溶胶、溶胶、溶胶，其分散剂为水，分散剂为液体的胶体叫做液溶胶;有色玻璃、烟水晶均以固体为分散剂，这样的胶体叫做固溶胶。
3、胶体的制备A. 物理方法①机械法：利用机械磨碎法将固体颗粒直接磨成胶粒的大小②溶解法：利用高分子化合物分散在合适的溶剂中形成胶体，如蛋白质溶于水，淀粉溶于水、聚乙烯熔于某有机溶剂等。
B. 化学方法①水解促进法：FeCl3+3H2O(沸)= (胶体)+3HCl②复分解反应法：KI+AgNO3=AgI(胶体)+KNO3Na2SiO3+2HCl=H2SiO3(胶体)+2NaCl思考：若上述两种反应物的量均为大量，则可观察到什么现象?如何表达对应的两个反应方程式?提示：KI+AgNO3=AgI+KNO3(黄色)Na2SiO3+2HCl=H2SiO3+2NaCl(白色)4、胶体的性质：①丁达尔效应丁达尔效应是粒子对光散射作用的结果，是一种物理现象。
丁达尔现象产生的原因，是因为胶体微粒直径大小恰当，当光照射胶粒上时，胶粒将光从各个方面全部反射，胶粒即成一小光源(这一现象叫光的散射)，故可明显地看到由无数小光源形成的光亮通路。
当光照在比较大或小的颗粒或微粒上则无此现象，只发生反射或将光全部吸收的现象，而以溶液和浊液无丁达尔现象，所以丁达尔效应常用于鉴别胶体和其他分散系。
无机材料物理化学
2、离子大小的适应性
离子的大小与粘土构造的适应性，也是影响吸附牢固程 度的重要因素之一。如果一个离子的大小正好适合于固 相表面的一个交换点，则必然会比一个大小不相适应的 离子吸附更牢一些。
离子交换能力的顺序 H+>Al3+>Ba2+>Sr2+>Ca2+>Mg2+>NH4+>K+>Na+>Li+ 这一顺序表明当离子浓度相等的水溶液中，位于顺序前 面的离子能交换出后面的离子。
一、带电理论
1、永久负电荷 粘土晶格内某些离子和外界离子臵换后产生的，如 硅氧四面体中Si4+被Al3+所转换，或铝氧八面体中三 价的铝被二价镁、铁所臵换。这种负电荷的数量取 决于晶格中离子臵换的数量。 粘土颗粒的永久负电荷大部分分布在层状铝硅酸盐 的板面上，这种电荷所吸附的阳离子是可交换的， 是以静电力保持的。
小结： 电解质浓度的增加，ζ-电位降低； 电价越高，ζ-电位越小； 参考：课本图2-4-3和2-4-4
第二节 离子交换和胶团中的结合水
一、离子交换 由于各种阳离子的被吸附能力不同，因而已被 吸附在粘土颗粒上的阳离子，就可能被吸附能 力更强的离子所臵换。例如交换反应如下： 2Na-粘土+ Ca2+≡Ca-粘土+2Na+ 利用离子交换可以提纯粘土：
电解质浓度
液相中电解质的浓度越高，则反号离子的浓度
愈高，随着溶液中反号离子的增加，双电层的
固定层中的反号离子数量也相应地增多，ζ-电 位降低；
当电解质浓度足够大时，可使滑动电位ζ等于零， 此时状态称为等电点。具体见图
高中化学胶体试讲教案人教版
高中化学胶体试讲教案人教版
一、教学目标：
1. 了解胶体的定义和性质；
2. 掌握常见胶体的分类及特点；
3. 了解胶体在生活和工业中的应用。
二、教学重点与难点：
1. 胶体的定义和性质；
2. 胶体的分类及特点；
3. 胶体在生活和工业中的应用。
三、教学过程：
1. 引入：通过展示一些日常生活中常见的胶体，并提出问题引起学生思考，如牛奶、果汁
等是什么组成的？为什么有些乳液看起来很稠密，有些却很稀？引导学生认识到胶体的重
要性和广泛应用。
2.讲解：
（1）胶体的概念：胶体是由两种或两种以上物质形成的，其中一种物质以微粒的形式分
散在另一种物质中，形成胶体溶液。
胶体的微粒在溶液中不沉淀，在能通过滤纸的水溶液
中不能看到。
（2）胶体的性质：具有无色、透明、不沉淀等特点，具有粘性和黏度，不易通过滤纸。
（3）胶体的分类：根据胶体的状态和组成不同，胶体可以分为溶胶、凝胶和胶体溶液等。
