物理化学-第9章 胶体分散系
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9第九章 胶体分散系
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二、高分子化合物溶液的性质
•
高分子化合物溶液中，溶质和溶剂有较强的亲和力 ，两者之间有没有界面存在，属均相分散系。由于 在高分子溶液中，分散质粒子已进入胶体范围（1100nm），因此，高分子化合物溶液也被列入胶体 体系。它具有胶体体系的某些性质，如扩散速度小 ，分散质粒子不能透过半透膜等，但同时也具有自 己的特征。
•
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C:溶剂化的稳定作用 溶胶的吸附层和扩散层的离子都是水化的（如为非 水溶剂，则是溶剂化的），在水化膜保护下，胶粒 较难因碰撞聚集变大而聚沉。水化膜越厚，胶粒就 越稳定。 (2)溶胶的聚沉 胶体具有巨大的表面积，体系界面能高，胶粒间的 碰撞有使其自发聚集的趋势。减弱或消除胶粒的电 荷，可以促使胶粒聚集成较大的颗粒，这个过程称 为凝聚，当分散相粒子增大到布朗运动克服不了的 重力的作用时，最后从介质中沉淀析出的现象称聚 沉。
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Fe(OH)3胶粒包括胶核（设为m个Fe(OH)3分子组 成）和吸附层。胶粒和扩散层合称为胶团，胶团 分散在介质中乃是胶体体系。
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2. 溶胶的稳定与沉降
（1）影响溶胶稳定性的因素 • A:溶胶动力稳定因素 • Brown 运动：溶胶的胶粒的直径很小，Brown 运动 剧烈，能克服重力引起的沉降作用。 • B：溶胶的电学稳定作用 同一种溶胶的胶粒带有相同电荷，当彼此接近时， 由于静电作用相互排斥而分开。胶粒荷电量越多， 胶粒之间静电斥力就越大，溶胶就越稳定。胶粒带 电是大多数溶胶能稳定存在的主要原因。
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二、高分子化合物溶液的性质
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高分子化合物溶液中，溶质和溶剂有较强的亲和力 ，两者之间有没有界面存在，属均相分散系。由于 在高分子溶液中，分散质粒子已进入胶体范围（1100nm），因此，高分子化合物溶液也被列入胶体 体系。它具有胶体体系的某些性质，如扩散速度小 ，分散质粒子不能透过半透膜等，但同时也具有自 己的特征。
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C:溶剂化的稳定作用 溶胶的吸附层和扩散层的离子都是水化的（如为非 水溶剂，则是溶剂化的），在水化膜保护下，胶粒 较难因碰撞聚集变大而聚沉。水化膜越厚，胶粒就 越稳定。 (2)溶胶的聚沉 胶体具有巨大的表面积，体系界面能高，胶粒间的 碰撞有使其自发聚集的趋势。减弱或消除胶粒的电 荷，可以促使胶粒聚集成较大的颗粒，这个过程称 为凝聚，当分散相粒子增大到布朗运动克服不了的 重力的作用时，最后从介质中沉淀析出的现象称聚 沉。
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Fe(OH)3胶粒包括胶核（设为m个Fe(OH)3分子组 成）和吸附层。胶粒和扩散层合称为胶团，胶团 分散在介质中乃是胶体体系。
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2. 溶胶的稳定与沉降
（1）影响溶胶稳定性的因素 • A:溶胶动力稳定因素 • Brown 运动：溶胶的胶粒的直径很小，Brown 运动 剧烈，能克服重力引起的沉降作用。 • B：溶胶的电学稳定作用 同一种溶胶的胶粒带有相同电荷，当彼此接近时， 由于静电作用相互排斥而分开。胶粒荷电量越多， 胶粒之间静电斥力就越大，溶胶就越稳定。胶粒带 电是大多数溶胶能稳定存在的主要原因。
胶体 物质的分散系(课件优选)
三、电离方程式的书写
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24
强电解质：在水溶液里或熔融状态下
全部电离成离子的电解质(其离子无 分子化倾向)。包括大多数盐类、强 酸、强碱。 NaCl=Na++Cl-
弱电解质：在水溶液里部分电离成离
子的电解质(其离子有分子化倾向)包
括弱酸(如HAc、H2S)、弱碱(如
NH3·H2O)、水。
HAc H++Ac-
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1
复习回顾：
请同学们分别列举一种溶液、悬浊液、 乳浊液。比较它们有什么共同点和不同点
1、溶液是一种或几种物质分散到另一种 物质里，形成均一的、稳定的混合物。 2、悬浊液是固体小颗粒悬浮于液体里形
成的混合物
3、乳浊液是小液滴分散到液体里形成的
混合物
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2
一、分散系
1.定义: 一种物质(或几种物质) 分散到另
18
二、电解质和非电解质
电解质： 在水溶液中或熔融状态下能导电的化合物
本身电离出自由移动的离子而 非电解质：
在水溶液中和熔融状态下不能导电的化合物
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19
练习
例1：判断下列说法是否正确。
× A：NaCl溶液导电，所以NaCl溶液是电解质；
B：固体NaCl不导电，但NaCl是电解质；√
× C ：Cu能导电，所以Cu是电解质； × D ：SO3溶于水能导电，所以SO3是电解质；
Ａ关．闭溶，液航Ｂ班．停飞悬，浊雾液属Ｃ于．下乳列浊分液散系Ｄ中．的胶(D体)
４．区别溶液和胶体的最简单的方法是(B )
