物理化学：12.1 溶胶的制备

泡沫
d
多相，热力学不稳定系统；不透 浑浊泥水，
散 悬浮液 >1000n 粗颗粒 明、浑浊、扩散慢或不扩散、不 牛奶，豆浆
系
粉尘
m
能透过半透膜或滤纸；久置沉淀 等
统
或分层。
依据分散相和分散介质聚集状态的不同分类：
分散介质 气
液
固
分散相
液 固
气 液 固
气 液 固
名称 气溶胶
泡沫 乳状液 液溶胶或悬浮液
分散相沉于底部
胶体系统 平衡 分散相形成浓梯
对微小粒子的沉降平衡，贝林(Perrin)导出粒子浓度随
高度的分布定律：
ln
C2 C1
Mg RT
1
0 (h2 h1)
C: 粒子数密度； 0：介质密度
四种电现象的相互关系：
电泳 （液体静止，固体粒子运动）
外加电场引起 相对运动
电渗
（固相不动，液体移动）
根据分散相粒子的大小，分散系统可分为：
类型
分散相粒 分散相 子直径
性质
实例
真 分子溶液
小分子 均相，热力学稳定系统；透明、 氯化钠或蔗
溶 离子溶液 d < 1nm 离子 不发生光散射、扩散快、溶质溶 糖的水溶液，
液
等
原子 剂均能透过半透膜。
混合气体等
溶胶
胶体粒子 多相，热力学不稳定系统；扩散 金溶胶，氢
胶 (憎液胶体)
慢、不能透过半透膜，易聚沉。 氧化铁溶胶
体 分 散
高分子溶 液(亲液)
1<d <1000n
m
高(大)分 均相，热力学稳定系统；扩散慢、聚乙烯醇水
子 不能透过半透膜。
溶液
系
均相，热力学稳定系统；胶束扩 表面活性剂
统 缔合胶体
胶束 散慢、不能透过半透膜。
的水溶液
c > cmc
粗 乳状液
分
溶胶系统中，溶胶粒子因布朗运动由高“浓度” 向低
“浓度”的定向迁移过程——溶胶粒子的扩散
dn dt
DAS
dc dx
球形粒子，D 可由爱因斯坦－斯托克斯方程计算：
D
RT 6L r
Einstein 用统计和分子运动论的观点，推导Einstein-Brown 平均位移公式：
D
RT 6L r
D
x2 2t
又r
RT /(6L D) ，则 m
4 3
r3
RT 3 162 2 L D
——由D、、可求出单个球形胶体粒子的质量
胶体粒子的摩尔质量：M
mL
RT 3 162( L)2 D
沉降：多相分散系统中的粒子，因受重力作用而下沉的过程
➢ 沉降与扩散为粒子受到的两个相反的作用
沉降 扩散
结果
真溶液
均相
粗分散系统
超显微镜观察的不是胶粒本身，而是观察胶粒发出的 散射光。是目前研究憎液溶胶非常有用的手段之一。
从超显微镜可以获得哪些有用信息？ （1） 可以测定球状胶粒的平均半径。 （2） 间接推测胶粒的形状和不对称性。
（3） 判断粒子分散均匀的程度。粒子大小不同，散 射光的强度也不同。
（4） 观察胶粒的布朗运动 、电泳、沉降和凝聚等 现象。
沉降电位
相对运动产 生电位差
流动电势Βιβλιοθήκη Baidu
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。
胶体溶液
丁铎尔效应可用来区分
小分子真溶液
I
9 2V 2C 2 4l 2
(
n2 n02 n2 2n02
固溶胶
实例
云，雾，喷雾 烟，粉尘
肥皂泡沫 牛奶，含水原油 金溶胶，油墨，泥浆
泡沫塑料 珍珠，蛋白石 有色玻璃，某些合金
§12.1 溶胶的制备
分散法 粗分散系统 大变小
聚集法 胶体系统 小变大
d >1000nm
1 < d <1000nm
分子分散系统
d < 1nm
1、分散法
2、凝聚法
3、胶体的净化
丁铎尔效应是由于胶体粒子发生光散射而引起的
)2
(1
cos2
)
I0
从Rayleigh公式可得出如下结论：
1.散射光强度与粒子的体积平方成正比。 可鉴别分散系统的种类
2. 散射光强度与入射光波长的四次方成反比。入 射光波长愈短，散射愈显著。所以可见光中，蓝、 紫色光散射作用强。
3.分散相与分散介质的折射率相差愈显著，则散射作 用亦愈显著。
4.散射光强度与单位体积中的粒子数成正比。