第9章-胶体化学
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100nm(10-7-10-9 m)之间的分散 体系。如金溶胶、微乳液等。
粗分散体系：粒子的线度大 于100nm的分散体系。如悬 浮液，乳浊液、泡沫等。
2
分散体系按线度大小的分类
分散体系 分子分散 胶体分散 粒子的线度 < 10-9 m 实 例
乙醇-水溶液，空气
10-7-10-9 m AgI或Fe(OH)3水溶液
30
(3) 散射光的强度很弱。 (4) 粒子易沉降析出。
(5) 在适当条件下，悬浮液能暂时相对稳定存在。
31
§ 9.7
乳状液
乳状液--两种不互溶或部分互溶的液体所形 成的粗分散体系。 如牛奶，含水石油，乳化农药等。 使乳状液破坏的过程称为破乳或去乳化作用。
32
在适当的乳化条件下，可形成O/W (水包 油型)或W/O (油包水型)乳状液。
12
布朗运动的实质：热运动，是胶体粒子的热 运动。 影响因素：胶体粒子尺寸、温度、介质粘度。
2. 扩散
扩散—存在浓度梯度时，物质粒子因热 运动而发生宏观上的定向迁移的现象。
13
3. 沉降与沉降平衡 沉降—多相分散体系中的物质粒子，因受重 力作用而下沉的过程。
因粒子受重力作用下沉时出现浓度差，必然 导致反方向的扩散作用。当扩散速率等于沉 降速率时，体系达到沉降平衡。
O/W (水包油型)
ห้องสมุดไป่ตู้
W/O (油包水型)
33
§ 9.8
泡
沫
表面活性剂 的起泡作用
泡沫浮选
34
§ 9.9
1. 气溶胶
气溶胶
固体或液体分散在气体中所形成的胶 体体系称为气溶胶。 如烟、雾、含粉尘的空气等。
35
2. 粉尘分类 (1) 尘埃：粒子直径10~100m，颗粒较大， 在静止的空气中呈加速沉降的粒子。 (2) 尘雾：粒子直径0.25~10m，在静止的 空气中呈等速沉降的尘粒。 (3) 尘云：粒子直径0.1m以下，颗粒很小， 在静止的空气中不能下沉，而是处于无规 则布朗运动状态的浮尘。
38
高分子溶液
相 同 点 不 同 点
线度为10-9~10-7m
溶 胶
线度为10-9~10-7m
扩散慢
不能通过半透膜 真溶液，热力学稳定体系 稳定原因是溶剂化
扩散慢
不能通过半透膜 热力学不稳定体系 稳定原因是粒子带电
均相体系，丁达尔效应弱 多相体系，丁达尔效应强
对电解质稳定性大
粘度大
少量电解质能使粒子聚沉
粘度小(近纯溶剂)
39
使溶胶发生明显的聚沉所需电解质的最 小浓度—电解质的聚沉值。 聚沉值的倒数—聚沉能力。
28
4. 舒尔采-哈迪规则 (1) 聚沉能力与电解质中反离子价数的六次方成正 比。离子价数越高，聚沉能力越大, 聚沉值越小。
(2) 感胶离子序。对带有相同电荷的离子，聚 沉能力大小为：
H Cs Rb NH4 K Na Li
（介质移动产生电势差）
比较：电渗--在外电场作 用下，胶体粒子不动而 分散介质作定向移动。
（电势差驱动介质移动）
17
4. 沉降电势
沉降电势—胶体粒 子在外力场(重力)作用 下，在分散介质中定向 移动而产生的电势差。
(胶粒移动产生电势差)
比较：电泳—在外电场作 用下，胶体粒子在分散介 质中定向移动的现象。
（2）多相；
（3）热力学不稳定。
5
§ 9.1
胶体体系的制备
凝聚法 分子分
粗分散 分散法 胶体 体系 体系
