物理化学课件12章 胶体化学
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最新第十二章 胶体化学
分散介质(dispersing medium):另一种连续分布 的物质
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2021/1/11
12.0 概述
表 12.0.1 分散系统按分散相粒子大小分类
系统 真溶液 胶体系统 粗分散系统
分散相粒子 直径 d
实例
各种分子、原子、离子溶液
d < 1 nm 如乙醇水溶液、NaCl 水溶液、
（1）分散法 用机械、化学等方法使固体的粒子变小。
（2）凝聚法 使分子或离子聚结成胶粒。
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2021/1/11
溶胶的制备--研磨法
1.研磨法 用机械粉碎的方法将固体磨细。 这种方法适用于脆而易碎的物质，对于柔
韧性的物质必须先硬化后再粉碎。例如，将废 轮胎粉碎，先用液氮处理，硬化后再研磨。
胶体系统中的分散相可以是一种物质，也可以是多种物质， 可以是由许多原子或分子组成的粒子，也可以是一个大分子。
胶体系统通常还可分为三类：
1）溶胶 — 分散相不溶于分散介质，有很大的相界面，很高的 界面能，因此是热力学不稳定系统；
2）高分子溶液— 以分子形式溶于介质，没有相界面，为均相 热力学稳定系统；
物理化学电子教案—第十二章
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2021/1/11
第十二章 胶体化学
12.0 概述 12.1 溶胶的制备 12.2 溶胶的光学性质 12.3 溶胶的动力学性质 12.4 溶胶的电学性质 12.5 溶胶的稳定和聚沉
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2021/1/11
第十二章 胶体化学
12.6 乳状液 12.7 泡沫 12.8 悬浮液 12.9 气溶胶 12.10 高分子化合物的渗透压和粘度
物理化学课件12章 胶体化学
胶溶法又称解胶法，仅仅是将新鲜的凝聚胶粒重 新分散在介质中形成溶胶，并加入适当的稳定剂。
这种稳定剂又称胶溶剂。根据胶核所能吸附的离 子而选用合适的电解质作胶溶剂。
这种方法一般用在化学凝聚法制溶胶时，为了将 多余的电解质离子去掉，先将胶粒过滤，洗涤，然后 尽快分散在含有胶溶剂的介质中，形成溶胶。
例如： Fe(OH)3（新鲜沉淀） 加 F eC l3
蒸气骤冷法
3.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。
净化的方法主要有渗析法和超过滤法。
（1）渗析法
简单渗析 将需要净化的溶 胶放在羊皮纸或动物膀胱等 半透膜制成的容器内，膜外 放纯溶剂。
2.高分子溶液 半径落在胶体粒子范围内的高分子溶解在
合适的溶剂中，一旦将溶剂蒸发，高分子化合 物凝聚，再加入溶剂，又可形成溶胶，分散相 与分散介质同相，亲液溶胶是热力学上稳定、 可逆的系统。
3.缔合胶体（有时也称为胶体电解质）
分散相是由表面活性剂缔合而成的胶束。通 常以水作为分散介质，胶束中表面活性剂的亲 油基团向里，亲水基团向外，分散相与分散介 质之间有很好的亲和性，因此也是一类均相的 热力学稳定系统。
2. 有心形聚光器
这种超显微镜有一个 心形腔，上部视野涂黑， 强烈的照射光通入心形腔 后不能直接射入目镜，而 是在腔壁上几经反射，改 变方向，最后从侧面会聚
在试样上。
目镜在黑暗的背景上看到的是胶粒发出的的散射光。
从超显微镜可以获得哪些有用信息？
1
（1） 可以测定球状胶粒的平均半径。
r
3m 4
这种稳定剂又称胶溶剂。根据胶核所能吸附的离 子而选用合适的电解质作胶溶剂。
这种方法一般用在化学凝聚法制溶胶时，为了将 多余的电解质离子去掉，先将胶粒过滤，洗涤，然后 尽快分散在含有胶溶剂的介质中，形成溶胶。
例如： Fe(OH)3（新鲜沉淀） 加 F eC l3
