医用基础化学课件-第五章 胶体和乳状液
合集下载
胶体化学之乳状液
导电法
O/W的导电性比W/O的要好。但使用离子型乳化剂 是，即使是W/O型乳状液，或水相体积分数很大的 W/O型乳状液，其导电性也颇为可观。
影响乳状液稳定性的因素：
乳状液特点:
多相系，相界面积大，表面自由能高，热力学不稳定系统。
1、表面张力的影响。
。
三、乳状液的破坏
乳状液的完全破坏叫破乳。
破乳的机理： 1.絮凝：此过程中，连续相在液滴与界面间排泄出来， 分散相的液珠聚集成团，但各液珠皆仍然存在，这 些团常常是可逆的。在液滴与界面之间“接触”面 的周界上的界面最薄。 2.聚结：此过程中，膜发生破裂，各个团合成一个大 滴，导致液滴数目的减少和乳状液的完全破坏。此 过程是不可逆的。
界面膜的强度和紧密程度是决定乳状液稳定性的重要因素: ①使用足量的乳化剂。 ②选择适合分子结构的乳化剂。
3、界面电荷的影响―乳状液稳定的电理论。 4、外相粘度的影响。 5、固体乳化剂对乳化液的稳定作用。
选择乳化剂的一般原则：
①具有良好的表面活性，可以降低表面张力，在形 成的乳化液外相中，有良好的溶解能力。 ②在油―水界面上，能够形成稳定的、紧密排列的界 面膜。 ③能够适当增大外相的粘度，减小液滴的聚结速度。 ④水溶性乳化剂和油溶性乳化剂混合使用，具有较 好的乳化效果。 ⑤应该满足乳化体系的特殊要求。 ⑥应该用最小的浓度和最低的成本达到乳化效果， 并且乳化工艺简单。
乳状液的应用：
乳状液在工农业生产、日常生活以及生理现象中 有着广泛应用。
1. 控制反应 许多化学反应是放热的，这会使温度急剧 升高，促进副反应的发生。如果将反应物制作成乳状液， 不仅可以利用其界面大、接触充分的特点提高反应效率， 而且大界面有利于散热，从而可以提高产率。 2. 农药乳剂 将杀虫药等制作成乳状液，可以使之均匀 地铺展在植物上，用量少且效率高。如顺式氯氰菊酯微 乳液就在农药上有了较好的运用。 3. 纺织工业 天然纤维与人造短纤维在纺前要用油剂处 理从而增强纤维的机械强度、减少摩擦和增加抗静电性 能等。 4. 乳化食品 乳化食品在生活中是非常常见的。我们日 常喝的牛奶、豆浆等都是天然的乳化食品，人造的有人 造奶油等等。 5. 制革工业 在皮革的加工上，我们常常要“上油”。 这里的“油”，便是乳状液。将它涂在表面上，可以提 高皮革的牢固度、柔软性和拉伸性能。
《胶体和乳状液》课件
不同点
胶体的分散相粒子大小在1-100nm之间，而乳状液中的液滴 大小通常在微米级别；胶体的稳定性相对较低，容易发生聚 沉，而乳状液的稳定性较高，可以在一定条件下保持稳定。
02
胶体的制备和性质
胶体的制备方法
01
02
03
研磨法
将固体物质研磨成细小颗 粒，然后分散在液体介质 中，形成胶体。
溶解法
将物质溶解在适当的溶剂 中，然后通过控制溶液的 浓度和温度等条件，制备 出胶体。
超声波法
利用超声波的振动能量将液体 破碎成微小液滴，形成乳状液
。
蒸馏法
将两种不相溶的液体加热至沸 腾，通过蒸馏作用分离出纯液
体。
化学反应法
通过化学反应生成两种不溶性 物质，再经过搅拌或研磨形成
乳状液。
乳状液的性质
分散相和分散介质
乳状液由分散相和分散介质组 成，分散相是小的液滴，分散
介质是连续的液体。
胶体和乳状液的破乳方法
物理破乳法
通过加热、搅拌、离心、电场、超声 波等物理手段，使胶体或乳状液中的 水滴或油滴发生聚结，从而破坏其稳 定性。
化学破乳法
通过添加化学试剂，如电解质、聚合 物、表面活性剂等，改变胶体或乳状 液的界面性质，使其失去稳定性。
破乳剂的应用与选择
破乳剂的应用
破乳剂广泛应用于石油、化工、制药、食品等领域，用于将油水分离，提高油品质量，回收油品等。
活性剂，可以增加分散相的稳定性。这些稳定剂可以提供电荷屏蔽、空
间位阻或增加界面张力等作用。
02
控制粒子或乳滴大小
通过控制制备过程中的条件，如搅拌速度、温度和时间，可以控制粒子
或乳滴的大小，从而影响其稳定性。较小的粒子或乳滴通常具有更高的
胶体和乳状液
一、溶胶的基本性质
（三）溶胶的电学性质一一电泳
