胶体分散体系
兰州大学物理化学课件 第十三章 胶体分散体系
一般以比表面积的大小来表示分散体系分散程度 的大小 分散度（比表面积：单位体积的物质具 有的表面积）
S S0 V
显然，分散程度越高，比表面积越大
4 3 分散相呈球体 V r S 4 r 2 3
通过大量观察，得出结论：粒子越小，布朗运动 越激烈。其运动激烈的程度不随时间而改变，但随温 度的升高而增加
1905年和1906年爱因斯坦（Einstein)和斯莫鲁霍 夫斯基（Smoluchowski)分别阐述了Brown运动的本质。
Brown运动是分散介质分子以不同大小和不同方向 的力对胶体粒子不断撞击而产生的，由于受到的力不 平衡，所以连续以不同方向、不同速度作不规则运动。 随着粒子增大，撞击的次数增多，而作用力抵消的可 能性亦大
用这两种方法直接制出的粒子称为原级粒 子。视具体制备条件不同，这些粒子又可以聚 集成较大的次级粒子 通常所制备的溶胶中粒子的大小不是均一的， 是一个多级分散体系
分散法
(1)研磨法： 用机械粉碎的方法（球磨机，胶体磨等）将固体磨细 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
布朗运动的存在是胶体能够稳定存在的原因。因 胶粒不会安定的停留在某一位置上，胶粒就不会因 重力而聚沉。但布朗运动也有可能使胶粒相互碰撞 而聚集 二.扩散 胶粒也有热运动，因此也具有扩散和渗透压。 只是溶胶的浓度较稀，这种现象很不显著 由于分子的热运动和胶粒的布朗运动，可 以观察到胶粒从高浓区向低浓区迁移的现象， 这就是胶粒的扩散作用
2.亲液溶胶（分散相与分散介质之间有亲和力的溶胶） 如高分子化合物溶液，分子半径落在胶体粒 子范围内的大分子溶解在合适的溶剂中，形成分 子分散的真溶液。一旦将溶剂蒸发，大分子化合 物凝聚，再加入溶剂，又可形成溶胶，亲液溶胶 是热力学上稳定、可逆的体系
9第九章 胶体分散系
医学化学
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二、高分子化合物溶液的性质
•
高分子化合物溶液中，溶质和溶剂有较强的亲和力 ，两者之间有没有界面存在，属均相分散系。由于 在高分子溶液中，分散质粒子已进入胶体范围（1100nm），因此，高分子化合物溶液也被列入胶体 体系。它具有胶体体系的某些性质，如扩散速度小 ，分散质粒子不能透过半透膜等，但同时也具有自 己的特征。
•
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C:溶剂化的稳定作用 溶胶的吸附层和扩散层的离子都是水化的（如为非 水溶剂，则是溶剂化的），在水化膜保护下，胶粒 较难因碰撞聚集变大而聚沉。水化膜越厚，胶粒就 越稳定。 (2)溶胶的聚沉 胶体具有巨大的表面积，体系界面能高，胶粒间的 碰撞有使其自发聚集的趋势。减弱或消除胶粒的电 荷，可以促使胶粒聚集成较大的颗粒，这个过程称 为凝聚，当分散相粒子增大到布朗运动克服不了的 重力的作用时，最后从介质中沉淀析出的现象称聚 沉。
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Fe(OH)3胶粒包括胶核（设为m个Fe(OH)3分子组 成）和吸附层。胶粒和扩散层合称为胶团，胶团 分散在介质中乃是胶体体系。
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2. 溶胶的稳定与沉降
（1）影响溶胶稳定性的因素 • A:溶胶动力稳定因素 • Brown 运动：溶胶的胶粒的直径很小，Brown 运动 剧烈，能克服重力引起的沉降作用。 • B：溶胶的电学稳定作用 同一种溶胶的胶粒带有相同电荷，当彼此接近时， 由于静电作用相互排斥而分开。胶粒荷电量越多， 胶粒之间静电斥力就越大，溶胶就越稳定。胶粒带 电是大多数溶胶能稳定存在的主要原因。
第5章 胶体分散体系的稳定与聚沉
第5章 胶体分散体系的稳定与聚沉
