最新10-第十章胶体化学

粗分散体系a>>λ可见光 （反射光）
胶体体系 a< λ可见光 (散射光）
真溶液
a<< λ可见光 (透射光）
应用：利用丁达尔效应原理制出了超显微镜。
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从超显微镜可以获得哪些有用信息？
（1） 可以测定球状胶粒的平均半径。
（2） 间接推测胶粒的形状和不对称性。例如，球状 粒子不闪光，不对称的粒子在向光面变化时有 闪光现象。
均相，稳定，扩散慢 蛋白质溶 液
多相，不稳定，扩散慢 Fe(OH)3 溶胶
多相，不稳定，扩散慢 泥浆，牛 奶
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⑵按分散质（分散相）及分散介质的聚集态分类
分散相 气 液 固
气 液 固 液 固
分散介质 通称
举例
液 泡沫
肥皂及灭火泡沫
液 乳状液 牛奶及含水原油
液 溶 胶 或 悬 银溶胶、油墨、泥浆
浮液
固 固体泡沫 沸石、泡沫玻璃、泡沫金属
固 凝胶
珍珠
固 固溶胶 加颜料的塑料
气 气溶胶 雾
气 悬浮体 烟、沙尘暴
或：①液溶胶（分散介质为液体） ②固溶胶（分散介质为固体） ③气溶胶（分散介质为气体）
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3.胶体分散系统
⑴定义：a=1~100nm的分散系统； ⑵胶体分散系统的基本特性
胶粒——胶核+紧密层 胶团——胶粒+分散层（整个胶团呈电中性） 例如：
因硝酸银过量A （g 作为3 N 稳K 定O剂 I）A ，胶g 核K I表N 面3吸O 附银离
子10形－2成0正(a溶) 所胶示，。NO3-成为反离子，其胶团结构如图 也可用胶团公式表示, 图10－20（ b) 。 图10－20 (c)所示为负溶胶（碘化钾过量）。
10-第十章胶体化学
例如： 云
牛奶
珍珠
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2.分散系统的分类
⑴按分散相粒子的大小分
a(n 类型
m) <1 真溶液
1~ 胶 大分子化 100 体 合物溶液
分 溶胶 散 系 统 >100 粗分散系统
分散相 离子， 小分子 大分子 胶粒
粗颗粒
性质
举例
均相，稳定，扩散快 食盐水溶 液
（3） 判断粒子分散均匀的程度。粒子大小不同，散 射光的强度也不同。
（4） 观察胶粒的布朗运动 、电泳、沉降和凝聚等 现象。
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➢2.布朗运动——热运动的体现
（胶粒在分散介质中总是进行着无规则的永不停息的热运动）。
图10-16 布朗运动(a)
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产生布朗运动的原因是分散介 质分子对胶粒撞击的结果。受介质 分子的热运动的撞击，在某一瞬间， 它所受的来自各个方向的撞击力不 会互相抵销，如图所示，加上粒子 自身的热运动。因而，它在不同的 时刻以不同速度、不同方向作无规 则运动。
ζ＝φ－e
式中φ－热力学电位；e——紧密层电位降
⑶电解质对ζ电位和双电层厚度的影响
加进电解质，其中异电离子产生同性相斥， 将溶液中的异电离子挤进紧密层（但δ保持不 变），使得分散层厚度↓，故ζ电位↓。（见图 8－19）
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⑷胶团结构
胶核——构成胶粒的最基本的物质的分子（原子） 的聚集体；
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图10-16布朗运动
(b)
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3.扩散——浓度扩散（高浓→低浓）
溶胶粒子的布朗运动会引起溶胶中分散相粒 子的扩散作用。
所谓扩散，是指溶胶粒子从高浓度区向低浓 度区定向迁移现象，
扩散的推动力是浓度梯度。即胶粒从高浓度 处向低浓度处扩散是自发的。
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4.沉降与沉降平衡
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NO3Ag +
（AgI）m
NO3Ag +
NO3Ag +
Ag +
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NO3-
图10－20a AgI正溶胶的胶团结构及示意图 （AgNO3过量，作为稳定剂）
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图10－20（b) 胶团公式
上： AgI负溶胶；下：AgI正溶胶）
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胶核 胶粒 胶团
反离子——异电离子（与胶粒表面所吸附 的离子所带电荷符号相反的离子）。
见图（10－19）。
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图（10－19）a
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⑵ζ电位——紧密层与分散层之间的滑动面的 电位（电动电势）。 ζ电位与电动现象密切 相关（只有相对滑动，才能产生ζ电位)。
在暗室中，让一束光线通过一透明溶液，从垂直于 光束的方向观察，可以看到溶胶中显出一浑浊发亮 的光柱（乳光）。
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光源 透镜
溶胶 丁达尔效应
丁达尔现象的实质是溶胶对光的散射作用。
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原因分析：
可见光波长λ＝400～700nm
紫外光波长:400nm以下；红外光波长大于760nm.
+
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图10-18 a 电渗示意图
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2. 分散双电层理论
⑴分散双电层
①紧密层（吸附层）——包括被固相吸附 了的离子和部分反离子（不能流动层，厚度 为δ）；
②分散层（扩散层）——反离子层（可流 动层，厚度为d -δ ）。
①多相，高分散度体系； ②热力学不稳定（比表面大，表面能大）。
4. 胶体化学的研究内容
研究胶体分散系统和粗分散系统的组成和破坏 以及它们的物理化学特性。 ★本章主要研究： 胶体分散系统（大分子化合物溶液、溶胶）， 或液溶胶。
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§10.2 胶体的光学性质 和动力学性质
1.丁达尔效应
图10－20c .AgI负溶胶的胶团结构及示意图 （KI过量，作为为稳定剂）
分散介质发生相对位移。
电动现象是胶粒带电的最好证明。
⑴电泳——外电场作用下，分散相粒子移 向异电电极；
⑵电渗——外电场作用下，液体介质移动 通过多孔介质（而分散相保持不动）。
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图10-17a 电泳示意图
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+++++++++++++++ –––––––––––––––
⑴沉降——重力作用，颗粒↓沉积
⑵沉降平衡—— 分散相粒子本身的重力使 粒子沉降；而介质的粘度及布朗运动引起的 扩散作用阻止粒子下沉；两种作用相当时达 到平衡。 沉降平衡是一个动态平衡 （沉降速度＝扩散速度）。
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§10.3 溶胶的电学性质 和胶团结构
1.电动现象：外电场作用下，分散相与