Ａ． 观察外观 Ｂ． 丁达尔效应 Ｃ． 加热
５．胶体的最本质的特征是(C )
Ａ． 丁达尔效应 Ｂ． 可以通过滤纸 Ｃ． 分散质粒子的直径在1nm~100nm之间
医用化学课件-9胶体分散系
第九章 胶体分散系
• § 9-1 分散系 • §来自9-2 界面现象 • § 9-3 溶胶 • § 9-4 高分子溶液
§9-1 分散系
• 一、分散系的概念 • 二、分散系的分类 • 三、分散度与比表面积
一、分散系的概念
• 分散系：一种或几种物质分散在另一种物 质里所形成的系统称为分散系统 ，简称分 散系。如泥浆、云雾、牛奶等分散系。
• 吸附作用可分为物理吸附和化学吸附， 前者可形成单分子或多分子的吸附层， 后者只形成单分子吸附层。
• 对于指定的吸附剂与气体吸附质，吸 附量与温度和气体压力有关，用Γ=f(p,T) 描述。
• 吸附有不同类型 ⑴ 固体对气体的吸附： g-s吸附平衡(吸附与解吸，放热与吸热)。 ⑵ 固体在溶液中的吸附：
第一章 溶液和胶体
20
3．电学性质
• ⑴电泳
•
溶胶粒子在外电场作用下定向移动
的现象称为电泳。通过电泳实验，可以判
断溶胶粒子所带电荷的电性：红棕色的 Fe(OH)3溶胶，是带正电的，称之为正溶 胶；黄色的As2S3溶胶，带负电荷，为负 溶胶。
• ⑵电渗 (与电泳现象相反)
•
溶胶粒子固定不动而分散介质在外电场
• 分散质：被分散的物质叫做分散质(或分散 相)；
• 分散剂：而容纳分散质的物质称为分散剂 (或分散介质)。
二、分散系的分类
• 若按分散质粒子直径大小进行分 类，则可以将分散系分为三类，见 教材P105 表9－1。
表9-2 各类分散系的特性
分散系类型 颗粒直径大小 分散质存在形
式
主要性质
粗分散系 ＞100 nm
一般规律是：优先吸附与它组成有关的离子。
如：AgBr固体在AgNO3溶液中，由于Ag＋是AgBr 的组成部分，因而被AgBr优先吸附。
• § 9-1 分散系 • §来自9-2 界面现象 • § 9-3 溶胶 • § 9-4 高分子溶液
§9-1 分散系
• 一、分散系的概念 • 二、分散系的分类 • 三、分散度与比表面积
一、分散系的概念
• 分散系：一种或几种物质分散在另一种物 质里所形成的系统称为分散系统 ，简称分 散系。如泥浆、云雾、牛奶等分散系。
• 吸附作用可分为物理吸附和化学吸附， 前者可形成单分子或多分子的吸附层， 后者只形成单分子吸附层。
• 对于指定的吸附剂与气体吸附质，吸 附量与温度和气体压力有关，用Γ=f(p,T) 描述。
• 吸附有不同类型 ⑴ 固体对气体的吸附： g-s吸附平衡(吸附与解吸，放热与吸热)。 ⑵ 固体在溶液中的吸附：
第一章 溶液和胶体
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3．电学性质
• ⑴电泳
•
溶胶粒子在外电场作用下定向移动
的现象称为电泳。通过电泳实验，可以判
断溶胶粒子所带电荷的电性：红棕色的 Fe(OH)3溶胶，是带正电的，称之为正溶 胶；黄色的As2S3溶胶，带负电荷，为负 溶胶。
• ⑵电渗 (与电泳现象相反)
•
溶胶粒子固定不动而分散介质在外电场
• 分散质：被分散的物质叫做分散质(或分散 相)；
• 分散剂：而容纳分散质的物质称为分散剂 (或分散介质)。
二、分散系的分类
• 若按分散质粒子直径大小进行分 类，则可以将分散系分为三类，见 教材P105 表9－1。
表9-2 各类分散系的特性
分散系类型 颗粒直径大小 分散质存在形
式
主要性质
粗分散系 ＞100 nm
一般规律是：优先吸附与它组成有关的离子。
如：AgBr固体在AgNO3溶液中，由于Ag＋是AgBr 的组成部分，因而被AgBr优先吸附。
医学基础化学-第9章(1)分散系的分类
胶体化学基础化学9.1分散系的分类92溶胶及其基本性质9.2 溶胶及其基本性质9.3 大分子化合物溶液9.4 凝胶基础化学种或几种物质以或大或小的粒子形式分散在另9.1 分散系的分类一种或几种物质以或大或小的粒子形式分散在另一种物质中就构成了分散系（disperse system ）；被di d h ）而容分散的物质称为分散相（dispersed phase ），而容纳分散相的连续介质则称为分散介质（disperse di ）medium）。
基础化学矿石；云雾；乳胶；生理盐水液血液；基础化学9.1.1 按照分散系的相数分类分散系可分为均相（单相）分散系与非均相（多相）分散系两大类。
多相分散系两大类均相分散系：真溶液，如生理盐水、葡萄糖溶液等蛋白质溶液溶液等；蛋白质溶液；非均相分散系:浑浊的河水牛奶原油等非均相分散系:浑浊的河水、牛奶、原油等。
基础化学9.1.2 按分散度分类分散度是表征分散系的分散程度的重要依据。
根据分散相分散程度的不同分散系可以分根据分散相分散程度的不同，分散系可以分为三类：粗分散系、胶体分散系和分子离子分散系分散系。
基础化学分<1nm 分子离子分散系溶胶散相1-100nm 胶体分散系高分子溶液粒子>100nm粗分散系缔合胶体分均相热力学稳定真溶液、高分子溶液散体系缔合胶体系非均相热力学不溶胶基础化学稳定体系粗分散系基础化学。
物理化学-胶体分散系
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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按分散相和介质的聚集状态分类
2.固溶胶 将固体作为分散介质所形成的溶胶。当分散相为 不同状态时，则形成不同的固溶胶：
A.固-固溶胶 如有色玻璃，不完全互溶的合金 B.固-液溶胶 如珍珠，某些宝石 C.固-气溶胶 如泡沫塑料，沸石分子筛
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Brown运动(Brownian motion)
1903 年发明了 超显微镜 ，
为研究布朗运动提供了物
质条件。
用超显微镜可以观察到
溶胶粒子不断地作不规则
“之” 字形的运动，从而
能够测出在一定时间内粒
子的平均位移。
