溶胶-凝胶法及其应用

朗
胶体体系动力稳定的因素之一
运
动
使胶粒互相碰撞，促使它们聚结变大
胶体体系动力不稳定的因素之一
原因：溶剂分子不均匀地撞击胶体粒子，使其 发生不断改变方向、改变速率的布朗运动。
胶体微粒作布朗运动是胶体稳定的原因之一。
练习:胶体粒子能作布朗运动的原因是 （ ） ①水分子对胶体粒子的撞击 ②胶体粒子有 吸附能力 ③胶体粒子带电 ④胶体粒子质 量很小，所受重力小 、①② 、①③ 、①④ 、②④
、 电泳现象(电学性质)
在外加电场作用下, 胶体粒子在分散剂里 向电极 (阴极或阳极) 作定向移动的现象, 叫做电泳
-
+
()胶体向阴极
阴极
阳极
移动——带正电荷
原因：粒子胶体微粒带同种电荷，当胶粒带正 电荷时向阴极运动，当胶粒带负电荷时 向阳极运动。
胶体的胶粒有的带电，有电泳现象；有的不带 电，没有电泳现象。
①铵态氮肥、钾肥容易被土壤吸收，此类化肥可以直接进行表 面施用。
②磷肥不易被土壤吸收，易随雨水流失，因此，磷肥必须深施 在土壤里层，以保证有效利用。
③施用硝酸盐氮肥肥料不如施用铵态氮肥好，如虽含氮量高， 但的利用率低，多雨季节不宜使用。
④酸雨和长期施用酸性化肥容易导致土壤胶粒吸附，而使土壤 酸化，影响植物生长，也影响铵态氮肥和钾肥的有效利用。
例：已知土壤胶体中的粒子带负电荷，又有 很大的表面积，因而具有选择吸附能力。 有 下列阴阳离子，、、、、 、 ，哪些易被吸附？ 在土壤里施用含氮量相同的下列肥料，肥效 较差的是
() 、 、 、
土壤胶粒一般带负电荷，容易再吸附阳离子如、、，而难 以吸附阴离子如、 、，据此，我们可以得到如下有关施用化肥 与土壤胶体关系的常识：
应用：①静电除尘；②电泳电镀，利用电泳将油漆、 乳胶、橡胶等粒子均匀地沉积在镀件上。
：可否用电泳现象 净化或检验胶体？
答：电解质离子在电场作用下也发
生定向运动，因此，电泳不能用作 净化或检验胶体的方法。
{[]··() } ·
胶核
吸附层
扩散层
胶粒
胶团
胶粒带电，但整个胶体分散系是呈电中性的。在 进行电泳实验时，由于电场的作用，胶团在吸附 层和扩散层的界面之间发生分离，带正电的胶粒 向阴极移动，带负电的离子向阳极移动。因此， 胶团在电场作用下的行为跟电解质相似。
溶液、悬（乳）浊液、胶体
、分散系的分类
本质依据——分散质微粒直径大小
分散系
分散质微 粒直径
溶液
< (< )
胶体 （）
浊液
> （> ）
二、胶体
. 定义：
分散质微粒的直径大小在（ )之间的分 散系叫做胶体
. 胶体的分类:
() 胶体
淀粉 胶体
雾、 云、 烟
有 色 玻 璃
() 胶体
分散体系分类（按聚集状态分类）
说明： ① 胶粒为运动单位，胶粒荷电符号与胶粒表面荷电符号相同
② 整个胶团呈电中性，(－)＋ ＝
③ ＋为滑动面所包围的带电体所荷之电量 ， 值决定ζ电 势的大小
百度文库
(电解质)↑
(－)↑
↓
ζ↓
当时
ζ
等电点状态
④ 特性吸附或超载吸附 吸附层中出现过多的异电粒子
ζ电势将改变符号
胶粒的形状
聚苯乙烯胶乳(球形) () 溶胶(丝状)
探照灯
