物理化学第五章 胶体化学
最新胶体在生活中的应用
胶体在生活中的应用摘要：胶体化学在生活中的很多领域均有重大的意义。
本文主要介绍胶体在医学领域和食品领域的应用。
关键词：胶体，食品，医学，食品胶胶体化学是物理化学的一个重要分支。
它在自然界尤其是生物界普遍存在，它与人类的生活及环境有着密切的联系；胶体的应用很广，且随着技术的进步，其应用领域还在不断扩大。
工农业生产和日常生活中的许多重要材料和现象，都在某种程度上与胶体有关。
胶体，又称胶状分散体，是一种悬浮于流体媒介中的粒子团。
在胶体中含有两种不同状态的物质，一种分散，另一种连续。
分散的一部分是由微小的粒子或液滴所组成，分散质粒子直径在1nm—100nm之间的分散系；胶体是一种分散质粒子直径介于粗分散体系和溶液之间的一类分散体系，这是一种高度分散的多相不均匀体系。
胶体的分类，按分散剂的不同，可以分为气溶胶、液溶胶和固溶胶；按分散质的不同可以分为粒子胶体（如土壤等）和分子胶体（如淀粉胶体、蛋白质胶体等）。
气溶胶是以气体作为分散介质的分散体系，其分散质可以是气态、液态或固态。
如：烟、云、雾等。
液溶胶是以液体作为分散介质的分散体系，其分散质可以是气态、液态或固态。
如蛋白溶液、淀粉溶液、肥皂水、人体的血液等。
固溶胶是以固体作为分散介质的分散体系，其分散质可以是气态、液态或固态。
如：有色玻璃、烟水晶等。
胶体的性质很多。
胶体粒子直径在1nm—100nm之间，不能透过半透膜；胶体可以在电场中出现电泳现象；胶体中的粒子会发生布朗运动；胶体在光照下可以观察到丁达尔效应能发生；当胶体中加入电荷使其与胶体粒子中和后，胶体粒子会聚集成为颗粒，形成沉淀；介稳性胶体的稳定性介于溶液和浊液之间，在一定条件下能稳定存在，属于介稳体系。
人们可以对它的这些性质应用于日常生产生活中。
胶体在医药卫生、食品工业等方面均有重要的应用。
一、医药卫生人体各部分的组织都是含水的胶体，因此要了解生理结构、病理原因、药物疗效等都要根据胶体化学的研究成果。
基础化学 第五章 胶体
dS＜0，对固体物质同样适用*。
高度分散的溶胶比表面大，所以表面能也大， 它们有自动聚积成大的颗粒而减小表面积的趋势， 称为聚结不稳定。属于热力学不稳定体系。
高分子化合物溶液的分散相粒子大小在胶体范围 内，属于胶体溶液。其分散相是以单个分子分散在介 质中，为均相分散系。是热力学稳定系统。
1×10-3 2.4×108 3×103 3×103 2.2×10-2
1×10-5 2.4×1014 3×105 3×105 2.2×100
1×10-7 2.4×1020 3×107 3×107 2.2×102
系统表面能和表面积的关系为*：dG表=dS S ---系统表面积， ---比表面自由能， 若dG表＜0，则dS＜0，
基础化学 第五章 胶体
研究内容：
涉及物理学中的光学、电学、流体力学和流变 学，同时还涉及表面化学、电化学。
从应用来说，遍及生命现象（血液、骨组织、 细胞膜）、材料（陶瓷、水泥、纤维、塑料、多孔 吸附剂、有色玻璃以及微米与纳米材料）、食品 （牛奶、啤酒、面包）、能源（油、气的地质勘探、 钻井、采油、储运，石油炼制、油品回收、乳化和 破乳等）、环境（烟雾、除尘、污水处理）等各领 域。因此，虽然历史上曾称为胶体化学，现在则将 这一学科称为胶体科学。
1.分散度(degree of dispersion)
分散相在分散介质中比表面(specific surface
area) 来表示。
比表面 (S0)：是指单位体积物质所具有的表面积。
S0 = S/V S-----总表面积
(5-1) V -----体积
总表面积越大，分散度越大，比表面也越大*。
溶胶的性质
物理化学表面及胶体习题2011
界面与胶体化学习题课（一） 界面与胶体化学主要公式1． 表面张力（表面自由能）B n P T AG ,,)(∂∂=γ（单位 N/m,J/m 2） 2． 弯曲表面下的附加压力（Young-Laplace ）gh RP s ργ∆==2 （R 为曲率半径，∆ρ为弯曲表面两边的物质密度差） （肥皂泡RP s γ4=） 毛细管中gR g R h ⋅∆⋅⋅=⋅∆⋅=ρθγργcos 22，（R 毛细管半径，θ接触角） 3． 弯曲表面下的蒸气压（Kelvin ）)11(2ln 1212R R M P P RT -⋅=ργ (小液滴，大液滴，土壤中的毛细管吸附水，不同粒度物质的溶解度)4． 吸附等温式Langmuir ，BET 等（注意使用条件）：5． 吉布斯表面吸附等温式：dad RT a γ⋅-=Γ （讨论正、负吸附） 6． 接触角：0<θ<90o 固体被液体润湿；θ>90o 固体不为液体润湿。