具体分类可以结合实例进行讲解。
3.应用案例：
（1）生活中的应用：牛奶、果汁、刷墙涂料等都是胶体，在日常生活中有着重要作用。
（2）工业中的应用：橡胶、胶水、油墨等都属于胶体材料，在工业生产中有着广泛的应用。
四、教学总结：
通过本节课的学习，学生应掌握了胶体的概念、性质、分类及应用。
胶体作为一种重要的
化学物质，在生活和工业中发挥着重要的作用，学生应深入了解胶体的特点和应用，为今
后学习和工作打下良好的基础。
胶体化学——精选推荐
§３- ３ 溶胶的形成及老化机理一、溶胶形成的条件沉淀理论：沉淀时新相生成分为两个过程，生核与长大。
a 、晶核的生产速度μ1c ：分散相浓度；cs ：分散相的溶解度；k ：比例常数。
b 、长大速度μ2，由扩散作用支配D ：扩散系数；δ：粒子表面扩散层厚度；A ：离子表面积μ1>μ2：形成高分散胶体；μ2>μ1：大颗粒沉淀。
二、溶胶的老化机理新形成的溶胶，即便经过纯化，胶粒也会随时间而慢慢增大，这一过程叫老化。
老化时体系的表面能降低是自发过程，我们不能完全阻止溶胶的老化，但可以延缓老化过程的进行。
溶胶的另一特性是多分散性，即由大小不等的胶粒组成，颗粒大小有一定的分散规律，通常所称谓的尺寸是一个平均值。
固体的溶解度与颗粒大小有关，对于半径为a1和a2的颗粒，根据前面介绍的Keivem 公式 若有两个颗粒放在一起，较小颗粒的饱和浓度为C1，较大颗粒的浓度为C2，由上式可知C1>C2。
较大颗粒的饱和浓度C2，由于C1>C2，所以溶质会由小颗粒附近自动扩散到大颗粒周围，而对于大颗粒而言，C2是饱和浓2a S 1、S 2分别为 和 颗粒的溶解度，σ为颗粒和饱和溶液间的界面张力，ρ为颗粒密度，M 为颗粒的mole 质量。
⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=1221112ln a a S S M RT ρσ1a度，扩散过来的溶质必然会在大颗粒上长大，这种过程不断进行，小颗粒不断溶解，大颗粒不断长大，直到小颗粒完全溶解为止。
第四章 分散体系的物理化学性质斐克第一定律（Fick’s first law ）式中负号表示扩散发生在浓度降低的方向，斐克第二定律（Fick’s second law ）双电层（double layer)当固体与液体接触时，可以是固体从溶液中选择性吸附某种离子，也可以是固体分子本身发生电离作用而使离子进入溶液，以致使固液两相分别带有不同符号的电荷，在界面上形成了双电层的结构。
最早于1879年Helmholtz 提出平板型模型；1910年Gouy 和1913年Chapman 修正了平板型模型，提出了扩散双电层模型；后来Stern 又提出了Stern 模型。
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。
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定势离子
反离子
电位测定
K
单位距离电位差下胶粒的移动速 度，电泳淌度，m2.V-1.s-1
U
分散介质粘度，Pa.s 常数，胶粒球形，取1.5;片型、 棒型为1.0
电学性质
电泳：颗粒运动 电动现象 电学性质 动电现象 流动电位：介质运动 沉降电位：颗粒运动
电渗：介质运动
五、溶胶的稳定与聚沉
AgI溶胶
丁达尔（Tyndall）现象解释
散射
光线绕过离子 前进，并从该粒 子向各个方向传 播。
散射 反射或折射
丁达尔（Tyndall）现象解释
散射
反射或折射
丁达尔（Tyndall）现象解释
可见光400~800nm（0.4~0.8m），
溶胶粒子， 0.001~0.1m 悬浮体，0.1~10m
2、凝聚法
使分子或离子聚结成胶体粒子并分散在分散介
质中.
