第五章 胶体(collidal) 和乳状液(emulsion)
合集下载
乳状液(emulsion)
——界面张力差理论 一个界面膜必有两个面，故有两个σ。σ较 大的相易成为分散相。因这样可减少该面的面积，结果是在高σ这 边的液体就成了内相（分散相） ——乳状液制备工艺 例，玻璃类亲水性容器中乳化易形成O/W 型，塑料类亲油性容器中，易形成W/O型 ——相体积理论 量较多者易为分散相。界限：0.7402
（2）乳化炸药的主要组分 ）
——无机盐的水溶液 热溶解于水形成 作为分散相，提供氧化剂，一般由硝酸铵加
——碳质燃料 作为分散介质，提供还原剂。粘度合适的石油产品 均可选作碳质燃料。选择原则：既要形成稳定的W/O乳状液，又要 使乳化系统在确定的温度下变得稠厚，不能流动：柴油、重油、机 油、凡士林、复合蜡等。多与乳化剂一起溶解后，再与氧化剂乳化 2012-5-2 13
关于答疑与考试
2012-5-2
14
请弹技02级全体同学 请弹技 级全体同学 接受江棂和白晨艳的衷心祝愿
祝大家 身体好，学习好，素质高 今后能为祖国的强盛，为自己美好的前 程努力工作
2012-5-2
2004年6月16日全部结束
15
2012-5-2 8
●电破乳 常用于W／O型乳状液的破乳：高压电场中，极 性乳化剂分子转向而降低界面膜的强度。同时，水滴极化后相互吸 引排成一串。当电压升至一定强度(一般在2000V／cm以上)时，小 液滴瞬间聚结成大水滴而破乳 ●表面活性剂破乳 是目前工业上最常用的破乳方法。选择 能强烈吸附于油—水界面上的表面活性剂，如异戊醇，顶走原来的 乳化剂，在油—水界面形成新膜，但新膜的强度比原乳化剂形成的 膜降低很多，因而容易失去稳定性而破乳。这种表面活性剂叫破乳 剂 ——除以上方法外，还有离心法、超声波法等。实际是多种方法 并用。如原油破乳，加热、电场和添加破乳剂三者同时进行
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。
《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
《胶体溶液》课件
沉降：密度＞分散介质的胶粒，在重力作用下 下沉而与流体分离的过程。
沉降平衡：当V沉降 = V扩散，系统达平衡， 形成一个稳定的浓度梯度的状态。
二、溶胶的基本性质
4．溶胶的电学性质 （1）电泳：在外电场作用下，带电胶粒在介质中
定向移动的现象。
+
–
泥土 胶粒带负电
二、溶胶的基本性质
（2）电渗：
在外电场作用下，分散介质通过多孔膜作 定向移动的现象。
表面活性物质（表面活性剂）
一、表面活性剂
2．正吸附和负吸附
溶液自发降低σ的方式：改变表面层的浓度。
σ
I 无机酸,
碱, 盐等.
σ0
Ⅱ 有机酸, 醇,
酯, 醚, 酮等.
Ⅲ 肥皂, 合成 c 洗涤剂等.
Ⅰ：c表＜c本： 负吸附
Ⅱ：c表＞c本： 正吸附 Ⅲ：c表>>c本： 正吸附
一、表面活性剂
小结：
正吸附 表面活性物质 溶质的加入σ↓ c(表面) > c(内部)
例如：制备氢氧化铁溶胶： FeCl3 + 3H2O(沸) → Fe(OH)3 + 3HCl
溶液中部分Fe(OH)3与 HCl作用： Fe(OH)3 + 3HCl → FeOCl + 2H2O FeOCl → FeO+ + Cl-
三、胶团结构及溶胶的稳定性
（2）胶核表面分子的离解
硅酸溶胶的胶核由许多xSiO2·yH2O分子组成
四、溶胶的稳定与聚沉
2. 溶胶的聚沉
胶粒从介质中析出的现象。 电解质的聚沉作用 溶胶的相互聚沉 高分子物质对溶胶的作用
四、溶胶的稳定与聚沉
电解质的聚沉作用 (1) 聚沉原理：
沉降平衡：当V沉降 = V扩散，系统达平衡， 形成一个稳定的浓度梯度的状态。
二、溶胶的基本性质
4．溶胶的电学性质 （1）电泳：在外电场作用下，带电胶粒在介质中
定向移动的现象。
+
–
泥土 胶粒带负电
二、溶胶的基本性质
（2）电渗：
在外电场作用下，分散介质通过多孔膜作 定向移动的现象。
表面活性物质（表面活性剂）
一、表面活性剂
2．正吸附和负吸附
溶液自发降低σ的方式：改变表面层的浓度。
σ
I 无机酸,
碱, 盐等.