蒸气骤冷法
3.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。
净化的方法主要有渗析法和超过滤法。
（1）渗析法
简单渗析 将需要净化的溶 胶放在羊皮纸或动物膀胱等 半透膜制成的容器内，膜外 放纯溶剂。
2.高分子溶液 半径落在胶体粒子范围内的高分子溶解在
合适的溶剂中，一旦将溶剂蒸发，高分子化合 物凝聚，再加入溶剂，又可形成溶胶，分散相 与分散介质同相，亲液溶胶是热力学上稳定、 可逆的系统。
3.缔合胶体（有时也称为胶体电解质）
分散相是由表面活性剂缔合而成的胶束。通 常以水作为分散介质，胶束中表面活性剂的亲 油基团向里，亲水基团向外，分散相与分散介 质之间有很好的亲和性，因此也是一类均相的 热力学稳定系统。
2. 有心形聚光器
这种超显微镜有一个 心形腔，上部视野涂黑， 强烈的照射光通入心形腔 后不能直接射入目镜，而 是在腔壁上几经反射，改 变方向，最后从侧面会聚
在试样上。
目镜在黑暗的背景上看到的是胶粒发出的的散射光。
从超显微镜可以获得哪些有用信息？
1
（1） 可以测定球状胶粒的平均半径。
r
3m 4
第十二章胶体化学ppt课件
分散介质 ——分散其他物质的物质，一般都是连续的
如油在水中的分散
油滴
二、分散体系分类 （一）按分散相的线度大小分类
1. 分子分散体系 分散相粒子线度：＜10－9 m 电子显微镜看不见，能透过半透膜
如：混合气体，真溶液
2．胶体分散体系(固-液溶胶，憎液溶胶）
分散相粒子线度：10-9～10-7m 电子显微镜能看见，不能透过半透膜
散作用和渗透压。实验中可观测到胶粒是从高浓度区→低浓度区迁 移——扩散
扩散：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 现象
原因：粒子热运动
扩散与布朗运动的异同点：
相同点：粒子热运动
不同点：布朗运动
扩散
无规则
定向运动
任何时刻都存在 有浓度梯度时存在
3. 沉降和沉降平衡
粒子
介质
x
双 电 层 的 Stern 模 型
当溶胶相对静止时，整个溶胶体系是电中性的，但当分散相粒子和液 体介质相对运动时，就会产生电位差，这种电位差叫电动电势。
胶粒是带电的，由于静电引力使反粒子在表面周围，又由于分子热运动， 使反粒子在表面附近呈扩散分布。
离表面近的一层——紧密层(内层)，厚度(约几个水分子直径大小， 因为离子的水化所致)，当固体(胶粒)移动时，紧密层随固体一起移动。 外层——扩散层，紧密层与扩散层的界面叫切动面(滑动面)。
所加入的可溶性物质—胶溶剂 胶溶法一般只适用于新鲜沉淀。
如：Fe(OH)3(新鲜沉淀)
3. 凝聚法
加FeCl3
Fe(OH)3(溶胶)
化学凝聚法： 如AgNO3稀溶液滴入KBr溶液中可制AgBr溶胶； FeCl3(稀溶液)滴入沸水中可制得Fe(OH)3溶胶。
如油在水中的分散
油滴
二、分散体系分类 （一）按分散相的线度大小分类
1. 分子分散体系 分散相粒子线度：＜10－9 m 电子显微镜看不见，能透过半透膜
如：混合气体，真溶液
2．胶体分散体系(固-液溶胶，憎液溶胶）
分散相粒子线度：10-9～10-7m 电子显微镜能看见，不能透过半透膜
散作用和渗透压。实验中可观测到胶粒是从高浓度区→低浓度区迁 移——扩散
扩散：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 现象
原因：粒子热运动
扩散与布朗运动的异同点：
相同点：粒子热运动
不同点：布朗运动
扩散
无规则
定向运动
任何时刻都存在 有浓度梯度时存在
3. 沉降和沉降平衡
粒子
介质
x
双 电 层 的 Stern 模 型
当溶胶相对静止时，整个溶胶体系是电中性的，但当分散相粒子和液 体介质相对运动时，就会产生电位差，这种电位差叫电动电势。
胶粒是带电的，由于静电引力使反粒子在表面周围，又由于分子热运动， 使反粒子在表面附近呈扩散分布。