7． 胶体中沉降平衡时粒子随高度分布公式：)()(34ln 120312X X N g r N N RT -⋅⋅--=介质粒子ρρπ 8． Rayleigh 散射公式：散射光强度与入射光波长的四次方成反比例。
胶团构造：（AgI ） [(AgI)m ·nI -,(n-x)K +]x-·xK +胶核，胶粒，胶团，双电层，电泳，电渗，流动电势，沉降电势。
（二） 习题1. 293K 时，把半径为1.0mm 的水滴分散成半径为1.0μm 的小液滴，试计算（已知293K 时水的表面Gibbs 自由能为0.07288J/m 2）:(1)表面积是原来的多少倍？(2) 表面Gibbs 自由能增加多少？（3）完成该变化时环境至少需做多少功？答：（1）1000； （2）A G ∆⋅=∆γ=9.145×10-4J（3）Wf =9.145×10-4J6. 在298K 和101.325kPa 压力下，将直径为1.0μm 的毛细管插入水中，问需在管内加多大压力才能防止水上升？若不加压力，水面上升，平衡时管内液面上升多高？（已知298K 时水的表面张力为0.072N/m ，水密度为1000kg/m 3,设接触角为0度，重力加速度g 为9.8m/s 2） 答：gh RP s ργ∆==2，Ps=288kPa ，h=29.39m8. 已知在298K ，平面水的饱和蒸汽压为3168Pa ，求在相同温度下，半径为3nm 的小液滴的饱和蒸汽压，已知298K 时水的表面张力为0.072N/m ，水密度为1000kg/m 3,水的摩尔质量为18g/mol ）答; )11(2ln 1212R R M P P RT -⋅=ργ主要密度，摩尔质量单位 得到P2=4489.7pa10. 水蒸气骤冷会发生过饱和现象，在夏天的乌云中，用飞机撒干冰微粒，使气温骤降至293K ，水汽的过饱和度（P/Ps ）达4。
物理化学胶体问答题总结
(iii) 超声分散法: 用来制备乳状液 (iv) 电弧法: 电极间放电, 产生金属蒸汽，制备金、银、铂等金属溶胶 (V)气相沉积法：先将材料汽化，再反应生成纳米粒子 (2) 凝聚法: 使分子或离子聚结成胶粒。（由小变大）：由此直接制出的原级粒子可以聚集成较大的次级粒子
溶胶的稳定性：聚沉稳定性（热力学）和动力学稳定性。
聚沉稳定性：胶粒比表面很大, 体系表面能高, 粒子有自发聚集从而降低体系表面能的趋向（憎液溶胶为热力学 不稳定体系，不多大分子/亲液溶胶热力学稳定）。稳定剂—>聚沉稳定性。
由于布朗运动，胶粒在重力场中不易沉降，使溶胶具有动力学稳定性。不过，布朗运动所导致的碰撞既能阻止沉 降，也能加速粒子间的粘合和聚集。
溶胶的动力性质：溶胶粒子的不规则运动, 以及由此产生的扩散, 渗透, 沉降平衡等。
布朗运动: 溶胶粒子的扩散, 渗透, 沉降平衡等现象的理解均建立在此基础上。 粒子越小，布朗运动越激烈。其运动激烈的程度不随时间而改变，但随温度的升高而增加 布朗运动的本质： 基本假定：Brown 运动与分子运动类似, 溶胶中每个粒子的平均动能和液体分子一样, 为(3/2)kT； Brown 运动是分散介质分子以大小和方向不同的力对胶体粒子不断撞击的结果； 粒子受力不平衡，导致胶粒在不同方向上以不同速度作不规则运动； 随着粒子增大，撞击的次数增多，作用力抵消的可能性增大，因而尺寸大的粒子 Brown 运动不明显。
敏化
保护
DLVO 理论（关于胶体稳定性）
胶粒之间既存在使其相互聚结的吸引力（范德华引力），又存在阻碍其聚结的相互排斥力（双电层重叠时的静电排 斥力），胶体的稳定性取决于胶粒之间这两种力的相对大小。这两种作用力与胶粒之间的距离有关（离子扩散层有无重 叠），距离较远，离子扩散层未重叠, 两胶粒以吸引为主;随距离变小，扩散层重叠, 产生斥力。 静电排斥力大小取决于粒子电荷数目和胶粒间的距离(H)。 范德华相互作用与距离的 1 次方成反比，是一种远程作用力。
物理化学与胶体化学
课程代码：物理化学与胶体化学physical chemistry and colloid chemistry学分： 3.5 总学时：64 理论学时：48 实验：16一、课程目的物理化学和胶体化学是研究变化规律性的基础科学，本课程是农业院校主要的基础课程，是生命科学、土壤科学、食品科学、环境科学等专业本科生的必修课程。
