第一章 胶体制备及性质
第一章胶体的制备和性质
凝聚法
• 化学凝聚
还原反应
置换反应 水解反应
FeCl3水解生成Fe(OH)3深红色溶胶
Shandong Institute of Light Industry
凝聚法
• 物理凝聚 溶剂置换 胶溶法吸附胶溶作用 用电解质洗涤沉淀的胶溶 胶体表面溶解法
Einstein布朗运动公式
假定：粒子为球形
分散体系的浓度很稀，粒子之间距离很远， 彼此互不影响 分散介质的分子远比分散相粒子小，可将介 质相视为连续相
Shandong Institute of Light Industry
Einstein公式的核对
Shandong Institute of Light Industry
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丁达尔效应（Tyndall effect）
Shandong Institute of Light Industry
丁达尔效应（Tyndall effect）
一束会聚的光线射入溶胶后，在入射光的
垂直方向可以看到一道明亮的光带。
透射电子显微镜的用途
龙柱等用流动电流技术研究了聚合氯化铝 (PAC)分别与不同类型有机高分子制备复合 絮段剂(PACP)的电荷特性，并利用透射电 镜技术探讨了PACP的结构形貌，不同的0 ／A比和有机高分子的类型对复合絮凝剂 PCAP的结构形貌有一定的影响。
Shandong Institute of Light Industry
☻分散相在介质中的溶解度需极小 反应物浓度很稀、生成的难溶物晶粒很小而无长大条件 ☻必须有稳定剂存在
胶体制备与性质课件
化妆品
用于护肤、洗发、沐浴 等产品中，改善皮肤和
头发的状态。
工业添加剂
在石油、化工、制药等 领域中用作乳化剂、润
湿剂和分散剂等。
生物医学应用
在生物医学领域中用于 药物的载体、诊断试剂
和组织工程等领域。
PART 06
胶体在工业生产中的应用
REPORTING
石油工业
石油开采
利用胶体化学原理，提高石油的采收 率。通过向油藏中注入表面活性剂、 聚合物等物质，改变油水界面张力， 使石油更好地从地下被开采出来。
胶体性质研究
REPORTING
电学性质
双电层理论
胶体粒子表面带有电荷，与周围 离子形成双电层，产生电位差。
电泳
在外加电场作用下，胶体粒子可 发生定向移动，与电场方向有关
。
沉降与分散
胶体粒子在电场中的沉降与分散 行为与其电学性质密切相关。
光学性质
丁达尔效应
当光线通过胶体时，可观察到明 显的光路，这是由于胶体粒子对
乳化法
总结词
通过将两种不互溶的液体混合，形成乳浊液，再通过降低粒径形成胶体。
详细描述
将两种不互溶的液体混合在一起，形成乳浊液。然后通过机械搅拌、超声波破碎等方法降低乳浊液的粒径，形成 稳定的胶体。这种方法需要控制液体的性质、搅拌速度和破碎条件，以确保生成的胶体具有所需的粒径和稳定性 。
PART 03
胶体的基本性质
01
02
03
电学性质
胶体粒子带有电荷，因此 具有显著的电学性质，如 双电层和电泳现象。
光学性质
由于胶体粒子对光的散射 作用，胶体溶液具有丁达 尔效应。
稳定性
胶体具有一定的稳定性， 主要归因于胶体粒子间的 静电斥力和stokes排斥力 。
胶体的制备和性质
②（C-S）对r的影响 A、（C-S）小，v2＞v1,形成r大，颗粒粗 B、（C-S）大，v1＞v2,形成颗粒细 C、制备胶体，必须v1大，v2小，即必 须（C-S）高，盐的溶解度要尽可能小。
加AgNO 或KCl 3
AgCl(溶胶）
二、溶胶的制备--凝聚法 1.化学凝聚法
通过各种化学反应使生成物呈过饱和状态，使初 生成的难溶物微粒结合成胶粒，在少量稳定剂存在下 形成溶胶，这种稳定剂一般是某一过量的反应物。例 如：
A.复分解法 2H3AsO3（稀）+ 3H2S →As2S3（溶胶）+6H2O B.水解法 FeCl3 （稀）+3H2O （热）→ Fe(OH)3 （溶胶）+3HCl
蒸发后，可得硫的水溶胶。
B.蒸气骤冷法 将汞的蒸气通入冷水中就可以得到汞的水溶胶。
罗金斯基等人利用下列装置，制备碱金属的苯溶胶。 4—金属钠，2—苯,5—液氮。
先将体系抽真空，然后适 当加热管2和管4，使钠和苯的 蒸气同时在管5 外壁凝聚。除 去管5中的液态空气，凝聚在 外壁的混合蒸气融化，在管3 中获得钠的苯溶胶。
2）晶体（晶核）的成长速度 v2= k2D（C-S）
D：溶质分子的扩散系数
3）v1、v2的关系 a、v1» v2 形成许多晶核，易形成溶胶 b、v1« v2 形成粗大的结晶，形成悬浊液 c、v1» v2 形成溶胶，因（C-S）对v1的影响大， （C-S）越大，v1越大于v2 ，所以溶解度越 小，愈易形成胶体
蒸气骤冷法
3、凝聚法原理 凝聚法的核心问题：粒子大小即分散度 晶核与结晶生长动力学研究认为，溶液中 析出胶粒的过程与结晶过程相似，分为形成 晶核和晶体生长两个阶段 1）形成晶核阶段 晶核形成速度 ： v1=dn/dt=k1（C-S）/S
胶体的制备与性质 (全,可做教案)
胶体的制备与性质第一节 胶体的制备和净化胶粒：1—100 nm ，原则上可由原子、分子凝聚成胶体（凝聚法），也可由大块物质分散成胶体（分散法）。
