胶体化学

2、当光束通过分子溶液，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。 3、当光束通过粗分散体系，由于粒径大多数 大于可见光的波长，主要发生反射，使体系 呈现混浊。
2014年9月10日星期三
10.2 胶体的基本性质 天空为什么总是蓝色的？
Rayleigh研究发现散射光总能量与入射光波长 的四次方成反比。入射光波长愈短，散射愈显 著。所以可见光中蓝、紫色光散射作用最强。
流动电势 streaming potential 沉降电势 sedimentation potential
2014年9月10日星期三
10.2 胶体的基本性质
电泳实验装置
2014年9月10日星期三
10.2 胶体的基本性质
计算公式
Kπημ ζ ＝ εE
其中：K是胶体常数，球状K＝6，棒状K＝4； η是分散剂水的粘度；μ是界面的移动速度 (m/s)，μ＝l1/t；ε是分散剂的介电常数，ε＝ εrε0；E是电位梯度(V/m)，E＝U/l2
2014年9月10日星期三
10.2 胶体的基本性质
2、溶胶颗粒带电的原因
吸附作用 胶粒在形成过程中，自动地、选择性地吸附某 种离子，使胶粒带电。
在AgCl溶胶的制备过程中，如果AgNO3过量， 则胶核优先吸附Ag+，使胶粒带正电；如果 KCl过量，则优先吸附Cl ，胶粒带负电。
2014年9月10日星期三
电解质聚沉能力的衡量： 聚沉值 使一定量的溶胶在一定时间内完全聚沉 所需电解质的最小浓度。外加电解质的 反离子价数越高，其聚沉值越小。 聚沉能力 是聚沉值的倒数。聚沉值越大的电解 质，聚沉能力越小；反之，聚沉值越 小的电解质，其聚沉能力越强。 Schulze-Hardy规则：聚沉能力取决于反离子的 价数。聚沉能力与反离子价数的六次方成反比。
颗粒非常小，因此比表面很大，即表面吉布
斯能很高，是热力学上不稳定体系。
溶胶一般不会自动形成。 在一定条件下，发生聚沉。
2014年9月10日星期三
10.4 憎液溶胶的稳定与聚沉
一、溶胶稳定的原因
动力学稳定性
布朗运动 电学稳定性 胶粒带电，同性排斥，不易聚沉 溶剂化作用 解释“为什么憎液溶胶是热力学上的不稳 定体系，但在一定条件下可以稳定存在？ ”
一、光学性质
1869年Tyndall发现，若令一束会聚光通过 溶胶，从侧面（即与光束垂直的方向）可以看到 一个发光的圆锥体，这就是Tyndall效应。 Tyndall效应是判 别溶胶与溶液最 简便的方法。
2014年9月10日星期三
10.2 胶体的基本性质
Tyndall现象的实质是光的散射现象。 1、当光束通过胶体溶液，由于粒径(1－100nm) 小于可见光波长，主要发生散射，出现光柱。
10.1 胶体的基本特征及制备
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
相均一体系，不属于胶体范围。 气-固溶胶 如烟，含尘的空气
气-液溶胶
如雾，云
2014年9月10日星期三
10.1 胶体的基本特征及制备
固溶胶
溶胶体系中的分散相(溶胶颗粒)是难溶于水
的憎水物质，而且溶胶颗粒非常小，因此比 表面很大，即表面吉布斯能很高，是热力学 上不稳定体系。
2014年9月10日星期三
10.1 胶体的基本特征及制备
二、溶胶的基本特征
1、溶胶一般不会自动形成。
原因：热力学上不可逆、不稳定体系。 2、在一定条件下，溶胶颗粒会自动聚集，沉 积下去，发生聚沉现象。 3、溶胶颗粒会自动地、有选择性地吸附分散 介质中的某些离子。
2014年9月10日星期三
10.2 胶体的基本性质
二、动力学性质
1827 年植物学家布朗(Brown)用显微镜观察
到悬浮在液面上的花粉粉末不断地作不规则
的运动。布朗运动
2014年9月10日星期三
10.2 胶体的基本性质
2014年9月10日星期三
10.2 胶体的基本性质
Brown运动是分散
介质分子以不同大小
10.3 憎液溶胶的胶团结构
FeCl3＋3H2O＝Fe(OH)3(s) ＋3HCl
{[Fe(OH)3]mnFe3+ · 3(n－x)Cl-}x+ · 3xCl2014年9月10日星期三
10.3 憎液溶胶的胶团结构
{[Fe(OH)3]mnFe3+ · 3(n－x)Cl-}x+ · 3xCl胶核
胶粒
2014年9月10日星期三
10.1 胶体的基本特征及制备
2、分类 按分散相(质)粒子的大小分类 分子分散体系 d<1nm (真)溶液 NaCl水溶液、空气等 胶体分散体系 1nm<d<100nm 高分子溶液、溶胶 粗分散体系 d>100nm 悬浮液、粉尘、泡沫、 黄河水等