通过大量观察，得出结论： 粒子越小，布朗运动越 激烈。其运动激烈的程度不随时间而改变，但 随温度 的升高而增加。
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11.1 溶胶的性质—憎液溶胶的特性
（1）高度分散性
粒子的大小在10-9~10-7 m (1~100 nm)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。
这是胶体分散体系中主要研究的内容。
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胶体分散系的分类-按胶体溶液的稳定性分类
2.亲液胶体（大分子溶液）
半径落在胶体粒子范围内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 可形成胶体， 亲液溶胶是热力学上稳定、可逆的均相体 系。
物理化学(第九章)胶体
离子、分子 凝 聚 （新相生成） 1~100nm 粗粒子 分 散 （比表面增加）
• 分散法
– 使固体粒子变小
原级粒子
聚集
次级粒子
• 凝聚法
– 使分子或离子聚结成胶粒
多级分散体系
分散相在介质中的溶解度必须极小 必须有稳定剂的存在才能使溶胶体系稳定
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目录
绪论
第一章
第二章
第三章
第四章
第五章
第六章
第五章
第六章
第七章
第八章
第九章
§9-3 胶体系统的光学性质
蓬莱仙境——海市蜃楼
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第四章
第五章
第六章
第七章
第八章
第九章
§9-4 溶胶的动力学性质
一、Brown运动
Brown运动是分散介质的分子由于热运动不断地由各个方向 同时冲击胶粒时，其合力未被相互抵消所引起的结果，因此在 不同时间，指向不同的方向，形成曲折运动。 布朗运动是分子热运动的必然结果，是胶体粒子的热运动。
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绪论
第一章
第二章
第三章
第四章
第五章
第六章
第七章
第八章
第九章
§9-2 胶体系统的制备
水 搅拌机 半 透 膜
水 搅拌器 水
水 溶 胶
+
-
水 水
溶胶 半透膜
水 水
连续渗析装置
电渗析装置
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• 分散法
– 使固体粒子变小
原级粒子
聚集
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• 凝聚法
– 使分子或离子聚结成胶粒
多级分散体系
分散相在介质中的溶解度必须极小 必须有稳定剂的存在才能使溶胶体系稳定
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§9-4 溶胶的动力学性质
一、Brown运动
Brown运动是分散介质的分子由于热运动不断地由各个方向 同时冲击胶粒时，其合力未被相互抵消所引起的结果，因此在 不同时间，指向不同的方向，形成曲折运动。 布朗运动是分子热运动的必然结果，是胶体粒子的热运动。
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§9-2 胶体系统的制备
水 搅拌机 半 透 膜
水 搅拌器 水
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+
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物理化学-第九章 胶体-教案
统，包括溶胶、高分子溶液和缔合胶体，其中溶胶是本章讨论的重点。溶胶的高分散性、多相性及热力学不
稳定性等特征决定了其基本性质。本章重点介绍了其光学性质(丁达尔效应)、动力学性质(布朗运动、扩散)
和电学性质（电泳、电渗）；此外还介绍了溶胶的稳定与聚沉，电解质对溶胶稳定与聚沉的影响。
溶胶的特征：1）特定分散度：1~100nm。2）高度分散多相性。3）热力学不稳定性。
第二部分、简介：本章主要内容（多媒体介绍）1mi；溶胶的基本特征及重要性质（动力性质、
光学性质、电学性质）
本章目的要求：（多媒体介绍）1min
掌握胶体的概念、基本类型；溶胶的基本特征；溶胶的动力性质、光学性质、电学性质。
熟悉溶胶的分类；憎液溶胶相对稳定的原因。
通过两个实验来观察胶体的电学性质。电泳以及电渗。
电动现象说明：溶胶质点与介质分别带电，在电场中发生移动（流动电势），或移动时产生电场（流动电势）
并介绍电泳的应用。
四、溶胶的稳定性与聚沉
说明：溶胶是热力学不稳定系统，但在动力学上又是稳定的原因。
强调：溶胶稳定的原因：
1.动力稳定性（扩散力）。2.胶粒表面带电（静电斥力）。3.溶剂化作用。4.添加高分子保护。
3.溶胶有哪些性质？4.胶粒发生布朗运动的实质是什么？
课后作业：P342—7, 10
附：指导教师意见
指导教师签名：年月日
昆明医科大学海源学院基础教学部化学教研室
溶胶的性质：1)光学性质：丁达尔现象。2)动力学性质：布朗运动。3)电学性质：溶胶胶粒和介质都带电。
热力学不稳定，动力学稳定的原因：1)热力学因素：高分散度，比表面能大，有自发聚集倾向。2)动力学因素：动力稳定性，表面带电，溶剂化，添加高分子保护。
稳定性等特征决定了其基本性质。本章重点介绍了其光学性质(丁达尔效应)、动力学性质(布朗运动、扩散)
和电学性质（电泳、电渗）；此外还介绍了溶胶的稳定与聚沉，电解质对溶胶稳定与聚沉的影响。
溶胶的特征：1）特定分散度：1~100nm。2）高度分散多相性。3）热力学不稳定性。
第二部分、简介：本章主要内容（多媒体介绍）1mi；溶胶的基本特征及重要性质（动力性质、
光学性质、电学性质）
本章目的要求：（多媒体介绍）1min
掌握胶体的概念、基本类型；溶胶的基本特征；溶胶的动力性质、光学性质、电学性质。
熟悉溶胶的分类；憎液溶胶相对稳定的原因。