该课程科学地、系统地、严谨地阐明化学的基本理论，为学生深入学习有关专业课程打下坚实的基础。
二、课程基本要求(1) 重点掌握化学热力学的基本理论和基本方法。
(2) 重点掌握判断变化发生方向和限度的判据。
(3) 掌握研究变化机理的基本手段。
(4) 掌握表面化学和胶体化学的基本内容。
(5) 了解物理化学基本原理在实际体系中的应用, 学会科学的思维方法，提高分析问题和解决问题的能力。
三、教材《物理化学》董元彦，李宝华，路福绥主编，科学出版社主要参考教材：《物理化学》(上、下册) 天津大学物理化学教研室编, 高等教育出版社四、课程内容第 1 章化学热力学基础主要内容：热力学的能量守恒原理. 热力学第一定律.可逆过程与最大功. 理想气体的热力学. 重点和难点：化学热力学的基本概念和基本公式. 复习热化学. Kirchhoff 公式. 熵变的计算. 第 2 章自由能、化学势和溶液主要内容：Gibbs 自由能判据、热力学第一、二定律联合公式、Gibbs 自由能及判据、Holmholtz 自由能.Gibbs 自由能与温度、压力的关系. △ G 的计算、简单的P.V.T 变化过程、相变过程、化学反应. 稀溶液的依数性.重点和难点：自由能、偏摩尔数量. 掌握理想气体、理想溶液的化学势.第 3 章相平衡主要内容：相律基本概念。
单组分体系、Clapeyron 方程、水的相图. 二组分双液体系. 理想完全互溶双液系. 非理想完全互溶双液系.部分互溶双液系.重点和难点：掌握相律的基本概念和Clapeyron 方程. 掌握理想双液系相图,了解其它二元体系的相律.第 4 章化学平衡主要内容：化学势与化学平衡, 反应进度和反应限度的关系.化学反应定温方程式及化学反应的平衡常数. 平衡常数的测定和计算.重点和难点：化学势与化学平衡的关系.平衡常数的测定和计算. 各种因素对化学平衡的影响. 第5 章电解质溶液主要内容：电解质溶液的导电机理,Faraday 定律、离子的电迁移. 电导及其应用. 强电解质溶液的活度及活度系数、影响离子平均活度系数的因素. 强电解质溶液理论.重点和难点：掌握离子电迁移；掌握电导、电导率及其计算和应用. 电解质溶液的活度和活度系数.了解强电解质溶液理论第 6 章可逆电池电动势主要内容：可逆电池、电极的类型和电极反应、电池表示法. 电极电势. 可逆电池热力学. 电池电动势的测定及其应用.电子活度和pH 电势图.重点和难点：掌握电池、电极、电动势、Nernst 公式及其应用. 掌握可逆电池热力学. 了解pe 、pH 电势图和生化标准电极电势第7 章不可逆电极过程主要内容：分解电压. 极化现象和超电势. 极谱分析原理. 重点和难点：分解电压、极化现象和超电势.极谱分析的原理. 金属腐蚀及防护；化学电源.第8 章化学动力学主要内容：化学反应速率、基元反应、反应级数、速率常数、反应分子数. 一级反应、二级反应、三级反应和零级反应、应级数的确定. 温度对反应速率的影响.重点和难点：化学动力学的基本概念；简单级数反应的特点及其计算. 掌握温度对反应速率的影响. Arrhenius 公式及应用.第9 章光化学主要内容：光化学第一定律、光化学第二定律.重点和难点：光化学反应及其基本规律.第10 章液体表面主要内容：表面Gibbs 自由能、表面张力. 溶液表面吸附. 表面活性物质结构特点、表面活性物质分类.重点和难点：液体表面及弯曲液面的特性. 溶液表面吸附. 表面活性物质的结构特点. 膜、胶束和液晶.第11 章固体表面主要内容：固体表面特性.气固界面吸附、吸附作用、吸附理论、吸附作用的应用. 液固界面吸附.润湿现象、润湿作用的应用.重点和难点: 固体表面及气固表面吸附. 了解液固表面吸附.第12 章溶胶主要内容：分散体系. 溶胶的制备与净化.溶胶的光学性质、Tyndall 效应的规律. 溶胶的动力学性质、扩散与渗透压、沉降和沉降平衡. 溶胶的电学性质、动现象、胶粒表面电荷的来源、双电层结构、溶胶胶团的结构.重点和难点：分散体系. 溶胶的制备和净化. 溶胶的光学性质、动力学性质和电学性质.第13 章乳状液与泡沫主要内容：乳状液的类型. 乳状液的稳定性与乳化. 乳状液的转型与破坏. 重点和难点：乳状液的特点及稳定性.乳状液的类型理论. 乳状液的制备，转型与破坏.微乳状液.