离表面近的一层——紧密层(内层)，厚度(约几个水分子直径大小， 因为离子的水化所致)，当固体(胶粒)移动时，紧密层随固体一起移动。 外层——扩散层，紧密层与扩散层的界面叫切动面(滑动面)。
所加入的可溶性物质—胶溶剂 胶溶法一般只适用于新鲜沉淀。
如：Fe(OH)3(新鲜沉淀)
3. 凝聚法
加FeCl3
Fe(OH)3(溶胶)
化学凝聚法： 如AgNO3稀溶液滴入KBr溶液中可制AgBr溶胶； FeCl3(稀溶液)滴入沸水中可制得Fe(OH)3溶胶。
胶体化学物理化学优秀课件
松香乙醇溶液+ 水 松香水溶胶
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
2021/4/24
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；
2021/4/24
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。
2021/4/24
11
2021/4/24
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。
2021/4/24
18
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
2021/4/24
19
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
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
2021/4/24
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；
2021/4/24
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。
2021/4/24
11
2021/4/24
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。
2021/4/24
18
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
2021/4/24
19
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
25
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
物理化学第十二章胶体化学课件演示文稿
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
7
§12-1 溶胶的制备
分散法 粗分散系统 大变小
胶体系统
聚集法 小变大
d >1000nm
1 < d <1000nm
分子分散系统
d < 1nm
1．分散法：
（1）胶体磨 （2）气流粉碎机（又称喷射磨） （3）电弧法—用于制备贵金属的水溶胶
2. 凝结法
（1）物理凝聚法
①蒸气凝聚法 ②过饱和法
将蒸气状态的物质或溶解状态的物质凝聚为胶体状态
蒸 气 凝 聚 法
1—被抽空容器 2、4—盛有溶剂的和
需要分散的物质容器
3—盛溶胶是容器 5—液态空气冷凝器
示
意
图
10
（2）化学凝聚法
利用生成不溶性物质的化学反应，通过控制析晶过程得 到溶胶的方法
Fe (OH)3溶胶：
3
胶体化学主要研究对象是多相分散系统
分散系统：一种或几种物质分散在另一种物质之中所构 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
4
根据分散相粒子的大小，分散系统可分为：
真溶液 d < 1nm 胶体分散系统 1 < d <1000nm
溶胶 高分子溶液 缔合胶体
粗分散系统 d >1000nm
胶体粒子
多相，热力学不稳定系统，扩 散慢、不能透过半透膜，成胶 体
金溶胶，氢氧化铁 溶胶
体
分 散 系
高分子溶液
1 < d <1000nm
高（大）分 子
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