外电场下，胶体粒子向阳极或阴极定向移动的现象称为电泳 （electrophoresis）。
胶粒带电荷的原因是胶粒电离或胶粒吸附离子。 规律：一般来讲，金属氢氧化物、金属氧化物等胶体微粒吸 附阳离子，带正电荷；非金属氧化物、金属硫化物等胶体微粒吸 附阴离子，带负电荷。
悬浊液：固体分散质以微小颗粒分散在液体物质中形成的分散 系，如混浊的泥浆水、外用皮肤杀菌剂硫黄合剂等。
乳浊液：分散相以小液滴分散在另一种互不相溶的液体物质中 所形成的粗分散系，如松节油搽剂。
二、分散系的分类 （一）按分散相粒子的大小分类
3. 胶体分散系 分散相粒子的直径在1~100 nm之间的分散系称为 胶体分散系，主要包括溶胶和高分子溶液。其中把固态分散相分散在 液态分散介质中形成的分散系，称为胶体溶液，简称溶胶。
（二）溶胶的光学性质一一丁铎尔(Tyndall)现象 将溶胶置于暗处，用一束强光照射溶胶，从侧面（即与光束
垂直的方向）可以看到溶胶中有一束混浊发亮的光柱，这种现象 是由英国物理学家丁铎尔发现的，称为丁铎尔现象或乳光现象。
一、溶胶的基本性质
（二）溶胶的光学性质一一丁铎尔(Tyndall)现象
1. 当颗粒直径>>入射光波长（如粗分散系），光在粒子表面发生反射， 使体系呈现混浊现象。
目录
第一节 分散系 第二节 溶胶 第三节 高分子溶液 第四节 表面活性剂和乳状液
第一节 分散系
一、基本概念 二、分散系的分类
一、基本概念
一种或几种物质的微粒，分散在另一种物质中所形成的体系称 为分散系。被分散的物质是分散相（分散质），容纳分散相的物质 是分散剂（分散介质）。
分散介质：空气。分散相：水
《应用胶体与界面化学》05乳状液及微乳状液
三. 乳化剂选择方法
1. HLB： hydrophilic-lipophile balance， 亲水亲油平衡 HLB值越大，亲水性越强，反之，亲油性越强
用途 油酸钠 18HLB值水溶液外观
水包油型乳化剂 13
10 润湿剂 8
6 油包水型乳化剂
3
油酸 1
透明
半透明至透明 稳定乳状液分散 搅拌后形成乳状液分散 不良分散 不分散
γ12 A1
微乳形成
γ12 A2
∆G=∆Aγ12-T∆S
三. 微乳液的相性质（了解）
S
S
S
O/W
W/O
W
O
W
OW
O
四. 微乳液的一般应用 微乳液的特性：
1. 有高度分散的小液滴 2. 有大的界面面积和特殊的微环境 3. 低的界面张力和对水和油的大的增溶能力
应用：
化妆品、三次采油、超细粒子的制备、催化
固体粉末乳化剂：金属碱性盐、炭黑、SiO2、粘土 特点：尺寸小，比表面积大，吸附在油-水界面形成固体颗 粒单层膜或多层膜
二. 乳化剂选择的一般原则
(1) 降低界面张力，并能在界面上吸附
(2) 在分散相周围形成保护膜，使界面膜具有较高的 黏度和力学性能
(3) 根据用途和欲得的乳状液类型选择
(4) 要能用最小的浓度和最低的成本达到乳化效果； 乳化工艺简单
多重乳状液的液膜
介于被包封内相和连续外相间的中间相称为液膜
水相 油相 W/O/W 液相， 油膜
多重乳状液的制备
W/O/W：先用HLB值低的乳化剂制备W/O型稳定的初级乳状液 再将初级乳状液分散于溶有HLB值高的乳化剂的水相中
图5.12 W/O/W型多重乳状液的液滴结构和各组分的作用
第五章 乳状液 PPT
水
水
油
油
水
水
油
油
2、乳状液的特点
多相体系，相界面积大，表面自由能高，热力学 不稳定系统。
稳定乳状液的因素
乳化剂 固体粉末 天然物质
在分散相周围形成坚固的保护膜； 降低界面张力； 形成双电层。
乳化剂(emulsifier)： 能使乳状液较稳定存在的物质。 乳化作用：乳化剂能使乳状液比较稳定存在的作用。
剂。这些化合物的分子量大，在界面上不能整齐排列，虽然 降低界面张力不多，但它们能被吸附在油水界面上，既可以 改进界面膜的机械性质，又能增加分散相和分散介质的亲和 力，因而提高了乳状液的稳定性。 常用的高聚物乳化剂有聚乙烯醇、羧甲基纤维素钠盐以及聚 醚型非离子表面活性物质等。其中有些分子量很大，能提高 O/W型乳状液水相的粘度，增加乳状液的稳定性。