5-2 空间稳定理论 3 空间斥力位能 VRS 的构成
VRS VRe VRE VRO VRH
第5章 胶体分散体系的稳定与聚沉
第5章 胶体分散体系的稳定与聚沉
讨论： 电解质和高聚物都可以引起溶胶的聚沉，分 别说明它们引起聚沉的原因。
(1) 压缩扩散层 （2）吸附聚沉
电解质引起聚沉的原因:
高聚物引起聚沉的原因：
(1) 搭桥效应 (2) 脱水效应 (3) 电中和效应
（2）影响位能的因素 A值的影响 当κ、ψ0不变时： A↑，吸力位能↑，势垒↓
（2）影响位能的因素 Ψ0值的影响 ψ0↑，斥力位能↑，势垒↑
（2）影响位能的因素 电解质浓度的影响 n0↑，势垒↑ 通过κ影响： n0↑， κ↑， 势垒↓ 有一最佳稳定值
第5章 胶体分散体系的稳定与聚沉
(3)聚沉理论 1900年舒尔兹一哈迪（Schulze-Hardy） 发现： 电解质中的反号离子才影响分散体系的稳定 性。
第5章 胶体分散体系的稳定与聚沉
5-3 空缺稳定理论 1 高聚物对胶体的稳定可分为哪两种类型? “空间稳定”和“空位稳定” 2 什么是负吸附？空位层？ 3 空位稳定的吸力效应和斥力效应 吸力效应如何产生？ 浓度差 渗透压 吸力 斥力效应如何产生？ 分离过程 非自发过程 吉布斯函数增 大 斥力位能
第5章 胶体分散体系的稳定与聚沉
第5章 胶体分散体系的稳定与聚沉
1 胶粒双电层重叠时的静电斥力 斥力位能UR （1）两平面粒子双电层重叠时的斥力位能
第5章 胶体分散体系的稳定与聚沉
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。
第八章 胶体分散体系
溶胶的净化
简单渗析 将需要 净化的 溶胶放 在羊 皮纸或动物膀胱等半透膜制 成的容器内，膜外放纯溶剂。 利用浓差因素，多余的电解质离子不断向膜外渗透， 经常更换溶剂，就可以净化半透膜容器内的溶胶。 如将装有溶胶的半透膜容器不断旋转，可以加快渗析 速度。
溶胶的光学性质
• 光散射现象
• 当光束(可见光波长：400~700 nm)通过分散体系时，一 部分自由地通过，一部分被吸收、反射或散射。 当光束通过粗分散体系，由于粒子大于入射光的波长， 主要发生反射，使体系呈现混浊； 当光束通过胶体溶液，由于胶粒直径小于可见光波长， 主要发生散射； 当光束通过真溶液，由于溶液十分均匀，散射光因相 互干涉而完全抵消，看不见散射光。
ρ 重力和粘滞力， 2 > ρ1 Stokes定律： f = 6πη r
溶胶的电学性质
电动现象
• 溶胶粒子在外电场的作用下，向某一电极作定向 运动，说明粒子是带电的。此现象——带电粒子 在介质中，在电场作用下作定向运动，称之为电 泳。 • 若在电场中，将溶胶粒子固定起来（用多孔性物 质—粘土、瓷片等或毛细管），而流动相定向移 动——电渗。 • 在电的作用下，质点运动、液体运动 （Peücc）
4 3 cV πr ρ = 3 n
r=3
3 cV 4 nπρ
溶胶的动力学性质
• Brown运动
• 1827年Brown把花粉悬浮在水中用显微镜观察时， 发现这些小颗粒作无秩序的曲折运动；后来用超 显微镜也观察到溶胶中胶粒的也有同样运动，人 们把微粒的这种运动称为Brown运动。
●
Brown运动的本质
2.胶溶法
又称解胶法，是指将刚生成的固体沉淀物重新
分散在介质中形成溶胶，并加入适当的稳定剂。 这种稳定剂又称胶溶剂。根据胶核所能吸附的离子而 选用合适的电解质作胶溶剂。 这种方法一般用在化学凝聚法制溶胶时，为了将多余 的电解质离子去掉，先将胶粒过滤，洗涤，然后分散在含 有胶溶剂的介质中形成溶胶。 例如： Fe(OH)3（新鲜沉淀） AgCl (新鲜沉淀）
第八章 胶体分散体系的稳定性
• 3．两非极性分子间吸引位能
L3 2h 1 1 2 2 0102 x 6Lx 6
• 色散力存在于一切物质分子之中，而且除极性很大的分子间力外， 色散力几乎就等于范式引力。
• 因此总的范式吸引位能为上述三项之和:
ADk. L ＝－ x－ 6
二、宏观物体间的吸引
故dφ/dx＝0，即可求出常数=pd .
