胶体与大分子溶液
第十四章 胶体分散系统及大分子溶液
第十四章 胶体分散系统及大分子溶液1.在碱性溶液中HCHO 还原4HAuCl 以制备金溶胶，反应表示为：422543HAuCl NaOH NaAuO NaCl H O +→++2222232NaAuO HCHO NaOH Au HCOONa H O ++→++此外2NaAuO 是稳定剂，试写出胶团结构式，并标出胶核、胶粒和胶团。
解：2[(),()]x m Au AuO n x Na xNa -+-+-胶核胶粒胶团2.某溶液中粒子的平均直径为4.2nm ，设其黏度和纯水相同，0.001Pa s η=⋅。
试计算：（1）298K 时，胶体的扩散系数D ；（2）在1s 的时间里，由于Brown 运动，粒子沿x 轴方向的平均位移x 。
解：（1）102123918.31429811.0410()4.26 6.0231060.001(10)2RT D m s L r πηπ---⨯=⋅=⨯=⨯⋅⨯⨯⨯⨯ （2）因为22x D t=所以51.4410x -===⨯(m)3.已知某溶胶的黏度0.001Pa s μ=⋅，其粒子的密度近似为31mg m ρ-=⋅，在1s 时间内粒子在x 轴方向的平均位移51.410x m -=⨯。
试计算：（1）298K 时，胶体的扩散系数D ； （2）胶粒的平均直径d ； （3）胶团的摩尔质量M 。
解：（1）2521121(1.410)9.810()221x D m s t ---⨯===⨯⋅⨯ （2）因为16RT D L rπη=⋅ 所以9231118.31429812.2310()6 6.0231060.0019.810RT r m L D πηπ--⨯=⋅=⨯=⨯⨯⨯⨯⨯9922 2.2310 4.4610()d r m --==⨯⨯=⨯（3）3933235144(2.2310)110 6.02310 2.81033M r L g mol πρπ----==⨯⨯⨯⨯⨯⨯=⨯⋅4.设某溶胶中的胶粒是大小均一的球形粒子，已知在298K 时胶体的扩散系数10211.0410()D m s --=⨯⋅，其黏度0.001Pa s μ=⋅。
胶体分散系统和大分子溶液
14.1.1 分散系统分类
按分散介质的聚集状态分类
分散介质物态
分散相状态
溶胶名称
实例
液态
气；液；固
液溶胶 (sol)
泡沫；牛奶，石油原油；油漆，Au溶胶，AgI溶胶
固态
气；液；固
固溶胶 (soldsol)
泡沫塑料，沸石；珍珠，某些宝石；有色玻璃，合金
气态
液、固
气溶胶 (aerosol)
14.2 溶胶的性质
2.1 动力性质 沉降平衡(sedimentation equilibrium)
14.2 溶胶的性质
14.2.1 动力性质
沉降平衡(sedimentation equilibrium)
分散系统
粒子直径d/nm
高度x/m (N2/N1=0.5)
氧气
0.27
5000
高度分散金溶胶
纳米物理学 纳米化学 纳米材料学
纳米生物学 纳米医学 纳米药学
纳米电子学 纳米机械学 纳米军事学
14.7 纳米技术与应用简介
14.7.2 纳米材料的分类
纳米粒子(三维) 纳米膜(二维) 纳米丝或纳米管(一维)
纳米金属 纳米氧(硫、碳、氮)化物 纳米含氧酸盐 纳米复合材料
半导体纳米材料 (硅的氧化物、硫的氧化物、过渡金属氧化物等) 光敏性纳米材料(TiO2、W2O5等) 增强性纳米材料 磁性纳米材料
14.2 溶胶的性质