泡沫的特点及稳定性.第14 章高分子溶液主要内容：高分子溶液、分子溶液与小分子溶液、溶胶的异同点. 高分子化合物的相对分子量. 溶液中高分子的柔性、溶液中高分子的形态、高分子化合物的溶解过程、分子溶解过程的热力学处理. 高分子溶液的渗透压、高分子溶液的粘度、分子溶液的光散射、分子溶液的超速离心沉降高分子电解质溶液.高分子在固液界面上的吸附、高分子对溶胶的稳定作用. 高分子物质的降解.重点和难点：高分子溶液与溶胶、小分子真溶液的异同点. 高分子化合物的相对分子量. 溶液中高分子的特点. 高分子溶液的性质.第15 章凝胶及膜平衡主要内容：凝胶的类型、凝胶的结构及稳定性. 胶凝作用. 凝胶的性质、凝胶的溶胀、胶液收缩、凝胶中的扩散与化学反应、胶溶作用. 凝胶在科学研究中的应用、凝胶色谱、凝胶电泳、凝胶膜.重点和难点凝胶及其结构特点. 各种因素对胶凝作用的影响，凝胶的性质. Donnan 平衡及对膜内外离子分布的影响.五、习题根据教学需要，布置50 道习题，作业完成情况作为评定课程成绩的一部分。
胶体化学物理化学优秀课件
冷却法：用冰骤冷苯在水中的饱和溶液， 得到苯在水中的溶胶
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8
(2)化学凝聚法：利用生成不溶性物质的化学反应，控制析
晶过程，使其停留在胶核尺度的阶段，而得到溶胶。所谓控 制析晶过程，系指采用有利于大量形成晶核，减缓于晶体生 长的条件，例：采用较大的过饱和浓度，较低的操作温度。
胶体化学物理化学优秀课件
概论
胶 体是一种分散中, 所 构成的系统；
分散相：被分散的物质；
分散介质：另一种连续分布的物质；
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1
粗分散系统 ( d > 10-6m )
分
散
胶体系统（ 10-9~10-6m)
系
统
真溶液（d < 10-9m )
1869年 Tyndall发现胶体系统有光散射现象
丁铎尔效应：在暗室里，将一束聚集的光投射到胶体系统 上，在与入射光垂直的方向上，可观察到一个发亮的光柱， 其中并有微粒闪烁。
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11
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12
丁达尔现象的实质是溶胶对光的散射作用。
入射光波长 < 分散粒子尺寸——反射
入射光波长 = 分子固有尺寸—— 吸收 无作用 ——— 透过
罗常数的测定。
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2. 扩散
定义：在有浓度梯度存在时，物质粒子因热运动而发 生宏观上的定向迁移，称为扩散。
浓度梯度的存在，是扩散的推动力
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胶体系统的扩散与溶液中溶质扩散一样，可用Fick 扩散第 一定律来描述：
dn
dc
dt -DAS dx
单位时间通过某一截面的物质的量dn/dt与该处的浓度梯度dc/dx
胶体化学--简明物理化学课件
8.2.1 溶胶的制备
(1) (2) (3) (4)
12
8. 胶体化学
(1) 研磨法 用机械粉碎的方法将固体磨细。
通常可以先在球磨机内对分散相粒子进行粗 磨，粒子大小一般大于1m，然后再用胶体磨等 进行细磨，将粒子粉碎到1 m左右。
胶体磨的形式很多，其粉碎能力因构造和转 速不同而不同。
2013-7-11
Fe(OH ) 3 (新鲜沉淀 加FeCl3 ( Fe(OH ) 3 (溶胶) ) 稀)
稀 AgCl(新鲜沉淀 加AgNO3 ) AgCl(溶胶) ) 或KCl ( Shenming 2013-7-11 19
8. 胶体化学
2. 凝聚法
（1）化学凝聚法
（a）复分解反应
（b）水解反应 （c）氧化还原反应
2013-7-11Leabharlann Shenming18
8. 胶体化学
(4) 胶溶法 把暂时聚集在一起的胶体粒子重新分散而形 成溶胶。许多新鲜的沉淀经洗涤除去过多的电解 质，再加入少量的稳定剂（此处又称胶溶剂，应 选用与胶体粒子有相同组分的离子）后，则又可 制成溶胶，利用这种方法使沉淀转化成溶胶的过 程称为胶溶作用.