1. 分散法 (1) 胶体磨 (2) 气流粉碎机(喷射磨) (3) 电孤法
散体系
6
2. 凝聚法 (1)物理凝聚法：如蒸气凝聚法、过饱和法等。 (2) 化学凝聚法 如Fe(OH)3胶体制备：
FeCl3 3H 2O Fe(OH)3 3HCl
粗分散体系
> 10-7 m
牛奶，豆浆
3
分散体系按聚集状态分类
分散介质 分散相
液 气 液 固 气 液 固 液 固
名
称
实
例
泡沫 乳状液 液溶胶悬浮液 固溶胶
肥皂泡沫 含水原油 泥浆、油墨 浮石、泡沫玻璃 珍珠 某些合金、染色塑料 雾、油烟 粉尘、烟
4
固
气
气溶胶
3. 胶体分散体系的主要特点 主要特点： （1）高度分散；
9
§ 9.2
丁达尔效应
胶体体系的光学性质
将一束光投射到胶体体系上，在与入射 光垂直的方向上可观察到一个发光的光柱(光 锥)，这种现象称为丁达尔效应。
光
散射光
透射光
10
丁达尔现象实 质是光的散射。 丁达尔现象 又称乳光现象。
11
§ 9.3
1. 布朗运动
胶体体系的动力性质
胶粒在其它质点的作用下作无规则运 动—布朗运动。
（电势差驱动介质移动）
18
5. 扩散双电层理论简介 带电质点在固体表面因静电作用和热运动而 产生扩散双电层。
19
ζ 电势的意义-大表示胶粒电荷多、滑动面位置、符号
紧密层
20
6. 溶胶的胶团结构
(1) 胶核与胶团 胶核—由分子、原子或离子形成的固态微粒。 * 胶核自身带电 * 胶核吸附溶液中的某种离子而带电。
(2) 极化程度大、易变形的离子优先被吸附。
26
§ 9.5
溶胶的稳定与聚沉
1. 溶胶的经典稳定理论— DLVO理论
憎液溶胶三个重要的稳定因素： 分散相粒子的带电、溶剂化作用及布朗运动
27
2.溶胶聚沉
聚沉：憎液溶胶中的分散相微粒相互聚 集、颗粒变大，进而发生沉淀的现象。 3. 电解质的聚沉作用 因胶粒带电，所以可用电解质中与胶粒 电性相反的离子与胶粒作用，使胶粒荷电数 下降，而发生聚沉。
21
如AgNO3溶液 KI溶液中 gNO AgI 溶液中过剩 A Ag+吸附在AgI表面 [AgI]m nAg+ 带正电的胶核
滴加
3
带电的胶核与介质中反离子NO3-： （1）静电作用； （2）范德华力； （3）其它形式的吸引力 {[AgI]mnAg+(n-x) NO3-}x+ xNO322
36
3. 粉尘性质 (1) 润湿性。新粉尘具有很强的吸附能力。 (2) 粉尘沉降速度 等速沉降的尘粒，沉降速度为：
2r
2
9
( 0 ) g
(3) 荷电性 (4) 爆炸性 (5) 凝聚性 (6) 气溶胶的光学性质
4. 气体除尘技术
37
§ 9.7
高分子化合物溶液
高分子溶液与溶胶的比较： 高分子化合物：摩尔质量M >1~104 kgmol-1 的大分子化合物。
沸水，搅拌
通常FeCl3过量，可形成带正电荷的胶体粒子。
7
如As2S3胶体制备：
As 2O3 3H 2O 2H3AsO 3 2H3AsO 3 As 2S3 6H 2O
通入H 2S 饱和溶液
HS-为稳定剂(H2S过量)，胶粒带负电。
8
3. 溶胶的净化
除去过多的电解质，使胶体稳定、不聚沉。 不能除去全部电解质，否则胶体会聚沉。 溶胶的净化的常用方法：渗析法。 渗析法：利用胶体粒子不能透过半透膜 的特点，分离出溶胶中多余的电解质或其它 杂质---溶剂动。 半透膜：羊皮纸、动物的膀胱膜、火棉 胶半透膜（实验室）。
14
§ 9.4
1. 电泳