工业上，为提高乳状液的黏度，常加入某些特殊组 分，如天然或合成的增稠剂。
5、 液滴大小及其分布
乳状液液滴的大小及其分布对乳状液的稳定性有 很大的影响，液滴尺寸范围越窄越稳定。当平均粒子 直径相同时，单分散的乳状液比多分散的稳定。
6、粉末乳化剂的稳定作用
许多固体粉末如黏土、炭黑等是良好的乳化剂。粉 末乳化剂和通常的表面活性剂一样，只有当它们处在 内外相界面上时才能起到乳化剂的作用。
油 水
W/O型
例外：一价银肥皂，作为乳化剂形成W/O型乳状液。
液滴聚结速度
将油、水、乳化剂共存的体系进行搅拌时，乳 化剂吸附于油水界面，形成的油滴、水滴都有自发聚 结减小表面能的趋势。在界面吸附层中的乳化剂，其 亲水基有抑制油滴聚结的作用，其亲油基则阻碍水滴 聚结。
乳化剂溶解度
定温下，将乳化剂在水相和油相中的溶解度之比定 义为分配系数。
基础化学课件ch05胶体和乳状液
2020/7/12
第五章 胶体和乳状液
9
第一节 溶胶
➢ 三、胶团结构
[Fe(OH3])m nFeO+ (n-x)Cl- x+ xCl-
胶核
吸附层
扩散层
胶粒
胶团
溶胶的胶核（原子、分子的聚集 体）有选择性地吸附与其组成类 似的某种离子（称为吸附离子） 作为稳定剂，使其表面带有一定 的电荷。
图5-7 Fe(OH)3胶团
• 一方面溶胶中的胶粒有自发聚结的趋势。在 重力场中，胶粒受重力的作用而要下沉，这一 现象称为沉降(sedimentation)；
• 另一方面当溶胶中的胶粒存在分散密度差别 时，胶粒将从分散密度大的区域向分散密度小 的区域迁移，这种现象称为扩散(diffusion)。
2020/7/12
第五章 胶体和乳状液
2020/7/12
第五章 胶体和乳状液
15
第一节 溶胶
➢ （三）溶胶的聚沉 胶粒在一定条件下聚集成较大的颗粒而导致沉 淀的现象称为聚沉(coagulation)。 ❖ 不同的电解质，对溶胶的聚沉能力不同 叔尔采-哈迪(Schulze Hardy)经验规则表明，电 荷相同的反离子，聚沉能力几乎相等；而反离 子的电荷越高，聚沉能力也急剧增强。
2020/7/12
第五章 胶体和乳状液
8
第一节 溶胶
2.若在外电场作用下，分散介质的定向移动现象 称为电渗(electroosmosis)。
若将溶胶吸附于高分子多孔 膜中限制其跟随介质流动， 在外加电场作用下，由于胶 粒被固定，自由流动的介质 却能在电场中向与介质表观 电荷相反的电极方向移动
图5-5 电渗
2020/7/12
第五章 胶体和乳状液
《医用基础化学》第五章 胶体和乳状液
第一节胶体——高度分散系统胶体一词是英国化学家格莱谟(T.Graham) 于1861年首次提出的，格莱谟在研究溶液中溶质分子的扩散时发现，一些物质如无机盐可以通过半透膜，且扩散速率很快，当蒸发溶剂时，这些物质易形成晶体析出，另一类物质如明胶、蛋白质、氢氧化铝等，扩散速率很慢，且很难甚至不能透过半透膜，蒸发溶剂时，这些物质不能形成晶体，而是成粘稠的胶态。
椐此，他把前一类物质称为晶体(Crystalloid)，后一类称为胶体。
俄国化学家韦曼(Веймарн)40多年后对200多种物质进行了实验，实验结果表明，任何物质既可制成晶体也可制成胶体。
许多晶体物质在适当的介质中，也能制成具有胶体特征的体系。
例如，把晶体物质NaOH分散在酒精中形成的分散系就具有缓慢扩散、不能通过半透膜等性质。
他认为，晶体和胶体并不是不同的两类物质，而是物质的两种不同的存在状态。
现代科学则认为，胶体是粒子大小在1nm~100nm之间高度分散于另一连续相中，形成的分散系(colloidal system)。
一种或数种物质分散在另一种物质中所形成系统称为分散系，其中被分散的物质称为分散相（dispersed phase），而容纳分散相的连续介质称为分散介质（dispersed medium）。
消毒用的碘酒就是碘分散在酒精中形成的分散系，其中碘是分散相，酒精是分散介质。
医药用的各种注射液、合剂、乳剂、气雾剂等都是分散系。
各种分散系统的分类见表5-1。