Shenming
24
电渗析法
电渗析 为了加快 渗析速度，在装有 溶胶的半透膜两侧 外加一个电场，使 多余的电解质离子 向相应的电极作定 向移动。溶剂水不 断自动更换，这样 可以提高净化速度。 这种方法称为电渗 析法。 Shenming 2013-7-11
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8. 胶体化学
超过滤装置
2013-7-11
在布朗以前，也就是约160年以前，科学家从理论上导 出分子有无规则热运动，但没有人能直接观察到分子热运 动，而布朗的发现是一个了不起的成就，他用实验证明了 分子运动论，从此分子运动论才被普遍接受。 Shenming 2013-7-11 34
物理化学胶体化学知识点
6.４ 胶体系统的动力性质
（１）Brown 运动
1827年,植物学家布朗( Brown)在显微镜下,看到悬浮在水 中的花粉粒子处于不停息的无规则运动状态。
以后发现，线度小于4000nm的粒子， 在分散介质中都有这种运动。（胶体尺 度 1 ~ 1000nm)
这种现象产生的原因是：分散介 质分子由于热运动不断的撞击分散粒 子。对于大小在胶体尺度下的粒子， 粒子受到撞击次数较小，从各个方向 受到的撞击力（Brown Force）不能完 全抵消，在某一时刻，粒子从某一方 向得到的冲量即可发生位移。此即布 朗运动。
：散射角（观察方向与入射方向夹角）；
l ： 观测距离（观察者与散射中心的距离）。
由 Rayleigh 公式可知：
1）I V 2 ：可用来鉴别小分子真溶液与胶体溶液；
如已知 n 、n0 ，可由测 I 求粒子大小V 。
2) I 1/4 ：波长越短的光，散射越强。例：用白光照射
溶胶，散射光呈蓝色，透射光呈红色。即所谓"乳光现象"。 雾是气溶胶，海水是水溶胶，也经常显蓝色。
再如：过饱和法： 改变溶剂法；例:硫的酒精溶液倒入水中，形成硫在水
中的溶胶。 冷却法：用冰骤冷苯在水中的饱和溶液，得到苯在水
中的溶胶。
2）化学凝聚法：利用生成不溶性物质的化学反应，控制 析晶过程，使其停留在胶核尺度的阶段，而得到溶胶。所谓 控制析晶过程，系指采用有利于大量形成晶核，减缓于晶体 生长的条件，例：采用较大的过饱和浓度，较低的操作温度。
（２）瑞利（Rayleigh） 公式
1871年，瑞利在假设： 1）粒子尺寸远小于入射光的波长，可认为粒子是点光
源； 2）粒子间的距离较远，各粒子散射光间无相互干涉； 3）粒子不导电；
胶体与表面化学课程大纲及重点
胶体与表面化学第一章绪论（2学时）1.1胶体的概念什么是胶体，胶体的分类1.2胶体化学发展简史1.3胶体化学的研究对象表面现象，疏液胶体，缔合胶体，高分子溶液。
重点：胶体、分散系统、分散相、分散介质的概念。
难点：胶体与表面化学在矿物加工工程中的作用及意义。
教学方法建议：启发式教学，引导学生对胶体及表面化学的兴趣。
第二章胶体与纳米材料制备（4学时）2.1胶体的制备胶体制备的条件和方法，凝聚法原理。
2.2胶体的净化渗析、渗透和反渗透。
2.3单分散溶胶单分散溶胶的定义及制备方法。
2.4胶体晶体胶体晶体的定义及制备方法2.5纳米粒子的制备什么是纳米材料，纳米粒子的特性及制备方法重点：胶体的制备、溶胶的净化、胶体晶体的制备。
难点：胶体制备机理。
教学方法建议：用多媒体教学，注重理论联系实际。
第三章胶体系统的基本性质（8学时）3.1溶胶的运动性质扩散、布朗运动、沉降、渗透压和Donnan平衡。
3.2溶胶的光学性质丁道尔效应和溶胶的颜色。
3.3溶胶的电学性质电动现象、双电层结构模型和电动电势（。
电势）3.4溶胶系统的流变性质剪切速度越切应力，牛顿公式，层流与湍流，稀胶体溶液的黏度。
3.5胶体的稳定性溶胶的稳定性、DLVO理论、溶胶的聚沉、高聚物稳定胶体体系理论。
3.6显微镜及其对胶体粒子大小和形状的测定显微镜的类型及基本作用重点：沉降、渗透压、电泳、电渗、。
电势的计算、双电层结构模型、DLVO理论、溶胶的聚沉。
难点：双电层结构模型。
教学方法建议：多媒体教学和板书教学相结合。
第四章表面张力、毛细作用与润湿作用（6学时）4.1表面张力和表面能净吸力和表面张力的概念、影响表面张力的因素、液体表面张力和固体表面张力的测定方法。
4.2液-液界面张力Anntonff规则、Good-Girifalco公式、Fowkes理论和液-液界面张力的测定。
4.3毛细作用与Laplace公式和Kelvin公式毛细作用，Laplace公式和Kelvin公式的应用，曲界面两侧的压力差及与曲率半径的关系，毛细管上升或下降现象，弯曲液面上的饱和蒸气压。
物理化学胶体化学知识点
物质性质与尺寸依赖性： 以Ag为例：随着尺寸变化，他的光学性质产生明显变化。 Ag原子 非金属原子簇 金属原子簇 金属Ag纳米颗粒 Ag——Ag++e 电子给体 Ag1——Ag3 电子给体
Ag4——Ag12 电子受体，催化中心 10-100nm 光散射，等离子体吸收