σ0
Ⅱ 有机酸, 醇,
酯, 醚, 酮等.
Ⅲ 肥皂, 合成 c 洗涤剂等.
Ⅰ：c表＜c本： 负吸附
Ⅱ：c表＞c本： 正吸附 Ⅲ：c表>>c本： 正吸附
一、表面活性剂
小结：
正吸附 表面活性物质 溶质的加入σ↓ c(表面) > c(内部)
例如：制备氢氧化铁溶胶： FeCl3 + 3H2O(沸) → Fe(OH)3 + 3HCl
溶液中部分Fe(OH)3与 HCl作用： Fe(OH)3 + 3HCl → FeOCl + 2H2O FeOCl → FeO+ + Cl-
三、胶团结构及溶胶的稳定性
（2）胶核表面分子的离解
硅酸溶胶的胶核由许多xSiO2·yH2O分子组成
四、溶胶的稳定与聚沉
2. 溶胶的聚沉
胶粒从介质中析出的现象。 电解质的聚沉作用 溶胶的相互聚沉 高分子物质对溶胶的作用
四、溶胶的稳定与聚沉
电解质的聚沉作用 (1) 聚沉原理：
第五章胶体.ppt
④ 高分子化合物对溶胶的保护作用(a)和敏化作用(b)
2019/10/16
30
第二节 溶胶
三、气溶胶（aerosol） 由极小的固体或液体粒子
悬浮在气体介质中所形成 的分散系统称为气溶胶。
图示是各种气溶胶的分散 相粒子直径的大致范围。
烟、雾的分散度较高，粉 尘的分散度低，后者稳定 性要差些。
十二烷基 磺酸钠
氢氧化铁 溶胶
＞ 100nm
粗粒 分散系
乳状液 非均相，热力学不稳定系统
悬浮液
不透滤纸和不透半透膜
牛奶 泥浆
2019/10/16
5
第一节 胶体分散系
二、胶体分散系
胶体分散系包括溶胶、高分子溶液和缔合胶体三类。 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。
50 0.65 0.72 0.81 0.093 0.096 0.095
AgI(负溶胶)
LiNO3 NaNO3 KNO3 RbNO3 Ca(NO3)2 Mg(NO3)2 Pb(NO3)2 Al(NO3)3 La(NO3)3 Ce(NO3)3
165 140 136 126 2.40 2.60 2.43 0.067 0.069 0.069
溶胶的分散相粒子由于 Brown 运动，能自动地 从浓度较高处移向浓度较低处，这种现象称为扩 散。在生物体内，扩散是物质输送或物质分子通 过细胞膜的推动力之一。在重力场中，胶粒受重 力作用要下沉，这一现象称为沉降。
2019/10/16
13
第二节 溶胶
2. 动力学性质 ② 扩散和沉降 当沉降速度等于扩散速度，系
物质的分散度越高，其表面积越大，表面 性质越明显。
2019/10/16
30
第二节 溶胶
三、气溶胶（aerosol） 由极小的固体或液体粒子
悬浮在气体介质中所形成 的分散系统称为气溶胶。
图示是各种气溶胶的分散 相粒子直径的大致范围。
烟、雾的分散度较高，粉 尘的分散度低，后者稳定 性要差些。
十二烷基 磺酸钠
氢氧化铁 溶胶
＞ 100nm
粗粒 分散系
乳状液 非均相，热力学不稳定系统
悬浮液
不透滤纸和不透半透膜
牛奶 泥浆
2019/10/16
5
第一节 胶体分散系
二、胶体分散系
胶体分散系包括溶胶、高分子溶液和缔合胶体三类。 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。
50 0.65 0.72 0.81 0.093 0.096 0.095
AgI(负溶胶)
LiNO3 NaNO3 KNO3 RbNO3 Ca(NO3)2 Mg(NO3)2 Pb(NO3)2 Al(NO3)3 La(NO3)3 Ce(NO3)3
165 140 136 126 2.40 2.60 2.43 0.067 0.069 0.069
溶胶的分散相粒子由于 Brown 运动，能自动地 从浓度较高处移向浓度较低处，这种现象称为扩 散。在生物体内，扩散是物质输送或物质分子通 过细胞膜的推动力之一。在重力场中，胶粒受重 力作用要下沉，这一现象称为沉降。
2019/10/16
13
第二节 溶胶
2. 动力学性质 ② 扩散和沉降 当沉降速度等于扩散速度，系
物质的分散度越高，其表面积越大，表面 性质越明显。
第五章 胶体 医用化学
第一节 胶体分散系
胶体的制备: 分散法
1、研磨法 2、超声波法 凝聚法 1、物理凝聚法 2、化学凝聚法 例如：水解反应 煮沸 FeCl3(稀溶液)＋3H2O
3、胶溶法
4、电弧法
Fe(OH)3(溶 胶)＋3HCl
第一节 胶体分散系
二、胶体分散系的特性
1. 分散度—分散相在分散介质中分散的程度，
胶团
第二节 溶胶
过量的稀AgNO3与稀KI溶液反应制备的AgI溶胶 AgI胶团结构简式： {(AgI)m · nAg＋· (nx)NO3－}x+· xNO3－ 胶核 电位离子 反离子 反离子 吸附层 胶粒 胶团 扩散层
第二节 溶胶
3. 溶胶的稳定因素
① 胶粒带电
两个带电胶粒间存在静电排斥力，阻止胶粒接 近，合并变大。但是，加热溶胶，胶粒的动能 增大到能克服静电斥力时就会聚沉。 ② 胶粒表面的水合膜犹如一层弹性膜，阻碍胶粒 相互碰撞合并变大。水合膜层愈厚，胶粒愈稳 定。 ③ Brown运动也是溶胶稳定因素之一。