一、胶体制备的一般条件1. 分散相在介质中的溶解度必须极小，浓度低OH H C S 52+——真溶液）溶胶（溶解度极小，滴入水中O H S 2/−−−→−低溶解度是形成溶胶的必要条件之一，同时还需要反应物的浓度很稀，生成的难溶物晶粒很小而又无长大条件时才能得到胶体。
若反应物浓度很大，细小的难溶物颗粒突然生成很多，易形成半固体状的凝胶。
2. 必须有稳定剂存在分散胶体体系中存在巨大的界面积，属热力学不稳定体系，胶体需要稳定剂作用才能稳定存在。
二、胶体的制备方法1. 分散法：机械分散、电分散、超声分散和胶溶法通过不同的能量或作用方式分散大块物体→胶粒胶溶法是某些新生成的沉淀中加入适量的电解质或置于某一温度下使胶体重新分散成溶胶。
如正电胶MMH （moled metal hydroxide ）或MMLHC ：mixed metal layered hydroxide compound在一定比例的AlCl 3·MgCl 2 混合溶液中，加入稀氨水，形成混合金属氢氧化物沉淀（半透明凝胶状），经多次洗涤后（目的在于控制其中的氯离子浓度），置该沉淀于80℃下恒温，凝胶逐渐形成带正电的溶胶。
MMH 用途很广——钻井液添加剂、聚沉剂、防沉剂等。
胶溶法：新形成的洗涤过的溶液沉淀加入少量33)(FeCl OH Fe →搅拌→沉淀转化为红棕色的3)(OH Fe 溶胶→机械粉碎——球磨机、振动磨、冲击式粉碎机、胶体磨、离心磨。
研磨过程中，增大增大，S A G S ，颗粒有聚集倾向（颗粒间有吸引力；颗粒增大，S G 减小）。
分散⇔聚集平衡，颗粒不再磨细。
要提高研磨效率，防聚可采取溶剂冲稀或加入稳定剂吸附表面——工业SAA ，油漆工业，研磨色料（SAA 保护）电分散：电弧使金属气化，分散于溶剂中，得到溶胶。
胶体的制备和性质物理化学
沉淀
粒子大小
溶胶
凝胶
浓度
BaSO4颗粒大小与反应物浓度的关系
2.1 胶体的制备和净化
➢ 根据Weimarn理论，要制备胶体，必须v1大、v2小。而 要使v1大，必须过饱和度高，也即生成的盐的溶解度要 尽可能得小。反之v2大、 v1小，溶液的过饱和度低，则 形成大的晶体。
➢ 此外，温度、溶液pH值、杂质含量、搅拌条件等对成 核和晶核成长速度都有影响。
1、渗析 ➢ 渗析是利用羊皮纸或由火棉胶制成的半透膜，将
溶胶与纯分散介质隔开。 ➢ 膜的孔隙很小，它仅能让小分子或离子通过，而
胶粒不能通过。
2.1 胶体的制备和净化
渗析
2.1 胶体的制备和净化
➢ 电渗析：为了加快渗析 速度，在装有溶胶的半 透膜两侧外加一个电场 ，使多余的电解质离子 向相应的电极作定向移 动。溶剂水不断自动更 换，这样可以提高净化 速度。
2.1 胶体的制备和净化
➢ 胶体颗粒的大小在1~100nm之间，故原则上可由分子或 离子凝聚而成胶体，也可由大块物质分散成胶体。
➢ 用第一种方法制备胶体称凝聚法； ➢ 用第二种方法制备胶体称分散法。
离子 分子
凝聚 有新相生成
粗粒子
分散 比表面增加
胶体形成示意图
2.1 胶体的制备和净化
一、胶体制备的一般条件
1、分散相在介质中的溶解度须极小 ➢ 硫在乙醇中的溶解度较大，能形成真溶液。但硫在水中
的溶解度极小，故以硫磺的乙醇溶液滴加入水中，便可 获得硫磺水溶胶。 ➢ 分散相在介质中有极小的溶解度，是形成溶胶的必要条 件之一。此外，还要具备反应物浓度很稀、生成的难溶 物晶粒很小而又无长大条件时才能得到胶体。
胶体的性质及制备课件
环境治理
利用胶体稳定性进行水处 理，去除水中的有害物质 。
食品工业
利用胶体稳定性改善食品 口感和质地，提高食品品 质。
04
胶体的表征技术
光学表征技术
1 2
透射电子显微镜 (TEM)
通过电子显微镜观察胶体颗粒的形貌和大小。
扫描电子显微镜 (SEM)
用于观察胶体颗粒在固体表面上的分布和排列 。
3
光散射技术
可以长期稳定存在。
胶体的应用领域
化学工业
胶体在化学工业中广泛应用于颜 料、涂料、墨水、黏合剂等领域
。
环境科学
胶体在环境科学中可用于土壤改良 、水处理和大气污染控制等领域。
生物医学
胶体在生物医学中可用于药物传递 、基因治疗和组织工程等领域。
02
胶体的制备方法
物理制备方法
研磨法
将固体物质研磨成细粉，再通过分散 剂分散成胶体。
植物提取法
利用植物提取物制备胶体，如从植物 中提取出的果胶、树胶等物质可形成 胶体。
03
胶体的稳定性与破坏
胶体的稳定性
胶体的稳定性取决于其颗粒大小和电荷分布
胶体颗粒较小且带有相同电荷，使其相互排斥，不易聚集。
胶体稳定性的影响因素
温度、压力、电解质浓度等。
胶体稳定性与溶液稳定性比较
胶体稳定性相对较弱，容易受到外界因素影响而破坏。
胶体可以作为食品添加剂，如明胶、果胶等，用于改善食品的口感 、质地和稳定性。
食品包装
胶体可以用于食品包装材料的制备，提高包装材料的阻隔性能和机 械强度。
食品加工
胶体在食品加工过程中也具有广泛的应用，如增稠、乳化和稳定等作 用。
其他领域的应用
石油工业
胶体的制备及性质
胶体的性质及制备（实验者：许家豪、王欢、刘俊）1 前言胶体是一种重要的分散系，在我们高中的时候就学过关于他的一些性质，但是只是了解其中的一些较为简单的性质，并没有进行深入的研究及讨论，而当今的生产生活中胶体的应用越来越广，所以做好胶体的性质的探究是有实际意义的，也是很有必要的。