7
§12-1 溶胶的制备
分散法 粗分散系统 大变小
胶体系统
聚集法 小变大
d >1000nm
1 < d <1000nm
分子分散系统
d < 1nm
1．分散法：
（1）胶体磨 （2）气流粉碎机（又称喷射磨） （3）电弧法—用于制备贵金属的水溶胶
2. 凝结法
（1）物理凝聚法
①蒸气凝聚法 ②过饱和法
将蒸气状态的物质或溶解状态的物质凝聚为胶体状态
蒸 气 凝 聚 法
1—被抽空容器 2、4—盛有溶剂的和
需要分散的物质容器
3—盛溶胶是容器 5—液态空气冷凝器
示
意
图
10
（2）化学凝聚法
利用生成不溶性物质的化学反应，通过控制析晶过程得 到溶胶的方法
Fe (OH)3溶胶：
3
胶体化学主要研究对象是多相分散系统
分散系统：一种或几种物质分散在另一种物质之中所构 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
4
根据分散相粒子的大小，分散系统可分为：
真溶液 d < 1nm 胶体分散系统 1 < d <1000nm
溶胶 高分子溶液 缔合胶体
粗分散系统 d >1000nm
胶体粒子
多相，热力学不稳定系统，扩 散慢、不能透过半透膜，成胶 体
金溶胶，氢氧化铁 溶胶
体
分 散 系
高分子溶液
1 < d <1000nm
高（大）分 子
物理化学之胶体化学PPT课件
第26页/共41页
§12-9 乳状液
• 一.什么是乳状液 • 1.乳状液 • 一种或几种液体以液珠的形式分散在另一种不相溶的液体中构成的分散系统
称为乳状液。 • 乳状液属于粗分散系统。
第27页/共41页
二.乳状液的分类
• 按分散相与分散介质的类型将乳状液分为两类： • ⑴油分散在水中(O/W)
• 如牛奶、农药、日用雪花膏等。
第38页/共41页
第39页/共41页
第40页/共41页
感谢您的观看！
第41页/共41页
第3页/共41页
§12-2 胶体系统的制备
• 一.分散法——将大颗粒变小 • 胶体磨，超声法，胶溶法，电弧法等。 • 二.凝聚法——将小颗粒变大 • 过饱和溶液（改变溶剂或冷却），化学凝聚法 • 三.溶胶的净化
第4页/共41页
§13-3 胶体系统的光学性质
• 一、Tyndall效应 • 一束光通过分散系统时产生吸收、散射和反射等现象。其中散射和反射的强
第9页/共41页
• 3.Einstein-Brown平均位移公式 • 的计算值与实验值一致 • 4.意义 • ⑴说明了分子运动论完全可以用于胶体分散系统； • ⑵布朗运动是胶体分散系统稳定的原因之一。
第10页/共41页
• 二.扩散 • 1.粒子从浓度高的区域自动向浓度低的区域移动的
现象称为扩散。 • 2.扩散是热力学第二定律的必然结果。 • 3.扩散是布朗运动的宏观表现，而布朗运为Stern层（即 紧密层），Stern面之外至溶液本体称为扩散层。
• 与表面结合得相当牢固的反离子为紧密层，在表 面附近做热运动的其它反离子构成双点层中的扩 散层。
第20页/共41页
§憎液溶胶的胶团结构
§12-9 乳状液
• 一.什么是乳状液 • 1.乳状液 • 一种或几种液体以液珠的形式分散在另一种不相溶的液体中构成的分散系统
称为乳状液。 • 乳状液属于粗分散系统。
第27页/共41页
二.乳状液的分类
• 按分散相与分散介质的类型将乳状液分为两类： • ⑴油分散在水中(O/W)
• 如牛奶、农药、日用雪花膏等。
第38页/共41页
第39页/共41页
第40页/共41页
感谢您的观看！
第41页/共41页
第3页/共41页
§12-2 胶体系统的制备
• 一.分散法——将大颗粒变小 • 胶体磨，超声法，胶溶法，电弧法等。 • 二.凝聚法——将小颗粒变大 • 过饱和溶液（改变溶剂或冷却），化学凝聚法 • 三.溶胶的净化
第4页/共41页
§13-3 胶体系统的光学性质
• 一、Tyndall效应 • 一束光通过分散系统时产生吸收、散射和反射等现象。其中散射和反射的强
第9页/共41页