第一节 胶体分散系
一、胶体分散系的制备
胶体分散系：胶体分散系包括溶胶 、高分子溶
液 和缔合胶体三类。 胶体的分散相的粒子的直径大小为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。
第一节 胶体分散系
一些胶体的例子
分散介质 气体 气体 液体 液体 液体 固体 固体 固体 分散相 液体 固体 气体 液体 固体 气体 液体 固体 名 称 气溶胶 气溶胶 泡沫胶 乳状液 溶胶 泡沫 凝胶 固体溶胶 实 例 雾 烟 生奶油 牛奶 油漆，细胞液 浮石 果冻 红宝石玻璃
2.
溶胶的动力学性质 ① Brown Movement—由于介质分子的热运动不断 地撞击着胶体粒子所引起的现象。
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
第5章 胶体
被分散的物质称为分散相(dispersed phase)或分 散质，而容纳分散相的连续介质称为分散介质 (dispersed medium)或分散剂。
按照分散相粒子的大小，可以把分散系分为真溶 液、胶体分散系和粗分散系。表5-2
分散相 粒子 大小
分散系 真溶液
分散相的 粒子组成
低分子， 离子
胶粒（分子， 原子或离子 聚集体）
如:As2S3溶胶加热至沸,析出淡黄色沉淀。
4.高分子物质对溶胶的保护作用和敏化作用 在溶胶中加入一定量的高分子，能显著提高溶 胶的稳定性，这种现象称为高分子对溶胶的保护作
用。
图5-7 高分子物质对溶胶保护作用（a） 和敏化作用（b）示意图
三、气溶胶（aerosol）
气溶胶：由极小的固体或液体粒子悬浮在气体 介质中所形成的分散系统。 例如：烟、粉尘、雾等。 预防医学中很重视气溶胶问题。在工农业生产
性
质*
小于
1nm
1~ 100 nm
均相，能透过半透膜， 热力学稳定
胶 体 分 散 系
溶胶
高分子 溶液 缔合 胶体
非均相，不能透过半透 膜，热力学不稳定
均相，不能透过半透膜， 热力学稳定，透明
高分子
胶束
粗粒子*
均相，不能透过半透膜， 热力学稳定，透明
非均相，不能透过半透 膜，热力学不稳定
大于 100 nm
－水合双电层，水合双电层犹如一层弹性膜，阻碍
了胶粒间相互碰撞，使胶粒彼此隔开，不易聚集。
水合膜越厚，胶粒越稳定。 3.布朗运动也是溶胶稳定因素之一。
(四)溶胶的聚沉现象
当溶胶的稳定因素遭到破坏，胶粒碰撞时合并
变大，胶粒就从介质中析出而下沉，称为聚沉
《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。
- 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)。
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 乳离子
nFeO
+
(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+
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
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
（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
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。
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。
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。
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)
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
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。
（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
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
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
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
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