(1) 物理凝聚法：
（2）化学凝聚法：
利用水解、复分解、 氧化反应，生成不溶或 难溶的物质。
更换溶剂法 在蒸馏水中滴入松 电 香乙醇溶液 弧 法
2、凝聚法
（2）化学凝聚法
水解反应
FeCl3 3H2O FeO H3 3HCl
称为溶剂化。
例如：氯化钠在溶液中，结构单元就是水化
的钠离子（Na+）和氯离子（Cl-）。即氯化
钠被水溶剂化。
一个极性溶剂分子有带部分正电荷的正端和带部 分负电荷的负端，如R-O-H。正离子与溶剂的负端， 负离子与溶剂的正端互相吸引，称为离子—偶极作用， 也称为离子偶极健。离子—偶极作用是溶剂化的本质， 一个离子可形成多个离子—偶极健，结果离子被溶剂 化，在溶剂包围中。 质子溶剂的溶剂化作用除了离子—偶极健外，往 往还有氢键的作用。
散介质之间亲和力较弱，有明显的相界面，属于热力学不稳定体系，
如粘土在水中形成的溶胶。
按分散相和分散介质之间的亲和力分类
（2）亲液胶体（lyophilic sol）： 分散相与分散介质之间有很好的亲和力和很强的溶剂化作 用，如高分子化合物溶液，虽然是分子分散的真溶液，但其分 子大小已经达到胶体范围，因此具有胶体的一些特性（例如扩 散慢、不透过半透膜、有丁铎尔效应等）。 只有典型的憎液溶胶才能全面地表现出胶体的特性，因此， 本章以溶胶作重点来讨论胶体的共同性质。
3 2 2 2 2 2 2 1 2 1 2
散射光强 度I与入射 光波长λ成 反比
n1,n2——分散介质和分散相的折光率 C——单位体积中的胶体粒子数 V——单个粒子的体积
乳光现象的解释
（1）红光波长大，散射作用弱，光线主 要通过溶胶；
（2）蓝光波长小，散射作用强，光线通
过溶胶少。 （思考：蓝天碧水？）
体中，分散相粒子的直径在0.001 ~ 0.1 m（1 ~ 100nm）之间。
二、溶胶的制备
1、分散法 2、凝聚法
溶液 பைடு நூலகம் 高分散体系 粗分散体系
凝聚 分散
胶体
1、分散法
(1) 粉碎
用研钵、球磨机或胶体磨 (2)稳定剂
表面活性剂或电解质
如：研磨过的TiO2在稀的肥皂溶液
乳光现象利用—超显微镜设计
普通高倍显微镜： 大于300nm粒子 超显微镜： 10 ~300nm 看到的是散射光点。 看 到 的 物 象 为 散 射 光 点
2 溶胶的运动性质—布朗运动
2 溶胶的运动性质—布朗运动
微观解释：固体粒子处在液体分子包围之 中，由于液体分子一直处于不停的、无序 的热运动状态，因而不断地撞击着固体粒 子。如果固体粒子较小，在某一瞬间，固 体粒子各个方向所受力不能相互抵消，就 会向某一方向运动，在某一瞬间又向另一
溶胶的净化
溶胶的净化：通过化学凝聚法制备的溶胶，往往含有过量
的电解质，影响溶胶的稳定性，需要用透析方法除去过量
的电解质。
溶胶的透析装置
三、溶胶的性质
1 光学性质 2 运动性质 3 电学性质
溶胶的性质是溶胶的特征， 可以提供判断溶胶的方法。
1 光学性质—丁达尔现象
1、光学现象——乳光现象
一、分散体系
按分散相和分散介质聚集状态分类：
分散相 分散介质 液 名 称 实 例
气 液 固
气 液 固 气 液 固
液溶胶 (sol)
固溶胶 (solid sol) 气溶胶 (aerosol)
泡沫（如灭火泡沫、充气钻井液） 乳状液（牛奶、石油、O/W,W/O乳化钻井液） 悬浮体、溶胶（如油漆、水基钻井液）
胶核
吸附层离子 胶粒 胶团
扩散层离子
动电现象
1. 沉降电位 由于带电固体粒 子或液滴在分散介质 中沉降则在流体的表 面和底层间产生电位 差 （电泳现象的逆现象）
动电现象
1. 沉降电位（电泳现 象的逆现象） 2. 流动电位（电渗现 象的逆现象） 加压使液体流 过相对静止的固体 （如毛细管）所产 生电位差。
溶剂化 的本质
溶胶稳定原因
动力稳定性：溶胶粒子小
聚结稳定性：溶胶粒子带电以及扩散双 电层的溶剂化
溶胶动力稳定性与聚结稳定性的关系
3、溶胶的聚沉