胶体体系的电学性质
电泳—在外电场 作用下，胶体粒子在 分散介质中定向移动 的现象。
15
2. 电渗 电渗--在外电场作用下，胶体粒子 不动而分散介质作定向移动的现象。 比较： 电泳—在外电场作用下，胶体粒 子在分散介质中定向移动的现象。
16
3. 流动电势
流动电势—在外力 作用下，胶体粒子不动 而分散介质作定向移动 时而产生的电势差。
3
F Cl Br NO I SCN OH
29
§ 9.6
1. 悬浮液
悬 浮 液
将不溶性固体粒子分散在液体中所形成 的粗分散系统称悬浮液或悬浮体。 2. 悬浮液性质 (1) 分散相线度大于1000 nm(1μm)。
(2) 布朗运动、扩散及渗透现象不明显。
第九章
§ 9.0
1. 胶体
胶体化学
绪 言
胶体：粒子的线度在1-100nm(10-7-10-9m) 之间的分散体系。 分散体系：将一种或几种物质分散在另 一种物质中所构成的体系。
1
2. 分散体系分类 溶液(真溶液)：原子、分子
或离子均匀分散在另一均相物 质中所形成的体系。
胶体体系：粒子的线度在1分散体系
可滑 动面 胶粒
{[AgI]mnAg+(n-x) NO3-}x+ xNO3胶核 胶团
23
若AgNO3溶液+KI溶液(过量) ，则胶团结构为：
带负电的胶核
{[AgI]mnI-(n-x) K+}x- xK
+
24
胶核
胶粒
胶团
25
9. 吸附原则 (1) 与组成胶核具有相同性质的离子优先被吸附。 * 如AgNO3溶液(过量)+KI溶液，胶团结构为： {[AgI]mnAg+(n-x) NO3-}x+ xNO3此时胶粒带正电荷。 * AgNO3溶液+KI溶液(过量) ，胶团结构为 {[AgI]mnI-(n-x) K+}x- xK+ 此时胶粒带负电荷。
粗分散体系：粒子的线度大 于100nm的分散体系。如悬 浮液，乳浊液、泡沫等。
2
分散体系按线度大小的分类
分散体系 分子分散 胶体分散 粒子的线度 < 10-9 m 实 例
乙醇-水溶液，空气
10-7-10-9 m AgI或Fe(OH)3水溶液
30
(3) 散射光的强度很弱。 (4) 粒子易沉降析出。
(5) 在适当条件下，悬浮液能暂时相对稳定存在。
31
§ 9.7
乳状液
乳状液--两种不互溶或部分互溶的液体所形 成的粗分散体系。 如牛奶，含水石油，乳化农药等。 使乳状液破坏的过程称为破乳或去乳化作用。
32
在适当的乳化条件下，可形成O/W (水包 油型)或W/O (油包水型)乳状液。
12
布朗运动的实质：热运动，是胶体粒子的热 运动。 影响因素：胶体粒子尺寸、温度、介质粘度。
2. 扩散
扩散—存在浓度梯度时，物质粒子因热 运动而发生宏观上的定向迁移的现象。
13
3. 沉降与沉降平衡 沉降—多相分散体系中的物质粒子，因受重 力作用而下沉的过程。
因粒子受重力作用下沉时出现浓度差，必然 导致反方向的扩散作用。当扩散速率等于沉 降速率时，体系达到沉降平衡。
O/W (水包油型)
ห้องสมุดไป่ตู้
W/O (油包水型)
33
§ 9.8
泡
沫
表面活性剂 的起泡作用
泡沫浮选
34
§ 9.9
1. 气溶胶
气溶胶
固体或液体分散在气体中所形成的胶 体体系称为气溶胶。 如烟、雾、含粉尘的空气等。
35