金属Ag块体
>100nm
光反射，银白色
入射光波长 > 分散粒子尺寸——散射
（可见光波长 400~ 760 nm；胶粒 1~ 1000nm)
无作用 ——— 透过
Tyndall效应是由于胶体粒子发生光散射而引起的。 散射光：分子吸收一定波长的光，形成电偶极子，由其振荡 向各个方向发射振动频率与入射光频率相同的光。 系统完全均匀，所有散射光相互抵销，看不到散射光； 系统不均匀，散射光不会被相互抵销，可看到散射光。
电动现象说明，溶胶粒子表面带有电荷。而溶胶粒子带有 电荷也正是它能长期存在的原因
溶胶带电的原因：
a）固体的溶胶粒子，可从溶液中选择性地吸附某种离子 而带电。 其规则是：离子晶体表面从溶液中优先吸附能与它晶格上 离子生成难溶或电离度很小化合物的离子。
如：
KI AgI m1 I Ag AgI m
粗分散系 统
胶体系统 (1) 溶胶： 分散相不溶于分散介质，有很大相界面，是热力 学不稳定系统。(憎液溶胶) (2) 高分子溶液: 高分子以分子形式溶于介质，分散相与分 散介质间无相界面，是热力学稳定系统。(亲液溶胶) (3) 缔合胶体： 分散相为表面活性分子缔合形成的胶束，在 水中，表面活性剂分子的亲油基团向里，亲水基团向外，分 散相与分散介质亲和性良好，是热力学稳定系统。 憎液溶胶: 分散相与分散介质之间有相界面 *溶胶 亲液溶胶: 均相，无相界面 高分子溶液
《物理化学》课程教学大纲(高职)
《物理化学》课程教学大纲（供高职药学、中药类专业使用）一、前言物理化学是药学、中药类的专业基础课。
本课程是在学生已经学过高等数学、物理学、无机化学、分析化学和有机化学的基础上，进一步系统地阐明化学变化的基本规律。
要求学生系统地掌握物理化学的基本原理、基本方法与基本技能，通过各个教学环节培养学生独立思考、独立分析和创新的能力，使之具有一定的分析和解决药学方面实际问题的能力，从而为进一步学好专业课程及今后从事药学、药物制剂工作和科学研究，奠定良好的化学理论基础。
物理化学内容非常丰富。
根据药学、药物制剂等专业的要求，本课程的任务是学习化学热力学、化学动力学、电化学、表面现象和胶体等基本内容。
本课程理论讲授共36学时，2学分。
物理化学实验在实验化学课程中进行。
理论教学主要通过课堂讲授，多媒体影视课件、习题课(或课堂讨论)、演算习题、自学及实验等教学形式，达到学习本课程的目的。
二、教学内容与要求绪论（一）教学目的与要求1、熟悉物理化学课程的研究对象、任务、内容及发展趋势。
2、了解物理化学在化学与药学中的地位和作用。
3、掌握物理化学的研究方法与学习方法。
（二）教学内容1、概述物理化学的研究对象和任务、内容和特点及发展趋势。
2、物理化学在化学与药学中的地位和作用（重点）。
3、物理化学的研究方法与学习方法（重点）。
（三）教学形式与方法采用课堂讲授、多媒体影视课件、讨论、自学等教学形式。
第一章热力学第一定律（一）教学目的与要求1、熟悉热力学的一些基本概念和可逆过程的意义及特点。
2、掌握热力学第一定律、内能和焓的概念。
掌握状态函数的定义和特性。
3、掌握热力学第一定律的常用计算Q、W、U∆和H∆的方法。
4、了解节流膨胀的概念和意义。
5、掌握应用生成焓及燃烧焓计算反应热的方法。
6．熟悉反应热与温度的关系。
（二）教学内容1、热力学概论，热力学研究的对象、内容，方法和特点。
2、热力学基本概念，体系与环境，体系的性质，状态与状态函数，过程与途径。
胶体化学核心知识点
1.胶体的定义及分类胶体〔Colloid〕又称胶状分散体〔colloidal dispersion〕是一种较均匀混合物，在胶体中含有两种不同状态的物质，一种分散相，另一种连续相。
分散质的一局部是由微小的粒子或液滴所组成，分散质粒子直径在1~100nm之间的分散系是胶体；胶体是一种分散质粒子直径介于粗分散体系和溶液之间的一类分散体系，这是一种高度分散的多相不均匀体系。
按照分散剂状态不同分为：气溶胶——以气体作为分散剂的分散体系。
其分散质可以是液态或固态。
〔如烟、雾等〕液溶胶——以液体作为分散剂的分散体系。
其分散质可以是气态、液态或固态。
〔如Fe(OH)3胶体〕固溶胶——以固体作为分散剂的分散体系。
其分散质可以是气态、液态或固态。
〔如有色玻璃、烟水晶〕按分散质的不同可分为：粒子胶体、分子胶体。
如：烟，云，雾是气溶胶，烟水晶，有色玻璃、水晶是固溶胶，蛋白溶液，淀粉溶液是液溶胶；淀粉胶体，蛋白质胶体是分子胶体，土壤是粒子胶体。
2.胶体的不同表征方式胶体分散体系分为单分散体系和多分散体系。
单分散系表征可以用分散度、比外表积法〔不规则形状包括单参数法，双参数法和多参数法〕多分散体系可以用列表法、作图法，如粒子分布图，粒子累计分布图。
用激光粒度分析仪测定。
胶体的稳定性一般用zeta电位来表征。
zeta电位为正，则胶粒带正电荷，zeta电位为负，则胶粒带负电荷。
zeta电位绝对值越高，稳定性越好，分散度越好，一般绝对值>30mV说明分散程度很好。