•
由式（8－3）可得：
p2
d2
dx
pd
dpd
• 再将电荷密度分布的公式（7－5）代入上式,取积分限，则上式积分
结果为： •
pd p0=2k.T 0[c no zkφ s ed T h ) 1 (]=F R
(8－6)
pd p0=2kT 0[c no zkφ s ed T h ) 1 (]=F R
图8－1 两带相同电荷的板状粒子 间双电层相互搭接示意图
d
p
d2
0
dx 2 dx .
• 按照数学微分规律，上式的结果只能是
p
d2
常数
2 dx
(8－4)
• 方程(8－4)说明，作用在搭接双电层内溶液中的任一体积元上的压
力和电场力这两种作用的差值恒为常数。
• 若此体积元恰在两板间的中点d（D=2d），此处恰为电位曲线的拐点，
• 从物理概念上分析：电解质浓度的增加，会使双电层压
缩变薄，ζ电位降低，静电排斥力降低，从而排斥位能降
低。另外式（8－10）也反映了外加电解质的异电离子
价数Z的影响，由于κ正比于Z，故异电离子价数Z越高，
ΦR越小，这就是说加入含高价异电离子电解质，斥力位
能降低，有利于絮凝的发生。
.
﹡三、球形粒子间的排斥位能
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。
胶体分散系的主要特征
胶体分散系的主要特征
胶体分散系是有机溶剂中一种稳定的，由固态破坏聚集剂和稳定剂组成的非晶态系统。
浓度足够高的固态物质能够在有机溶剂中以胶体形式存在，而这种系统有几个主要特征，包括悬浮剂，稳定剂，分散化，转移和分散化。
悬浮剂是指在溶剂中分散形成的胶体分散系中的固态物质，可以是水溶性的、非水溶性的或混合的硬壳的组成部分。
如金属粉末，石棉片，磨细的砂粒等。
当这些悬浮剂在溶剂中释放出来时，会形成很小的分子，或分子间的连续的物质，故而能够形成悬浮体。
稳定剂，也叫分散稳定剂，是胶体分散系中用于稳定悬浮体的物质。
它们通常是有机分子，可以用例如油酸酯，烷基磺酸钠，氯化钙等。
它们与悬浮体接触并包裹住它们，使其不沉淀，从而达到稳定悬浮体的效果。
分散化也是胶体分散系的特征之一，也是稳定悬浮体的重要手段。
它包括两个方面，即细致化和研磨，当悬浮剂经过细致化处理时，分子会变得更细小，从而可以形成更大的悬浮体；而研磨手段可以使粒径更细小，从而促进悬浮体稳定。
转移是稳定悬浮体的重要原理，它是通过悬浮体对它们周围特定环境下细胞表面调整和修饰，使它们分散，有效阻止悬浮体之间的粘附，从而达到稳定悬浮体的目的。
最后，分散化也是稳定悬浮体的一个重要组成部分。
它使悬浮体分散良好，从而防止悬浮体沉淀，有效地阻止悬浮体之间的粘附，并且可以增强悬浮体的可滴定性和生物相容性。
总之，胶体分散系的主要特征包括悬浮剂，稳定剂，分散化，转移和分散化。
这些特征有助于使悬浮体稳定，同时也能够调节悬浮体的相容性和活性，从而满足相应应用要求。
胶体分散体系的粒径范围
胶体分散体系的粒径范围摘要：一、胶体分散体系的定义与特点二、胶体分散体系的粒径范围三、胶体分散体系的分类四、胶体分散体系的应用正文：一、胶体分散体系的定义与特点胶体分散体系是一种由两种不同状态的物质组成的均匀混合物，其中一种物质以微小的粒子或液滴的形式存在，另一种物质则作为连续相。
胶体分散体系具有以下特点：1.粒径范围：胶体分散体系的粒径范围在1 纳米至100 纳米之间。
2.分散质：胶体分散体系中的分散质是由微小的粒子或液滴组成。