2014年9月10日星期三
2014年9月10日星期三
2-
+
10.3 憎液溶胶的胶团结构
首先一定量的难溶物分子聚集形成中心，然后
选择性地吸附某种离子，形成带电的胶核；
由于正、负电荷相吸，胶核与外围的反离子紧
密结合，从而形成了胶粒。胶粒与胶核带同种
电荷，但电量不同； 胶粒与扩散层中的反离子，形成一个电中性的 胶团。
2014年9月10日星期三
10.3 憎液溶胶的胶团结构
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。 球状 带状 棒状
聚苯乙烯溶胶
V2O5 溶胶
Fe(OH)3 溶胶
2014年9月10日星期三
10.4 憎液溶胶的稳定与聚沉
溶胶颗粒是难溶于水的憎水物质，而且溶胶
胶团
2014年9月10日星期三
10.3 憎液溶胶的胶团结构
向稀的AgNO3中滴加KI：
[(AgI)m nI – · (n-x)K+]x– · x K+
胶核（带负电） 胶粒（带负电） 胶团（电中性）
2014年9月10日星期三
10.3 憎液溶胶的胶团结构
向稀的KI中滴加AgNO3： [(AgI)m nAg+ · (n-x)NO3+]x+ · xNO3胶核（带正电） 胶粒（带正电） 胶团（电中性）
液-固溶胶
液-液溶胶 液-气溶胶
如AgI溶胶，长江水
如牛奶，石油原油等乳状液 如泡沫
本章主要学习液-固溶胶
2014年9月10日星期三
10.1 胶体的基本特征及制备
溶胶即指憎液溶胶，分散相(溶胶颗粒)是难 溶于水的憎水物质，一旦将介质蒸发掉，再 加入介质就无法再形成溶胶，是热力学上不 可逆体系。如氢氧化铁溶胶、碘化银溶胶等。
-
10.2 胶体的基本性质
电离作用
可电离的溶胶，由于表面发生电离产生正负 离子，胶粒吸附离子后而带电。
蛋白质分子中有许多羧基和胺基，在pH较高 的溶液中，离解生成–COO 离子而负带电；在 + pH较低的溶液中，生成–NH3 离子而带正电。 河水中的SiO2电离生成SiO3 与H ，SiO2进一 2步吸附SiO3 而带负电。
将固体作为分散介质所形成的溶胶。当分散
相为不同状态时，则形成不同的固溶胶： 固-固溶胶 如有色玻璃，不完全互溶的合金
固-液溶胶 固-气溶胶
如珍珠，某些宝石 如泡沫塑料，沸石，分子筛
2014年9月10日星期三Βιβλιοθήκη 10.1 胶体的基本特征及制备
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：
2014年9月10日星期三
10.3 憎液溶胶的胶团结构
SiO2＋2H2O＝H2SiO3＝2H＋＋SiO32{[SiO2]mnSiO32- · 2(n－x)H＋}2x- · 2 x H＋
胶核 胶粒 胶团
2014年9月10日星期三
10.3 憎液溶胶的胶团结构
胶团结构
宇宙空间
2014年9月10日星期三
10.1 胶体的基本特征及制备
高分子溶液也叫亲液溶胶，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的稳定、可逆的 体系，如淀粉水溶液等。
溶胶的分类：按分散介质的相态不同
气溶胶： 气体作为分散介质 液溶胶： 液体作为分散介质 固溶胶： 固体作为分散介质
2014年9月10日星期三
2014年9月10日星期三
10.1 胶体的基本特征及制备
三、制备
1、分散法 用机械、化学等方法使粒子变小。
研磨法 用机械粉碎的方法将固体磨细。
电弧法 主要用于制备金、银、铂等金属溶胶。 超声分散法
2、凝聚法 使分子或离子聚结成胶粒。 化学与物理凝聚法
2014年9月10日星期三
10.2 胶体的基本性质
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。当半径大于5 m，Brown运动消失。
2014年9月10日星期三
10.2 胶体的基本性质
三、电学性质
1、电学现象 电泳现象 electrophoresis 带电胶粒在外加电场的作用下向带相反 电荷的电极作定向移动的现象。 通过电泳实验可以测出胶粒的带电数。 电渗现象 electro-osmosis
2014年9月10日星期三
10.4 憎液溶胶的稳定与聚沉
二、溶胶的聚沉
电解质聚沉 适量的电解质可以使得溶胶稳定，但是过
量的电解质，特别是含高价反离子的电解 质，会中和胶粒的电量，从而失去电学稳 定而聚沉。 三角洲的形成 不同墨水不能混用