粒子越小，Brown运动越激烈，其激烈程度不随时间而改变，但随温度升高而加剧。 2.1 动力性质 布朗运动(Brownian motion) 胶粒 介质分子
14.2 溶胶的性质
14.2.1 动力性质 扩散和渗透压(diffusion and osmotic pressure)
胶体分散系统和大分子溶液
第十四章 胶体分散系统和大分子溶液【复习题】【1】用As 2O 3与略过量的H 2S 制成的硫化砷 As 2S 3溶胶，试写出其胶团的结构式。
用FeCl 3在热水中水解来制备Fe(OH)3溶胶，试写出Fe(OH)3溶胶的胶团结构。
【解析】 H 2S 是弱酸，考虑它的一级电离，故其胶团结构式为：-+x-+23[(As S )m nHS (n-x)H ]xHFe(OH)3溶胶的胶团结构式为{[Fe(OH)3]m ·n Fe(OH)2+·(n-x )Cl -}x -·x Cl -。
【2】在以KI 和AgNO 3为原料制备AgI 溶胶时，或者使KI 过量，或者使AgNO 3过量，两种情况所制得的AgI 溶胶的胶团结构有何不同？胶核吸附稳定离子时有何规律？【解析】(AgI)m 胶核在KI 存在时吸附I -离子，当AgI 过量时则吸附Ag ＋，胶核吸附离子的规律为，首先吸附使胶核不易溶解的离子及水化作用较弱的离子。
【3】胶粒发生Brown 运动的本质是什么？这对溶胶的稳定性有何影响？【解析】Brown 运动的本质是质点的热运动，它使溶胶产生扩散、渗透压、沉降核沉降平衡。
【4】Tyndall 效应是由光的什么作用引起的？其强度与入射光波长有什么关系？粒子大小范围落在什么区间内可以观察到Tyndall 效应？为什么危险信号要用红色灯显示？为什么早霞、晚霞的色彩？【解析】Tyndall 效应是由光散射作用形成的。
其强度与入射光强度的关系为：222221242212242n n A V I n n πνλ⎛⎫-= ⎪+⎝⎭ A 为入射光的振幅；λ为入射光的波长；ν为单位体积中的粒子数；V 为单个粒子的体积，n 1和n 2为分散相的分散介质的折射率。
可见， Tyndall 效应的强度与入射光的波长的4次方成反比。
在1～100nm 范围内可观察到Tyndall 效应。
危险信号要用红色灯显示的主要原因是红光的波长较长不易散射。
第十四章 胶体分散系统和大分子溶液
cV
4 3 r , 代入上式得: 3
(kg· dm-3),
c 则 v , 再假定 V
Kc 4 3 I K r K cr 3 3
若两份浓度相同粒子半径不同的溶液, 有
I 1 r13 3 I 2 r2
在瑞利公式范围 之内 (r ≤47nm)
② 分散相与介质折光率差值愈大, 散射愈显著, 当 n1 = n2时无散射(对溶液, 离子有很厚的水化层, n1≈ n2, 散射相当微弱). ③ I ∝V粒 即粒子体积愈大, 散射愈显著. 只能 在胶粒范围内达最大, 否则变为反射.
第十四章 界面和胶体化学
物理化学电子教案
④ 散射光强度与溶胶浓度、胶粒半径的关系 对同一光源, 同一溶胶有 I K v V 2
布朗运动: 溶胶中粒子的不规则运动现象. 产生原因: 布朗运动是介质分子固有热运动的 表现—即介质分子对胶粒不断撞击的结果. 布朗运动尽管复杂、无规则,但爱因斯坦据分 子运动论给出了一定时间内胶粒所移动的平均位移 .
x RT t L 3r
r —是粒子半径 η—是介质粘度
第十四章 界面和胶体化学
ζ —电动电势. 紧密层(滑动面)和溶液本体之间的电势
差, 该电势在胶粒和介质发生相对运动时才表现出来.