我们就从分散系的稳定性及粒子的大小，还有丁达尔性质，电泳性质，等多个角度进行的研究，从而达到我们对胶体的性质有个整体的了解。
2 实验部分2.1实验目的2.1.1 掌握实验室制备氢氧化铁胶体的实验操作技能和方法。
2.1.2实验探究胶体的重要性质——丁达尔效应，电泳效应，胶体的稳定性及学会用简单的方法鉴定胶体和溶液。
2.1.3培养从宏观现象推断微观粒子的能力2.2实验药品：蒸馏水、FeCl3饱和溶液、CuSO4溶液、泥水、NaCl溶液、淀粉胶体、Na2CO3 、KOH、NaCl、ZnSO4、NH4Cl、MgCl22.3实验仪器：小烧杯、量筒、酒精灯、铁架台（配铁圈）、石棉网、胶头滴管、激光笔（或手电筒）、玻璃棒、漏斗、火柴、滤纸、U型管、导线、电源、滤纸。
2.4实验原理2.4.1饱和FeCl3溶液滴加入煮沸的水中，会使氯离子与氢离子结合产生氯化氢从沸水中溢出，三价铁离子可与水电里出的氢氧根离子聚合产生氢氧化铁，接着煮沸会产生更多的氢氧化铁聚合在一起，在液体呈红褐色是停止加热，此时溶液中氯化铁的直径在1-100纳米之间因为氯化铁胶体颗粒大小适中且吸附了大量的铁离子，由于分子间的热运动己分子间的作用力的作用，氯化铁胶体是均一稳定液体，与之相对的如果想破坏胶体的稳定性的话可以从①加入相反电荷的离子②加入带有相反电荷的胶体③加入煮沸等几个个方面入手。
3实验过程及结果3.1制备FeCl3胶体①制备饱和FeCl3溶液②在洁净的烧杯之中加入约35ml蒸馏水③加热至沸腾④然后向沸腾的水中加逐滴加入1~2毫升饱和FeCl3溶液⑤继续煮沸至液体呈红褐色，停止加热即可。
胶体的制备与性质1..
Rosselli, Höger et al., Angewandt chem. Int. Ed. 2001
20
3.蒸气骤冷法： 蒸气骤冷法是一种物理凝聚制备溶胶的方法。例如将汞 蒸气通入冷水中就可 以得到汞的水溶胶。在罗金斯基等 人的仪器中可制备碱金属的有机溶胶。 如图所示，将金 属钠放在管4中，苯放在管2中，管5中放液氮。先将体系 抽真 空，然后适当加热 管2和管4，使金属钠和苯 的蒸气同时在管5外壁凝 聚，当除去管5中的液氮， 凝聚在外壁的混合蒸气熔 化，在管3中可收集到钠 的苯溶胶。
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问题： 在生物医学工程中的人工肾脏利用了胶体化学 中的什么原理？
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答：利用了胶体化学中的渗析和超过滤原理。 因为血液是含有多种蛋白质,离子和大量水的 胶体体系。肾脏的功能之一是利用它的渗透膜 来除去血液中的有害物质和排泄水分。当病人 的肾功能衰竭以后，医生要定时给病人进行血 液透析，即将病人的血液进行体外循环，通过 人工肾脏的渗透膜,将血液的有害物质除去。 另外利用渗透膜两边的压差，将多余的水分除 去，起到超过滤的作用。
因溶液体积 V n A V A , 得
d A V A d p RT dln x A 0
3.范特霍夫渗透压公式
V n B RT c B RT
36
p
p Π
V A d p - RT
1
xA
dln x A
Π V A - RT ln x A
nB nA
RT
在定温下，溶液的渗透压与溶质的浓度成正比。溶液愈稀， 公式愈准确 。 渗透压测定法常被用来测定生物体内大分子的摩尔质量。 渗透现象不仅在溶液与溶剂之间存在，在不同浓度的溶液 中同样存在 等渗溶液：相等渗透压的溶液彼此称为等渗溶液； 高渗溶液：对于渗透压不相等的两种溶液，渗透压相对较 高的叫高渗溶液； 低渗溶液：渗透压相对较低的叫做低渗溶液 。 等渗溶液在药学上有重要意义 如眼药水必须与眼球组织内的液体具有相同的渗透压，否 则会引起疼痛； 静脉注射用的盐水与血液是等渗溶液
高中化学丨胶体的制备和性质
高中化学丨胶体的制备和性质！胶体的制备和性质知识点1、定义：分散质粒子大小在1nm~100nm之间的分散系称为胶体。
我们把这些分散质粒子称为胶体粒子。
胶体具有一些不同于溶液和浊液的特性。
2、胶体的分类：3、Fe(OH)3胶体的制备和精制：（1）Fe(OH)3胶体的制备：向烧杯中煮沸的蒸馏水中逐滴加入5~6滴FeCl3饱和溶液，继续加热煮沸至溶液呈红褐色，就得到Fe(OH)3胶体。
FeCl3+3H2OFe(OH)3(胶体)+3HCl使一束光线通过所得液体混合物，有丁达尔效应，证明形成了胶体。
（2）胶体的提纯与精制——渗析：利用半透膜将溶液和胶体分离的操作。
渗析是利用溶质粒子能通过半透膜而胶体粒子不能通过半透膜进行溶液和胶体的分离。
但渗析过程是可逆的，要达到分离目的应反复进行渗析或在流水中进行渗析。
4、胶体的性质：（1）丁达尔效应：一束光通过胶体时会产生一条光亮的通路，这种现象叫丁达尔效应。
实验：把盛有CuSO4溶液和Fe(OH)3胶体的烧杯置于暗处，分别用激光笔照射杯中的液体，在光束垂直的方向观察。
不产生光亮的通路产生光亮的通路丁达尔现象的原因：胶体中分散质微粒对可见光（波长为400～700nm）散射而形成的。
丁达尔现象的应用：丁达尔效应是区分溶液和胶体的物理方法。