• 3.Einstein-Brown平均位移公式 • 的计算值与实验值一致 • 4.意义 • ⑴说明了分子运动论完全可以用于胶体分散系统； • ⑵布朗运动是胶体分散系统稳定的原因之一。
第10页/共41页
• 二.扩散 • 1.粒子从浓度高的区域自动向浓度低的区域移动的
现象称为扩散。 • 2.扩散是热力学第二定律的必然结果。 • 3.扩散是布朗运动的宏观表现，而布朗运为Stern层（即 紧密层），Stern面之外至溶液本体称为扩散层。
• 与表面结合得相当牢固的反离子为紧密层，在表 面附近做热运动的其它反离子构成双点层中的扩 散层。
第20页/共41页
§憎液溶胶的胶团结构
第12章胶体化学2ppt课件
外加电场引 起相对运动
电渗
（固相不动，液体移动）
相对运动产 生电位差
流动电势
说明：溶胶粒子和分散介质带有不同性质的电荷 溶胶粒子为什么带电？ 溶胶粒子周围的分散介质中，反离子（与胶粒所带电荷 符号相反的离子）是如何分布的？ 电解质是如何影响电动现象的？ ——双电层理论
9
2. 扩散双电层理论
溶胶粒子带电原因： ①离子吸附：固体表面从溶液中有选择性地吸附某种离 子而带电。如AgI溶胶：
界面法移动法电泳装置
实验测出在一定时间内界面 移动的距离，可求得粒子的电 泳速度
Fe(OH)3溶胶粒子带正电
2
电势梯度 100V m1 时溶胶粒子与普通离子的运动速度
粒子的种类
H+ OH－ Na+ K+ Cl－ C3H7COO－ C8H17COO－ 溶胶粒子
运动速度 v 106 m s1
--
-
-
-
-
-
-
-
-
+ +
+ +
-- -
- ---
扩散层 斯特恩层(紧密层)
固体表面 斯特恩面 滑动面
φo
表面电势φ0 （热力学电势） 斯特恩电势φ
电势（滑动面
与溶液本体之间 的电位差）
φδ
16
电势的大小，反映了胶粒带电的程度， 电势越大，表明：
✓胶粒带电 ， ✓滑动面与溶液本体之间的电势差 ✓扩散层厚度 电解质的影响： 溶液中电解质浓度增加时，介质中反 离子的浓度加大，将压缩扩散层使其 变薄，把更多的反离子挤进滑动面以
斥力势能
引力势能
27
除胶粒带电是溶胶稳定的主要原因外，溶剂化作用和布朗 运动也是溶胶稳定的有利因素。 所以溶胶稳定的原因： 1)胶粒带电 增加胶粒间的排斥作用； 2)溶剂化作用 形成弹性水化外壳，增加溶胶聚合的阻力 3)Brown运动 使胶粒克服受重力影响而不下沉
天津大学物理化学第五版-第十二章-胶体化学
溶胶粒子间的作用力： Verwey ＆Overbeek(1948)
van der Waals 吸引力：EA -1/x2 双电层引起的静电斥力：ER ae-x
总作用势能：E = ER + EA
EA曲线的形状由粒子本
性决定，不受电解质影响；
ER曲线的形状、位置强
烈地受电解质浓度的影响。
ER 势 能
E
n : 分散相的折射率； n0：分散介质的折射率；
：散射角；
l : 观测距离
I＝ 9 2V 2C 2 4 l 2
n 2 n02 n2 2n02
2
1 cos 2
I0
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 ，可测 I 求粒子大小V 。
2. 憎液溶胶的聚沉 溶胶粒子合并、长大，进而发生沉淀的现
象，称为聚沉。
(1) 电解质的聚沉作用 聚沉值使溶胶发生明显的聚沉所需电解质的最小浓度 聚沉能力聚沉值的倒数
EA 曲线的形状由粒子本性决定，不受电解质影响； ER 曲线的形状、位置强烈地受电解质浓度的影响。
电解质浓度与价数增加，使胶体粒子间势垒的高度 与位置发生变化。
分散系统：一种或几种物质分散在另一种物质之中
分散相：被分散的物质 （dispersed phase） 分散介质：另一种连续分布的物质
medium)
（dispersing
分子分散系统
胶体分散系统
粗分散系统
例如：云，牛奶，珍珠
按分散相粒子的大小分类
类型
粒子大小
特性
举例
低分子溶 液(分子分
散系统)
<1nm
van der Waals 吸引力：EA -1/x2 双电层引起的静电斥力：ER ae-x
总作用势能：E = ER + EA