表5-1 分散系统的分类分散相粒子大小分散系类型分散相粒子性质举例＜1n m 小分子、离子分真溶液散系小分子或离子均相、稳定系统；分散相粒子扩散快NaCl水溶液、C6H12O6水溶液等1nm~100nm 胶体分散系溶胶胶粒（分子、离子、原子聚集体）多相、热力学不稳定系统，有相对稳定性；分散相粒子扩散较慢Fe(OH)3、As2S3溶胶及Au、S等单质溶胶等高分子溶液高分子均相、稳定系统；分散相粒子扩散慢蛋白质、核酸水溶液，橡胶的苯溶液等＞100nm 粗分散系（悬浊液、乳状液）粗分散粒子非均相、不稳定系统；易聚沉或分层泥浆、乳汁等第二节溶胶溶胶可分为液溶胶、气溶胶和固溶胶。
胶体和乳状液
胶体和乳状液教学要求掌握溶胶的制备和性质掌握溶胶相对稳定性因素、胶团结构、电动电位和聚沉熟悉高分子溶液和凝胶熟悉表面活性剂和胶束了解乳状液和微乳液及其应用胶体化学是研究广义的胶体分散系的物理化学性质的一门科学。
从胶体观点而言整个人体就是一个典型的胶体系统人的皮肤、肌肉、血液和毛发等都是胶体系统。
药物制备、使用和保管过程中应用到大量胶体方面的知识。
第一节胶体高度分散系统分散系:把一种或几种物质分散在另一种物质中所形成分散相(dispersedphase):被分散的物质分散介质(dispersingmedium):容纳分散相的连续介质胶体和晶体不是不同的两类物质而是物质的两种不同的存在状态。
胶体是一种高度分散的系统根据分散相粒子大小分类分散相粒子大小分散系类型分散相粒子性质实例＜nm溶液小分子或离子均相、稳定系统、分散相粒子扩散快NaCl水溶液等～nm胶体分散系溶胶胶粒多相、热力学不稳定系统、有相对稳定性、分散相粒子扩散较慢Fe(OH)溶胶等高分子溶液高分子均相、稳定系统、分散相粒子扩散慢蛋白质溶液等＞nm粗分散系粗分散粒子非均相、不稳定系统、易聚沉或分层泥浆、乳汁等第二节溶胶分散相粒子：一定量原子、离子或分子组成的集合体特点：多相系统高度分散热力学不稳定系统根据分散介质分类：液溶胶、气溶胶和固溶胶一、溶胶的制备用物理破碎的方法使大颗粒物质分散成胶粒的分散法用化学反应使分子或离子聚集成胶粒的凝聚法。
例如：将FeCl溶液缓慢滴加到沸水中反应为FeClHO→Fe(OH)HCl 生成的许多Fe(OH)分子凝聚在一起形成透明的红褐色溶胶二、溶胶的性质（一）溶胶的光学性质在暗室或黑暗背景下用一束强光照射在溶胶上从光束的垂直方向观察可以清晰地看到一条光带称为丁铎尔现象(Tyndalleffect)左边是溶胶右边不是溶胶Tyndall效应实际上已成为判别溶胶与分子溶液的最简便的方法。
（二）溶胶的动力学性质溶胶粒子时刻处于无规则的运动状态因而表现出扩散、渗透、沉降等与溶胶粒子大小及形状等属性相关的运动特性称为动力学性质布朗运动因为介质分子不断碰撞这些粒子碰撞的合力不断改变其运动方向和位置成为无规则的运动扩散与沉降在重力场中胶粒受重力的作用而要下沉这一现象称为沉降(sedimentation)胶粒从分散密度大的区域向分散密度小的区域迁移这种现象称为扩散(diffusion)沉降速率等于扩散速率溶胶系统处于沉降平衡（三）溶胶的电学性质电泳和电渗用惰性电极在溶胶两端施加直流电场可观察到胶粒向某一电极方向运动。
胶体化学乳状液泡沫PPT课件
要有效地稳定一个乳液，胶态粒子的表面性质必须有“合适的”平衡 (a)假若粒子优先被连续相润湿，它们的吸附性差容易从界面解吸，因此稳定作 用差； (b)假若它们优先被分散相吸附，它们在界面的吸附性也差，同样稳定作用差； (c)最好的效力是粒子同时被两个相部分地润湿以确保它们在界面的定位
第5页/共79页
似液体；
固态乳化剂在水中分散和加热超过Krafft点温度以上时，转变为类似液体的状
态。这时，水渗入到乳化剂的亲水基团之间。形成介晶相。乳化剂/水体系的介
晶相特征见下表：
第13页/共79页
介晶相类型
结构
光学结构
层状 六角柱形Ⅰ
六角柱形Ⅱ
立方形
双分子类脂层于水交替
各向异性、纤维状结构
类脂分子的圆柱聚集体，极性基朝向 各向异性、片状结构
第19页/共79页
H3C H3C H3C H3C H3C
O
O CH2 O C
C H3
C O CH O
C H3
CH2 O P O CH2 CH2 N CH2