第十四章 界面和胶体化学
物理化学电子教案
ζ电势对外加电解质十分敏感, 当电解质浓度增大或反 离子电荷增加时, 反离子被压入紧密层次, 使ζ电势下降, 分 散层变薄, 电势分布也下降. 当电解质浓度增大到一定程度, 分散层厚度为零, 此时胶粒失去电性, 稳定性减小, 容易发生聚沉. 有时加入某种电解质会改变电 泳方向, 改变ζ电势符号, 一般高价 离子易造成 电泳或电渗速度与ζ 电势的关系:
物理化学——第14章-胶体与大分子溶液复习题
本章练习题
4、制备BaSO4溶胶，反应物Ba(SCN)2过量，请写出胶团 的结构并判断胶粒带电情况。
答：胶核是（BaSO4）m，优先吸附相同离子Ba2+，吸附层 中还有负离子SCN-离子。 所以胶粒为[（BaSO4）m· n Ba2+· (2n-x) SCN-]x+。 中性胶团为[（BaSO4）m· n Ba2+· (2n-x) SCN-]x+· xSCN-。
判断题
1、能产生丁铎尔现象的分散系统就是溶胶。（
X ）
2、通过超显微镜可以直接看到胶体粒子的形状和大小。 （ X ） 3、加入电解质有时可以使胶体稳定，有时也可以使胶体 聚沉。（ √ ） 4、大分子溶液与溶胶一样是多相不稳定体系。（ X ）
选择题
1.将高分子溶液作为胶体体系来研究，因为它：（D） (A) 是多相体系 ； (B)热力学不稳定体系 ； (C) 对电解质很敏感 ；(D) 粒子大小在胶体范围内 。 （D） 2.溶胶与大分子溶液的区别主要在于： (A)粒子大小不同 ； (B) 渗透压不同 ； (C) 丁铎尔效应的强弱不同 ； (D)相状态和热力学稳定性不同
第十四章 胶体分散系统 和大分子溶液
本章练习题
1、为什么燃烧不完全时烟囱冒黑烟，而燃烧较完全时烟 囱冒青烟？ 答：燃烧不完全时，烟灰颗粒较大，属于粗分散系统，对入 射光主要是反射，看到的是黑色。燃烧较完全时，烟灰颗粒 小，属于胶体系统，看到的是散射光。由于蓝光、紫光的散 射强，所以看到的是青烟。
本章练习题
选择题
3. 下列电解质对某溶胶的聚沉值分别为c(NaNO3) = 300， c(Na2SO4) = 295，c(MgCl2) = 25，c(AlCl3) = 0.5(mol· dm-3)， 可确定该溶液中粒子带电情况为： （C） (A)不带电 ；(B)带正电 ；(C) 带负电 ；(D)不能确定 。 4. 在AgNO3溶液中加入稍过量 KI溶液，得到溶胶的胶团 结构可表示为： （A） (A)[(AgI)m•nI-•(n-x) •K+]x-•xK+ ； (B)[(AgI)m•nNO3-•(n-x)K+]x-•xK+ ； (C)[(AgI)m•nAg+•(n-x)I-]x-•xK+ ； (D)[(AgI)m•nAg+•(n-x)NO3-]x+•xNO3- 。
第十二章 学习小结
第十二章胶体与大分子溶液 6 + 2 学时本章概略地阐明溶胶的制备及其性质，以及大分子溶液的性质。
▲基本要求：1、了解分散体系的基本特性。
2、了解胶体的动力性质、光学性质与电学性质。
3、了解胶体粒子带电原因、胶团结构、双电层结构和电动电动势的概念。
4、了解胶体的稳定性与聚沉作用。
5、了解大分子溶液性质及分子量的测定方法。
7、理解什么是唐南平衡，如何准确地用渗透压法测定大分子物质的相对分子量8、了解大分子溶液的粘度及粘均分子量。
★基本内容：1、胶体的分类、基本特性、溶胶的制备和净化。
2、胶体的动力学性质。
布朗运动与扩散、沉降与沉降平衡。
3、胶体的光学性质：丁铎尔效应、瑞利公式。
*乳光的偏振性、*光散射测分子量4、胶体的电学性质电泳和电渗现象、胶粒带电原因、胶团结构、双电层结构和电动电势。
5、胶体的稳定性和聚沉作用：胶体的稳定性、影响聚沉作用的一些因素、电解质聚沉能力的规律、胶体稳定性的DLVO理论。
6、大分子溶液特征：7、大分子溶液渗透压与唐南平衡。
8、大分子溶液几种粘度及粘均分子量测量。
9、盐析与胶凝。
★重点：溶胶的定义与基本性质，溶胶的制备与胶团结构式表示，溶胶的动力学性质，溶胶的光学性质，胶粒的双电层结构， ζ电势与电动现象，胶体的稳定性与聚沉规律，大分子溶液的特性，大分子溶液渗透压和唐南平衡及其计算，。
