表面物理化学总结

第一章

1.将分散相粒子的粒径在1~100 nm之间的系统称为胶体。（1）分散相粒子的半径在1~100nm之间的系统，

（2）胶体一般目测是均匀的，但实际是多相不均匀体系。

（3）不少教材认为胶体的范围是1~1000nm 之间。

总之，胶体不是胶，是一个混合物，胶体这个名称是被

沿用下来的。胶体是一个具有巨大相界面的分散体系

2.影响胶体性质的重要因素:

(1)质点大小（2）质点形状和柔顺性（3）表面性质（包括电学性质）（4）质点－质点之间的相互作用（5）质点－溶剂之间的相互作用。

3.胶体体系分类:

（1）溶胶（胶体分散体系）

表面自由能很高，在热力学上是不稳定的，也是不可逆的，

其组成相一旦发生分离，就不易再恢复原状。

（2）高分子溶液（高分子物质的真溶液－天然的或合成的）

在热力学上是稳定的和可逆的，溶质从溶剂中分离后容易恢

复原状。

（3）缔合胶体

有时称为胶体电解质，在热力学上是稳定的

4.分散体系：一种或多种物质以一定的分散度分散在另一种物

质中所形成的体系。

分散相(disperse phase):被分散的物质，以颗粒分散状态存在

的不连续相,相当于溶液中的溶质;

分散介质（disperse medium）:有分散相在其中的均匀介质，

或称连续相，相当于溶液中的溶剂。

当体系中的质点足够大（1nm~100nm），它与分散介质

之间有明确的界面存在时，称为胶体分散体系

5,分散体系通常有三种分类方法：

按分散相粒子的大小分类：分子分散体系胶体分散体系粗分散体系按分散相和介质的聚集状态分类：液溶胶固溶胶气溶胶

按胶体溶液的稳定性分类：憎液溶胶亲液溶胶

液溶胶（sol）：分散介质为液体，如介质为水则称为水溶胶

固溶胶（solid sol）：分散介质为固体

气溶胶（aerosol）：分散介质为气体

憎液溶胶: 半径在1 nm~100 nm之间的难溶物固体粒子分散在液体介质中，有很大的相界面，易聚沉，是热力学上的不稳定体系。

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。

憎液溶胶的特性：特有的分散程度多相不均匀性热力学不稳定性

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，

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。

6. 界面是两相接触的交界部分具有一定厚度（约有几个分子的厚度）的过渡区。

与界面相邻的两个均匀相称为本体相，其中任何一相的变化都会影响到界面的性质。

表面：液体－气体固体－气体

界面: 液体－液体液体－固体固体－固体

7. 质点的不对称性在决定胶体体系的各种性质上均非常重要。

胶体质点按其形状可分为球型、片状和线性等

线形高聚合物分子由于环绕碳－碳键和其他键的旋转而显示出一定程度的柔顺性。8. 溶剂化作用:

胶体质点一般是溶剂化的，其厚度常约为1个分子层左右，这种与质点紧密相连的溶剂应该当作质点的一部分来看待。

在一定条件下，高分子溶质或胶体粒子相互连接，形成空间网状结构，而溶剂小分子充满在网架的空隙中，成为失去流动性的半固体体系，称为凝胶。

9. 溶胶的制备

1）分散法 1.研磨法 2.超声波分散法 3.电弧法 4.胶溶法

2）凝聚法 1.化学凝聚法 2.物理凝聚法

溶胶的净化1）渗析法2）超过滤法

10. 成核与生长

在沉淀过程中，新相的生成包括两个阶段：

（1）成核（结晶中心的形成）

（2）生长（晶体的长大）

这两种过程的相对速度决定了所形成质点的大小，当

成核的速度高而晶体生长的速度低时，就可以获得高度的

分散体系。

开始成核的速度决定于发生相分离前所能达到的过饱和

程度。当所用的物质溶解度很低时，溶胶就最容易制得

2. 质点生长的速度主要取决于下列因素：

（1）所能得到的物质质量。

（2）介质它控制物质向质点表面扩散的速度。

（3）物质的正确取向及与质点晶格相对应的难易程度。

（4）抑制晶体生长的杂质在质点表面上的吸附情况。

（5）质点与质点的聚结作用。

单分散溶胶：指人们可以制取指定的胶体尺寸、形状和组成皆相同的溶胶。

制备条件：晶核的形成必须限制在刚形成溶胶时的相对短的时间内。这种情况有时可利用在过饱和溶液中撒播晶种得到，也可以在一个快速爆发均匀成核的条件下获得。

制备方法：1）金属盐水溶液高温水解法；（2）金属络合物高温水解法；

（3）微乳液法；（4）溶胶－凝胶转变法

11.高分子的定义：把相对分子量大于10000的物质称为高分子或大分子

高分子的分类：天然高分子合成高分子

聚合作用有两种不同类型

（1）加聚聚合

加聚作用并不使化学成分发生改变，通常只靠一种链锁机构来进行。

（2）缩聚聚合

缩聚作用是一种官能团之间的化学反应，在这种反应中伴有某种小分子消失，经常为水的消失。

12. 1.乳液聚合定义

单体在乳化剂作用和机械搅拌下，使单体在水中分散成乳状液，由水溶性引发剂引发而进行的聚合反应

2.乳液聚合的机理

在整个乳化体系中，单体分配于三个不同的相中：

（1）作为一种稳定的乳状液的液珠；

（2）少量溶于水相；

（3）加溶于胶团之中。

胶团环境对于聚合反应的引发似乎最为有利。

乳液聚合的优缺点：

优点：

（1）聚合热易扩散,聚合反应温度易控制；（2）聚合体系即使在反应后期粘度也很低，因而也适于制备高粘性的聚合物；（3）能获得高分子量的聚合产物（4）可直接以乳液形式使用。缺点：

需破乳,工艺较难控制。

在制备溶胶的过程中，常生成一些多余的电解质，如制备Fe(OH)3溶胶时生成的HCl。少量电解质可以作为溶胶的稳定剂，但是过多的电解质存在会使溶胶不稳定，容易聚沉，所以必须除去。

•溶胶的净化: 将溶胶制备过程中引入或产生的过量电解质或其它杂质除去, 以提高溶胶的稳定性和纯度。

•净化的方法主要有渗析法和超过滤法。

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。

是净化溶胶的最常用方法。利用胶粒不能透过半透膜的特点，分离出溶胶中多余的电解质或其它杂质。

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。

为加快渗析作用，可加以搅拌，加大渗透面积，适当提高温度或加外电场。

第七章

定义：双电层是由带电表面（表面层）和极性介质中的过剩反离子组成。