生活中的丁达尔效应：夜晚用手电筒照射夜空、放电影时，放映室射到银幕上的光柱、光线透过树叶间的缝隙射入密林中（2）布朗运动：是指悬浮在液体或气体中的微粒做不停的、无秩序的运动。
胶体的粒子在胶体中不停地做无规则运动，这使胶体不容易聚集成质量较大的颗粒而沉降下来，这是布朗运动是胶体具有介稳性的次要原因。
（3）电泳现象：胶粒在外加电场作用下定向移动。
电泳现象证明了胶体粒子带有电荷。
胶体粒子带有电荷是因为胶体粒子可以通过吸附离子而带有电荷。
同种胶体粒子的电性相同，在通常情况下，它们之间的相互排斥阻碍了胶体粒子变大，使它们不易聚集。
这是胶体具有介稳性的主要原因。
胶体的制备与性质-(全-可做教案)
胶体的制备与性质-(全-可做教案) 1，氢氧化铁胶体的制备(1)反应原理：氯化铁和水反应生成氢氧化铁胶体和氯化氢(1)反应原理：氯化铁和水反应生成氢氧化铁胶体和氯化氢(2)实验操作向废水中逐滴加入5～6滴氯化铁饱和溶液，继续煮沸至溶液呈红褐色，停止加热，得到的分散系即为氢氧化铁胶体。
2，制备氢氧化铁胶体的注意事项及常见错误(1)氢氧化铁胶体的制备过程中应特别注意：氯化铁饱和溶液的加入要在水沸腾之后，并且要逐滴加入而不是倒入。
(2)制备氢氧化铁胶体的几个常见错误操作：①直接加热氯化铁饱和溶液；②向沸水中滴加氯化铁饱和溶液，但加热时间过长；③实验中用自来水代替蒸馏水；④用玻璃棒搅动。
3，性质(1)介稳性：胶体的稳定性介于溶液和浊液之间，在一定条件下能稳定存在，属于介稳体系。
介稳定性的次要因素：胶体粒子由于做布朗运动而使它们不容易聚集成质量较大的颗粒而沉降下来。
介稳定性的主要因素：胶体粒子可以通过吸附离子而带有电荷。
同种胶体粒子的电性相同，通常情况下，它们之间相互排斥阻碍胶体粒子变大，使它们不易聚集。
(2)丁达尔效应。
①当光束通过胶体时，可以看到一条光亮的“通路”，这是由于胶体粒子对光线散射形成的。
②应用：可以区分胶体和溶液。
(3)电泳现象：胶体粒子带有电荷，在电场的作用下发生定向移动。
在外加电场的作用下，胶体粒子在分散剂里向电极做定向移动的现象。
胶体粒子带电荷，当胶粒带正电荷时电荷时向负极运动，当胶粒带负电荷时电荷时向正极运动(4)聚沉现象：胶体形成沉淀析出的现象。
当胶体粒子聚集成较大颗粒，从而形成沉淀从分散剂里析出，这个过程叫做聚沉。
聚沉的方法:加入少量电解质可以中和胶体微粒表面吸附的电荷，减弱胶粒间的电性排斥，从而使之聚集成大颗粒沉淀下来。
比如豆浆里加盐卤或石膏溶液使之凝聚成豆腐；加入带相反电荷胶粒的胶体，带不同电荷胶粒的胶体微粒相互吸引发生电性中和，从而在胶粒碰撞时发生凝聚，形成沉淀。
加热可以加速胶粒碰撞，减弱胶粒的吸附能力使得胶粒在碰撞时容易结合成大颗粒，形成沉淀。
胶体的制备和性质课件
胶体的分类
硬胶体
硬胶体是指分散质粒子直径大于100nm的胶体，其分散质粒子较大，容易沉淀，常见的 硬胶体有豆腐、果冻等。
软胶体
软胶体是指分散质粒子直径在1nm~100nm之间的胶体，其分散质粒子较小，不易沉淀 ，常见的软胶体有牛奶、豆浆等。
集、沉降的现象。
胶体聚沉的原因有多种，如加 入电解质、加热、搅拌等。
加入电解质是引起胶体聚沉最 常见的原因，因为电解质中的 离子可以中和胶体颗粒表面的 电荷，降低排斥力，使颗粒间 发生碰撞、聚集。
加热和搅拌也可以引起胶体聚 沉，因为加热和搅拌可以增加 胶体颗粒的动能，使其更容易 发生碰撞、聚集。
影响胶体稳定性的因素
将一种物质溶解在溶剂中形成饱和溶 液，然后将该溶液与另一种不溶物质 接触，通过扩散作用形成胶体。
蒸气凝结法
利用物质蒸气在冷凝时形成过饱和溶 液，再经过长时间静置或离心分离得 到胶体。
化学法制备胶体
01
02
03
还原法
将高价金属盐或氧化物通 过还原剂还原成低价化合 物，再分散在液体介质中 形成胶体。
水解法
免疫胶体金标记技术是一种利用胶体 金标记抗体或抗原的免疫学检测方法 ，具有灵敏度高、特异性强等优点， 广泛应用于医学诊断领域。
血液透析是一种利用胶体渗透压原理 清除血液中的毒素和多余水分的方法 ，是治疗肾功能衰竭的重要手段。
在环境保护中的应用
胶体在环境保护中也有着重要的作用，如土壤修复、水处理等。
将含多羟基的化合物水解 生成胶体，如硅酸盐、磷 酸盐等。
聚合反应法
利用单体在特定条件下发 生聚合反应，生成高分子 聚合物形成胶体。
胶体的制备及性质
——定义 粒子受重力作用下沉的过程称为沉降(sedimentation)。
胶体分散相粒子受两种不同作用力：一是沉降：在重力场的作用下沉至底部；二是布朗运动产生的扩散：力图使粒子趋于均匀分布。扩散速率等于沉降速率，系统达沉降平衡
——贝林(Perrin)公式 粒子浓度随高度而变化的分布定律
1
2
3
6
5
4
*
12.8.2 胶体系统的聚沉 胶体系统中的分散相微粒互相聚结，颗粒变大，进而发生沉降的现象，称为聚沉（coagulation） 1. 电解质的聚沉作用 适量电解质可稳定胶体，若量过多，尤其含高价反离子电解质的加入，往往使溶胶发生聚沉。原因：电解质浓度或价数增加，将更多反离子挤入紧密层，使电势降低，扩散层变薄，ER降低，使Emax变小，当电解质浓度足够大时，会使溶胶 EP 发生聚沉 c1 c2 c3 使溶胶发生明显聚沉所需电解质的最小浓度，称该电解质的聚沉值(coagulation value)。聚沉值愈小，聚沉能力愈大，聚沉值的倒数定义为聚沉能力