定义：溶胶由于失去聚结稳定性，进而失去动力
稳定性的整个过程叫聚沉。
（1）电解质聚沉作用
聚沉过程：高价反离子的作用
与吸附层中定势离子与 反离子数目有关
第四章
第二章 岩心分析
胶体化学
第一节 岩心分析概述
第二节 岩心分析技术及应用
2013年5月30日 第三节 岩心分析技术应用展望
前言
一、分散体系
二、胶体化学的定义
三、胶体化学研究的体系
四、胶体化学解决的问题
一、分散体系
定义：一种或几种物质分散在另一 种物质中形成的体系。 举例：奶油，油漆 分散相、分散介质 分类：按聚集状态分类 按分散相质点大小分类
粒子越小、温度越高、 介质粘度越低，布朗 运动越剧烈。
η——介质的粘度； r——粒子的半径；
NA——阿伏加德罗（Avogadro）常数。
布朗运动的作用
克服由于重力而引起的定向运动，利于
动力稳定性
增加碰撞机会，不利于聚结稳定性
3、溶胶的电学性质—电泳
胶体粒子在电场的作用下向正极或负极
移动、作定向移动的现象。
2
u——粒子下沉速度； r——粒子半径； ρ,ρ0——分散相、分散介质密度； η——分散介质粘度； g——重力加速度。
影响动力稳定性的因素
X RT t N A 3r
2 r 0 g u 9
2
①粒子大小：r越小，下沉速度越小，布朗 运动越剧烈，动力稳定性越好； ②温度：温度越高，动力稳定性越好； ③密度差：分散相和分散介质密度差越大， 动力稳定性越不好。 粒子大小是主要的影响因素（在分子 上是平方项）。
二、胶体化学的定义
胶体:
指的是高度分散的分散体（质点大小在
1nm~100 nm）。
胶体化学:
是研究胶体体系的化学。
二、胶体化学的定义
举例：泥土分散在水中 (1)分子或离子分散体系 (2)胶体 (3)悬浮体（粗分散体系）
胶体是物质存在 的一种特殊状态，而不是一 种特殊的物质
二、胶体化学的定义
胶体是物质存在的一种特殊状态，
方向运动，因此，造成粒子的无规则运动。
当粒子直径大于5m时，就没有布朗运动 了，因为这时粒子周围受到的撞击力相互
抵消。
爱因斯坦 （Einstein）方程
影响布朗运动的因素
温度 粒子大小 介质粘度
X
RT t N A 3r
X——粒子的平均位移； t——观察平均位移时每次相隔的时间； T——热力学温度；
固
浮石、泡沫塑料 沸石、珍珠、某些宝石 某些合金、有色玻璃 混合气体 雾 烟、尘
气
分散体系按质点大小分类
分子或离子分散体系
<10-9m 10-7m~10-9m > 10-7m
胶体分散体系
粗分散体系
按分散相和分散介质之间的亲和力分类
（1）憎液胶体（lyophobic sol）：简称溶胶 由难溶物质分散在分散介质中所形成的分散体系，分散相与分
3、溶胶的聚沉
等电态 临界电位：溶胶开始明显聚沉时的电位 （20~30mV） 聚沉值：一定时间内，能使溶胶发生聚沉的电解质 的最低浓度。用每升溶胶中所加电解质的毫摩尔数
1 、胶体分散体系的特征 （1） 多相； （2）大表面的体系； （3）高表面能； （4）热力学不稳定。
直径为10nm的球形质点， 质点总体积1cm3， 其面积为600m2。
三、胶体化学研究的分散体系
2 聚合物溶液
（1）真溶液
（2）均相体系
（3）热力学稳定
四、胶体化学的主要研究内容
1 胶体体系的稳定与破坏
1、溶胶的稳定性 动力稳定性与聚结稳定性 2、动力稳定性
用来衡量溶胶在重力场作用下分散相是否 容易下沉的性质。 在重力场下，如果分散相下沉速度小到可 以忽略，则这种溶胶具有动力稳定性。 是否具有动力稳定性取决与布郎运动与下沉 运动
下沉运动
Stokes公式
2 r 0 g u 9
3、溶胶的电学性质—电泳
碘化钾加到过量的硝酸银中制备的胶体，加电后 分散相移向负极； 碘化银带正电 硝酸银加到过量的碘化钾中制备的胶体，加电后 分散相移向正极。 碘化银带负电
3、溶胶的电学性质—电渗
分散介质在电场的作用下向正极或
负极移动作定向移动的现象。
(2) 电