通过两个实验来观察胶体的电学性质。电泳以及电渗。
电动现象说明：溶胶质点与介质分别带电，在电场中发生移动（流动电势），或移动时产生电场（流动电势）
并介绍电泳的应用。
四、溶胶的稳定性与聚沉
说明：溶胶是热力学不稳定系统，但在动力学上又是稳定的原因。
强调：溶胶稳定的原因：
1.动力稳定性（扩散力）。2.胶粒表面带电（静电斥力）。3.溶剂化作用。4.添加高分子保护。
3.溶胶有哪些性质？4.胶粒发生布朗运动的实质是什么？
课后作业：P342—7, 10
附：指导教师意见
指导教师签名：年月日
昆明医科大学海源学院基础教学部化学教研室
溶胶的性质：1)光学性质：丁达尔现象。2)动力学性质：布朗运动。3)电学性质：溶胶胶粒和介质都带电。
热力学不稳定，动力学稳定的原因：1)热力学因素：高分散度，比表面能大，有自发聚集倾向。2)动力学因素：动力稳定性，表面带电，溶剂化，添加高分子保护。
胶体、分散系 PPT 人教课标版
4． 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。 误区警示 在 回 答 问 题 时 ，有 的 同 学 经 常 写 成 “ 胶 体 带 电 ” ，这 是 错 误 的 ，因 为 任 何 胶 体 本 身 都 是 电 中 性 的 ，只 能 说 “ 胶 体粒子带电”。千万不要错噢！
要点精讲
要点一 对胶体性质理解的几个要点 1． 胶 体 稳 定 的 原 因
(1)主 要 原 因 是 同 种 胶 体 粒 子 带 同 种 电 荷 ， 胶 粒 相 互 排 斥，胶粒间无法聚集成大颗粒沉淀从分散剂中析出。 (2)次 要 原 因 是 胶 粒 小 ， 质 量 轻 ， 布 朗 运 动 剧 烈 ， 能 克 服 重力引起的沉降作用。 2． 胶 体 粒 子 的 带 电 特 点 和 规 律 (1)特 点 ：胶 体 粒 子 吸 附 分 散 系 中 的 阳 离 子 带 正 电 荷 ，吸 附 阴 离 子 带 负 电 荷 ；同 种 胶 体 粒 子 吸 附 同 种 阳 离 子 或 阴 离子带同种电荷。
自我诊断
2． 某 种 胶 体 在 电 泳 时 ， 它 的 粒 子 向 阴 极 移 动 。 在 这 种 胶 体中分别加入下列物质：①蔗糖溶液 ②硫酸镁溶液
③硅酸胶体 ④氢氧化铁胶体，不会发生凝聚的是
( B)
A． ① ③
B． ①④ C． ② ③
D． ③ ④
解析 粒子向阴极移动，说明该胶体粒子带正电荷，该
(6) 除 去 蛋
_
(6 )除 _____
去 __
蛋 __
。白
质
白 胶
质胶 体中混
体 有
中混 的 (N H
有 4)2
S
物理化学-胶体化学解析
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2020/10/15
3.沉降和沉降平衡
球形胶粒在介质中的沉降力
f1
4 3
πr 3
0
g
沉降阻力 f2 = 6πηrv， v——沉降速率
匀速沉降时，f1 = f2，
4 3
πr3
0 g
6πrv
v 2 r 2 0 g
9
（9-5）斯托克斯公式
粒子在介质中的沉降速率取决于粒子半径，粒子与介 质间的密度差、介质黏度等因素。
I
9 2cV 2 24r 2
n22 n12 n22 2n12
I o
1 COS2
（9-1）
I—散射角为θ，散射距离为r处的散射光强； c—单位体积中的粒子数；V—粒子体积；
n1、n2—分散介质与分散相的折光率。
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2020/10/15
2. 丁铎尔效应的规律
若已知粒子的大小，则可以从测定一定时间内沉 降的距离来计算η。落球式黏度计就是根据这个原理设 计的。
沉降速率υ与介质的黏度成反比。增加介质的黏度 ，可以提高粗分散粒子在介质中的稳定性。生产中常 利用这一道理加入增稠剂，以使粗分散体系稳定。
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2020/10/15
3.沉降和沉降平衡
x
图9-7 斯特恩双电层模型
在外电场的作用下，固体表面总是带着一薄层液 体一起运动，固体和液体在电场中发生错位的位置称 为相对滑移面。
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2020/10/15
3.双电层结构
固体表面电势φ 0 —固 体粒子表面与本性溶液
界 面
0
间的电势差 ，可用电化
胶体(1)
3. 沉降（ sedimentation）
9.2 溶胶及其基本性质
沉降：在重力场中，胶粒受重力作用而下沉的现象。
扩散
胶粒有浓度差 沉降 浓度均匀
沉降平衡有浓度梯度：C下 ＞ C上 。 胶粒很小，需极长时间才能达平衡。
9.2 溶胶及其基本性质
Sedimentation equilibrium
Sedimentation rock
9.2 溶胶及其基本性质
9.2 溶胶及其基本性质
PBL问题
1、解释溶胶的动力学性质。 2、解释溶胶的光学性质-丁铎尔现象。 3、解释溶胶的电学性质，溶胶胶粒为什么带电？ 4、如何判断溶胶带电的性质？ 5、解释zeta电势对溶胶稳定性的影响。 6、如何书写溶胶胶团的结构？ 7、溶胶的稳定性因素有哪些？详细解释。 8、溶胶的聚沉方法有哪些？举例说明。
某一瞬间胶粒受周围各方介质分子碰撞的合力不为 零 ，使胶粒在介质中不停地做不规则运动，称为Brown 运动。
运动使胶粒稳定，即动力学稳定性。
9.2 溶胶及其基本性质
2. 扩散（ diffusion）
9.2 溶胶及其基本性质
扩散：胶粒从浓度大的区域向浓度小的区域的迁移 现象。
显然，粒子的扩散是由布朗运动引起的。因胶粒 比小分子大得多，故胶粒在介质中的扩散速率比 小分子慢得多，但二者的扩散规律是相同的。
9.1 胶体分散系
表 面 能（ dG表）
若要增大表面，即把一部分液体分子从内部 移动到表面来，就必须克服液相内部分子的引 力而做功，这部分功以势能的形式储存于表面 分子中。说明表面分子比内部分子具有更高能 量，把表面层分子比内部分子多出的一部分能 量称为表面能（surface energy）。