O
C H3
O
O CH2 O C
C H3
C O CH O
CH2 O P OH OH
O
O CH2 O C
C H3
C O CH O
CH2 O P O CH2 CH2 NH3 O
第10页/共79页
2．乳化方式
除乳化剂类型外，乳化方式和加料顺序也影响乳状液的类型和性能。 ⑴剂在水中法——乳化剂溶于水中，在激烈搅拌下将油相加入，可得O/W型乳 状液。 特点：乳状液颗粒胶粗，大小不均，需胶体磨或均浆器处理。继续加 油，直至变型，可得W/O型乳状液。 ⑵剂在油中法——乳化剂溶于油中，在加水，直接制得W/O型乳状液。继续加 水，直至变型，可得O/W型乳状液。得到的O/W型乳状液颗粒度小，稳定性高。 ⑶轮流加液法——将水和油交替加入乳化剂中，每次少量。食品乳状液可用此 法。 ⑷瞬间成皂法——脂肪酸溶于油相，碱溶于水相，在剧烈搅拌下将两相混合， 在界面上瞬间形成脂肪酸盐，从而得到稳定的乳状液。 ⑸界面复合物生成法——使用复合乳化剂时，将亲油性乳化剂溶于油相，亲水 性乳化剂溶于水相。两相混合时，界面上两种乳化剂形成复合物，从而使乳状液 稳定。 ⑹自发乳化法——不需机械搅拌，把油、水和乳化剂加在一起就自发地形成乳 状液。如十二烷基胺盐和不饱和胺盐的混合溶液就能自动乳化二甲苯。机理不清 ⑺多重乳液的制备——分一步法和二步法。如W/O/W型， 一步法：先在油相中加入少量水制成W/O型乳状液，然后继续加水使之相转变 得到W/O/W型多重乳液。转相时要强力搅拌。 二步法：一先用亲油性强的乳化剂制备W/O型乳状液；二将它加入含亲水性乳 化剂的水相中，得到W/O/W型多重乳液。此法最可靠。
医用基础化学05
③ 与水分子亲和力很强的高 分子化合物形成水合膜： 稳定性的主要原因。
上：高分子化合物在良溶剂 下：高分子化合物在不良溶剂中
第三节 高分子溶液
二． 聚电解质溶液
蛋白质等高分子化合物在水溶液中往往以离子形 式存在，称为聚电解质（polyelectrolyte）
1. 特征：
① 链上有荷电基团很多 ② 电荷密度很大 ③ 对极性溶剂分子的亲合力很强 ④ 分为阳离子、阴离子、两性离子三类。
4. 表面活性剂和乳状液 ① 表面活性剂 ② 缔合胶体 ③ 乳状液
教学基本要求
1. 掌握溶胶的基本性质；胶团结构及表示式；溶胶 的稳定性因素及聚沉作用。
2. 熟悉胶体分散系的特点；高分子溶液的稳定性与 破坏条件；表面活性剂的结构特点及其在溶液中 的状态。
3. 了解胶体分散系、分散度的概念、胶体的制备方 法；高分子溶液与溶胶的区别、高分子溶液的形 成特点 ；两种类型的乳状液、乳化作用。
蛋白质
等电点
肌凝蛋白 6.2~6.6
胰岛素
5.3~5.35
乳清蛋白 5.1~5.2
白明胶
4.7~4.9
蛋白质 卵白蛋白 胃蛋白酶 酷蛋白 丝蛋白
等电点 4.6~4.9 4.6 2.7~3.0 2.0~2.4
第三节 高分子溶液
三． 高分子溶液的稳定与破坏 稳定因素：高度溶剂化 稳定性破坏：
改变pH ：蛋白质在pI时溶解度降低。 加大量电解质：降低水合程度。 温度变化。
第一节 胶体分散系
一、胶体分散系的制备
胶体分散系colloid system ：胶体分散系包括溶 胶 sol、高分子溶液 macromolecular solution 和 缔合胶体 associated colloid 三类。
上：高分子化合物在良溶剂 下：高分子化合物在不良溶剂中
第三节 高分子溶液
二． 聚电解质溶液
蛋白质等高分子化合物在水溶液中往往以离子形 式存在，称为聚电解质（polyelectrolyte）
1. 特征：
① 链上有荷电基团很多 ② 电荷密度很大 ③ 对极性溶剂分子的亲合力很强 ④ 分为阳离子、阴离子、两性离子三类。
4. 表面活性剂和乳状液 ① 表面活性剂 ② 缔合胶体 ③ 乳状液
教学基本要求
1. 掌握溶胶的基本性质；胶团结构及表示式；溶胶 的稳定性因素及聚沉作用。
2. 熟悉胶体分散系的特点；高分子溶液的稳定性与 破坏条件；表面活性剂的结构特点及其在溶液中 的状态。