3.连续相：胶体分散体系中的连续相可以是液体、气体或固体。
4.稳定性：胶体分散体系具有一定的稳定性，可以在一定条件下长时间保持均匀状态。
二、胶体分散体系的粒径范围胶体分散体系的粒径范围在1 纳米至100 纳米之间。
根据分散质粒子直径大小，可以将分散系划分为溶液（小于1 纳米）、胶体（1 纳米至100 纳米）和浊液（大于100 纳米）。
三、胶体分散体系的分类根据分散剂的类型，胶体分散体系可以分为以下几类：1.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）。
2.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) 胶体）。
3.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）。
四、胶体分散体系的应用胶体分散体系在许多领域都有广泛的应用，如水处理、医药、化妆品、食品等。
例如，胶体净水技术利用胶体粒子具有较大的表面积和吸附力，在水中吸附悬浮固体或毒素形成沉淀，从而达到净化水的目的。
总之，胶体分散体系是由两种不同状态的物质组成的均匀混合物，具有特定的粒径范围和稳定性。
根据分散剂的类型，胶体分散体系可以分为气溶胶、液溶胶和固溶胶。
药物制剂的胶体分散体系设计与优化
药物制剂的胶体分散体系设计与优化背景介绍药物制剂的胶体分散体系是指药物以胶体形态分散在适宜介质中的体系。
胶体分散体系的设计与优化对于药物的溶解性、生物利用度、稳定性和疗效具有重要影响。
本文将探讨药物制剂胶体分散体系的设计原则和方法，并介绍优化策略，以提高药物制剂的疗效和生产质量。
一、药物胶体分散体系的设计原则1. 选择合适的分散介质药物制剂胶体分散体系的分散介质应具备良好的溶解性、稳定性和生物相容性。
根据药物的特性选择适宜的溶剂、乳化剂或胶体保护剂，以实现药物的高效释放和维持良好的胶体稳定性。
2. 寻找合适的分散方法根据药物的物化特性，选择合适的分散方法，包括高压均质法、超声波法和胶体磨法等。
通过优化分散方法，可有效提高药物颗粒的分散度和均匀性，增加溶解度和生物利用度。
3. 控制粒径和分散度粒径和分散度是评价胶体分散体系质量的重要指标。
通过调整工艺参数，如搅拌速度、分散时间和温度等，可实现粒径的控制和分散度的改善。
同时，利用先进的仪器分析技术，如动态光散射仪和电子显微镜等，对药物颗粒的形态和尺寸进行准确测定。
二、药物胶体分散体系的优化策略1. 选择适宜的胶体保护剂胶体保护剂在胶体分散体系中承担着稳定胶体颗粒、防止颗粒聚集和沉降的重要作用。
通过选择适宜的胶体保护剂，如聚乙烯吡咯烷酮、明胶和磷脂等，可提高胶体分散体系的稳定性和药物的生物利用度。
2. 优化制剂工艺在药物制剂工艺中，控制溶剂添加顺序、搅拌速度和温度等工艺参数的优化是提高胶体分散体系质量的关键。
合理调整制剂工艺，可提高药物的溶解度和稳定性，降低制剂生产的成本和风险。
3. 胶体分散体系的稳定性评估通过稳定性评估来判断胶体分散体系在储存和使用过程中的稳定性。
常用的评估指标包括颗粒大小的变化、胶体分散体系的黏度、流变学特性和药物释放行为等。
通过系统且全面地评估，可以为进一步优化胶体分散体系提供理论依据。
结论药物制剂胶体分散体系的设计与优化是提高药物疗效和生产质量的关键一步。
常见的胶体分散系