胶体的流变性表征—黏度。
可用毛细管黏度计，转筒黏度计测定。
3.有两种利用光学性质测定胶体溶液浓度的仪器；比色计和浊度仪，分别说明它们的检测原理比色计它是一种测量材料彩色特征的仪器。
比色计主要用途是对所测材料的颜色、色调、色值进展测定及分析。
工作原理：仪器自身带有一套从淡色到深色，分为红黄蓝三个颜色系列的标准滤色片。
仪器的工作原理是基于颜色相减混合匹配原理。
罗维朋比色计目镜筒的光学系统将光线折射成90°并将观察视场分成可同时观察的左右两个局部，其中一局部是观察样品色的视场；另一局部是观察参比色〔即罗维朋色度单位标准滤色片〕的视场。
物理化学与胶体化学教学大纲
《物理化学与胶体化学》教学大纲(供四年制药物制剂本科专业用)前言物理化学与胶体化学是一门专业基础理论课。
药物制剂本科专业的学生在继无机化学、有机化学和分析化学后学习本门课程，能为以后学习中药化学、药剂学、炮制学和中药鉴定等专业课程以与将来从事中药与药物制剂研究开发工作奠定良好的化学理论基础。
物理化学与胶体化学的理论很多都是从生产实践中概括出来，因此，反过来它将为生产和科研服务。
随着医疗技术的发展和医药研究的深入，学科之间的相互渗透与相互联系越来越多，药学科学与物理化学与胶体化学的结合也越来越紧密。
从天然药物中分离提取有效成分，需要应用蒸馏、萃取、乳化、吸附等原理和方法，需要掌握溶液与表面现象、胶体化学等方面的知识。
在药物生产中，选择工艺路线，需要掌握影响化学反应速度的各种因素，要探索反应的机理，这就需要化学动力学和化学热力学的知识。
对产品的精制、产品的稳定性的研究，需要掌握溶液、表面现象与化学动力学等方面的知识。
在药物合成的研究中，应了解药物的结构与性质的关系，以便寻找最有效的药物，这就需要掌握物质结构的知识。
而合成的过程中，需要化学动力学的知识。
在药物制剂方面，剂型的研究、改革时，应了解表面现象方面的内容，了解分散程度对药物性能的影响，同样的药物，主药颗粒越细小，药效越好。
如纳米技术的发展必将对药物剂型的改革起着十分重要的作用。
从发展的趋势来看，药学的各个领域中正日益深广地与物理化学相结合，掌握好物理化学与胶体化学的原理和方法，对药学工作者来说是非常必要的。
根据药学专业对本课程的要求，系统和重点相结合，选定化学热力学，相平衡，化学平衡，电化学，化学动力学、表面现象、溶胶，大分子溶液等作为讲课和实验的基本内容。
根据教学计划(甘肃中医学院)，本课程共90学时，其中讲课共60学时，实践30学时。
教学要求和内容理论讲授部分绪论[教学要求]1、掌握物理化学与胶体化学课程的基本内容。
2、熟悉学习物理化学与胶体化学必须的数理知识。
基础化学课件：第五章 胶体
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分散相粒子 分散系统 分散相粒子
大小
类型
的组成
一般性质
实例
<1nm >100nm
真溶液
低分子或离 子
粗分散系
(乳状液、 悬浮液）
粗粒子
均相；热力学稳定系 统；分散相粒子扩散 快；能透过滤纸和半 透膜；形成真溶液。
NaCl、NaOH、 C6H12O6等的水 溶液。
非均相；热力学不稳 定系统；分散相粒子 扩散慢；不能透过滤 纸和半透膜。
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第五章 胶体
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胶体分散系(colloid system)：
1. 非均相的溶胶(sol ) ； 2. 均相的高分子溶液( macromolecular solution ) ； 3. 缔合胶体 ( associated colloid ) 。
胶体的分散相的粒子的大小为1~100 nm，可以是 一些小分子、离子或原子的聚集体，也可以是单个的 大分子。分散介质可以是液体、气体，或是固体。
红宝石玻璃
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胶体是一种高度分散的系统：扩散速度小，不能 透过如羊皮纸一类的半透膜，溶剂蒸发后不结晶，而是 形成无定形胶状物的物质。
任何晶体物质在一定介质中用适当方法也能形成胶 体，扩大了人们对胶体范围的认识。因此，胶体是物质 的一种分散状态的概念，“胶体”的涵义就是高度分散 的意思。
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第五章 胶体
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（三）溶胶的电学性质
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第五章 胶体