★难点：溶胶与大分子溶液的特性与区别，溶胶的光学性质及自然现象解释，胶团的双电层结构，电动现象与ζ电势计算，胶团稳定的DLVO 理论，唐南平衡的计算。
★ 主要公式及其适用条件1． 胶体系统及其特点胶体：分散相粒子在某方向上的线度在1～100 nm 范围的高分散系统称为胶体。
对于由金属及难溶于水的卤化物、硫化物或氢氧化物等在水中形成胶体称憎液溶胶（简称为胶体）。
憎液溶胶的粒子均是由数目众多的分子构成，存在着很大的相界面，因此憎液溶胶具有高分散性、多相性以及热力学不稳定性的特点。
2． 胶体系统的动力学性质（1） 布朗运动体粒子由于受到分散介质分子的不平衡撞击而不断地作不规则地运动，称此运动为布朗运动。
胶体与大分子溶液7要点
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2020/10/1
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14.8 大分子概说
三种分散体系性质的比较 大分子分类
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2020/10/1
一. 三种分散体系性质的比较
r /0
sp
0 0
r
1
sp
/
c
1 c
0 •
0
[] clim0csp
lim
c0
r
c
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2020/10/1
三. 用粘度法测定摩尔质量
当温度、聚合物和溶剂体系选定后，大分子溶液的粘度仅与浓度 和聚合物分子的大小有关。
特性粘度是几种粘度中最能反映溶质分子本性的一种物理量，由于
溶液类型 性质
憎液溶胶
胶粒大小
1~100nm
分散相存在单元 多分子组成的胶
粒
能否透过半透膜
不能
是否热力学稳定体 系
不是
丁铎尔效应
强
粘度
小，与介质相似
对外加电解质
敏感
聚沉后再加分散介 质
不可逆
大分子溶 液
1~100nm
单分子
不能
是
微弱 大 不太敏感
可逆
小分子溶液
<1nm 单分子
能 是 微弱 小 不敏感 可逆
数均摩尔质量
质均摩尔质量
Z均摩尔质量
粘均摩尔质量
上一内容
第十四章 胶体分散系统和大分子溶液
第十四章胶体分散系统和大分子溶液[本章要求]：1.了解胶体分散系统的分类，对憎液溶胶的胶粒结构，制备和净化方法等要有一定的掌握。
2.了解憎液溶胶在动力学性质，光学性质，电学性质等方面的特点。
3.了解溶胶在稳定性方面的特点，掌握什么是电动电位以及电解质对溶胶稳定性的影响。
会判断电解质聚沉能力的大小。
4.了解乳状液的种类，乳化剂的作用以及在工业和日常生活中的应用。
5.了解凝胶的分类、形成及注意性质，了解大分子溶液与溶胶的异同点及大分子物质平均摩尔质量的种类和测定方法。
把一种或几种物质分散在另一种物质中构成分散系统，在分散系统中被分散的物质叫做分散相（分散质），分散在其中的物质叫做分散介质。
分散系统分类：（按分散相粒子的大小）1.分子（或离子）分散系统：即真溶液，分散相粒子半径r<10-9m2.胶体分散系统：多分子或离子的集合体，分散相粒子半径为10-9m<r<10-7m，分散相和分散质不是一相的多相体系，具有很高的表面能和比表面，是热力学不稳定系统。
3.粗分散系统：r (10-7.10-5)m§14.1 胶体和胶体的基本特性一.胶体的分类：1.憎液溶胶：（胶体）：由难溶物分散到分散介质中所形成。
分散微粒是很大数目的分子集合体。
该系统具有很大的相界面，很高的表面自由能，很不稳定，极易被破坏而聚沉，且不能恢复原态，是热力学不稳定和不可逆系统。
2.大分子溶液：（亲液溶胶），大分子化合物的溶液，其分子的大小已达到胶体范围，具有胶体的一些特性，但它却是分子分散的真溶液，大分子化合物在适当介质中可自动溶解而形成均相溶液，若设法使它沉淀，当出去沉淀剂，再重新加入溶剂又可自动再分散，是热力学稳定，可逆的系统。
胶体系统按分散相和分散介质的聚沉状态分类，P4.6，表14.2所示。
3.胶体的基本特性：特有的分散程度，不均匀（多相）性，易聚集的不稳定性等。