3. 了解胶体分散系、分散度的概念、胶体的制备方 法；高分子溶液与溶胶的区别、高分子溶液的形 成特点 ；两种类型的乳状液、乳化作用。
蛋白质
等电点
肌凝蛋白 6.2~6.6
胰岛素
5.3~5.35
乳清蛋白 5.1~5.2
白明胶
4.7~4.9
蛋白质 卵白蛋白 胃蛋白酶 酷蛋白 丝蛋白
等电点 4.6~4.9 4.6 2.7~3.0 2.0~2.4
第三节 高分子溶液
三． 高分子溶液的稳定与破坏 稳定因素：高度溶剂化 稳定性破坏：
改变pH ：蛋白质在pI时溶解度降低。 加大量电解质：降低水合程度。 温度变化。
第一节 胶体分散系
一、胶体分散系的制备
胶体分散系colloid system ：胶体分散系包括溶 胶 sol、高分子溶液 macromolecular solution 和 缔合胶体 associated colloid 三类。
基础化学(第3版)课件：第六章 胶体和乳状液
[(Au)m·nAuO2－·(n-x)Na+]x－·x Na+ 胶粒带负电荷，在电场中向正极方向迁移。
2021年6月24日星期四
第五章 胶体和乳状液
32
【例5-1】利用 AgNO3 溶液和KI 溶液制备AgI 溶胶 的反应为
AgNO3 + KI → AgI + KNO3
若将24.0 mL 0.0200mol·L-1 的KI溶液和200 mL 0.050 0 mol·L-1AgNO3 溶液混合，制备AgI 溶胶，写出该溶胶的 胶团结构式，并判断其在电场中的电泳方向。
胶核 (colloidal nucleus)与吸 附层合称为胶粒 (colloidal particle)，把胶粒与 扩散 层 合称为 胶团 (colloidal micell)，溶胶就是指所有胶团和胶团间液构成 的整体。
2021年6月24日星期四
第五章 胶体和乳状液
31
【例】金溶胶的胶团结构式为
（2）KI过量时，AgI胶核吸附过量的I-离子而带 负电荷，其胶团结构式为
[(AgI)m·nI-·(n-x)Ag+]x-·x Ag+
2021年6月24日星期四
第五章 胶体和乳状液
35
2．胶核表面分子的离解
例如，硅胶的胶核是由许许多多xSiO2.yH2O分子组 成的，其表面的 H2SiO3 分 子可以离解成SiO32-和H+。
2021年6月24日星期四
第五章 胶体和乳状液
27
三、胶团结构
（一）胶粒带电的原因与胶团的结构 1．胶核界面的选择性吸附
FeCl3+3H2O→Fe(OH)3+3HCl Fe(OH)3+HCl→FeOCl+2H2O
2021年6月24日星期四
第五章 胶体和乳状液
32
【例5-1】利用 AgNO3 溶液和KI 溶液制备AgI 溶胶 的反应为
AgNO3 + KI → AgI + KNO3
若将24.0 mL 0.0200mol·L-1 的KI溶液和200 mL 0.050 0 mol·L-1AgNO3 溶液混合，制备AgI 溶胶，写出该溶胶的 胶团结构式，并判断其在电场中的电泳方向。
胶核 (colloidal nucleus)与吸 附层合称为胶粒 (colloidal particle)，把胶粒与 扩散 层 合称为 胶团 (colloidal micell)，溶胶就是指所有胶团和胶团间液构成 的整体。
2021年6月24日星期四
第五章 胶体和乳状液
31
【例】金溶胶的胶团结构式为
（2）KI过量时，AgI胶核吸附过量的I-离子而带 负电荷，其胶团结构式为
[(AgI)m·nI-·(n-x)Ag+]x-·x Ag+
2021年6月24日星期四
第五章 胶体和乳状液
35
2．胶核表面分子的离解
例如，硅胶的胶核是由许许多多xSiO2.yH2O分子组 成的，其表面的 H2SiO3 分 子可以离解成SiO32-和H+。
2021年6月24日星期四
第五章 胶体和乳状液
27
三、胶团结构
（一）胶粒带电的原因与胶团的结构 1．胶核界面的选择性吸附
FeCl3+3H2O→Fe(OH)3+3HCl Fe(OH)3+HCl→FeOCl+2H2O
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
表面吸附使溶质在表面层中 的浓度与内部的浓度不同。