9.1 胶体分散系
物理化学-胶体分散系统
溶胶分类
按分散相与分散介质聚集状态分类（列举）
分散介质
分散相
气
液
固
气溶胶
雾
烟
液溶胶
灭火泡沫 牛奶、石油 油漆、泥浆
固溶胶
沸石
珍珠
有色玻璃
本章主要讨论的是液溶胶，特别是液液溶胶和固液溶胶
溶胶基本特性
高度分散性：与粗分散系统比具有相对稳定性，粒径 小，不易沉降，动力学上是稳定的。
多相性：为多相分散系统，存在相界面(相不均匀性)， 而大分子溶液是均相的。
§9.1 溶胶的分类和基本特征 §9.2 溶胶的制备和净化 §9.3 溶胶的动力性质 §9.4 溶胶的光学性质 §9.5 溶胶的电学性质 §9.6 溶胶的稳定性和聚沉 §9.7 乳状液及微乳状液
第一节 溶胶的分类和基本特征
胶 体(colloid)
定义：分散相的粒径为1-100 nm之间的分散系统 特点：扩散慢，能通过滤纸但不能透过半透膜。 分类：
平衡时两侧化学势相等
可导出稀溶液的 = cRT ( c: mol/m3 )
范霍夫（Van’t Hoff）公式
= (W/VM)RT
p1
渗透压
渗= 透p1压
溶剂
溶液
半透膜 （只容许溶剂通过）
重力沉降与沉降平衡
溶胶粒子在外力场定向移动称沉降
沉降与扩散是两个相对抗的运动
沉降粒子浓集 扩散粒子分散
例如：金属镍纳米粒在低温下保持顺磁性
产品
Gd-DTPA Dimeglumine （钆喷酸葡胺）
Feridex I.V. （菲立磁）
描述
技术平台
MRI成像的顺磁性造影剂，可能缩短组织中质 子的T1及T2驰豫时间，从而增强图像的清晰度 和对比度。
化学《分散系及胶体》ppt
分散系的重要性
分散系在日常生活和工业生产中具有广泛的应用价值。
描述
在日常生活方面，许多食品和饮料都是利用分散系的性质制备的，如牛奶、果汁饮料等。 在工业生产中，分散系被广泛应用于涂料、制药、化妆品等领域。
例子
例如，涂料中的颜料和填料是分散相，而树脂则是分散介质；在制药领域，药物通常需要 制成分散片剂或悬浮剂才能便于服用和吸收；化妆品中的粉底和口红也是利用分散系的性 质制备的。
感谢您的观看
THANKS
02
虹彩现象
当胶体粒子的大小和形状不规则时， 光线通过胶体时会产生散射和干涉现 象，从而形成类似于彩虹的颜色分布 ，这个现象被称为虹彩现象。
03
透明度
由于胶体粒子的大小和不透明性，不 同浓度的胶体具有不同的透明度，浓 度越高，透明度越低。
胶体的电学性质
电泳现象
由于胶体粒子具有电学性质，因 此在电场作用下，胶体会产生电 泳现象，即胶体粒子会向相反电 荷的电极移动。
溶解法
将药物溶解在适当的溶剂中，通过搅拌、超声等方法制成胶体溶 液，这种方法适用于制备液体药物胶体。
乳化法
将两种不相溶的液体混合，加入乳化剂制成乳状液，再通过搅拌、 超声等方法制成胶体溶液，这种方法适用于制备油性药物胶体。
胶体的纯化方法
过滤法
通过过滤去除悬浮颗粒和 杂质，使胶体溶液变得更 加纯净。
分散系的挑战与机遇
技术瓶颈
尽管分散系的研究已经取得了一定的进展，但仍存在一些技术 瓶颈，如纳米材料的制备、分散和稳定性等问题。
法规与政策
随着分散系应用的领域越来越广泛，相关的法规和政策也需要不 断完善，以确保分散系的安全使用和可持续发展。
市场机遇
随着人们对环保和健康的关注度不断提高，分散系的市场需求也 将不断增长，为分散系的发展提供了广阔的市场机遇。
分散系在日常生活和工业生产中具有广泛的应用价值。
描述
在日常生活方面，许多食品和饮料都是利用分散系的性质制备的，如牛奶、果汁饮料等。 在工业生产中，分散系被广泛应用于涂料、制药、化妆品等领域。
例子
例如，涂料中的颜料和填料是分散相，而树脂则是分散介质；在制药领域，药物通常需要 制成分散片剂或悬浮剂才能便于服用和吸收；化妆品中的粉底和口红也是利用分散系的性 质制备的。
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02
虹彩现象
当胶体粒子的大小和形状不规则时， 光线通过胶体时会产生散射和干涉现 象，从而形成类似于彩虹的颜色分布 ，这个现象被称为虹彩现象。
03
透明度
由于胶体粒子的大小和不透明性，不 同浓度的胶体具有不同的透明度，浓 度越高，透明度越低。
胶体的电学性质
电泳现象
由于胶体粒子具有电学性质，因 此在电场作用下，胶体会产生电 泳现象，即胶体粒子会向相反电 荷的电极移动。
溶解法
将药物溶解在适当的溶剂中，通过搅拌、超声等方法制成胶体溶 液，这种方法适用于制备液体药物胶体。
乳化法
将两种不相溶的液体混合，加入乳化剂制成乳状液，再通过搅拌、 超声等方法制成胶体溶液，这种方法适用于制备油性药物胶体。
胶体的纯化方法
过滤法
通过过滤去除悬浮颗粒和 杂质，使胶体溶液变得更 加纯净。
分散系的挑战与机遇
技术瓶颈
尽管分散系的研究已经取得了一定的进展，但仍存在一些技术 瓶颈，如纳米材料的制备、分散和稳定性等问题。
法规与政策
随着分散系应用的领域越来越广泛，相关的法规和政策也需要不 断完善，以确保分散系的安全使用和可持续发展。
市场机遇
随着人们对环保和健康的关注度不断提高，分散系的市场需求也 将不断增长，为分散系的发展提供了广阔的市场机遇。
物理化学：胶体分散系统
凡能有沉淀析出的化学反响都可能用来制备相应溶胶 如水解反响制备Fe (OH)3溶胶 FeCl3 +3H2O Fe (OH)3 + 3HCl
3. 改变溶剂法
使溶化度骤变，如 松香在乙醇中：溶 水中：不溶
水
点击此处演示 溶胶
三、溶胶净化
化学法制备的溶胶，往往含有过多的电解质
肯定量电解质是溶胶稳定的必要条件
显微电泳： 显微镜下直接对粒子的运动进行测定
–
Pt电极 辅助液
溶胶 d
第六节 溶胶稳定性
一、胶体稳定性
热力学因素：高分散度，比外表能大，有自发聚集倾向
稳定溶胶的因素 ：
1. 动力稳定性〔扩散力〕：扩散，Brown运动，有利稳定 2. 粒径越小、介质粘度越大，越使溶胶稳定 3. 2. 外表带电〔静电斥力〕： 4. 带电后的电性斥力，是溶胶稳定的主要原因 5. 3. 溶剂化〔水化膜斥力 〕：降低外表能，有利稳定 6. 4. 添加高分子爱护