常见的胶体分散系胶体分散系是由两种或多种物质组成的复合系统，其中一种物质以微粒形式分散在另一种物质中。
胶体分散系广泛存在于日常生活和工业生产中，对于我们的生活和科学研究都有着重要的影响。
一、乳液分散系统乳液是一种常见的胶体分散系统，由两种不互溶的液体相组成。
其中一种液体以微小的液滴形式分散在另一种液体中。
常见的乳液包括牛奶、乳霜、油漆等。
乳液的稳定性取决于胶体粒子的尺寸、浓度以及表面活性剂的存在。
表面活性剂能够降低胶体粒子之间的表面张力，使其更加稳定。
乳液在食品工业中广泛应用，用于制作各种乳制品、饮料和调味品。
二、凝胶分散系统凝胶是一种由液体和固体组成的胶体分散系统。
凝胶的特点是具有一定的流动性，但在静止状态下呈现固体的性质。
凝胶的形成是由于胶体粒子之间的相互作用力导致的。
常见的凝胶包括明胶、琼脂和硅胶等。
明胶是由动物骨骼、皮肤或软骨提取的胶原蛋白制成的，可以用于制作果冻、糖果和蛋糕等食品。
硅胶是一种多孔的胶体材料，常用于吸附湿气和过滤杂质。
三、胶体溶液分散系统胶体溶液是由固体微粒以胶体形式分散在液体中的分散系统。
胶体溶液的稳定性取决于胶体粒子的电荷性质和电解质的存在。
当胶体粒子带有电荷时，它们会相互排斥，保持分散状态。
常见的胶体溶液包括胶体金、胶体银和胶体二氧化硅等。
胶体金和胶体银具有优异的光学性能，广泛应用于生物医学和光学领域。
胶体二氧化硅是一种多孔材料，可用于制备载药微球和催化剂。
四、气溶胶分散系统气溶胶是由固体或液体微粒分散在气体中的胶体分散系统。
气溶胶的形成主要是由于微粒与空气分子之间的碰撞和吸附。
常见的气溶胶包括雾、烟雾和空气中的尘埃等。
烟雾是由燃烧产生的固体和液体微粒组成的气溶胶，对人体健康有害。
空气中的尘埃是由颗粒物质和微生物等形成的气溶胶，会影响空气质量和人体呼吸。
胶体分散系在医药、食品、化工等领域都有着广泛的应用。
它们不仅能够改善产品的质地和口感，还可以调整产品的性能和功能。
胶体分散体系
分散相与分散介质 分散体系分类
（1）按分散相粒子的大小分类 （2）按分散相和介质的聚集状态分类 （3）按胶体溶液的稳定性分类
憎液溶胶的特性 胶粒的结构 胶粒的形状
分散相和分散介质
胶体分散系统和大分子溶液
把一种或几种物质分散在另一种物质中 就构成分散体系。
例如：云，牛奶，珍珠
其中，被分散的物质称为分散相 (dispersed phase)，
下 。通常把这种体系称为真溶液，如CuSO4溶液。
2.胶体分散体系 分散相粒子的半径在1 nm~100 nm之间的体系。目测是均匀的，但实际是多相不均匀体系。也有的将1 nm ~
1000 nm之间的粒子归入胶体范畴。
3.粗分散体系 当分散相粒子大于1000 nm,目测是混浊不均匀体系，放置后会沉淀或分层，如黄河水。
1905年和1906年Einstein和Smoluchowski分别阐述了Brown运动的本质。
认为Brown运动是分散介质分子以不 同大小和方向的力对胶体粒子不断撞击 而产生的。
由于受到的力不平衡，所以连续以不同方向、不同速度作不规则运动。随着粒子增大，撞击的次数增 多，而作用力抵消的可能性亦大。
胶团没有固定的直径和质量，同一种溶胶的值也不是一个固定的数值。 作为憎液溶胶基本质点的胶粒并非都是球形，而胶粒的形状对胶体性质有重要影响。 质点为球形的，流动性较好；若为带状的，则流动性较差，易产生触变现象。