负吸附：增大表面 张力的物质，
在暗室或黑暗背景下，用一束强光照射在溶 胶上，从光束的垂直方向观察，可以清晰地看到 一条光带，称为丁铎尔现象(Tyndall effect)
树林中的丁铎尔现象
左边是溶胶，右边不是溶胶
光通过颗粒直径略小于其 波长的物质时，发生散射
Tyndall效应实 际上已成为判别溶 胶与分子溶液的最 简便的方法。
用物理破碎的方法使大颗粒物质分散成胶粒的 分散法
用化学反应使分子或离子聚集成胶粒的凝聚法。 例如： 将FeCl3溶液缓慢滴加到沸水中，反应为 FeCl3 + 3H2O → Fe(OH)3 + 3HCl 生成的许多Fe(OH)3分子凝聚在一起， 形成透明的红褐色溶胶
二、溶胶的性质
（一）溶胶的光学性质
电泳实验说明溶胶粒子是带电的，由电泳的方向 可以判断胶粒所带电荷的性质
应用： 蛋白质、氨基酸和核酸等物质的分离和 鉴定方面有重要的应用。 例如在临床检验中，应用电泳法分离血 清中各种蛋白质，为疾病的诊断提供依据。
电 渗
在外电场作用下，分散介质的定向移动现象称为电渗 (electroosmosis)
I I II - I
- - -
团结构示意图及胶团结构
的简式：
K+
K+
K+ K+ K+
{(AgI)m · - · nI (n-x)K+}x- · + xK
K
+
- I- I I I -I -
K
+
K+
K+
NO3-
用AgNO3和KI制备AgI 溶胶，AgNO3过量时，
NO3-
NO3-
N
NO3-
{(AgI)m · nAg+ · (n-x)NO3-}x+ · xNO3-
（二）溶胶的动力学性质
溶胶粒子时刻处于无规则的运动状态，因而表现 出扩散、渗透、沉降等与溶胶粒子大小及形状等属
性相关的运动特性，称为动力学性质
1. 布朗运动
因为介质分子不断碰撞这些粒子，碰撞的合力不 断改变其运动方向和位置，成为无规则的运动
2. 扩散与沉降
在重力场中，胶粒受重力的作用
而要下沉，这一现象称为沉降
三、凝胶的性质
溶胀：弹性凝胶和溶剂接触时，会自动吸收 溶剂而膨胀的现象。
分为有限溶胀和无限溶胀 离浆：新制的弹性凝胶放置一段时间后，部 分液体会自动从凝胶分离出来，使凝胶本身的 体积缩小的现象。 高分子化合物之间进一步的交联作用将溶 液从网状结构中排出。
第五节 表面活性剂和乳状液
一、表面活性剂
3 + NO Ag Ag +
O3
团结构的简式：
NO3-
Ag
AgI胶团结构示意图及胶
+A
g+
Ag A Ag g+
NO
+
+
NO3-
3
(AgI)m
NO 3 + + Ag AgA g+
-
NO3-
NO3-
例 题
以KI和AgNO3制备AgI溶胶时，KI过量与AgNO3过 量的情况有何不同？ 若KI过量，AgI胶核优先吸附与其组成类似
σ( N· -1)表示。 m
一定温度和压力下，多相系统表面张力越大，系
统越不稳定，有自发降低表面张力的趋势
讨论
通常自发降低表面张力有两条途径：
液滴形成球状或分散的微小液滴聚集在一起自发
降低表面积；
自发吸附(adsorbate)周围介质中能降低其表面张
力的其它物质粒子填入表面层，使表层粒子的浓度
-
Cl
F Fe eO + O+ FeO + [(Fe(OH)3]m FeO+ + FeO + O Fe
Cl FeO + FeO+ + FeO + O+ Fe O Fe
Cl-
胶粒 吸附层
Cl
-
Cl -
ClCl -
胶团 扩散层
Cl -
Cl-
胶粒
胶团
扩散层
{[Fe(OH)]m · nFeO+ · (n-x)Cl-}x+ · xCl
+ +
K+
K+ + K - I- I-I -I - K + I (AgI)m
K+ K+
K+ - I-I -I I
I I I I -I -
- - -
K+
K+ K+ K+
K
ζ
+
K+
- I- I I I -I -
K
+
K+
K+
讨论
ζ电位越大，扩散层越厚，溶胶越稳定 ζ电位越小，扩散层越薄，溶胶越不稳定
ζ电位通常在绝对值上低于热力学电位
第一节 胶体——高度分散系统
胶体化学是研究广义的胶体分散系的物理化学 性质的一门科学。