扩散速度与浓梯关系 Fick第肯定律
dn D A dc
dt
dx
mols–1 扩散系数 面积 浓度梯度
扩散系数与Brown运动平均位移关系： x 2 2Dt
2．渗透 渗透：溶剂通过半透膜〔对溶质不通透〕向溶质高浓
度区移动的现象 〔对溶剂而言，浓度从高 低〕
渗透压：半透膜两侧的压差 =p2–p1
平衡时两侧化学势相等
可见光 400 ～ 700 nm 〔兰 红〕
(2) I ，粒子浓度越大，散射光越强
浊度法测定溶胶的浓度
(3) I V，粒子体积越大，散射光越强
从乳光强度分布确定粒度分布尘粒测定仪
(4) I 与折光率差 n 有关，n 越大，散射光越强
因此散射光是由于光学不均匀性引起的
3. 改变溶剂法
使溶化度骤变，如 松香在乙醇中：溶 水中：不溶
水
点击此处演示 溶胶
三、溶胶净化
化学法制备的溶胶，往往含有过多的电解质
肯定量电解质是溶胶稳定的必要条件
显微电泳： 显微镜下直接对粒子的运动进行测定
–
Pt电极 辅助液
溶胶 d
第六节 溶胶稳定性
一、胶体稳定性
热力学因素：高分散度，比外表能大，有自发聚集倾向
稳定溶胶的因素 ：
1. 动力稳定性〔扩散力〕：扩散，Brown运动，有利稳定 2. 粒径越小、介质粘度越大，越使溶胶稳定 3. 2. 外表带电〔静电斥力〕： 4. 带电后的电性斥力，是溶胶稳定的主要原因 5. 3. 溶剂化〔水化膜斥力 〕：降低外表能，有利稳定 6. 4. 添加高分子爱护
扩散速度与浓梯关系 Fick第肯定律
dn D A dc
dt
dx
mols–1 扩散系数 面积 浓度梯度
扩散系数与Brown运动平均位移关系： x 2 2Dt
2．渗透 渗透：溶剂通过半透膜〔对溶质不通透〕向溶质高浓
度区移动的现象 〔对溶剂而言，浓度从高 低〕
渗透压：半透膜两侧的压差 =p2–p1
平衡时两侧化学势相等
可见光 400 ～ 700 nm 〔兰 红〕
(2) I ，粒子浓度越大，散射光越强
浊度法测定溶胶的浓度
(3) I V，粒子体积越大，散射光越强
从乳光强度分布确定粒度分布尘粒测定仪
(4) I 与折光率差 n 有关，n 越大，散射光越强
因此散射光是由于光学不均匀性引起的
分散系及胶体PPT
实例 空气 云、雾 烟灰尘 泡沫 牛奶、酒精的水溶液 糖水、油漆 泡沫塑料 珍珠(包藏着水的碳酸钙) 有色玻璃、合金
(2)按照分散质粒子的大小来分
• 分散系 •溶液 •胶体 •浊液
• 二、胶体
• (1)本质特征：分散质粒子的直径在
1~100nm之间．
• (2)丁达尔效应：区分胶体与溶液的一种物
理方法．
能
不能
是否有丁达尔
否
效应
实例
饱和ＮａＣｌ溶 液
是
豆浆
否
泥浆水
Q：如果空气中没有气溶胶，我们的 环境将会是什么样？
• 光照下无
丁达尔效应
空间变得一团 漆黑
人类难以生存
随堂检测
• １．用特殊方法把固体物质加工到纳米级
(1nm~100nm)的超细粉末粒子，然后制得纳米材 料．下列分散系中的分散质粒子的大小和这种纳 米粒子大小具有相同的数量级的是( )
• Ａ． 溶液 Ｂ．悬浊液 Ｃ．胶体 Ｄ． 乳浊液 • ２．下列分散系属于胶体的是( ) • Ａ．淀粉溶液 Ｂ．食盐水 Ｃ．牛奶 Ｄ．碘酒
• ３．根据中央电视台报道，近年来，我国的一些
沿江或沿海城市多次出现大雾天气，致使高速公 路关闭，航班停飞，雾属于下列分散系中的( )
• Ａ． 溶液 Ｂ． 悬浊液 Ｃ．乳浊液 Ｄ． 胶体 • ４．区别溶液和胶体的最简单的方法是( ) • Ａ． 观察外观 Ｂ． 丁达尔效应 Ｃ． 加热 • ５．胶体的最本质的特征是( ) • Ａ． 丁达尔效应 Ｂ． 可以通过滤纸 • Ｃ． 分散质粒子的直径在1nm~100nm之间
一、分散系及其分类
• 1 、分散系：把一种(或多种)物质分散在另
一种(或多种)物质中所得到的体系．
物理化学教学课件第九章胶体分散系统
（3）可电离的大分子溶胶由于大分子本身发生电离而使胶粒带 电。例如，蛋白质分子有许多羧基和胺基，在pH较高的溶液中，离 解生成P—COO-而带负电，在pH较低的溶液中，生成P—NH+3而带正电。 在某一特定的pH条件下，生成的P—COO-和P—NH+3数量相等，蛋白质 分子的净电荷为零，该pH
第二节 溶胶的性质
第二节 溶胶的性质
三、溶胶的电学性质
（2）电渗。在外加电场作用下，若溶胶粒子不动（如将其吸附固 定于棉花或凝胶等多孔性物质中），而液体介质做定向移动，这种 现象称为电渗。图9－7所示为电渗管，即在U形管中盛入液体，将 电极接通直流电后，可从有刻度的毛细管中准确地读出液面的变化， 其中U形管中的多孔膜只允许介质通过，阻止胶体粒子通过。电渗 也可用以判断粒子所带电荷的正负。如果多孔膜吸附带负电荷的粒 子，则介质带正电，通电时向负极移动；反之，如果多孔膜吸附带 正电荷的粒子，带负电的介质向正极移动。
一、溶胶的光学性质
2. 1871年，英国科学家瑞利（Rayleigh）研究了大量的光散射现象， 发现散射光强度与诸多因素有关，其中最主要的因素有以下四个方面。
（1）散射光强度与入射光波长的4次方成反比，即入射光波长愈 短，散射愈显著，因此可见光中的蓝色光、紫色光的散射作用比较强。 当用白光照射溶胶时，在与入射光垂直的方向上观察呈淡蓝色，而透
斯特恩（Stern）对扩散双电层 模型作了进一步修正，并提出了更加接 近实际的Stern扩散双电层模型，如图9 －8所示。
第二节 溶胶的性质
三、溶胶的电学性质
3. 根据上述扩散双电层理论，可以想象出溶胶的胶团结构。
第三节 溶胶的稳定与聚沉
一、溶胶的经典稳定理论——DLVO理论
这里定性地介绍DLVO (1) (2)溶胶的相对稳定性或聚沉取决于斥力势能和引力势能的相 对大小。当斥力势能大于引力势能时，溶胶处于相对稳定状态；当
第二节 溶胶的性质
第二节 溶胶的性质
三、溶胶的电学性质
（2）电渗。在外加电场作用下，若溶胶粒子不动（如将其吸附固 定于棉花或凝胶等多孔性物质中），而液体介质做定向移动，这种 现象称为电渗。图9－7所示为电渗管，即在U形管中盛入液体，将 电极接通直流电后，可从有刻度的毛细管中准确地读出液面的变化， 其中U形管中的多孔膜只允许介质通过，阻止胶体粒子通过。电渗 也可用以判断粒子所带电荷的正负。如果多孔膜吸附带负电荷的粒 子，则介质带正电，通电时向负极移动；反之，如果多孔膜吸附带 正电荷的粒子，带负电的介质向正极移动。