二.胶团的结构如：利用AgNO3和 KI溶液反应制备AgI溶胶若KI过量：[(AgI)m·nI-·(n-x)K+]x-·xK+若AgNO3过量：[(AgI)m·nAg+·(n-x)NO3]x+·xNO3在溶液中胶粒是独立运动单位，通常所说的溶胶带电是指胶粒而言，整个胶团是电中性的。
第十四章胶体分散系统和大分子溶液练习题及答案
第十四章胶体分散系统和大分子溶液练习题一、选择题1．溶胶与大分子溶液的区别主要在于：(A) 粒子大小不同；(B) 渗透压不同；(C) 丁铎尔效应的强弱不同；(D) 相状态和热力学稳定性不同。
2．以下说法中正确的是：(A) 溶胶在热力学和动力学上都是稳定系统；(B) 溶胶与真溶液一样是均相系统；(C) 能产生丁达尔效应的分散系统是溶胶；(D) 通过超显微镜能看到胶体粒子的形状和大小。
3．由过量KBr与AgNO3溶液混合可制得溶胶，以下说法正确的是：(A) 电位离子是Ag+(B) 反号离子是NO3-(C) 胶粒带正电(D) 它是负溶胶。
4．将含0.012 dm3 NaCl 和0.02 mol·dm-3 KCl 的溶液和100 dm3 0.005 mol·dm-3的AgNO3液混合制备的溶胶，其胶粒在外电场的作用下电泳的方向是:(A) 向正极移动(B) 向负极移动(C) 不作定向运动(D) 静止不动5．将橡胶电镀到金属制品上，应用的原理是：(A) 电解(B) 电泳(C) 电渗(D) 沉降电势6．在大分子溶液中加入大量的电解质, 使其发生聚沉的现象称为盐析, 产生盐析的主要原因是：(A) 电解质离子强烈的水化作用使大分子去水化(B) 降低了动电电位(C) 由于电解质的加入，使大分子溶液处于等电点(D) 动电电位的降低和去水化作用的综合效应7．在H3AsO3的稀溶液中，通入过量的H2S 气体，生成As2S3溶胶。
用下列物质聚沉，其聚沉值大小顺序是：(A) Al(NO3)3＞MgSO4＞K3Fe(CN)6(B) K3Fe(CN)6＞MgSO4＞Al(NO3)3(C) MgSO4＞Al(NO3)3＞K3Fe(CN)6(D) MgSO4＞K3Fe(CN)6＞Al(NO3)38．对亚铁氰化铜负溶胶而言, 电解质KCl, CaCl2, K2SO4, CaSO4的聚沉能力顺序为：(A) KCl > CaCl2 > K2SO4 > CaSO4(B) CaSO4 > CaCl2 > K2SO4 > KCl(C) CaCl2 > CaSO4 > KCl > K2SO4(D) K2SO4 > CaSO4 > CaCl2 > KCl9．将大分子电解质NaR 的水溶液用半透膜和水隔开，达到Donnan 平衡时，膜外水的pH值：(A) 大于7 (B) 小于7 (C) 等于7 (D) 不能确定10．只有典型的憎液溶胶才能全面地表现出胶体的三个基本特性, 但有时把大分子溶液也作为胶体化学研究的内容, 一般地说是因为它们：(A) 具有胶体所特有的分散性,不均匀(多相)性和聚结不稳定性(B) 具有胶体所特有的分散性(C) 具有胶体的不均匀(多相)性(D) 具有胶体的聚结不稳定性11．溶胶的电学性质由于胶粒表面带电而产生,下列不属于电学性质的是：(A) 布朗运动(B) 电泳(C) 电渗(D) 沉降电势12．溶胶的聚沉速度与电动电位有关, 即:(A) 电动电位愈大，聚沉愈快(B) 电动电位愈小，聚沉愈快(C) 电动电位为零，聚沉愈快(D) 电动电位愈负，聚沉愈快13．Donnan平衡产生的本质原因是：(A) 溶液浓度大，大离子迁移速度慢；(B) 小离子浓度大，影响大离子通过半透膜；(C) 大离子不能透过半透膜且因静电作用使小离子在膜两边浓度不同；(D) 大离子浓度大，妨碍小离子通过半透膜。
《胶体与大分子溶液》课件
胶体与大分子溶液的应用
胶体与大分子溶液在许多领域发挥着重要作用，如药物传递、化妆品、涂料 和食品工业。了解其应用有助于推动科学和工程的发展。
胶体的分类和性质
胶体可以根据分散相和连续相的特性进ห้องสมุดไป่ตู้分类，例如凝胶、溶胶和乳液等。胶体具有许多独特的性质，如稳定 性、表面活性和光学特性。
大分子溶液的形成与性质
大分子溶液的形成涉及溶质分子与溶剂分子之间的相互作用。这种溶液具有高分子量、粘弹性和独特的输运性 质，对生物医学、材料科学等领域具有广泛的应用。