药物制备、使用和保管过程中应用到大量胶体 方面的知识。 从胶体观点而言，整个人体就是一个典型的胶体系 统，人的皮肤、肌肉、血液和毛发等都是胶体系统。
胶体和晶体不是不同的两类物质，而是物质的两
种不同的存在状态。
胶体是一种高度分散的系统
ζ电位易受加入电解质的影响，其绝对值大小与吸附
层中反离子的多少密切相关
ζ电位等于0，胶粒不带电，处于等电状态，最不稳 定
四、溶胶的相对稳定因素及聚沉
（一）溶胶的相对稳定因素 1. 胶粒带电 2. 溶胶表面的水合膜
3. 布朗运动
（二）高分子化合物溶液对溶胶的保护作用
高分子化合物分子将溶胶胶粒包裹起来，在胶
0.067
K3[Fe(CN)6]
0.08
单位： mmol · -1 L
例题
为使10.0 mL某溶胶聚沉，需加入AlCl3 10.5mmol， 或MgSO4 0.031mmol，或Na3PO4 0.0012 mmol 。 ⑴ 计算各电解质的聚沉值。 ⑵ 指出哪种电解质的聚沉能力最大，哪种最小。 ⑶ 指出该溶胶胶粒的带电符号。
小
外加电解质 不敏感，加入大量造成 敏感，加入少量引起聚沉 离子的影响 盐析
第四节
一、凝胶和胶凝
凝胶
在一定条件下，使高分子或溶胶粒子相互聚合连 接的线形或分枝结构相互交联，形成立体空间网状 结构，溶剂小分子充满在网状结构的空隙中，失去 流动性而成为半固体状的凝胶(gel) 凝胶化过程称为胶凝
二、凝胶的分类
第五章第二节 溶胶胶体和乳状液第一节 胶体——高度分散系统
第三节 高分子化合物溶液 第四节 凝胶 第五节 表面活性剂和乳状液 第六节 胶体和乳状液在医药中的应用
教 学 要 求
掌握溶胶的制备和性质
掌握溶胶相对稳定性因素、胶团结构、电动电位和 聚沉 熟悉高分子溶液和凝胶 熟悉表面活性剂和胶束 了解乳状液和微乳液及其应用
胶 溶胶 体 1～100nm 分 散 系 高分子 溶液 ＞100nm 粗分散系
高分子
非均相、不稳定 泥浆、乳 粗分散粒子 系统、易聚沉或 汁等 分层
第二节 溶胶
分散相粒子：一定量原子、离子或分子组成的集合体
特点：多相系统，高度分散，热力学不稳定系统 根据分散介质分类：液溶胶、气溶胶和固溶胶
一、溶胶的制备
Na3PO4聚沉能力最大， AlCl3聚沉能力最小 溶胶胶粒带正电
第三节
高分子化合物溶液
一、高分子化合物溶液及其稳定性 高分子化合物(polymer)指相对分子质量大于1万的化 合物
高分子化合物在液态的分散介质中形成的单相分子、 离子分散系统称为高分子化合物溶液。 高分子化合物溶液的分散粒径在1～100nm的胶体分 散系范围内，所以也有一些胶体分散系共有的性质。
高分子化合物溶液和溶胶的性质比较
性质 分散相颗粒 特征 通透性 扩散速度 高分子化合物溶液 粒径1～100nm； 不能透过半透膜 慢 溶胶 粒径1～100nm； 不能透过半透膜 慢
胶团由胶核与吸附层、扩 分散相组成 单个水合分子均匀分散 散层组成 均一性 单相系统 多相系统
稳定性
粘度
稳定系统
大
不稳定系统
-
HSiO3SiO32-
+ +
H+ H+
ClClCl-
Cl
-
（二）胶团结构
Cl-
Cl
-
Cl-
胶核
Cl-
Cl -
Cl Cl
Fe O+ Fe O + FeO+ + Fe O + O Fe
ClCl
-
FeO+ FeO++ FeO + O Fe
Fe O+ F eO +
Cl
Cl-
Cl-
Cl -
Cl
-
Cl-
{[Fe(OH)3]m · nFeO+ · (n-x)Cl-}x+ · xCl 胶核 吸附层
弹性凝胶：由柔线形高分子化合物形成，经干燥 后体积明显缩小而仍能保持弹性，如鱼冻、果酱及 肌肉、皮肤、血管等。 在适当条件下，弹性凝胶和高分子溶液之间可相 互逆转，又称为可逆性凝胶 刚性凝胶：分散相粒子是刚性的，网状结构坚固， 经干燥后，体积和外形无明显变化，多数无机凝胶 如硅酸、氢氧化铝凝胶等都属于此类，多作为干燥 剂和吸附剂。 此类凝胶脱水后不能重新成为凝胶，又成为不 可逆性凝胶
（一）表面能与表面张力 将相内部的分子移到表面上，就必须克服向内的 引力而作功，所做的功转化为移到表面层的分子的