8胶体溶液

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二、液体表面的吸附 (一)液体表面的吸附与表面活性剂
(1) NaCl、KNO3等无机盐类以及蔗糖、甘露醇等多 羟基有机物溶于水,可使水表面张力稍微升高; (2) 醇、醛、羧酸、酯等多数有机物使水的表面张力 逐渐降低. (3)肥皂、烷基苯磺酸盐(合成洗涤剂)进入水中,在 一定范围内,使水的表面张力显著降低。
除按分散质的颗粒大小进行分类外,还可按分散 质和分散介质的性质来分类。
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非均相分散体统按聚集状态的分类
分散介质 分散相
名称
固 溶胶、软膏

液 乳状液

泡沫

固 液
气溶胶
固 固态悬浊液

液 固态乳状液
气 固态泡沫
实例
金溶胶、碘化银溶胶、牙膏 牛奶、人造黄油、油水乳状液 肥皂泡沫,奶酪
烟、尘 雾 用金着色的红玻璃、照相胶片 珍珠、黑磷(P-Hg) 泡沫塑料
分散相、分散介质和稳定剂 从空心轴A处加入,从C盘与B盘的 狭缝中飞出,用两盘之间的应切 力将固体粉碎,可得1000 nm左右 的粒子。
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溶胶的制备--超声分散法
这种方法目前只用来制备乳状液。 如图所示,将分散相和分散
介质两种不混溶的液体放在样品 管4中。样品管固定在变压器油 浴中。
在两个电极上通入高频电 流,使电极中间的石英片发生 机械振荡,使管中的两个液相 均匀地混合成乳状液。
(4) 乳化剂使乳状液稳定的原因: 是由于乳化剂是一种表面活性物质。
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(5) 乳状液的类型 常见的乳状液总有一相是水或水溶液,
简称“水”或用字母“W”表示:另一相是 不溶或难溶于水的有机液体, 简称“油 ” 或用字母“O”表示。凡是油分散在水中 称为“水包油”型乳状液, 常以O/W表示; 水分散在油中的称为“油包水”型乳状液, 常以W/O表示。牛奶、鱼肝油乳剂、农 药乳剂等属于O/W型;而油剂青霉素注 射液、原油等属于W/O型。
c.胶体不是特殊的物质,而是物质存在的一种 特殊形式。如硫磺分散在乙醇中为溶液,若分散在 水中则为水溶胶。
d.胶体分散体系由于分散度高,具有较高的 表面自由能,属热力学不稳定体系。
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(3)胶体的特征和分类 ① 特征
胶体是高度分散性、多相性、聚结不稳定性 。
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(3)胶体的特征和分类
② 分类 胶体分散体系包括溶胶和缔合胶体。但大分子溶
通过滤Biblioteka Baidu 不能通过半透膜
NaCl、 NaOH、 C6H12O6等水 溶液
氢氧化铁溶 胶、蛋白质 水溶液
粗分
散 系(悬浊液、 > 100nm 乳状液)
不稳定 不透明 非均相
均不能通过
泥浆,乳汁
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说明:
a.胶体中分散质的颗粒大小在(1~100)nm 之间。 b.胶体中分散质大小不同。因此,分散质和
分散介质间必有一明显的物理分界面。即 胶体体 系必然是非均相分散体系。
第八章 胶体溶液
第一节 胶体分散系统
一、 基本概念
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。
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第八章 胶体溶液
二、分散系统的分类及其主要性质
(1)分散系统的定义 一种或数种物质分散在另一种物质中所构成的
体系叫分散系统。被分散的物质称为分散质,起 分散作用的物质称为分散介质。
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第二节 表面现象与表面能
二、表面能和表面张力
(2) 表面(界面)现象 处于任何相态的任何物质的表面与其内部分子相比较, 二者在分子所处的能量状态和受力情况等方面均有差 别,由此而产生的各种物理和化学现象称之为表面(界 面)现象。
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第二节 表面现象与表面能
二、表面能和表面张力 (3) 表面张力
降低表面能有两条途径:
1. 减小表面积 2. 降低表面张力
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第三节 固体和液体的表面吸附及乳状液
吸附:固体或液体表面吸引其它物质的分子、 原子或离子聚集在其表面上的过程。 一、固体表面的吸附
吸附质:被吸附的物质 吸附剂:具有较强吸附作用的物质 例如:溴蒸汽(吸附质)可被活性炭(吸附剂)吸附。
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一、固体表面的吸附
2.化学吸附是由于固体表面的原子的成键能力未被相
邻原子所饱和,还有剩余的成键能力与吸附的分子或
原子间形成了化学键。这类吸附具有选择性,但吸附
与解吸都较慢,升高温度可增大化学吸附。物理吸附
是较普遍现象,化学吸附通常在特定的吸附剂和吸附
质之间产生。
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3.应用:
固体表面上的吸附有广泛应用, 如活性炭、硅胶和活性氧化铝胶 粒表面的吸附属于化学吸附,具有 选择性,这对胶粒的结构和性质其 重要作用。 固-液界面吸附最主要的应用之一 是色谱法(或称层析法)。色谱法是利 用粉状吸附剂对混合液中各组分的吸 附能力不同使吸附质彼此分离的一种 方法。
水解
SnCl4
SnO2(新鲜沉淀)
K2Sn(OH)3
SnO2(溶胶)
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2.凝聚法
用物理或化学方法使分子或离子聚集成胶体粒子的 方法。可分为物理凝聚法和化学凝聚法两类。 a.化学凝聚法:通过化学反应,使其生成物呈过 饱和状态,然后形成溶胶的方 法,可分为氧化法、 还原法、水解法以及复分解法。
例如:
(一)形成溶胶的一般条件 1.分散相在介质中几乎不溶 2.必须有稳定剂存在
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第四节 溶胶
一、溶胶的制备
(二)溶胶的制备方法
1.分散法
常用的分散法有:a. 研磨法;b. 超声波法;c. 胶溶法。
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溶胶的制备--研磨法
转速约每分钟1万∼2万转。
A为空心转轴,与C盘相连, 向一个方向旋转,B盘向另一方 向旋转。
液和粗分散体系也常被作为胶体分散体系研究的对象 。这是因为
a.虽然大分子溶液(也叫亲液溶胶)是热力学 上稳定的体系,但由于其溶质分子的大小已进入了胶 体分散体系的范围且在某些方面(如扩散性)具有胶 体的特性。
b.粗分散体系与胶体分散体系同属热力学不稳 定性系,它们在性质上及研究方法上有许多相似之处 。
分散系统=分散质+分散介质
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(2)分散系统的分类
•分子分散系统 按分散质粒子的大小分类: •胶体分散系统
•粗分散系统
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分散系
微粒直 径
外观 稳定性
能否透 过滤纸 半透膜
举例
分 子、离子 分 散 系(真 溶液)
胶体分散 系(溶胶、大
分子体系)
< 1nm
稳定透明 均 能 通 过 均相
不稳 定 1~100nm 非均相
-+
离子型: 阳离子型:胺盐
表面活性剂
R 两性型:氨基酸型
+-
R
+