胶体是由微小的粒子分散在连续介质中形成的稳定体系。它们具有高度的界 面活性和可控性，对于许多行业具有重要的应用价值。
大分子溶液的概念
大分子溶液是指由大分子链组成的溶液，这些溶质分子的尺寸通常比溶剂分 子大得多。大分子溶液在科学研究和工业生产中有着广泛的应用。
胶体与大分子溶液的区别与联 系
尽管胶体和大分子溶液都是由微小的分散相组成的，但它们的粒子大小、形 态和相互作用方式不同。胶体和大分子溶液之间存在着密切的联系，并且在 某些方面有着相似的特性。
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欢迎来到《胶体与大分子溶液》PPT课件！本课程将带您深入了解胶体与大 分子溶液的定义、特性、区别和联系，以及它们在实际应用中的作用。
课程介绍
在本课程中，我们将探索胶体与大分子溶液的世界。您将了解它们的基本概 念、研究方法和重要性，为后续的学习打下坚实的基础。
胶体的定义和特性
《物理化学》高等教育出版(第五版)第十三章胶体与大分子溶液练习题
第十三章胶体与大分子溶液练习题一、判断题：1．溶胶在热力学和动力学上都是稳定系统。
2．溶胶与真溶液一样是均相系统。
3．能产生丁达尔效应的分散系统是溶胶。
4．通过超显微镜可以看到胶体粒子的形状和大小。
5．ξ 电位的绝对值总是大于热力学电位φ的绝对值.。
6．加入电解质可以使胶体稳定，加入电解质也可以使胶体聚沉；二者是矛盾的。
7．晴朗的天空是蓝色，是白色太阳光被大气散射的结果。
8．旋光仪除了用黄光外，也可以用蓝光。
9．大分子溶液与溶胶一样是多相不稳定体系。
10．将大分子电解质NaR的水溶液与纯水用半透膜隔开，达到Donnan平衡后，膜外水的pH值将大于7。
二、单选题：1．雾属于分散体系，其分散介质是：(A) 液体；(B) 气体；(C) 固体；(D) 气体或固体。
2．将高分子溶液作为胶体体系来研究，因为它：(A) 是多相体系；(B) 热力学不稳定体系；(C) 对电解质很敏感；(D) 粒子大小在胶体范围内。
3．溶胶的基本特性之一是：(A) 热力学上和动力学上皆属于稳定体系；(B) 热力学上和动力学上皆属不稳定体系；(C) 热力学上不稳定而动力学上稳定体系；(D) 热力学上稳定而动力学上不稳定体系。
4．溶胶与大分子溶液的区别主要在于：(A) 粒子大小不同；(B) 渗透压不同；(C) 带电多少不同；(D) 相状态和热力学稳定性不同。
5．大分子溶液和普通小分子非电解质溶液的主要区分是大分子溶液的：(A) 渗透压大；(B) 丁铎尔效应显著；(C) 不能透过半透膜；(D) 对电解质敏感。
6．以下说法中正确的是：(A) 溶胶在热力学和动力学上都是稳定系统；(B) 溶胶与真溶液一样是均相系统；(C) 能产生丁达尔效应的分散系统是溶胶；(D) 通过超显微镜能看到胶体粒子的形状和大小。
7．对由各种方法制备的溶胶进行半透膜渗析或电渗析的目的是：(A) 除去杂质，提高纯度 ；(B) 除去小胶粒，提高均匀性 ；(C) 除去过多的电解质离子，提高稳定性 ；(D) 除去过多的溶剂，提高浓度 。
胶体分散体系和大分子溶液
1. 丁达尔效应
光线射入溶胶后，在入射光的垂直方向可看 到一发光的圆锥体——丁达尔效应。 此现象虽然并非溶胶独有，但是溶胶的这一 现象特别明显。
2. 雷利散射定律
我们称引起丁铎尔效应的散射为雷利散 射，又称经典散射或弹性散射。
24 CV n n I I 0 4 n 2n
多孔塞法
将溶剂与溶液或两种不同浓度的溶液用 孔径为5-15微米的烧结玻璃板上下分开，浓 的在上面。由于玻璃中的液体是不动的，所 以溶质通过玻璃板全是由扩散过程完成的， 没有对流。一定时间后可用任何方法观察浓 度的变化。 但是要注意，只能用具有相同摩尔质量 和形状的物质来求A/l值；同时多孔玻璃孔内 不能有气泡。
3 2 2 2 2 2 2 1 2 1
C——单位体积中质点数
V——单个粒子的体积
n1、n2——分散介质和分散相的折射率
由雷利散射定律可知：
•散射强度与单个粒子体积成正比，入射光波长成反比。因此溶胶的 散射光强，可用于鉴别真溶液和溶胶。 •散射强度与单位体积的粒子数成正比，故溶胶的浓度越大，散射强 度越大。浊度计就是按此原理设计的。 •散射强度与波长四次方成反比，因此波长越短，散射强度越大。可 以解释雾天用黄色灯，天空呈蓝色，日出日落时太阳呈红色。