胶团的形状 例如：（1）聚苯乙烯胶乳是球形质点
（2） V2O5 溶胶是带状的质点 （3） Fe(OH)3 溶胶是丝状的质点
胶团的图示式：
胶核 胶粒 胶团
胶团的结构 例2：AgNO3 + KI → KNO3 + AgI↓
胶体分散系
液
液溶胶
固
固溶胶
珍珠、某些宝石、 有色玻璃
四、胶团的结构（双电层结构理论）
以AgI溶胶为例：
AgNO 3 + KI AgI + KNO3
AgNO 3 + KI
AgI + KNO3
KI过量，AgI负溶胶胶团结构示意图
胶核：大量AgI分子 ( m ~ 103 ) 形成胶核； 胶粒：胶粒连同吸附 在其上的离子所形成
比较NaCl、CaCl2、AlCl3对As2S3负溶胶的聚沉能力大小。
聚沉能力：AlCl3 > CaCl2 > NaCl
（三）．胶体体系的相互作用
电性相反的溶胶互相混合，发生聚沉 — 互沉 现象。 例如，用明矾净水：
水中的悬浮物通常带负电（粘土负电性），
明矾的水解产物 Al(OH)3 溶胶带正电，混合
第二章 胶体分散系
一：基本概念
分散体系：把一种或几种物质分散到另一种物 质中所构成的体系； 分散相：分散体系中被分散的物质； 分散介质：另一种物质叫分散介质（通常是连 续介质）;
二：分散系统的分类（按分散相粒子大小）
分散系 直径 /nm ＜1 实例 蔗糖水 食盐水 AgI 、CdS 溶胶 特征 最稳定,不沉降、 能透过滤纸和半透膜 相系 单
• 通电后，粘土粒子朝正极方向运动。其
他实验也证明一些悬浮粒子也有这种在
电场中作定向运动的现象。
电泳：在外加电场
下，胶体粒子在分
散介质中定向移动
的现象叫电泳。 电泳现象说明：悬浮在液体中的胶体粒子 带电，其符号可以根据胶粒在电场中的移 动方向确定。
Fe(OH)3溶胶向负极——带正电； As2S3溶胶向正极——带负电。
胶体分散体系的粒径范围
胶体分散体系的粒径范围胶体分散体系是一种由两种或多种物质组成的混合物，其中一种物质以微小颗粒的形式分散在另一种物质中。
这些微小颗粒的直径通常介于1纳米到1微米之间。
胶体分散体系广泛存在于自然界和工业应用中。
在自然界中，我们可以看到许多例子，如牛奶、蜂蜜、土壤和乳胶。
在工业领域，胶体分散体系被广泛应用于涂料、油漆、颜料、药物、食品和电子材料等领域。
胶体分散体系的粒径范围对其性质和应用具有重要影响。
根据国际标准分析方法，胶体颗粒的直径可分为三个主要范围：纳米颗粒（1-100纳米）、亚微米颗粒（100-1000纳米）和微米颗粒（1-100微米）。
纳米颗粒是胶体分散体系中最小的颗粒，其大小与许多物质的分子尺寸相当。
由于其小尺寸和较大的比表面积，纳米颗粒具有许多独特的性质，如高度的化学反应活性、独特的光学性质和优异的电子性质。
这些特性使得纳米颗粒在材料科学、医学和环境科学等领域有着广泛的应用。
亚微米颗粒是在纳米颗粒和微米颗粒之间的颗粒大小范围。
这些颗粒通常具有较高的稳定性和较大的比表面积，因此在许多领域具有广泛的应用前景。
例如，在药物传递和生物传感器方面，亚微米颗粒能够通过调控其表面化学性质来实现药物的定向输送和灵敏检测。
微米颗粒是胶体分散体系中的最大颗粒，它们的大小与我们肉眼可见的颗粒相当。
微米颗粒在工业中被广泛应用于颜料、涂料和化妆品等领域。
这些颗粒的大小和形状对产品的质量和性能起着重要作用。
总之，胶体分散体系的粒径范围决定了其性质和应用的不同。