非离子型:聚乙二醇类:聚氧乙烯醚、 聚氧乙烯酯
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二、液体表面的吸附 (二)表面活性剂的结构与胶束的形成
表面活性剂的结构特点——分子中同时有 疏水基团(烷烃基)和亲水基团(羧基、氨 基)。例如:肥皂(高级脂肪酸钠)
疏水基团 亲水基团
第二节 表面现象与表面能
一、分散度与比表面积
1g H2O 呈一球形水滴 10-7 m微小质点
表面积 (m2) 4.84×10-4
6000
表面能(J) 3.5×10-5
434
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第二节 表面现象与表面能
二、表面能和表面张力
(1) 界面与表面(interface and surface) 当任意两相接触时, 两相之间有界面。若其中一相为气 体,这种界面通常称为表面。但由于历史的原因, 这两 个概念常常混用。 常见的界面有:气-液界面,气-固界面,液-液界面, 液-固界面,固-固界面。
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二、液体表面的吸附 (一)液体表面的吸附与表面活性剂
表面活性物质:能显著降低水表 面张力的物质 它所引起液体表面的吸附是正吸附。
表面惰性物质:能使水的表面张力升高的物质 它所引起液体表面的吸附是负吸附。
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二、液体表面的吸附 (一)液体表面的吸附与表面活性剂
阴离子型:如肥皂 ,RCOONa
R
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第二节 表面现象与表面能
二、表面能和表面张力
(3) 表面张力σ
因为表面层的分子,一方面受到液体内层的邻近 分子的吸引,另一方面受到液面外部气体分子的 吸引,而且前者的作用要比后者大。因此在液体 表面层中,每个分子都受到垂直于液面并指向液 体内部的不平衡力既表面张力,可以对抗增大表 面积的力.
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此法可用于区分胶体与溶液
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二、溶胶的基本性质 (一) 溶胶的光学性质
当一束光线透过胶体,从入射光的垂直方 向可以观察到胶体里出现的一条光亮的 “通路”,这种现象叫丁铎尔现象,也叫 丁铎尔效应(Tyndall effect)
胶束
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三、乳状液 (1) 乳状液是一种液体以直径大
于100nm的细小液滴(分散相)在另 一种互不相溶的液体(分散介质)中 所形成的粗粒分散系。
(2) 乳化剂:能增加乳状液稳定性的物质。
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(3) 乳化作用(乳化):乳化剂使乳 状液稳定的作用。
常用的乳化剂是一些表面活性物 质,如肥皂、蛋白质、磷脂、胆固 醇等。
第三节 固体和液体的表面吸附及乳状液
吸附:固体或液体表面吸引其它物质的分子、 原子或离子聚集在其表面上的过程。 一、固体表面的吸附
固体表面上的吸附按作用力性质的不同,分为 物理吸附和化学吸附两类。
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第三节 固体和液体的表面吸附及乳状液
吸附:固体或液体表面吸引其它物质的分子、 原子或离子聚集在其表面上的过程。
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4.色谱法的优点: 能使那些结构相似,熔点和沸点 相差不多,利用结晶、分馏等方 法无法分离的混合物,能简便、 快速、有效的加以分离。
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二、液体表面的吸附 (一)液体表面的吸附与表面活性剂
液体表面也会因某种溶质的加入而产生吸附。 在一定温度下,纯液体的表面张力为一定值,若 在纯液体(如水)中加入某种溶质,有三种情况。
第二节 表面现象与表面能
二、表面能和表面张力
(4) 表面能 由于表面层分子与本体中分子的受力情况不同, 如果要扩大表面就要把内层分子移到表面上来, 这就要与分子的引力相对抗而消耗一定量的功。
E = σS
所做的功以势能形式储存于表面分子这部分能量为表面能
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第二节 表面现象与表面能
二、表面能和表面张力 一切物体都有自动降低其势能的趋势.
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表面活性物质 结构特征:具有两亲性集团是表面活
性物质在分子结构上的共同特征。一类 是极性基团(亲水基或疏油基),如―OH、 ――CSOOO3NHa等、;―NH2、―SH、―COONa 、
另一类是非极性基团(亲油基或 疏水基)如直链或带支链的有机烃基
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以肥皂(脂肪酸钠)为例
临界胶束浓度(CMC): 能形成胶束的表面 活性剂的最低浓度
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2.凝聚法
用物理或化学方法使分子或离子聚集成胶体粒子的 方法。可分为物理凝聚法和化学凝聚法两类。
b.物理凝聚法:将蒸气状态的物质或溶解状态的 物质凝聚为胶体状态的方法。
溶剂更换:松香的酒精溶液滴入水中。
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二、溶胶的基本性质 (一) 溶胶的光学性质
丁铎尔现象
CuSO4溶液
Fe(OH)3胶体