乳光计原理
当分散相和分散介质等条件都相同时，雷 利公式可改写成：
2 νV IK 4 λ
当入射光波长不变：
c /(V )
代入上式可得：
4 V r 3 3
I K'cr
3
保持浓度相同： 保持粒子大小相同：
I1 r13 3 I 2 r2
I1 c1 I 2 c2
如果已知一种溶液的散射光强度和粒 子半径（或浓度），测定未知溶液的散射 光强度，就可以知道其粒径（或浓度）， 这就是乳光计。
10章-胶体与大分子溶液.
溶胶的净化
在制备溶胶的过程中，常生成一些多余的电解质， 如制备 Fe(OH)3溶胶时生成的HCl。
少量电解质可以作为溶胶的稳定剂，但是过多的电 解质存在会使溶胶不稳定，容易聚沉，所以必须除去。
净化的法 简单渗析
物理化学电子教案—第10章 胶体分散系统
主要内容
§10.1 概述 §10.2 溶胶的动力和光学性质 §10.3 溶胶的电学性质 §10.4 溶胶的稳定性和聚沉作用 §10.5 大分子溶液 §10.6 Donnan平衡 §10.7 凝胶 §10.8 纳米技术
重点内容：
1. 溶胶胶团的结构 2. 溶胶的动力，光学和电学性质 3. 溶胶的稳定和聚沉 4. Donnan平衡
10.1.1 分散系统的分类
根据胶体系统的性质至少可分为两大类：
（2）亲液溶胶
大（高）分子化合物的溶液通常属于亲液溶胶。
它是分子溶液，但其分子的大小已经到达胶 体的范围，因此具有胶体的一些特性（例如：扩 散慢，不透过半透膜，有Tyndall效应等等）
若设法去除大分子溶液的溶剂使它沉淀，重 新再加入溶剂后大分子化合物又可以自动再分散， 因而它是热力学中稳定、可逆的系统。
NAdx
4 3
r3
(粒子
介质
)g
10.2.4 Tyndall效应和Rayleigh公式
1869年Tyndall发现，若令一束会聚光通过溶胶，从 侧面可以看到一个发光的圆锥体，这就是Tyndall效应。
其他分散体系也会产生一点散射光，但远不如溶 胶显著。
Tyndall效应已成为判别溶胶与分子溶液最简便的方法。
用这两种方法直接制出的粒子称为原级粒子。
视具体制备条件不同，这些粒子又可以聚集 成较大的次级粒子。
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2021/3/11
分散体系及其基本特性
胶体化学所研究的对象是高度分散的多相系统。
人们每天总要接触各种分散系统，如盐水、糖 水等各种溶液就是常见的分散系统，
另外，水滴分散在空气中形成的云雾、颜料分 散在油中形成油漆、气体分散在液体中形成泡 胶沫 分粒以散的及系结固统构体。颗粒分散在空气中形成烟尘等都是
分为晶体和胶体则是不正确的。后来的学者如俄国科学家维
伊曼(在1905年）对多种化合物进行试验，结果证明任何典 型
的晶体物质都可以用降低其溶解度或选用适当分散介质而制
成溶胶。如把NaCl分散在苯中就可以形成溶胶。
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2021/3/11
胶体化学发展史
这样人们认识到胶体只是物质以一定分散 程度而存在的一种状态，而不是一种特殊类型的 物质的固有状态。
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2021/3/11
胶体化学发展史
在胶体的制备过程中，他发现有许多通常不溶解的物质
在适当的条件下可以分散在溶剂中形成貌似均匀的溶液，从
其外表上看和通常的真溶液无什么差别，但从其扩散速率、
渗透能力等来看则属于胶体物质的范围，因此它称之为溶胶。
格雷厄姆虽然首次认识到物质的胶体性质，但他把物质
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2021/3/11
（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。
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2021/3/11