12.7.3 胶体系统的动力性质 1． 布朗运动 1827年，Brown ——现象 线度小于4×10-6m的粒子，在分散介质中皆呈现永不停止、杂乱无章的运动，称布朗运动 ——成因 分散介质分子热运动不停撞击分散相的粒子的结果 ——意义 引起扩散；证明了分子运动论的正确性 2． 扩散 有浓度梯度时，粒子因热运动发生宏观定向迁移现象，称为扩散(diffusion)。对胶体系统，分散相的粒子总是由浓度较高处向浓度较低处扩散 3． 沉降与沉降平衡
注意 沉降与扩散速率皆很慢，要达沉降平衡，需很长时间
应用 不受粒子形状限制，要求粒子大小相等。对多级分散，可分别计算大小不等粒子的分布。分散系统常含大小不等粒子，平衡时粒子愈大，浓度梯度也愈大。
胶体的制备与性质全可做教案
胶体的制备与性质-(全-可做教案) 第一章：胶体的制备与性质一、制备胶体的制备主要通过两种途径：分散法和凝聚法。
1.分散法：将物质研磨至一定细度，然后将其分散在溶剂中。
例如，将硫磺研磨成细粉，然后将其分散在水中，即可得到胶体。
2.凝聚法：将电解质或调节pH等方法加入到胶粒中，使其凝聚成粒子。
例如，将明矾（KAl(SO4)2·12H2O）加入到稀硫酸中，然后加入氨水调节pH，使其呈现为碱性，就可以生成氢氧化铝胶体。
二、性质1.光学性质当光束通过胶体时，会产生丁达尔现象。
这是由于胶粒对光的散射作用导致的。
这种现象可以通过在暗室中用一道光束通过胶体来观察到。
2.动力学性质胶体的动力学性质主要表现为其布朗运动。
这是由于胶粒受到周围分子的不断撞击而产生的无规则运动。
这种运动可以通过特定的光学方法（例如，光散射法）来观察和测量。
3.电学性质由于胶粒具有电荷，胶体也显示出电学性质。
当胶体粒子在电场中时，它们会发生电泳现象。
这是由于粒子在电场中的移动是由电荷引起的。
这种现象可以通过将胶体置于电场中并观察粒子的移动来观察到。
4.稳定性与聚沉胶体的稳定性是由其动力学和电学性质共同决定的。
某些胶体可以在一定条件下保持稳定，例如，由于电荷中和或由于高分子物质的保护作用等。
然而，在其他条件下，胶体可能聚沉，这是由于粒子间的相互作用力超过了动力学稳定性所致。
例如，向胶体中加入电解质或改变pH可以引起聚沉。
5.渗透压与溶液相似，胶体也具有渗透压。
这是由于胶体中的粒子对溶剂分子的吸附作用而引起的。
这种吸附作用会导致粒子周围的水分子排列更加有序，从而产生渗透压。
三、应用1.医学领域在医学领域，胶体有着广泛的应用。
例如，血液是一种复杂的胶体，其中含有不同种类的细胞和蛋白质。
此外，一些药物可以通过胶体技术制成胶囊或药片，以便在体内缓慢释放药物，达到长期治疗的效果。
2.工业领域在工业领域，胶体也有着重要的应用。
例如，可以利用胶体的性质进行混合、分离、提纯等操作。
胶体的制备与性质 (全,可做教案)
胶体的制备与性质第一节 胶体的制备和净化胶粒：1—100 nm ，原则上可由原子、分子凝聚成胶体（凝聚法），也可由大块物质分散成胶体（分散法）。
一、胶体制备的一般条件1. 分散相在介质中的溶解度必须极小，浓度低OH H C S 52+——真溶液）溶胶（溶解度极小，滴入水中O H S 2/−−−→−低溶解度是形成溶胶的必要条件之一，同时还需要反应物的浓度很稀，生成的难溶物晶粒很小而又无长大条件时才能得到胶体。
若反应物浓度很大，细小的难溶物颗粒突然生成很多，易形成半固体状的凝胶。
2. 必须有稳定剂存在分散胶体体系中存在巨大的界面积，属热力学不稳定体系，胶体需要稳定剂作用才能稳定存在。
二、胶体的制备方法1. 分散法：机械分散、电分散、超声分散和胶溶法通过不同的能量或作用方式分散大块物体→胶粒胶溶法是某些新生成的沉淀中加入适量的电解质或置于某一温度下使胶体重新分散成溶胶。
如正电胶MMH （moled metal hydroxide ）或MMLHC ：mixed metal layered hydroxide compound在一定比例的AlCl 3·MgCl 2 混合溶液中，加入稀氨水，形成混合金属氢氧化物沉淀（半透明凝胶状），经多次洗涤后（目的在于控制其中的氯离子浓度），置该沉淀于80℃下恒温，凝胶逐渐形成带正电的溶胶。
MMH 用途很广——钻井液添加剂、聚沉剂、防沉剂等。
胶溶法：新形成的洗涤过的溶液沉淀加入少量33)(FeCl OH Fe →搅拌→沉淀转化为红棕色的3)(OH Fe 溶胶→机械粉碎——球磨机、振动磨、冲击式粉碎机、胶体磨、离心磨。
研磨过程中，增大增大，S A G S ，颗粒有聚集倾向（颗粒间有吸引力；颗粒增大，S G 减小）。
分散⇔聚集平衡，颗粒不再磨细。
要提高研磨效率，防聚可采取溶剂冲稀或加入稳定剂吸附表面——工业SAA ，油漆工业，研磨色料（SAA 保护）电分散：电弧使金属气化，分散于溶剂中，得到溶胶。
胶体的制备与性质
胶体的制备与性质一．实验目的1.了解胶体制备，渗析，电泳和凝聚等性质2.学习胶体的制备，性质实验的演示技能3.学会使用直流稳压电源。
二．实验原理将三氯化铁滴入沸水中，三价铁立即发生水解，得到氢氧化铁胶体。
FeCl3 +H2O ===Fe(OH)3 +HCl由于胶体微粒的直径较大，能够对光发生散射，使每一个胶粒成为一个发光体，当强光照射时，会形成一条光路。