水包油型乳状液
油包水型乳状液
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乳状液和乳化作用在医学上有重 要的意义。
油脂在体内的消化吸收过程中, 依赖于胆汁中胆汁酸盐的乳化作用。 医药学中乳状液称为乳剂。药用油 类常需乳化后才能作为内服药,如 鱼肝油乳剂。此外,消毒和杀菌用 的药剂也常制成乳剂,如煤酚皂溶 液。
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第四节 溶胶
一、溶胶的制备
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练习:氯化铁溶液与氢氧化铁胶体具有的共同性 质是 ( C )
A、分散质颗粒直径都在1nm~100nm之间 B、能透过半透膜 C、加热蒸干、灼烧后都有氧化铁生成 D、呈红褐色
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第二节 表面现象与表面能
一、分散度与比表面积
分散度(S0):物质被粉碎的程度
S S0 =
V
单位体积物质所具有的总表面积
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c.胶溶法:属化学分散法。原理是在新生成的沉 淀中加入适量电解质,使沉淀重新分散
成胶体。如新生成的 Fe(OH)3 沉淀,经 洗涤再加入少量稀 FeCl3 溶液,通过搅 拌后沉淀就转变为红棕色的 Fe(OH)3 溶 胶。
Fe(OH)3(新鲜沉淀) FeCl3 Fe(OH)3(溶胶) AgCl(新鲜沉淀) AgNO3 或 KCl AgCl(溶胶)
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形成乳状液的类型主要决定于所使用的乳化剂 的性质。 当加入水溶性乳化剂(HLB>7),如钠肥皂、乳蛋 白等,形成O/W型乳状液;
若加入油溶性乳化剂(HLB<7) ,如钙肥皂、胆固
醇等,形 成W/O型乳状液。
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三、乳状液
亲水性较强的乳化剂易形成水包油型乳状液 亲油性较强的乳化剂易形成油包水型乳状液
一、固体表面的吸附
1. 物理吸附是固体表面的分子与吸附质分子之间的作 用力是范德华力(分子间引力)。这类吸附没有选择 性,吸附速度快,吸附与解吸(与吸附相反的过程)易 达平衡,但可因分子间引力大小不同使吸附的难易程 度不同,在低温时易发生物理吸附。
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第三节 固体和液体的表面吸附及乳状液
吸附:固体或液体表面吸引其它物质的分子、 原子或离子聚集在其表面上的过程。
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