吐血推荐第八章胶体化学应化(ppt)

吐血推荐第八章胶 体化学应化(ppt)
（优选）吐血推荐第八章胶体 化学应化
概论
胶 体是一种分散系统
分散系统：一种或几种物质分散在另一种物质之中, 所 构成的系统；
分散相：被分散的物质；
分散介质：另一种连续分布的物质；
粗分散系统 ( d > 10-6m )
分
散
胶体系统（ 10-9~10-6m)
系
冷却法：用冰骤冷苯在水中的饱和溶液， 得到苯在水中的溶胶
(2)化学凝聚法：利用生成不溶性物质的化学反应，控制析
晶过程，使其停留在胶核尺度的阶段，而得到溶胶。所谓控 制析晶过程，系指采用有利于大量形成晶核，减缓于晶体生 长的条件，例：采用较大的过饱和浓度，较低的操作温度。
例：在不断搅拌条件下，将FeCl3稀溶液，滴入沸腾的水 中水解，即可生成棕红色透明的Fe(OH)3 溶胶。
胶体系统的扩散与溶液中溶质扩散一样，可用Fick 扩散第 一定律来描述：
dn dt
DAS ddxc
单位时间通过某一截面的物质的量dn/dt与该处的 浓度梯度dc/dx及面积大小As成正比，其比例系数D
称为扩散系数，负号是因为扩散方向与浓梯方向相
反
D 扩散系数 单位浓度梯度下，单位时间通过单位面积 的物质的量。单位：m2 s --1
入射光波长 < 分散粒子尺寸——反射
入射光波长 = 分子固有尺寸—— 吸收 无作用 ——— 透过
入射光波长 > 分散粒子尺寸——散射 （可见光波长 400~ 760 nm；胶粒 10-9~ 10-6m)
系统完全均匀，所有散射光相互抵销，看不到散射光； 系统不均匀，散射光不会被相互抵销，可看到散射光。
这种现象产生的原因是，分散介质分子处于不断的热运 动中，从四面八方不断的撞击分散相粒子。对于大小在胶 体尺度下的分散相粒子，粒子受到撞击次数较小,从各个 方向受到的撞击力不能完全互相抵消,.在某一时刻,粒子从
某一方向得到的冲量即可发生位移。此即布朗运动。
布朗运动是分子热运动的必然结果。
Einstein-Brown 平均位移公式：
D RT 6L π rη
将上式结合，可得： x2 RTt RT 2t 2Dt 3Lπrη 6Lπrη
x
RT t 3Lπ rη
1/2
x : t 时间间隔内粒子的平均位移 r : 粒子半径 T：热力学温度
：分散介质粘度
L：阿伏加德罗常数
该公式也可用于分散相粒子大小的测定，及阿伏加德 罗常数的测定。
2. 扩散
定义：在有浓度梯度存在时，物质粒子因热运动而发 生宏观上的定向迁移，称为扩散。
浓度梯度的存在，是扩散的推动力
1-9m ~1-6m
分散法 大小 > 1-6m
更换溶剂法
化学反应法 电弧法
研磨法
物理凝聚法
超声分散法
凝聚法： (1) 物理凝聚法： a.蒸气凝聚法；例：固态苯与钠,在真空下气化, 到冷 却的器壁上冷凝。 b.过饱和法： 改变溶剂法；例:硫的酒精溶液倒入水中， 形成硫在水中的溶胶
松香乙醇溶液+ 水 松香水溶胶
丁铎尔效应可用来区分
胶体溶液 小分子真溶液
二. 胶体系统的动力性质
1.Brown 运动
1827年,植物学家布朗( Brown)在显微镜下,看到悬浮在水中的花 粉粒子处于不停息的无规则运动状态。
以后发现，线度小于10-6m的粒子，在分散介质中都 有这种运动。（胶体尺度 10-9 ~ 10-6m)
统
真溶液（d < 10-9m )
(氢原子半径 0.05 nm)
(1)溶胶： 分散相不溶于分散介质，有很大相
界面，是热力学不稳定系统。(憎液溶胶)
胶
体
(2)高分子溶液: 高分子以分子形式溶于
系
介质，分散相与分散介质间无相界面，
统
是热力学稳定系统。(亲液溶胶)
(3)缔合胶体.： 分散相为表面活性分子缔合形
成的胶束，在水中，表面活性剂分子的亲油 基团向里，亲水基团向外，分散相与分散介
质亲和性良好，是热力学稳定系统。
溶胶
憎液溶胶: 分散相与分散介质之间有相界面 亲液溶胶: 均相，无相界面 高分子溶液
系统 真溶液 胶体系统 粗分散系统
分散系统的分类及特征(总结)
分散相粒子 直径 d
系统相态
热力学稳定性
D 可用来衡量扩散速率。 下表给出不同半径金溶胶的扩散系数。
表 ： 18 oC 时金溶胶的扩散系数
粒子半径 r/nm
D109/(m2 s-1)
1
0.213
10
0.0213
100
0.00213
可见，粒子越小，扩散系数越大，扩散能力越强。胶体粒子扩 散速率要比真溶液小几百倍。
对于球形粒子，D 可由爱因斯坦－斯托克斯方程计算：
表： 分散系统按聚集状态分类
分散介质 分散相
气
液 固
气
液
液
固
气
固
液
固
名称
实例
气溶胶
云、雾、喷雾 烟、粉尘
泡沫 乳状液 液溶胶或悬浮液
肥皂泡沫 牛奶、含水原油 金溶胶、油墨、泥 浆
泡沫塑料
固溶胶
珍珠、蛋白石 有色玻璃、某些合
金
§1 胶体系统的制备：
小分子溶液质点 小变大
大小 < 1-9m 凝聚法
溶胶质点大小 大变小 粗分散系统质点
FeCl3(稀水溶液)+3H2O wk.baidu.com Fe(OH)2溶胶 + 3HCl
为了获得稳定的溶胶，还需满足两个条件： 一是分散相在介质中的溶解度要小；
二是需要加入第三者作为稳定剂。
三. 溶胶的净化: 常用渗析法，利用胶体粒子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。
一般用羊皮纸，动物膀胱膜，硝酸或醋酸纤维素， 等作为半透膜，将溶胶装于膜内，再放入流动的水中， 经过一段时间的渗透作用，即可达到净化的目的。若加 大渗透面积，适当提高温度，或加外电场，可加速渗透。
实例
d < 10-9m
均相
稳定
各种分子、原子、离子溶液 如乙醇水溶液、NaCl 水溶液、 空气等
10-9<d<10-6m 多,均,均
不稳定,稳,稳
各种溶胶 如 AgI、Al(OH)3 水溶胶等
d > 10-6m
多相
不稳定
乳状液、悬浮液、泡沫 如牛奶、豆浆、泥浆等
高度分散的多相性和热力学不稳定性是胶体系统的主要特点
§2 胶体系统的性质
一. 胶体系统的光学性质--- 、Tyndall（丁铎尔）效应
1869年 Tyndall发现胶体系统有光散射现象
丁铎尔效应：在暗室里，将一束聚集的光投射到胶体系 统上，在与入射光垂直的方向上，可观察到一个发亮的 光柱，其中并有微粒闪烁。
丁达尔现象的实质是溶胶对光的散射作用。