EA曲线的形状由粒子本
性决定，不受电解质影响；
ER曲线的形状、位置强
烈地受电解质浓度的影响。
ER 势 能
E
n : 分散相的折射率； n0：分散介质的折射率；
：散射角；
l : 观测距离
I＝ 9 2V 2C 2 4 l 2
n 2 n02 n2 2n02
2
1 cos 2
I0
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 ，可测 I 求粒子大小V 。
2. 憎液溶胶的聚沉 溶胶粒子合并、长大，进而发生沉淀的现
象，称为聚沉。
(1) 电解质的聚沉作用 聚沉值使溶胶发生明显的聚沉所需电解质的最小浓度 聚沉能力聚沉值的倒数
EA 曲线的形状由粒子本性决定，不受电解质影响； ER 曲线的形状、位置强烈地受电解质浓度的影响。
电解质浓度与价数增加，使胶体粒子间势垒的高度 与位置发生变化。
分散系统：一种或几种物质分散在另一种物质之中
分散相：被分散的物质 （dispersed phase） 分散介质：另一种连续分布的物质
medium)
（dispersing
分子分散系统
胶体分散系统
粗分散系统
例如：云，牛奶，珍珠
按分散相粒子的大小分类
类型
粒子大小
特性
举例
低分子溶 液(分子分
散系统)
<1nm
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（2）凝聚法 使分子或离子聚结成胶粒
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。
通常所制备的溶胶中粒子的大小不是均一 的，是一个多级分散系统。
1 分散法
（1）研磨法 用机械粉碎的方法将固体磨细。 这种方法适用于脆而易碎的物质，对于柔
韧性的物质必须先硬化后再粉碎。例如，将废 轮胎粉碎，先用液氮处理，硬化后再研磨。
（3）热力学不稳定性
因为粒子小，比表面大，表面自由能高，是热力学不 稳定系统，有自发降低表面自由能的趋势，即小粒子会自 动聚结成大粒子。
§12.1 胶体系统的制备
制备溶胶必须使分散相粒子的大小落在胶体分 散系统的范围之内，并加入适当的稳定剂。制备方 法大致可分为两类：
（1）分散法 用机械、化学等方法使固体的粒子变小。
胶溶法又称解胶法，仅仅是将新鲜的凝聚胶粒重 新分散在介质中形成溶胶，并加入适当的稳定剂。
这种稳定剂又称胶溶剂。根据胶核所能吸附的离 子而选用合适的电解质作胶溶剂。
这种方法一般用在化学凝聚法制溶胶时，为了将 多余的电解质离子去掉，先将胶粒过滤，洗涤，然后 尽快分散在含有胶溶剂的介质中，形成溶胶。
例如： Fe(OH)3（新鲜沉淀） 加 F eC l3
B.气-液溶胶 如雾，云
憎液溶胶的特性
（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
具有纳米级的粒子是由许多离子或分子聚结而成，结构 复杂，有的保持了该难溶盐的原有晶体结构，而且粒子大小 不一，与介质之间有明显的相界面，比表面很大。
2.高分子溶液 半径落在胶体粒子范围内的高分子溶解在
合适的溶剂中，一旦将溶剂蒸发，高分子化合 物凝聚，再加入溶剂，又可形成溶胶，分散相 与分散介质同相，亲液溶胶是热力学上稳定、 可逆的系统。
3.缔合胶体（有时也称为胶体电解质）
分散相是由表面活性剂缔合而成的胶束。通 常以水作为分散介质，胶束中表面活性剂的亲 油基团向里，亲水基团向外，分散相与分散介 质之间有很好的亲和性，因此也是一类均相的 热力学稳定系统。
（3）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
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ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
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 系统，不属于胶体范围.
