胶体化学-绪论-第一章

学、山东大学、华东师范大学有胶体—界面 化学的研究机构 • 1983年在北京大学召开全国第一届胶体与界 面化学会议，2002年在山东大学召开第九届 全国会议。
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)。
• 气溶胶：分散介质为气体 雾（L→G）；烟尘（S→G）
胶体化学的发展简史
• 祖先制造陶器、汉朝利用纤维造纸、后汉发明墨水、 豆腐制作等等
• 古埃及利用木材浸水膨胀来破裂山岩 • 1777年瑞典化学家做木炭吸附气体的实验 • 1809年俄国化学家发现土粒的电泳现象 • 1829年英国植物学家BROWN观察花粉的布朗运动
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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 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。
扩散慢；不能透过半透膜……
<1nm
1~100nm
>100nm
真溶液
胶体Байду номын сангаас系 粗分散体系
直径为10nm的球形质点，当质点总体积为1cm3 时，其面积为 600m2
胶体的分类
• 液溶胶：分散介质为液体 灭火泡沫（G→L）；墨水（S→L）
• 固溶胶：分散介质为固体 泡沫塑料（G→S）；珍珠（L→S）；有色玻 璃（S→S）
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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 如烟，含尘的空气
B.气-液溶胶 如雾，云
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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 m之间的体系。
目测是均匀的，但实际是多相不均匀体系。
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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
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 C.固-气溶胶
如珍珠，某些宝石 如泡沫塑料，沸石分子筛
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现代胶体科学的研究内容
分散体系 纳米材料
分散体系的形成与稳定
光学性能、流变性能 智能流体、电磁流变体
界面现象 有序组合体
润湿、吸附、界面 电现象、界面双电层
结构
生物膜、仿生膜、溶液中的有序分 子组合体
中国胶体与界面化学的发展
• 1954年 傅鹰院士（北京大学） • 中国胶体化学的奠基人之一 • 1955年 戴安邦院士（南京大学） • 中国有了第一批胶体化学毕业生 • 20世纪90年代以前，只有北京大学、南京大
绪论
什么是胶体？
• 实验：将一把泥土放入水中
土中的盐类 形成真溶液
一杯泥土
既不下沉、也不溶解的 极为微小的土壤颗粒 称为胶体颗粒；含胶体 颗粒的体系称为胶体 体系
可见：胶体是一个具 有巨大相
界面的分散体系
泥沙+浑浊的小土粒 （底部）
胶体的定义
1861年，英国科学家Thomas Graham提出胶体 （colloid）概念
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例如：云，牛奶，珍珠
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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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•毛细现象为什么会产生？
•人工降雨依据什么原理？
•为什么会产生液体过热现象？加入沸石为 什么能消除过热现象？
• 水在玻璃上能铺展，水银在玻璃上却形成液滴, 为什么？ •活性碳为什么可以做防毒面具？冰箱除臭剂？
•在参观面粉厂时,不能穿带铁钉的鞋，为什么？
•土壤为什么能将水份保存起来?
•如何抑制沙漠地带水的蒸发? •洗衣粉为什么有去污作用? •明矾为什么能净水? •江河出口处为什么形成三角洲? •怎样除烟去尘?
一些涉及胶体和表面化学的实例
• 分析化学中的吸附指示剂、色谱等 • 物理化学中的成核作用、过饱和、液晶等 • 生物化学和分子生物学中的电泳、膜现象 • 化学制造中的催化剂、洗涤剂、润滑剂、
粘合剂、农药 • 环境科学中的气溶胶、泡沫、污水处理、 • 材料科学中陶瓷制品、水泥、涂料等 • 日用品中的牛奶、豆浆等 • 石油工业中的油品回收、乳化
胶体化学的发展简史
★1861年胶体化学作为一门学科，创始人 英国科学家Thomas Graham
★1907年 第一本胶体化学专门刊物《胶 体化学和工业杂志》创刊；（胶体化学真 正作为一门独立学科）
胶体化学的研究对象和意义
思考：与胶体界面现象相关的几个问题 •为什么自然界中液滴、气泡总是圆形的？为什 么气泡比液滴更容易破裂？
3.粗分散体系
当分散相粒子大于10－6 m,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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（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 如牛奶，石油原油等乳状液 C.液-气溶胶 如泡沫
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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。