一、溶胶的光学性质
2. 1871年，英国科学家瑞利（Rayleigh）研究了大量的光散射现象， 发现散射光强度与诸多因素有关，其中最主要的因素有以下四个方面。
（1）散射光强度与入射光波长的4次方成反比，即入射光波长愈 短，散射愈显著，因此可见光中的蓝色光、紫色光的散射作用比较强。 当用白光照射溶胶时，在与入射光垂直的方向上观察呈淡蓝色，而透
斯特恩（Stern）对扩散双电层 模型作了进一步修正，并提出了更加接 近实际的Stern扩散双电层模型，如图9 －8所示。
第二节 溶胶的性质
三、溶胶的电学性质
3. 根据上述扩散双电层理论，可以想象出溶胶的胶团结构。
第三节 溶胶的稳定与聚沉
一、溶胶的经典稳定理论——DLVO理论
这里定性地介绍DLVO (1) (2)溶胶的相对稳定性或聚沉取决于斥力势能和引力势能的相 对大小。当斥力势能大于引力势能时，溶胶处于相对稳定状态；当
分散系胶体_课件定稿
6．氯化铁溶液与氢氧化铁胶体具有的共同性 质是（ D）。
A．分散质颗粒直径都在l～100nm之间
B．能透过半透膜
C．颜色都呈红褐色
D．加入浓氢氧化钠溶液都产生红褐色沉淀
B.将FeCl3溶液滴入热水中生成棕黄色液 体即可 C.将FeCl3溶液滴入沸水中，生成红褐色 液体即可 D.将FeCl3溶液滴入沸水中，并生成红褐 色沉淀即可
5、（2006全国）下列叙述正确的是( C)
A 直径介于1～100nm之间的微粒称为胶体 B 电泳现象可证明胶体属于电解质溶液 C 利用丁达尔效应可以区分溶液与胶体 D 胶体粒子很小，可以透过半透膜
Na2SO4溶液
Fe(OH)3胶体
原因：胶粒直径大小与可见光的波长相近,胶 粒就会对光产生散射作用；而溶液分散质的粒
子的直径小于1nm，太小，不发生散射。
应用：鉴别胶体和溶液。
科学探究2
往Fe(OH)3胶体中加入少量Na2SO4 溶液观察Fe(OH)3胶体有何变化。
2）聚沉
解释：加入可溶性盐，盐中阳离子或阴离 子能中和胶体微粒所带的电荷，从而使分 散质聚集成较大的微粒，在重力作用下形 成沉淀析出。
其原理为胶体微粒不能透过 半透膜，而溶液中的分子和 离子能透过半透膜。
应用：胶体净化、提纯 使胶体和溶液分离
过滤
胶体的应用
江河三角洲的形成
墨水混用
卤水点豆腐
明矾净水
氯化铁止血
土壤保肥
工业除尘
血液透析
不同分散系的比较
分散系分Βιβλιοθήκη 质微粒 直径溶液 <1nm
浊液 >100nm
胶体 1nm—100nm
分散质微粒 小分子、离 分子大集合
组成
物理化学-第9章 胶体分散系
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Brown运动的本质
1905年和1906年爱因斯 坦（Einstein)和斯莫鲁霍夫 斯基（Smoluchowski)分别 阐述了Brown运动的本质。
Brown运动是分散介质分子以不同大小和不同方向的力 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。
（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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11.2 溶胶的性质
溶胶的性质主要有：
一、溶胶的动力性质 二、溶胶的光学性质 三、溶胶的电学性质
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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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按分散相和介质的聚集状态分类
2.固溶胶 将固体作为分散介质所形成的溶胶。当分散相为 不同状态时，则形成不同的固溶胶：
A.固-固溶胶 如有色玻璃，不完全互溶的合金 B.固-液溶胶 如珍珠，某些宝石 C.固-气溶胶 如泡沫塑料，沸石分子筛
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三、按胶体溶液的稳定性分类
1.憎液胶体（溶胶） 半径在1 nm~100 nm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。
由于胶粒带电，而溶胶是电中性的，则介质 带与胶粒相反的电荷。在外电场作用下，胶粒和 介质分别向带相反电荷的电极移动，就产生了电 泳和电渗的电动现象，这是因电而动。
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1905年和1906年爱因斯 坦（Einstein)和斯莫鲁霍夫 斯基（Smoluchowski)分别 阐述了Brown运动的本质。
Brown运动是分散介质分子以不同大小和不同方向的力 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。
（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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11.2 溶胶的性质
溶胶的性质主要有：
一、溶胶的动力性质 二、溶胶的光学性质 三、溶胶的电学性质
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一、 溶胶的动力性质—Brown运动
如牛奶，石油原油等乳状液 如泡沫
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按分散相和介质的聚集状态分类
2.固溶胶 将固体作为分散介质所形成的溶胶。当分散相为 不同状态时，则形成不同的固溶胶：