分散体系分类
分散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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2021/3/11
2021/3/11
憎液溶胶的基本特征
（1）特有的分散程度
粒子的大小在10-9~10-7 m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
胶体化学是物理化学的一个重要分支。 它所研究的领域是化学、物理学、材料科学、 生物化学等诸学科的交叉和重叠，是这些学科 的重要基础。胶体化学与工农业生产、日常生 活密切相关，胶体及其研究方法对于浮选、冶 金、材料、食品加工、水质的净化、废水处 理、石油化工等有着重要意义。
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当分散相粒子大于1000 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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2021/3/11
（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
自从1903年Zsigmondy和Siedentopf发明了超 倍显微镜，第一次成功的观察到溶胶中粒子的运 动，证明了溶胶的超微不均匀性。认识到溶胶中 存在相界面的重大意义。也认识到胶体化学和表 面化学之间的密切联系。
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2021/3/11
胶体化学的应用
14.1 胶体分散体ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ及其基本特性
胶体化学的发展
在1861年英国科学家格雷厄姆(Graham)就提出了“胶体”的 概念，他将物质按扩散能力分为两类：一类易扩散，如蔗糖、 食盐、硫酸镁及其他无机盐类,并在溶液中能透过半透膜；另一 类难扩散，如蛋白质、Al(OH)3、Fe(OH)3及其他大分子化合物, 在溶液中不能透过半透膜。当蒸去水份后，前类物质析出晶 体，而后类物质得到胶状物。因此他认为可以把物质区分为晶 体和胶体两类。
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2021/3/11
（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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2021/3/11
（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，不属于胶体分散体系范围.
A.气-固溶胶 如烟，含尘的空气
（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1 nm~100 nm之间的体系。目 测是均匀的，但实际是多相不均匀体系。也有的将1 nm ~ 1000 nm之间的粒子归入胶体范畴。 3.粗分散体系
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2021/3/11
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)。
例如：云，牛奶，珍珠
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B.气-液溶胶 如雾，云
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2021/3/11
（3）按胶体溶液的稳定性分类
1.憎液溶胶 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。