第五章 胶体(collidal) 和乳状液(emulsion)

（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
2 扩散和沉降平衡
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) —— 布朗 运动引起
小 加入少量电解质 发生聚沉
二、凝胶(gel)
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。
第三节 表面活性剂和乳状液
（一）表面张力 在恒温恒压下，沿着液体表面作用于单 位长度表面上的该种作用力，称为表面张 力(surface tension)，用σ/ N· m-1表示。 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。
金属氢氧化物为正溶胶，电泳时胶粒泳向 负极
金属硫化物、硅胶、金、银为负溶胶，电泳时胶 粒泳向正极
（四）溶胶不能透过半透膜
三、胶团结构——（一）带电原因：吸附
FeCl3 + H2O → Fe(OH) 3 +HCl FeOCl → FeO+ + Cl吸附离子 组成相似
[Fe(OH) 3]m
胶核 胶粒 胶团
溶胶
1.分散法: 物理破碎使大颗粒物质分散成胶粒
2.凝聚法: 用化学反应使分子或离子聚集成胶粒,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）溶胶的光散射 丁铎尔现象(Tyndall effect)
表面活性剂分子结构上的特征
既含有亲水的极性基团， 如－ OH 、－ COOH 、－ NH 2 、－ SH 、－ SO3H等； 又含有疏水的非极性基团， 一些直链的或带侧链的有机烃基
（三）胶束(micelle)
在水中加入少量表面活性剂，即被吸附在水相 表面定向排列成薄膜。但当逐步增大表面活性剂 的浓度，在水相表面膜形成的同时，表面活性剂 逐步相互聚集，把疏水基团靠拢在一起，形成疏 水基团向内、亲水基团伸向水相的缔合体，称为 胶束。
分散系统的分类——按粒径划分
分散相 粒子 大小
分散系 类型 溶液 溶 胶
高分 子 溶液
分散相 粒子 小分子或 离子
胶粒（分子、 离子、原子聚 集体）
性
质
例
<1 nm 1nm ~ 100 nm >100 nm
均相 、 稳定 系统； NaCl水溶液
扩散快
乙醇水溶液
胶 体 分 散 系
非均相、亚稳 定系统；扩散较慢
乳状液的类型的鉴别
稀释法：加水稀释后稳定的是O/W 染色法：加油溶性苏丹Ⅲ，显微镜下看到红 色颗粒的是O/W 电导率法：电导率大的是O/W
小结
溶胶的稳定性因素、胶团结构、电动电位 和聚沉 高分子化合物溶液和凝胶 表面活性剂和胶束 乳状液
返回
扩散慢 非均相、亚稳定系 统；扩散较慢 非均相、不稳定系 统；易聚沉或分层
Fe(OH) 3 、 As 2 S 3 溶 胶及Au、S溶胶等
高分子
均相 、 稳定 系统； 蛋白质、核酸水溶
液，橡胶的苯溶液
微 乳液
微乳滴 粗分散粒子
人造血浆 药物微乳制剂
粗分散系 （悬浊液、 乳浊液）
泥浆、乳汁
第一节
一、溶胶的制备
[Fe(OH) 3]m
反离子
nFeO
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(n-x)Cl
- x+
xCl-
吸附层
扩散层
AgNO3 + KI → AgI + KNO3
AgNO3过量
胶核 (AgI)m 吸附离子？ Ag+ [(AgI)m· nAg+· (n-x)NO3-]x+· x NO3－
KI过量？
[(AgI)m· nI-· (n-x) K+]x-· x K+
高分子化合物溶液和溶胶的性质比较
性质 分散相 颗 粒 均一性
稳定性 通透性
扩散速度
高分子化合物溶液 1～100nm 单个水合分子 单相系统
稳定系统 不能透过半透膜 慢
溶 胶 1～100nm，原子、离 子、分子的聚集体 多相系统
亚稳定系统 不能透过半透膜 较慢
粘 度
电 解 质 影 响
大 加入大量电解质 发生盐析
胶粒带电原因之二
胶核表面分子的解离也可造成胶粒带电： 硅酸(SiO2· H2O, 即H2SiO3)溶胶的表面 解离为SiO32－和H+
H2SiO3 HSiO3－ HSiO3－＋H+ SiO32－ ＋H+
四、溶胶的相对稳定因素及聚沉
1、胶粒带电 2、溶胶表面的水合膜 3、Brownian运动 4、高分子化合物对溶胶的保护作用
K3[Fe(CN)6] ＞ MgSO4＞ AlCl3
第二节 高分子化合物溶液
高分子化合物(polymer)：Mr≥1万 在液态的分散介质中形成的单相分子、离 子稳定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（单个分子） 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。
图片
自发降低表面张力的两条途径
自发降低表面积：液滴形成球状或分散 的微小液滴聚集在一起； 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，使表层粒子的浓度大于液体内部粒子 的浓度，以降低表面张力。
（二）表面活性剂
可使相间的表面张力降低的物质叫做表面 活性剂(surface active agent)。 如高级脂肪酸、肥皂、烷基苯磺酸钠等。
（三）溶胶的电学性质-电泳和电渗
1. 在电场作用下，带电 粒子在介质中的定向运 动称为电泳 (electrophoresis)
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。
2.电渗(electroosmosis)
在外电场作 用下，分散介 质的定向移动 现象
正溶胶和负溶胶
二、乳状液(emulsion)
将一种液体分散在另一种与之不相溶的液体中， 形成分散系统的过程称为乳化作用，得到的分散 系称为乳状液。其中一相是水，另一相统称为油 （包括极性小的有机溶剂，如苯） 乳化剂作用：
1、降低界面张力
2、形成保护膜
乳状液的类型
水包油型(O/W)乳状液 油包水型(W/O)乳状液
（三）溶胶的聚沉(coagulation)
不同的电解质，对溶胶的聚沉能力不同 叔尔采-哈迪(Schulze Hardy) 规则： 反离子的电荷越高，聚沉能力也急剧增强。 AgNO3 + KI → AgI + KNO3 AgNO3过量K3[Fe(CN)6] 、 MgSO4 、AlCl3哪个 聚沉能力强？ [(AgI)m· nAg+· (n-x)NO3-]x+· x NO3－，正溶胶
第二章 胶体分散系
什么是胶体？
实验：将一把泥土放入水中
既不下沉、也不溶解的 极为微小的土壤颗粒 称为胶体颗粒；含胶体 颗粒的体系称为胶体 体系
土中的盐类 形成真溶液
一杯泥土
泥沙+浑浊的小土粒 （底部）
国际纯粹化学与应用化学联合会 （IUPAC）
分散体系是指一种或几种物质以一定的分散度分散 在另一种物质中形成的体系 以颗粒分散状态存在的不连续相称为分散相；而连 续相称为分散介质 颗粒的粒径小于1nm，真溶液体系 颗粒的粒径为1—100nm 胶体体系 颗粒的粒径大于100nm，粗分散体系