A.固-固溶胶 如有色玻璃，不完全互溶的合金 B.固-液溶胶 如珍珠，某些宝石 C.固-气溶胶 如泡沫塑料，沸石分子筛
1
x
RT L
t
3 r
2
式中 x是在观察时间t内粒子
沿x轴方向的平均位移；
r为胶粒的半径；
为介质的粘度；
L为阿伏加德罗常数
这个公式把粒子的位移与粒子的大小、介质粘度、温 度以及观察时间等联系起来。
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沉降平衡（sedimentation equilibrium）
溶胶是高度分散体系，胶 粒一方面受到重力吸引而下降， 另一方面由于布朗运动促使浓 度趋于均一。
当这两种效应相反的力相 等时，粒子的分布达到平衡， 粒子的浓度随高度不同有一定 的梯度，如图所示。
这种平衡称为沉降平衡。
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二、溶胶的光学性质-光散射现象
物理化学电子教案—第九章
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分散相与分散介质
把一种或几种物质分
例如：云，牛奶，珍珠
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)。
分散相：分散体系中以非连续相存在的被分散的物质；
（1）高度分散性
粒子的大小在10-9~10-7 m (1~100 nm)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。
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三、按胶体溶液的稳定性分类
1.憎液胶体（溶胶） 半径在1 nm~100 nm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。
1903年发明了超显微镜，
为研究布朗运动提供了物
质条件。
用超显微镜可以观察到
溶胶粒子不断地作不规则
“之”字形的运动，从而
能够测出在一定时间内粒
子的平均位移。
通过大量观察，得出结论：粒子越小，布朗运动越 激烈。其运动激烈的程度不随时间而改变，但随温度 的升高而增加。
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Brown运动的本质
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。
后来又发现许多其它物质如煤、 化石、金属等 的粉末也都有类似的现象。人们称微粒的这种运动 为布朗运动。
但在很长的一段时间里，这种现象的本质没有得 到阐明。
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Brown运动(Brownian motion)
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胶体分散系的分类-按胶体溶液的稳定性分类
2.亲液胶体（大分子溶液）
半径落在胶体粒子范围内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 可形成胶体，亲液溶胶是热力学上稳定、可逆的均相体 系。
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11.1 溶胶的性质—憎液溶胶的特性
3.粗分散系
当分散相粒子大于100 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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二、按分散相和介质的聚集状态分类
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
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一、按分散相粒子的大小分类
1.分子分散系
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.胶体分散系 分散相粒子的半径在1 nm~100 nm之间的体系。目测是
均匀的，但有时是实际是多相不均匀体系。
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按分散相和介质的聚集状态分类
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 如烟，含尘的空气
B.气-液溶胶 如雾，云
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分散介质：另一种物质叫分散介质（通常是连续介质）；
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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：
•分子分散系 •胶体分散系 •粗分散系
•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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当半径大于5 m，Brown运动消失。
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Brown运动的本质
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Brown运动的本质
Einstein认为，溶胶粒子的Brown运动与分子运动类 似，平均动能为 3 kT。并假设粒子是球形的，运用分子运 动论的一些基本概2 念和公式，得到Brown运动的公式为：