其次，胶粒一般带有电荷，在外电场的作用下，会向电极，电极附近溶液颜色加深。
若与相反的电荷作用时，电荷被中和，胶体微粒会凝聚成较大的颗粒而发生聚沉现象。
三．实验仪器与药品烧杯、蒸发皿、U形管、玻棒，酒精灯、量筒、滴管、直流电源、钢笔式电筒、石棉网、玻璃纸、导线、细线，火柴饱和氯化铁，2mol/l氯化钠溶液、0.001mol/l亚铁氰化钾、0.001mol/l铁氰化钾、0.01mol/l 硫酸铝、0.01mool/l硝酸钾、5%硝酸银、1%明胶溶液、甲基橙、蒸馏水、尿素五．注意事项：【板书设计】一．实验目的1.了解胶体制备，渗析，电泳和凝聚等性质2.学习胶体的制备，性质实验的演示技能3.学会使用直流稳压电源。
二．实验原理将三氯化铁滴入沸水中，三价铁立即发生水解，得到氢氧化铁胶体。
FeCl3 +H2O ===Fe(OH)3 +HCl由于胶体微粒的直径较大，能够对光发生散射，使每一个胶粒成为一个发光体，当强光照射时，会形成一条光路。
其次，胶粒一般带有电荷，在外电场的作用下，会向电极，电极附近溶液颜色加深。
若与相反的电荷作用时，电荷被中和，胶体微粒会凝聚成较大的颗粒而发生聚沉现象。
三．实验仪器与药品烧杯、蒸发皿、U形管、玻棒，酒精灯、量筒、滴管、直流电源、钢笔式电筒、石棉网、玻璃纸、导线、细线，火柴饱和氯化铁，2mol/l氯化钠溶液、0.001mol/l亚铁氰化钾、0.001mol/l铁氰化钾、0.01mol/l 硫酸铝、0.01mool/l硝酸钾、5%硝酸银、1%明胶溶液、甲基橙、蒸馏水、尿素1.制备氢氧化铁胶体烧杯+75ml蒸馏水（加热煮沸）----1ml饱和氯化铁（逐滴）------溶液为深红褐色（煮沸）2.胶体性质（1）丁达尔现象盛有胶体的烧杯置于黑暗处----电筒照射-----观察胶体溶液---记录现象(3)电泳U形管+胶体+2g尿素---轮流加入0.01mol/l硝酸钾----插入电极---通直流电---观察现象（4）凝聚1号试管+ 胶体3ml+1ml2mol/l氯化钠---观察现象2号试管+ 胶体3ml+1ml 0.01mol/l硫酸铝---观察现象3号试管+ 胶体3ml+1ml 0.001mol/l铁氰化钾---观察现象（5）胶体的保护如实验4，先分别加入1ml 1%明胶---振荡—分别加入1ml同浓度氯化钠、硫酸铝、铁氰化钾—观察现象五．注意事项。
胶体的制备与性质实验报告
胶体的制备与性质实验报告胶体的制备与性质实验报告引言：胶体是一种特殊的物质，由微小颗粒悬浮于分散介质中形成。
在我们的日常生活中，许多物质都属于胶体，如牛奶、墨水和乳胶等。
胶体的制备和性质研究对于我们理解和应用这些物质具有重要意义。
本实验旨在通过制备胶体溶液，并研究其性质，来深入了解胶体的制备与性质。
实验一：胶体的制备1. 实验材料和仪器：- 胶体试样：蛋白质溶液、淀粉溶液、二氧化硅溶胶等- 实验器材：试管、滴管、搅拌棒等2. 实验步骤：a) 取三个试管，分别加入适量的蛋白质溶液、淀粉溶液和二氧化硅溶胶。
b) 在每个试管中加入等量的水，并充分搅拌。
c) 观察试管中溶液的变化。
3. 实验结果与讨论：a) 蛋白质溶液形成了乳白色的胶体溶液，表现出浑浊的外观。
b) 淀粉溶液没有形成胶体，仍然是透明的溶液。
c) 二氧化硅溶胶形成了乳白色的胶体溶液，与蛋白质溶液相似。
通过这个实验，我们可以看到不同物质在水中的溶解性和分散性是不同的。
蛋白质和二氧化硅溶胶能够形成胶体溶液，而淀粉溶液则不能。
这是因为蛋白质和二氧化硅溶胶的颗粒大小适中，能够在水中形成悬浮状态。
而淀粉颗粒较大，无法均匀分散在水中，因此不能形成胶体。
实验二：胶体的性质1. 实验材料和仪器：- 胶体试样：蛋白质溶液、二氧化硅溶胶等- 实验器材：玻璃片、显微镜等2. 实验步骤：a) 将蛋白质溶液和二氧化硅溶胶分别滴在玻璃片上。
b) 用显微镜观察胶体溶液的微观结构。
c) 用搅拌棒轻轻搅拌胶体溶液，观察其变化。
3. 实验结果与讨论：a) 在显微镜下观察，胶体溶液中的颗粒呈现均匀分散的状态，没有明显的沉淀。
b) 搅拌胶体溶液后，颗粒重新分散，恢复到原来的均匀状态。
通过这个实验，我们可以观察到胶体溶液的微观结构和其对外界扰动的响应。
胶体溶液中的颗粒呈现均匀分散的状态，这是由于颗粒与分散介质之间的作用力使其保持在悬浮状态。
当胶体溶液受到外界扰动时，颗粒会重新分散，这是由于搅拌破坏了颗粒之间的作用力。
胶体的制备和性质
2、向Fe(OH)3胶体中逐渐加入一种液体，先使 、 胶体中逐渐加入一种液体， 胶体发生聚沉而沉淀， 胶体发生聚沉而沉淀，继续加入该液体又使沉淀 溶解，这种液体是（ 溶解，这种液体是（ C ） A.KOH溶液 B.氨水 C.稀盐酸 D.NaCl溶液 溶液 氨水 稀盐酸 溶液 3、用饱和FeCl3溶液制 、用饱和 溶液制Fe(OH)3胶体，正确的操作 胶体， 是（ C ） A.将FeCl3溶液滴入 将 溶液滴入NaOH溶液中即可 溶液中即可 B.将FeCl3溶液滴入热水中，得到黄色液体即可 溶液滴入热水中， 将 C.将FeCl3溶液滴入沸水中，得到红褐色溶液即可 溶液滴入沸水中， 将 D.将FeCl3溶液滴入沸水中，并继续加热煮沸至生 溶液滴入沸水中， 将 成红褐色沉淀即可