2. 粉尘分类 (1) 尘埃：粒子直径10~100m，颗粒较大， 在静止的空气中呈加速沉降的粒子。 (2) 尘雾：粒子直径0.25~10m，在静止的 空气中呈等速沉降的尘粒。 (3) 尘云：粒子直径0.1m以下，颗粒很小， 在静止的空气中不能下沉，而是处于无规 则布朗运动状态的浮尘。
38
高分子溶液
相 同 点 不 同 点
线度为10-9~10-7m
溶 胶
线度为10-9~10-7m
扩散慢
不能通过半透膜 真溶液，热力学稳定体系 稳定原因是溶剂化
扩散慢
不能通过半透膜 热力学不稳定体系 稳定原因是粒子带电
均相体系，丁达尔效应弱 多相体系，丁达尔效应强
对电解质稳定性大
粘度大
少量电解质能使粒子聚沉
粘度小(近纯溶剂)
39
使溶胶发生明显的聚沉所需电解质的最 小浓度—电解质的聚沉值。 聚沉值的倒数—聚沉能力。
28
4. 舒尔采-哈迪规则 (1) 聚沉能力与电解质中反离子价数的六次方成正 比。离子价数越高，聚沉能力越大, 聚沉值越小。
(2) 感胶离子序。对带有相同电荷的离子，聚 沉能力大小为：
H Cs Rb NH4 K Na Li
（介质移动产生电势差）
比较：电渗--在外电场作 用下，胶体粒子不动而 分散介质作定向移动。
（电势差驱动介质移动）
17
4. 沉降电势
沉降电势—胶体粒 子在外力场(重力)作用 下，在分散介质中定向 移动而产生的电势差。
(胶粒移动产生电势差)
比较：电泳—在外电场作 用下，胶体粒子在分散介 质中定向移动的现象。
（2）多相；
（3）热力学不稳定。
5
§ 9.1
胶体体系的制备
凝聚法 分子分
粗分散 分散法 胶体 体系 体系
1. 分散法 (1) 胶体磨 (2) 气流粉碎机(喷射磨) (3) 电孤法
散体系
6
2. 凝聚法 (1)物理凝聚法：如蒸气凝聚法、过饱和法等。 (2) 化学凝聚法 如Fe(OH)3胶体制备：
FeCl3 3H 2O Fe(OH)3 3HCl
粗分散体系
> 10-7 m
牛奶，豆浆
3
分散体系按聚集状态分类
分散介质 分散相
液 气 液 固 气 液 固 液 固
名
称
实
例
泡沫 乳状液 液溶胶悬浮液 固溶胶
肥皂泡沫 含水原油 泥浆、油墨 浮石、泡沫玻璃 珍珠 某些合金、染色塑料 雾、油烟 粉尘、烟
4
固
气
气溶胶
3. 胶体分散体系的主要特点 主要特点： （1）高度分散；
9
§ 9.2
丁达尔效应
胶体体系的光学性质
将一束光投射到胶体体系上，在与入射 光垂直的方向上可观察到一个发光的光柱(光 锥)，这种现象称为丁达尔效应。
光
散射光
透射光
10
丁达尔现象实 质是光的散射。 丁达尔现象 又称乳光现象。
11
§ 9.3
1. 布朗运动
胶体体系的动力性质
胶粒在其它质点的作用下作无规则运 动—布朗运动。
（电势差驱动介质移动）
18
5. 扩散双电层理论简介 带电质点在固体表面因静电作用和热运动而 产生扩散双电层。
19
ζ 电势的意义-大表示胶粒电荷多、滑动面位置、符号
紧密层
20
6. 溶胶的胶团结构
(1) 胶核与胶团 胶核—由分子、原子或离子形成的固态微粒。 * 胶核自身带电 * 胶核吸附溶液中的某种离子而带电。
(2) 极化程度大、易变形的离子优先被吸附。
26
§ 9.5
溶胶的稳定与聚沉
1. 溶胶的经典稳定理论— DLVO理论
憎液溶胶三个重要的稳定因素： 分散相粒子的带电、溶剂化作用及布朗运动
27
2.溶胶聚沉
聚沉：憎液溶胶中的分散相微粒相互聚 集、颗粒变大，进而发生沉淀的现象。 3. 电解质的聚沉作用 因胶粒带电，所以可用电解质中与胶粒 电性相反的离子与胶粒作用，使胶粒荷电数 下降，而发生聚沉。