了解胶体分散体系中颗粒大小的范围，可以为材料科学研究和工业应用提供重要的指导和参考。
同时，随着纳米技术的发展，对纳米颗粒的研究和应用也愈加重要，将有望在许多领域推动科技的进步和创新。
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憎液溶胶的特性
（1）特有的分散程度 粒子的大小在1~100 nm之间，因而扩散较
慢，不能透过半透膜，渗透压低但有较强的动 力稳定性 和乳光现象。
（2）多相不均匀性 具有纳米级的粒子是由许多离子或分子聚
结而成，结构复杂，有的保持了该难溶盐的原 有晶体结构，而且粒子大小不一，与介质之间 有明显的相界面，比表面很大。
• 胶体分散系统和粗分散系统在生物界和非 生物界都普遍存在；在实际生活和生产中均有 重要应用，如在化工、石油、冶金、印染、涂 料、塑料、纤维、橡胶、洗涤剂、化妆品、牙 膏等生产部门，以及在医学、生物学、土壤学、 气象学、地质学、水文学、环境科学等领域都 涉及到它的原理。
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 C.固-气溶胶
如珍珠，某些宝石 如泡沫塑料，沸石分子筛
根据分散相和分散介质的聚集状态进行分类
3. 气溶胶
将气体作为分散介质所形成的溶胶。当 分散相为固体或液体时，形成气-固或气-液 溶胶，但没有气-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。
本章主要讨论憎液溶胶
（3）按胶体溶液的稳定性分类
②亲液溶胶
大（高）分子化合物的溶液通常属于亲液溶胶。
半径落在胶体粒子范围内的大分子溶解在合适的溶 剂中，它是分子溶液，但其分子的大小已经到达胶体的范 围，因此具有胶体的一些特性（例如：扩散慢，不透过半 透膜，有Tyndall效应等等）。
若设法去除大分子溶液的溶剂使它沉淀，重新再加 入溶剂后大分子化合物又可以自动再分散，因而它是热 力学中稳定、可逆的系统。
教学目标
• 1.了解分散体系的分类及胶体的定义； • 2.理解溶胶的光学性质、动力性质和电学性
质； • 3.理解胶团的结构和胶体稳定性与聚沉作用。
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
没有界面，是均匀的单相，分子半径大小在10-9 m以 下 。通常把这种体系称为真溶液，如CuSO4溶液。 2.胶体分散体系
分散相粒子的半径在1 nm~100 nm之间的体系。目 测是均匀的，但实际是多相不均匀体系。也有的将1 nm ~ 1000 nm之间的粒子归入胶体范畴。 3.粗分散体系
当分散相粒子大于1000 nm,目测是混浊不均匀体 系，放置后会沉淀或分层，如黄河水。
2020/3/10
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
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分散相与分散介质 分散体系分类
（1）按分散相粒子的大小分类 （2）按分散相和介质的聚集状态分类 （3）按胶体溶液的稳定性分类
憎液溶胶的特性 胶粒的结构 胶粒的形状
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胶体分散系统和大分子溶液