思考．丁达尔效应是溶液和胶体的最本质区别吗？ 思考．丁达尔效应是溶液和胶体的最本质区别吗？ 不是。 答案 不是。胶体和溶液的本质区别是分散
质粒子的大小， 而丁达尔效应是其外在表现。 质粒子的大小， 而丁达尔效应是其外在表现。 外在表现
（3）电泳现象 p28 ） 胶体粒子带电荷， 胶体粒子带电荷，胶体粒子在电场的作用下发 生定向移动。 生定向移动。 （4）聚沉：胶体形成沉淀析出的现象。 ）聚沉：胶体形成沉淀析出的现象。 其方法主要有： 其方法主要有：① 加热 ，② 加入电解质溶液 ， ③ 加入带相反电荷的胶体 。
思考：胶体为什么具有介稳性？ 思考：胶体为什么具有介稳性？p28
①胶粒带同种电荷，互相排斥； 胶粒带同种电荷，互相排斥； 胶粒的布朗运动。 ②胶粒的布朗运动。
（ (2)丁达尔效应 物理现象） 丁达尔效应 物理现象） 当光束通过胶体 可以看到 一条光亮的通路 ， 胶体时 当光束通过胶体时， 形成的。 这是由于胶体粒子对光线 散射 形成的。 丁达尔效应可用来区分 丁达尔效应可用来区分 溶液和胶体。
二、胶体的制备及性质
盘式胶体磨
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正文 . 第一章
二、胶体制备的方法
(2) 超声波分散法：用频率大于16000HZ的超声波将 物料粉碎。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。
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胶体的制备和净化
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正文 . 第一章
二、胶体制备的方法
(2)物理凝聚法 ①改变溶剂法：利用一种物质在不同溶剂中溶解度 相差悬殊的特性来制备溶胶，而两种溶剂要能完全互 溶。 例1.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。 例2.将硫的丙酮溶液滴入90℃左右的热水中，丙酮
Weimarn理论：
欲制备胶体，在凝聚过程中，必须使：
晶核的生成速度V1 》晶核成长速度V2 ，这样溶液中
才会形成大量晶核，利于形成溶胶；
当V1 《 V2 时，所得晶核极少，而晶体成长速度很快，
故粒子得以长大并产生沉淀。
胶体的制备和净化
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正文 . 第一章
三、凝聚法原理
沉淀
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粒 子 大 小
胶体的制备和净化
2. 在胶体的制备中常常需要渗析等方法进行净化， 其目的主要是 。
除去制备过程中过剩的电解质，以利于溶胶的稳定性
胶体的制备和净化
五、单分散溶胶
所谓单分散胶体就是颗粒的大小、形状和化学组成完全 一致的溶胶，一般方法制得的溶胶均是多分散性的，给研究 与使用带来许多不便。有了单分散溶胶，可做以下工作。
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（2）按分散相和介质聚集状态分类
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
体系，不属于胶体范围.
A.气-固溶胶
B.气-液溶胶
如烟，含尘的空气
如雾，云
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（3）按胶体溶液的稳定性分类
1.憎液溶胶 半径在10－9 m~10－6 m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
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胶粒的结构
例2：AgNO3 + KI→KNO3 + AgI↓
过量的 AgNO3 作稳定剂
胶团的结构表达式：
胶团的图示式：
胶核 胶粒 胶团
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胶粒的形状
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，
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10.1 胶体及其基本特性
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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分散相与分散介质
把一种或几种物 质分散在另一种物质 中就构成分散体系。 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)。 例如：云，牛奶，珍珠
则流动性较差，易产生触变现象。
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胶粒的形状
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
