第十章胶体

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
Baidu Nhomakorabea
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
101.2憎液溶胶的制备 分散法：将粗分散系统离子分散成胶体。 凝聚法：将分子或离子凝聚成胶体。
1.分散法 胶体磨 喷射法：2个喷嘴，一个喷高压空气，另一个
喷高压物料，二者以超音速碰撞，物料被粉碎成胶 粒大小。
电弧法：用来制备金属溶胶，贵金属在电弧作用 下气化，冷却为胶粒。
10.1胶体分散系统概述
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。
由上式可根据实验数据x,t，求出D。
D RT 1
L 6r
由上式可求胶粒半径。
渗透压 cRT
c的单位：mol m-3
10.2溶胶的动力和光学性质
3．沉降与沉降平衡 重力使溶胶离子沉降，布朗运动阻止沉降，沉降 平衡时下面浓度大，较重的离子浓度随高度变化大。 10.2.2光学性质 1.丁铎尔效应 丁铎尔效应产生的原因：光的散射。
10.2溶胶的动力和光学性质
10.2.1动力性质 1．布朗运动 胶粒受到水分子撞击，发生无规则运动。粒 子越小，运动越激烈。 普通显微镜分辨率为200纳米，胶粒为100纳 米左右，胶粒的布朗运动不能用普通显微镜，要 用超显微镜观察。
10.2溶胶的动力和光学性质
球形粒子布朗运动位移公式
x RT t
L 3r
由上式可以看出温度越高，时间t越长，<x>越大。粒 子半径r越大，介质粘度η越大，<x>越小。
10.2溶胶的动力和光学性质
普通显微镜示意图
超显微镜示意图
10.2溶胶的动力和光学性质
2.扩散和渗透压 球形粒子 x 2Dt
D为扩散系数，物理意义是：在单位时间内、单 位浓度梯度下通过单位截面积的物质的质量。
（3）当光束通过分子溶液时，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。
10.2溶胶的动力和光学性质
3.瑞利散射定律 (1)入射光波长越短越易被散射，即蓝光和紫光 易被散射，红光和黄光不易被散射。
10.1.4溶胶的净化 凝聚法制取的溶胶中常含有多余电解质，这些电 解质中的离子可中和胶粒的电荷，导致胶体沉淀。如 水解法得到的氢氧化铁胶体，含有盐酸，氯离子易中 和胶体的正电荷。硝酸银和碘化钾反应，碘化钾过量 时，得到的碘化银胶粒带负电，过剩碘化钾中的钾离 子会中和胶粒电荷。
10.1胶体分散系统概述
胶体磨 原理图
胶体磨实物图
10.1胶体分散系统概述
在水中加入少量NaOH 作 为稳定剂。
将金属制成电极，在电极 间形成电弧。使金属蒸发， 被分散。
金属蒸被水冷却而凝聚为胶粒。
10.1胶体分散系统概述
2．凝聚法 化学凝聚法 在化学反应中，使初生的难溶物形成胶体。 如水解法制备氢氧化铁胶体。 物理凝聚法 蒸气凝聚法：例如，将汞蒸气通入冷水中， 可获得汞的水溶胶 更换溶剂法 ：例如, 松香易溶于乙醇而难溶于 水，将松香的乙醇溶液滴入水中可制备松香的 水溶胶 。
10.1胶体分散系统概述
憎液溶胶是胶体研究的主要内容，它是由难溶 物质分散在水中形成的，如氢氧化铁胶体等。
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。
一旦将介质蒸发，再加入介质就无法再形成溶 胶，是 一个不可逆系统。
1.渗析法 分为普通渗析和电渗析。用半透膜除去多余的 小离子或分子。 2．超过滤法 用半透膜代替滤纸，加压或减压，加快过滤 （渗析）速度。 也可把电渗析和超过滤合并在一套仪器中，称 为电超过滤。
H2O
H2O
溶胶
渗析法净化胶体示意图 电渗析法净化胶体示意图
10.1胶体分散系统概述
电超过滤法净化胶体示意图
按分散介质状态分：
分散介质状态 溶胶名称
液态
液溶胶
固态
固溶胶
气态
气溶胶
分散相状 态
气 液 固
实例
泡沫 牛奶、石油原油 油漆、金溶胶等
气
泡沫塑料、沸石
液
珍珠、某些宝石,
固
有色玻璃，某些
合金
液
雾、某些云
固
青烟、尘
牛奶
云 珍珠
分散质：乳脂 分散剂： 水
水 蛋白质
水 空气
10.1胶体分散系统概述
按胶体分散系统的性质分： （1）憎液溶胶 氢氧化铁胶体等，三硫化二锑胶体等。分散相以多 分子（原子）组成固态，有界面，不稳定，溶剂蒸发 变为沉淀，加溶剂，不能恢复胶体。 （2）亲液溶胶 蛋白质溶液等，蛋白质以分子形式分散，仅大小与 胶体相似，稳定，溶剂蒸发后，得到大分子沉淀，加 水，恢复为溶胶。 （3）缔合溶胶 表面活性剂胶束的溶液，或由缔合表面活性剂保护 的均匀分散的微小液滴。
第10章胶体分散系统
英国人发明的防弹凝胶，能在子弹来袭时突然变 硬，降低子弹冲击力的一半以上。
10.1胶体分散系统概述
10.1.1分散系统的分类 粒径的一般规定：球形或类球形指直径，俗称
纳米粒子或超细粒子；片状指厚度，俗称纳米膜； 线状指线径或管径，俗称纳米线或纳米管。
按分散质粒子大小分： 小于1nm，分子分散系统。 一般为1~100nm之间，广义为1~1000nm，胶体。 大于1000nm，粗分散系统。
Sb2S3
m
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。