21
如AgNO3溶液 KI溶液中 gNO AgI 溶液中过剩 A Ag+吸附在AgI表面 [AgI]m nAg+ 带正电的胶核
滴加
3
带电的胶核与介质中反离子NO3-： （1）静电作用； （2）范德华力； （3）其它形式的吸引力 {[AgI]mnAg+(n-x) NO3-}x+ xNO322
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3. 粉尘性质 (1) 润湿性。新粉尘具有很强的吸附能力。 (2) 粉尘沉降速度 等速沉降的尘粒，沉降速度为：
2r
2
9
( 0 ) g
(3) 荷电性 (4) 爆炸性 (5) 凝聚性 (6) 气溶胶的光学性质
4. 气体除尘技术
37
§ 9.7
高分子化合物溶液
高分子溶液与溶胶的比较： 高分子化合物：摩尔质量M >1~104 kgmol-1 的大分子化合物。
沸水，搅拌
通常FeCl3过量，可形成带正电荷的胶体粒子。
7
如As2S3胶体制备：
As 2O3 3H 2O 2H3AsO 3 2H3AsO 3 As 2S3 6H 2O
通入H 2S 饱和溶液
HS-为稳定剂(H2S过量)，胶粒带负电。
8
3. 溶胶的净化
除去过多的电解质，使胶体稳定、不聚沉。 不能除去全部电解质，否则胶体会聚沉。 溶胶的净化的常用方法：渗析法。 渗析法：利用胶体粒子不能透过半透膜 的特点，分离出溶胶中多余的电解质或其它 杂质---溶剂动。 半透膜：羊皮纸、动物的膀胱膜、火棉 胶半透膜（实验室）。
14
§ 9.4
1. 电泳
胶体体系的电学性质
电泳—在外电场 作用下，胶体粒子在 分散介质中定向移动 的现象。
15
2. 电渗 电渗--在外电场作用下，胶体粒子 不动而分散介质作定向移动的现象。 比较： 电泳—在外电场作用下，胶体粒 子在分散介质中定向移动的现象。
16
3. 流动电势
流动电势—在外力 作用下，胶体粒子不动 而分散介质作定向移动 时而产生的电势差。
3
F Cl Br NO I SCN OH
29
§ 9.6
1. 悬浮液
悬 浮 液
将不溶性固体粒子分散在液体中所形成 的粗分散系统称悬浮液或悬浮体。 2. 悬浮液性质 (1) 分散相线度大于1000 nm(1μm)。
(2) 布朗运动、扩散及渗透现象不明显。
第九章
§ 9.0
1. 胶体
胶体化学
绪 言
胶体：粒子的线度在1-100nm(10-7-10-9m) 之间的分散体系。 分散体系：将一种或几种物质分散在另 一种物质中所构成的体系。
1
2. 分散体系分类 溶液(真溶液)：原子、分子
或离子均匀分散在另一均相物 质中所形成的体系。
胶体体系：粒子的线度在1分散体系
可滑 动面 胶粒
{[AgI]mnAg+(n-x) NO3-}x+ xNO3胶核 胶团
23
若AgNO3溶液+KI溶液(过量) ，则胶团结构为：
带负电的胶核
{[AgI]mnI-(n-x) K+}x- xK
+
24
胶核
胶粒
胶团
25
9. 吸附原则 (1) 与组成胶核具有相同性质的离子优先被吸附。 * 如AgNO3溶液(过量)+KI溶液，胶团结构为： {[AgI]mnAg+(n-x) NO3-}x+ xNO3此时胶粒带正电荷。 * AgNO3溶液+KI溶液(过量) ，胶团结构为 {[AgI]mnI-(n-x) K+}x- xK+ 此时胶粒带负电荷。