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1.2 溶胶的制备与净化
溶胶的制备
（有新相生成）
离子、分子 凝聚
1~100nm
（比表面增加）
粗粒子 分散
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物理化学电子教案—第一章
胶体分散系统
与
粗分散系统
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第一章
胶体分散体系与粗分散系统
10.1 胶体及其基本特性 10.2 溶胶的制备与净化
10.3 溶胶的动力性质
10.4 溶胶的光学性质 10.5 溶胶的电学性质 10.6 溶胶的稳定性和聚沉作用 10.7 大分子概说 10.8 大分子的相对摩尔质量 10.9 Donnan平衡
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分散体系分类
分类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
•液溶胶 按分散相和介质的聚集状态分类： •固溶胶 •气溶胶
•憎液溶胶 按胶体溶液的稳定性分类： •亲液溶胶
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（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， 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10－9 m~10－6 nm之间的体系。 目测是均匀的，但实际是多相不均匀体系。 3.粗分散体系 当分散相粒子大于10－6 nm,目测是混浊不均匀体 系，放置后会沉淀或分层，如黄河水。
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的大小在10-9~10-6 m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。
成溶胶，是 一个不可逆体系，如氢氧化铁溶胶、
碘化银溶胶等。 这是胶体分散体系中主要研究的内容。
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（3）按胶体溶液的稳定性分类
2.亲液溶胶 半径落在胶体粒子范围内（ 10－9 m~10－6 m ） 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。
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胶粒的结构
例1：AgNO3 + KI→KNO3 + AgI↓ 胶团的图示式：
过量的 KI 作稳定剂
胶团的结构表达式 ： [(AgI)m n I – (n-x)K+]x– xK+
胶核
|________________________|
胶核 胶粒 胶团
胶粒（带负电） |________________________________| 胶团（电中性）
（3）热力学不稳定性
因为粒子小，比表面大，表面自由能高，是热力学不 稳定体系，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。
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胶粒的结构
形成憎液溶胶的必要条件是： （1）分散相的溶解度要小； （2）还必须有稳定剂存在，否则胶粒易聚结而 聚沉。
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胶粒的结构
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（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
C.液-气溶胶
如牛奶，石油原油等乳状液
如泡沫
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（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
1.2 溶胶的制备与净化
溶胶的制备 溶胶的净化 （1）渗析法 （2）超过滤法
胶粒的结构比较复杂，先有一定量的难溶物分子
聚结形成胶粒的中心，称为胶核；
然后胶核选择性的吸附稳定剂中的一种离子，形
成紧密吸附层；由于正、负电荷相吸，在紧密层外形
成反号离子的包围圈，从而形成了带与紧密层相同电
荷的胶粒；
胶粒与扩散层中的反号离子，形成一个电中性的胶团。
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胶粒的结构
胶核吸附离子是有选择性的，首先吸附与胶核 中相同的某种离子，用同离子效应使胶核不易溶解。 若无相同离子，则首先吸附水化能力较弱的负 离子，所以自然界中的胶粒大多带负电，如泥浆水、 豆浆等都是负溶胶。