A.气-固溶胶 如烟，含尘的空气
4.电弧法
2.凝聚法
（1）化学凝聚法 通过各种化学反应使生成物呈过饱和状态，使
初生成的难溶物微粒结合成胶粒，在少量稳定剂存 在下形成溶胶，这种稳定剂一般是某一过量的反应 物。例如： A.复分解反应制硫化砷溶胶
2H3AsO3（稀）+ 3H2S →As2S3（溶胶）+6H2O B.水解反应制氢氧化铁溶胶 FeCl3 （稀）+3H2O （热）→ Fe(OH)3 （溶胶）+3HCl
第十二章 胶体化学
（1）按分散相粒子的大小分类
1.分子分散系统 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 。通常把这种系统称为真溶液，如CuSO4溶液。 2.胶体分散系统
分散相粒子的半径在1 nm~100 nm之间的系统。目 测是均匀的，但实际是多相不均匀系统。也有的将1 nm ~ 1000 nm之间的粒子归入胶体范畴。 3.粗分散系统
E.离子反应制氯化银溶胶 AgNO3（稀）+ KCl（稀） → AgCl (溶胶） +KNO3
（2）物理凝聚法 A. 过饱和法 利用物质在不同溶剂中溶解度的显著差别来制 备溶胶，而且两种溶剂要能完全互溶。
Fe(OH)3 (溶胶）
AgCl (新鲜沉淀） 加AgNO3或KCl AgCl(溶胶）
（3）超声分散法
这种方法目前只用来制备乳状液。
如图所示，将分散相和分散 介质两种不混溶的液体放在样品 管4中。样品管固定在变压器油 浴中。
在两个电极上通入高频电 流，使电极中间的石英片发生 机械振荡，使管中的两个液相 均匀地混合成乳状液。
胶体磨的形式很多，其分散能力因构造和 转速的不同而不同。
盘式胶体磨
转速约每分钟1万∼2万转。
A为空心转轴，与C盘相连， 向一个方向旋转，B盘向另一方 向旋转。
分散相、分散介质和稳定剂 从空心轴A处加入，从C盘与B盘的 狭缝中飞出，用两盘之间的应切 力将固体粉碎，可得1000 nm左右 的粒子。
（2）胶溶法
当分散相粒子大于1000 nm,目测是混浊不均匀系 统，放置后会沉淀或分层，如黄河水。
（2）按胶体溶液的稳定性分类
1.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，分 散相与分散介质不同相，是热力学上的不稳定系统。 一旦将介质蒸发掉，再加入介质就无法再形成 溶胶，是 一个不可逆系统，如氢氧化铁溶胶、碘 化银溶胶等。 这是胶体分散系统中主要研究的内容。
超声分散法
（4）电弧法
电弧法主要用于制备金、 银、铂等金属溶胶。制备过程 包括先分散后凝聚两个过程。
将金属做成两个电极，浸在 水中，盛水的盘子放在冷浴中。 在水中加入少量NaOH 作为稳定 剂。
制备时在两电极上施加 100V 左右的直流电，调节电 极之间的距离，使之发生电火花，这时表面金属蒸发， 是分散过程，接着金属蒸气立即被水冷却而凝聚为胶粒。
C.氧化还原反应制备硫溶胶 2H2S(稀）+ SO2(g) → 2H2O +3S (溶胶） Na2S2O3 +2HCl → 2NaCl +H2O +SO2 +S (溶胶）
D.还原反应制金溶胶 2HAuCl4(稀）+ 3HCHO +11KOH
2Au(溶胶）+3HCOOK + 8KCl + 8H2O
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。
通常所制备的溶胶中粒子的大小不是均一 的，是一个多级分散系统。
1 分散法
（1）研磨法 用机械粉碎的方法将固体磨细。 这种方法适用于脆而易碎的物质，对于柔
韧性的物质必须先硬化后再粉碎。例如，将废 轮胎粉碎，先用液氮处理，硬化后再研磨。
（3）热力学不稳定性
因为粒子小，比表面大，表面自由能高，是热力学不 稳定系统，有自发降低表面自由能的趋势，即小粒子会自 动聚结成大粒子。
§12.1 胶体系统的制备
制备溶胶必须使分散相粒子的大小落在胶体分 散系统的范围之内，并加入适当的稳定剂。制备方 法大致可分为两类：
（1）分散法 用机械、化学等方法使固体的粒子变小。
胶溶法又称解胶法，仅仅是将新鲜的凝聚胶粒重 新分散在介质中形成溶胶，并加入适当的稳定剂。
这种稳定剂又称胶溶剂。根据胶核所能吸附的离 子而选用合适的电解质作胶溶剂。
这种方法一般用在化学凝聚法制溶胶时，为了将 多余的电解质离子去掉，先将胶粒过滤，洗涤，然后 尽快分散在含有胶溶剂的介质中，形成溶胶。
例如： Fe(OH)3（新鲜沉淀） 加 F eC l3
B.气-液溶胶 如雾，云
憎液溶胶的特性
（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
具有纳米级的粒子是由许多离子或分子聚结而成，结构 复杂，有的保持了该难溶盐的原有晶体结构，而且粒子大小 不一，与介质之间有明显的相界面，比表面很大。
2.高分子溶液 半径落在胶体粒子范围内的高分子溶解在
合适的溶剂中，一旦将溶剂蒸发，高分子化合 物凝聚，再加入溶剂，又可形成溶胶，分散相 与分散介质同相，亲液溶胶是热力学上稳定、 可逆的系统。
3.缔合胶体（有时也称为胶体电解质）
分散相是由表面活性剂缔合而成的胶束。通 常以水作为分散介质，胶束中表面活性剂的亲 油基团向里，亲水基团向外，分散相与分散介 质之间有很好的亲和性，因此也是一类均相的 热力学稳定系统。
（3）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
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ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
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 系统，不属于胶体范围.