、 布朗运动(动力学性质) 在超显微镜下观察胶体溶液可以看到胶体颗粒 不断地作无规则的运动。
普遍存在 的现象
溶胶的运动性质
布朗运动
分子热运动的必然结果
悬浮在液体或气体中的微粒进行的永不停歇的无规则的折线运动
爱因斯坦－布朗平均位移公式
X＝
RTt 3Lπ rη
布
使粒子趋于均匀分布，阻止粒子因重力作用而下降
节溶胶－凝胶合成法
目录
基本概念 溶胶凝胶法发展历程 溶胶凝胶基本原理 溶胶凝胶合成方法的适用范围 溶胶凝胶工艺过程 溶胶凝胶合成方法应用举例
回顾：
一、分散系
、定义：一种或一种以上的物质分散到另一种物质中所得到 的混合物
分散质：被分散的物质 （其中分散成微粒的物质）
分散剂：能分散分散质的物质 （微粒分散在其中的物质）
三、胶体的性质
、丁达尔现象(光学性质)
实验：光束分别通过()胶体和溶液，观察现象。 现象：一束光通过胶体时，从侧面可观察到胶体里 产生一条光亮的“通路”
（溶液）
（胶体）
原因： 胶粒直径大小与光的波长相近,胶粒对
光有散射作用；而溶液分散质的粒子太小， 不发生散射。 应用：鉴别溶胶和溶液。
树林中的丁达尔现象
沉降电势
分散相粒子在重力场或离心场作用下迅速移动
溶胶(带状)
重要胶粒带电的一般规律:
带正电荷胶粒
金属氢氧化物 金属氧化物
带负电荷胶粒
金属硫化物(如) 非金属硫化物(如) 非金属氧化物(如泥沙) 硅酸盐(土壤和水泥)
胶粒带同种电荷，相互间产生排斥作 用，不易结合成更大的沉淀微粒，这是胶 体具有稳定性的主要因素。
例
在陶瓷工业上常遇到因陶土里混有而 影响产品质量的问题。解决方法之一是把 这些陶土和水放在一起搅拌，使粒子大小 在 之间，然后插入两根电极，接通直流 电源，这时阳极聚积带负电荷的胶粒（粒 子陶土） ， 阴极聚积带正电荷的胶粒 （) ，理由是含有杂质的陶土和水形成了 胶体，利用电泳将陶土和杂质分离除杂 。
胶粒表面带电的原因：
① 电离 ② 吸附
法扬斯规则
质点总是优先吸附与组成质点的化学元素相同的离子
扩散双电层理论
平板型模型
年
扩散双电层模型 ( 年 年 )
模型
例：
↓ （过量 稳定剂）
胶团的结构表达式
滑动面
[ ()
– ·()
]– ·
胶核
胶粒（带负电）
扩散层 紧密层
胶团（电中性）
胶团的图示式
胶核
胶粒 胶团
名
称
液固溶胶
液溶胶 液液溶胶
液气溶胶
固固溶胶
固溶胶 固液溶胶
固气溶胶
气固溶胶 气溶胶 气液溶胶
举
例
油漆，溶胶
牛奶，石油原油等乳状液
泡沫
有色玻璃，不完全互溶的合金
珍珠，某些宝石
泡沫塑料，沸石分子筛
烟，含尘的空气
雾，云
注：胶体不是一类物质，而是几乎任何 物质都可能形成的一种分散状态。如： 溶于水形成溶液，如果分散在酒精中则 可形成胶体。
溶胶的电学性质
胶粒的电动现象
由于外电场或外力作用使胶体系统中的 固、液两相发生相对移动而产生的电现象
电 电泳
动 电渗
现
沉降电势
象
流动电势
电渗
在外加电场作用下，带电的介质通过多孔膜或半径
为 的毛细管作定向移动的现象
玻璃
氧化铝
流动电势 在外力作用下，迫使液体通过多孔隔膜(或毛细管)
定向移动，在多孔隔膜两端产生的电势差