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电泳（electrophoresis）：在外电场作用下，带电胶 粒在介质中定向移动的现象称电泳。
大多数金属硫化物、硅酸、金、银等溶胶向正极迁 移，胶粒带负电，称为负溶胶。
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第五章 胶体化学
一. 单项选择题
1.下列各性质中，哪一个不属于溶胶的动力学性质？( )
A．布朗运动 B．电泳 C．扩散 D．沉降平衡
2.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
3.区别溶胶与真溶液和悬浮液最简单最灵敏的方法是( )
A．乳光计测定粒子浓度 B．观察丁达尔效应
C．超显微镜测定粒子大小D．观察ζ电位
4.胶体溶液是( )
A．真溶液,故称为胶体溶液
B．分散相能通过滤纸,不能通过半透膜的分散体系
C．分散相能通过滤纸及半透膜的分散体系
D．分散相不能通过滤纸及半透膜的分散体系
5.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
6.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．[(AgI)m·n I-·(n-x)·K+]x-·x K+B．[(AgI)m·n NO3-·(n-x)K+]x-·x K+；
C．[(AgI)m·n Ag+·(n-x)I-]x-·x K+ D．[(AgI)m·n Ag+·(n-x)NO3-]x+·x NO3-。
7.下列性质中既不属于溶胶动力学性质又不属于电动性质的是( )
A．沉降平衡B．布朗运动C．沉降电势D．电导
8.在AgI溶胶（带负电荷）中分别加入同浓度的下列物质，聚沉值最低的是：( )
A．La(NO3)3 B．Mg(NO3)2 C．NaNO3 D．KNO3
9.溶胶中胶粒的布朗运动是属于( )
A．溶胶热力学稳定性的因素B．溶胶动力学稳定性的因素
C．溶胶聚结稳定性的因素 D．是降低胶体表面自由能的因素
10.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
11.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
12.有关超显微镜的下列说法中，不正确的是( )
A．可以观察离子的布朗运动
B．可以配合电泳仪，测定粒子的电泳速度
C．观察到的粒子仅是粒子对光散射闪烁的光点
D．可以直接看到粒子的形状与大小
13.工业上为了将不同蛋白质分子分离，通常采用的方法是利用溶胶性质中的( )
A．电泳 B．电渗C．沉降 D．扩散
14.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．丁达尔效应的强弱不同D．相状态和热力学稳定性不同
15.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．丁达尔效应显著C．不能透过半透膜 D．对电解质敏感16.以下说法中正确的是( )
A．通过超显微镜也不能看到胶体粒子的形状和大小
B．溶胶在热力学和动力学上都是稳定系统
C．溶胶与真溶液一样是均相系统
D．能产生丁达尔效应的分散系统是溶胶
17.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18.有关电泳的阐述，正确的是( )
A．电泳和电解没有本质区别B．外加电解质对电泳影响很小
C．胶粒电泳速度与温度无关 D．两性电解质电泳速度与pH值无关
19.当在溶胶中加入大分子化合物时( )
A．一定使溶胶更加稳定B．一定使溶胶更容易为电解质所聚沉C．对溶胶稳定性影响视其加入量而定D．对溶胶的稳定性没有影响
20.对于唐南平衡，下列哪种说法是正确的( )
A．膜两边同一电解质的化学位相同B．膜两边带电粒子的总数相同
C．膜两边同一电解质的浓度相同D．膜两边的离子强度相同
21.下列物系中,不属于胶体的是( )
A．云雾 B．烟 C．珍珠 D．空气
22.对于胶体与大分子溶液( )
A．都属于同类的分散体系
B．两者的分散相质点均能通过滤纸,因此都属于均相混和物
C．胶体属于介稳体系，大分子溶液属于稳定体系
D．粘度都大
23.将高分子溶液作为胶体体系来研究,因为它( )
A．为多相体系B．为热力学不稳定体系
C．对电解质很敏感D．粒子大小在胶体范围内
二. 判断对错
1.溶胶是在热力学上不稳定而动力学上稳定的系统。
（）
2.晴朗的天空呈蓝色，是白色太阳光被大气散射的结果。
（）
3.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。
（）
三. 简答题
1.溶胶净化的目的是什么？
2.胶体有那些电学性质？
3.若用FeCl3水解制备Fe(OH)3胶体，写出其胶团结构。
4.胶体有那些动力学性质？。