A.气-固溶胶 如烟，含尘的空气
4.电弧法
2.凝聚法
（1）化学凝聚法 通过各种化学反应使生成物呈过饱和状态，使
初生成的难溶物微粒结合成胶粒，在少量稳定剂存 在下形成溶胶，这种稳定剂一般是某一过量的反应 物。例如： A.复分解反应制硫化砷溶胶
2H3AsO3（稀）+ 3H2S →As2S3（溶胶）+6H2O B.水解反应制氢氧化铁溶胶 FeCl3 （稀）+3H2O （热）→ Fe(OH)3 （溶胶）+3HCl
第十二章 胶体化学
（1）按分散相粒子的大小分类
1.分子分散系统 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 。通常把这种系统称为真溶液，如CuSO4溶液。 2.胶体分散系统
分散相粒子的半径在1 nm~100 nm之间的系统。目 测是均匀的，但实际是多相不均匀系统。也有的将1 nm ~ 1000 nm之间的粒子归入胶体范畴。 3.粗分散系统
E.离子反应制氯化银溶胶 AgNO3（稀）+ KCl（稀） → AgCl (溶胶） +KNO3
（2）物理凝聚法 A. 过饱和法 利用物质在不同溶剂中溶解度的显著差别来制 备溶胶，而且两种溶剂要能完全互溶。
Fe(OH)3 (溶胶）
AgCl (新鲜沉淀） 加AgNO3或KCl AgCl(溶胶）
（3）超声分散法
这种方法目前只用来制备乳状液。
如图所示，将分散相和分散 介质两种不混溶的液体放在样品 管4中。样品管固定在变压器油 浴中。
在两个电极上通入高频电 流，使电极中间的石英片发生 机械振荡，使管中的两个液相 均匀地混合成乳状液。
胶体磨的形式很多，其分散能力因构造和 转速的不同而不同。
盘式胶体磨
转速约每分钟1万∼2万转。
A为空心转轴，与C盘相连， 向一个方向旋转，B盘向另一方 向旋转。
分散相、分散介质和稳定剂 从空心轴A处加入，从C盘与B盘的 狭缝中飞出，用两盘之间的应切 力将固体粉碎，可得1000 nm左右 的粒子。
（2）胶溶法
当分散相粒子大于1000 nm,目测是混浊不均匀系 统，放置后会沉淀或分层，如黄河水。
（2）按胶体溶液的稳定性分类
1.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，分 散相与分散介质不同相，是热力学上的不稳定系统。 一旦将介质蒸发掉，再加入介质就无法再形成 溶胶，是 一个不可逆系统，如氢氧化铁溶胶、碘 化银溶胶等。 这是胶体分散系统中主要研究的内容。
超声分散法
（4）电弧法
电弧法主要用于制备金、 银、铂等金属溶胶。制备过程 包括先分散后凝聚两个过程。
将金属做成两个电极，浸在 水中，盛水的盘子放在冷浴中。 在水中加入少量NaOH 作为稳定 剂。
制备时在两电极上施加 100V 左右的直流电，调节电 极之间的距离，使之发生电火花，这时表面金属蒸发， 是分散过程，接着金属蒸气立即被水冷却而凝聚为胶粒。
C.氧化还原反应制备硫溶胶 2H2S(稀）+ SO2(g) → 2H2O +3S (溶胶） Na2S2O3 +2HCl → 2NaCl +H2O +SO2 +S (溶胶）
D.还原反应制金溶胶 2HAuCl4(稀）+ 3HCHO +11KOH
2Au(溶胶）+3HCOOK + 8KCl + 8H2O