分散相和分散介质
把一种或几种物 质分散在另一种物质 中就构成分散体系。
例如：云，牛奶，珍珠
其中，被分散的 物质称为分散相 (dispersed phase)，
另一种物质称为 分散介质 (dispersing medium)。
分散系统的概念
• 均相分散系统的分散质通常叫溶质，分散介质通常
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
｛ 2. 按分散介质的物态分
•液溶胶 •固溶胶
•气溶胶
｛•憎液溶胶
3. 按胶体分散系统的性质分 •亲液溶胶 •缔合溶胶
（1）按分散相粒子的大小分类
1.分子分散体系 分散相与分散介质以分子或离子形式彼此混溶，
（2）按分散相和介质聚集状态分类
1.液溶胶 将液体作为分散介质所形成的溶胶。当分散
相为不同状态时，则形成不同的液溶胶： A.液-固溶胶 如油漆，AgI溶胶 B.液-液溶胶 如牛奶，石油原油等乳状液 C.液-气溶胶 如泡沫
（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
A. 气-固溶胶 如烟，含尘的空气
B. 气-液溶胶 如雾，云
• 按分散相及分散介质的聚集态分类如表
分散相 分散介质
通称Biblioteka 举例气液泡沫
肥皂及灭火泡沫
液
液
乳状液
牛奶及含水原油
固
液
溶胶及悬浮液
银溶胶、油墨、泥浆 、钻井液
气
固
固体泡沫
沸石、泡沫玻璃、泡 沫金属
液
固
珍珠
固
固
加颜料的塑料
液
气
气溶胶
雾
固
气
悬浮体
烟、尘、沙尘暴
所谓宏观是指研究对象的尺寸很大，其下限是人 的肉眼可以观察到的最小物体（半径大于1微米），而 上限则是无限的。
所谓微观是指上限为原子、分子，而下限则是 一个无下限的时空。
在宏观世界与微观世界之间，有一个介观世界， 在胶体和表面化学中所涉及的超细微粒，其大小、 尺寸在1nm-100nm之间，基本上归属于介观领域。
憎液溶胶的特性
（3）易聚结不稳定性
因为粒子小，比表面大，表面自由能高， 是热力学不稳定系统，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。
憎液溶胶的基本特征：概括起来, 可归纳为： 高度的分散性，多相性，热力学不稳定性.
粗分散系统
• 粗分散系统包括乳状液、泡沫、悬浮液及 悬浮体等，它们在性质上及研究方法上与胶体 分散系统有许多相似之处，故列入同一章予以 讨论。
叫溶剂，这样的分散系统也叫溶液，例如小分子溶液、 大分子溶液、电解质溶液等； • 对溶质、溶剂不加区分的均相分散系统称之为混合 物。小分子溶液、电解质溶液的分散质及分散介质的质 点的大小的数量级为0.1nm以下，且透明、不发生散射 现象，溶质扩散速度快，是热力学稳定系统； • 但大分子溶液，分散质质点的线尺寸在1nm～ 1000nm之间，扩散慢，是热力学不稳定系统。
（3）按胶体溶液的稳定性分类
（1）憎液溶胶
简称溶胶，由难溶物分散在分散介质中所形成，粒子都是 由很大数目的分子构成，大小不等半径在1 nm~100 nm之间。
系统具有很大的相界面，很高的表面Gibbs自由能，很不 稳定，极易被破坏而聚沉。
一旦将介质蒸发掉，再加入介质就无法再形成溶胶， 是 一个不可逆体系，如氢氧化铁溶胶、碘化银溶胶等。 聚沉之后往往不能恢复原态，因而是热力学中的不稳定和 不可逆系统。